外源褪黑素對干旱脅迫下牡丹幼苗生理特性的影響

范海霞 趙颯 辛國奇 李靜

（1. 許昌職業技術學院，許昌 461000；2. 許昌市林業科學研究所，許昌 461000）

干旱脅迫是限制植物正常生長發育，造成作物產量和品質降低的重要環境因素之一［1］。伴隨著全球氣候變化，未來世界范圍內干旱發生的頻次和強度均會增加，干旱及半干旱地區作物生長受到的威脅日趨嚴重［2］。因此，如何應對水資源短缺造成的植物生長受限，逐漸成為植物研究領域熱點。研究表明，干旱脅迫導致植物根系細胞對水分的吸收受阻，影響植物細胞內生理和生化反應正常進行，造成植物生長矮小、干物質積累量降低等后果［3］。此外，干旱脅迫下植物葉片光合色素發生降解、氣孔關閉、光化學活性受到抑制等，致使葉片光合作用進程受到影響［4］。干旱脅迫下植物細胞內活性氧（Reactive oxygen species，ROS）等高反應活性的自由基過度積累，通過氧化蛋白質、脂質等途徑破壞細胞膜穩定性，同時植物依賴一套以超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）、過氧化氫酶（Catalase，CAT）、抗壞血酸過氧化物酶（Ascorbate peroxidase，APX）等酶為代表的抗氧化酶系統協調緩解其過氧化傷害［5-6］。干旱脅迫下，植物自身還可以通過改變其新陳代謝過程，提高并積累脯氨酸、可溶性蛋白等滲透調節物質以促進植物細胞對水分的攝取能力，從而應對干旱脅迫影響［7］。

研究表明，外源物質尤其是植物生長調節劑的應用是提高作物抗旱性的有效途徑［8］。褪黑激素（Melatonine，MT），又名N-乙酰基-5-甲氧基色胺，是一種重要的外源性植物生長調節劑，在植物種子生根發芽、促進營養和生殖生長等關鍵生長發育過程中發揮重要作用［9-10］。眾多研究表明，褪黑素能夠提高植物對鹽堿、干旱、重金屬、高溫、紫外線輻射等多種脅迫的抵抗能力［11-14］。研究發現，MT可作為一種抗氧化劑，增強逆境脅迫下植物抗氧化防御系統并降低脂質過氧化和過氧化氫（Hydrogen peroxide，H2O2）水平，從而提高植物的抗逆性［15］。Dong等［16］研究發現，外源褪黑素處理能夠有效延緩干旱脅迫造成的奇異果葉片衰老。史中飛等［17］研究了外源褪黑素對油菜幼苗抗寒性的影響，結果表明，施用外源褪黑素能顯著增強抗氧化酶系統活性、降低脂質過氧化水平從而增強油菜幼苗對低溫的適應性。也有研究指出，相對于未經外源褪黑素處理的植物而言，經外源褪黑素處理后植物糖代謝和光合作用速率得到大幅提高，從而有效提高了逆境脅迫下植物生長速率［18］。此外，在對辣椒［19］、向日葵［20］、小麥［21］、煙草［22］等方面的研究也表明外源褪黑素能有效緩解干旱脅迫對植物生長的抑制作用。

牡丹（Paeonia suffruticosaAndr.）屬芍藥科芍藥屬牡丹組，是我國的傳統名花，素有“花王”之稱［23］。牡丹因其花大色艷，在園林綠化、觀賞花卉等領域有重要價值。在國內，牡丹種植主要分布在干旱及半干旱地區，而相對缺水的環境致使牡丹生長發育受到限制，其觀賞價值也大打折扣［24］。褪黑素在提高植物抗旱性方面發揮著重要作用，但關于褪黑素在牡丹上應用的研究鮮有報道，褪黑素能否提高牡丹抗旱性及作用機制尚不清楚，關于褪黑素施用濃度的具體效應亦不明確。

本研究以牡丹品種鳳丹（Paeonia ostiiFengdan）幼苗為試材，采用營養液水培法研究外源褪黑素對干旱脅迫下牡丹幼苗生長及生理特性的影響，探討褪黑素提高牡丹幼苗耐旱性的機制，以期為牡丹栽培種植及推廣應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗用牡丹品種為鳳丹（P.ostiiFengdan）一年生幼苗，種子由洛陽國際牡丹園提供。褪黑素購自購自Sigma公司，以PEG-6000（購自國藥集團化學試劑有限公司）模擬干旱脅迫環境。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計 試驗于2018年8月在許昌職業技術學院內進行。挑選優質飽滿種子，采用直接沙藏促牡丹種子生根發芽。后移植于營養缽中培育，栽培基質為泥炭∶蛭石∶河砂=3∶1∶1（V∶V∶V）。幼苗于溫室常規栽培管理至復葉第三葉成熟，移栽至人工氣候培養箱（RXZ-380B，寧波江南）用全Hoagland營養液水培培養，培養條件設置為晝（14h/25℃）、夜（10 h/20℃），光照強度3 000 lx，60%相對濕度。還苗5 d后選取長勢一致的健康植株開始試驗處理。

在預試驗的基礎上，采用隨機試驗設計，以混合0.1 kg/L的PEG-6000的全Hoagland營養液模擬干旱脅迫，共設置5個處理：（1）CK：0 kg/L PEG+0 μmol/L MT ；（2）D ：0.1 kg/L PEG+0 μmol/L MT ；（3）MT1：0.1 kg/L PEG+50 μmol/L MT ；（4）MT2：0.1 kg/L PEG+100 μmol/L MT ；（5）MT3 ：0.1 kg/L PEG+200 μmol/L MT。每個處理重復5次，每個重復10株。還苗5 d結束后開始噴施不同濃度外源MT，對照以蒸餾水代替，連續預處理3 d。隨后將幼苗置于不同干旱脅迫處理營養液中，干旱處理5 d后進行各項指標測定。

1.2.2 測定指標和方法

1.2.2.1 生長指標 幼苗用蒸餾水沖洗干凈后，將莖葉和根系分開，置于105℃蒸30 min，后在80℃潔凈烘箱烘干至恒重，使用精密天平稱量其干物質量。

1.2.2.2 葉片光合色素含量 參照王學奎等［25］方法，采用95%乙醇提取測定葉片葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量。使用分光光度計在波長665、649和470 nm下測定吸光度。

1.2.2.3 葉片光合及熒光參數 使用便攜式光合測定系統（LI-6400XT，美國LI-COR）測定葉片凈光合速率（Photosynthetic，Pn）、氣孔導度（Stomatal conductance，Gs）、 蒸 騰 速 率（Transpiration rate，Tr）和胞間CO2濃度（Intercellular CO2concentration，Ci）等光合作用參數，測定光照強度為1 200 μmol/m2·s，CO2濃度為 390 μmol/mol。使用便攜式熒光測定儀（PAM-2100，德國Walz）測定葉綠素熒光參數，包括暗適應葉片PSⅡ最大光化學效率（Fv/Fm）、PSⅡ實際光能轉換效率（Fv'/Fm'）、PSⅡ潛在活性（Fv/Fo）、實際PSⅡ光化學效率（ΦPSⅡ）、葉綠素熒光光化學猝滅系數（qP）及非光化學猝滅系數（qN）。

1.2.2.4 葉片生理指標 參照李合生等［26］方法，采用硫代巴比妥酸法（Thiobarbituric acid，TBA）測定丙二醛（Malondialdehyde，MDA）含量；參照林植芳等［27］方法，測定葉片H2O2含量；參照楊璐等［28］方法，采用羥胺氧化法測定葉片O2-含量；參照Nayyar等［29］方法，測定葉片膜質傷害指數（Membrane injure index，MII），計算公式為MII（%）=（EC1/EC2）×100，其中 EC1為 25℃2500，EC2為100℃1000。

參照王學奎等［25］方法，采用氮藍四唑還原法測定SOD活性；采用紫外吸收法測定CAT活性；APX及谷胱甘肽還原酶（Glutathione reductase，GR）活性測定參照 Constán-Aguilar等［30］方法測定 ；參照李合生等［26］方法，可溶性蛋白的含量采用考馬斯亮藍G-250染色法進行測定；可溶性總糖的含量采用蒽酮比色法進行測定；脯氨酸的含量采用酸性茚三酮法進行測定。

1.2.3 數據處理和分析 采用Excel 2010和SPSS 21.0軟件進行數據統計分析，采用Origin 9.0進行分析繪圖，每處理重復5次，對平均數用Duncan新復極差法進行多重比較。

2 結果

2.1 外源MT對干旱脅迫下牡丹幼苗植株生長的影響

如圖1所示，與對照相比，干旱脅迫處理條件下，牡丹幼苗莖葉、根系和總干重均顯著降低，降幅分別達42.19%、28.50%和41.01%，說明干旱脅迫限制了牡丹幼苗的生長。不同濃度外源MT處理后牡丹幼苗植株干物質量較干旱脅迫處理均有明顯改善，其中100 μmol/L MT處理下牡丹幼苗植株干物質量增幅最大，莖葉、根系和總干重相對于干旱脅迫處理分別顯著提高了67.59%、40.00%和64.75%，與對照相比，干物質量指標雖有一定降低，但差異并不顯著。50和200 μmol/L MT處理下牡丹幼苗植株干物質量較干旱脅迫處理雖有顯著提高，但根系和總干重兩指標均顯著低于100 μmol/L MT處理。可見，外源MT處理能有效緩解干旱脅迫對牡丹幼苗生長的抑制，但外源MT的緩解作用存在濃度差異，以100 μmol/L MT處理效果最好。

2.2 外源MT對干旱脅迫下牡丹幼苗葉片光合作用的影響

2.2.1 外源MT對干旱脅迫下牡丹幼苗葉片光合色素含量的影響 如表1所示，干旱脅迫下牡丹幼苗葉片葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a+b及類胡蘿卜素等光合色素含量較對照處理均有不同程度降低，各指標降幅分別達42.68%、48.48%、44.39%和40.91%，且兩處理間不同指標差異均顯著。經不同濃度外源MT處理，除類胡蘿卜素含量指標外，牡丹幼苗葉片光合色素含量較干旱脅迫處理均有顯著提高，其中葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a+b及類胡蘿卜素等指標增長范圍分別在5.56%-21.11%、8.82%-23.53%、6.45%-21.77% 和 7.69%-23.08%。不同濃度外源MT處理之間，以100 μmol/L MT處理下牡丹幼苗光合色素含量較干旱脅迫處理增幅最大，但仍顯著低于對照處理。100和200 μmol/L MT處理下牡丹幼苗光合色素含量均顯著高于50 μmol/L MT處理，而且200 μmol/L MT處理下各光合色素含量指標雖略低于100 μmol/L MT處理，但兩處理間差異并不顯著。綜上所述，干旱脅迫導致牡丹幼苗葉片光合色素含量降低，而不同濃度外源MT處理有效提高了干旱脅迫下牡丹幼苗葉片光合色素含量，且100和200 μmol/L MT處理對干旱脅迫下牡丹幼苗葉片光合色素含量的提高作用較好。

圖1 外源MT對干旱脅迫下牡丹幼苗植株生長的影響

表1 外源MT對干旱脅迫下牡丹幼苗光合色素含量的影響

2.2.2 外源MT對干旱脅迫下牡丹幼苗葉片光合參數的影響 如圖2所示，與對照相比，干旱脅迫下牡丹幼苗葉片凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）及氣孔導度（Gs）分別顯著降低了58.08%、66.67%和75.01%，而胞間CO2濃度（Ci）則顯著提高了17.03%，說明干旱脅迫造成牡丹幼苗葉片光合作用過程受到抑制。經不同濃度外源MT處理，不同程度改善了干旱脅迫下牡丹幼苗葉片光合參數指標，具體表現為有效提高了凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）及氣孔導度（Gs）參數，而相對降低了干旱脅迫下牡丹幼苗葉片胞間CO2濃度（Ci）。其中，100 μmol/L MT處理下牡丹幼苗葉片凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）及氣孔導度（Gs）較干旱脅迫處理增幅最為明顯，分別達117.08%、135.87%和180.01%，胞間CO2濃度（Ci）亦顯著降低了15.50%。繼續提高外源MT施用濃度，對干旱脅迫下牡丹幼苗光合作用的改善能力有所降低，表現為200 μmol/L MT處理下牡丹幼苗葉片凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）及氣孔導度（Gs）雖顯著高于干旱脅迫處理，但此三項指標相對于100 μmol/L MT處理分別顯著降低了5.08%、17.97%和14.29%，而胞間CO2濃度（Ci）在兩處理間差異并不顯著。綜合來看，外源MT處理能夠有效緩解干旱脅迫對牡丹幼苗葉片光合作用的抑制影響。在不同處理濃度上，以100 μmol/L MT處理改善葉片光合作用效果最為顯著，增加濃度會降低其緩解效果。

2.2.3 外源MT對干旱脅迫下牡丹幼苗葉片熒光參數的影響 如圖3所示，與對照相比，干旱脅迫下牡丹幼苗暗適應葉片PSⅡ最大光化學效率（Fv/Fm）、PSⅡ實際光能轉換效率（Fv'/Fm'）、PSⅡ潛在活性（Fv/Fo）、實際PSⅡ光化學效率（ΦPSⅡ）及葉綠素熒光光化學猝滅系數（qP）均顯著降低，降幅分別達10.84%、28.38%、32.34%、63.33%和40.45%，而非光化學猝滅系數（qN）則顯著提高了24.07%，說明干旱脅迫對牡丹幼苗PSⅡ功能產生影響，其功能受到抑制。經不同濃度外源MT處理后牡丹幼苗葉片光抑制程度有不同程度降低，具體表現為相對干旱脅迫處理暗適應葉片PSⅡ最大光化學效率（Fv/Fm）提高了4.05%-9.46%、PSⅡ實際光能轉換效率（Fv'/Fm'）提高了11.32%-30.19%、PSⅡ潛在活性（Fv/Fo）提高了13.27%-31.86%、實際PSⅡ光化學效率（ΦPSⅡ）提高了54.55%-140.91%、葉綠素熒光光化學猝滅系數（qP）提高了28.30%-64.15%，而非光化學猝滅系數（qN）的降低了4.48%-13.43%，且各處理間差異均顯著。在不同濃度外源MT處理之間，在緩解干旱脅迫對牡丹幼苗葉片光抑制效果上表現出 100 μmol/L MT 處理 >200 μmol/L MT 處理>50 μmol/L MT處理的整體趨勢，說明外源MT對干旱脅迫下牡丹幼苗葉片光抑制的緩解效應亦存在濃度差異，以100 μmol/L MT處理表現最好。

圖2 外源MT對干旱脅迫下牡丹幼苗葉片光合參數的影響

2.3 外源MT對干旱脅迫下牡丹幼苗葉片生理特性的影響

2.3.1 外源MT對干旱脅迫下牡丹幼苗葉片膜質的影響 由圖4可知，干旱脅迫下牡丹幼苗葉片MDA含量、O2

-含量、H2O2含量及膜質傷害指數較對照處理分別顯著提高了73.63%、63.64%、123.68%和168.75%，說明干旱脅迫處理下牡丹幼苗葉片細胞膜質受到嚴重傷害。經不同濃度外源MT處理，不同程度地緩解了干旱脅迫對牡丹幼苗葉片細胞膜質的影響，其中MDA含量顯著降低了17.88%-30.54%、O2-含量顯著降低了7.94%-23.02%、H2O2含量顯著降低了19.21%-38.41%、膜質傷害指數顯著降低了15.73%-57.94%。不同濃度外源MT處理之間，以100 μmol/L MT處理下牡丹幼苗葉片膜質各項指標最低，尤其是H2O2含量和膜質傷害指數均顯著低于50 μmol/L MT處理和200 μmol/L MT處理，說明外源MT能有效控制干旱脅迫對牡丹幼苗葉片細胞膜質的破壞，且100 μmol/L MT處理效果優于其他處理。

圖3 外源MT對干旱脅迫下牡丹幼苗葉片熒光參數的影響

2.3.2 外源MT對干旱脅迫下牡丹幼苗葉片抗氧化酶的影響 由圖5可知，與對照相比，干旱脅迫及不同外源MT處理下牡丹幼苗葉片不同抗氧化酶活性有不同變化。干旱脅迫處理下牡丹幼苗葉片超氧化物歧化酶、抗壞血酸過氧化物酶及谷胱甘肽還原酶較對照處理有所升高，其中抗壞血酸過氧化物酶及谷胱甘肽還原酶較對照處理分別顯著提高了15.40%和123.39%，而過氧化氫酶較對照處理則顯著降低了82.88%。經不同濃度外源MT處理，牡丹幼苗葉片超氧化物歧化酶及谷胱甘肽還原酶較干旱脅迫處理有不同程度降低，其中以100 μmol/L MT處理降幅最大，分別顯著降低了74.93%和49.75%；而過氧化氫酶及抗壞血酸過氧化物酶則有所提高，其中50 μmol/L MT處理較干旱脅迫處理分別顯著提高了118.47%和16.17%、100 μmol/L MT處理較干旱脅迫處理分別顯著提高了230.30%和86.76%、200 μmol/L MT處理較干旱脅迫處理分別顯著提高了237.26%和42.12%。

綜上所述，牡丹幼苗葉片不同抗氧化酶對干旱脅迫的響應不盡相同，同時外源MT處理能夠介導調節牡丹幼苗葉片抗氧化酶活性，以抵御干旱脅迫造成的過氧化傷害對葉片的傷害。

2.3.3 外源MT對干旱脅迫下牡丹幼苗葉片滲透調節的影響 由圖6可知，與對照相比，干旱脅迫處理下牡丹幼苗葉片可溶性糖蛋白含量顯著降低了24.54%，而可溶性糖及脯氨酸含量分別顯著提高了36.67%和30.82%，說明干旱脅迫影響到牡丹幼苗葉片滲透調節系統平衡。與干旱脅迫處理相比，不同濃度外源MT處理下牡丹幼苗葉片滲透調節物質含量均有所提高，在可溶性蛋白和脯氨酸含量上表現為 100 μmol/L MT 處理 >200 μmol/L MT 處理>50 μmol/L MT處理的趨勢，且各處理間差異均顯著。100 μmol/L MT處理下牡丹幼苗葉片可溶性蛋白和脯氨酸含量最高，較干旱脅迫處理分別顯著提高了48.78%和87.79%。而在可溶性糖含量方面，呈現出隨著外源MT處理濃度增加而增加的趨勢，其中200 μmol/L MT處理較干旱脅迫處理顯著提高了134.15%。從以上分析可知，外源MT處理能有效促進干旱脅迫下牡丹幼苗葉片滲透調節物質積累，并以此應對干旱脅迫對葉片細胞造成的滲透脅迫傷害。

圖4 外源MT對干旱脅迫下牡丹幼苗葉片膜質的影響

3 討論

干旱脅迫下植物體內各種生理生化反應產生異常，致使細胞生長和增殖受到抑制，最終影響植物生長和干物質量積累［31］。本研究中，干旱脅迫嚴重限制了牡丹幼苗根系和地上部干無質量的積累，經外源褪黑素處理后牡丹幼苗干物質量有不同程度提高，其中以100 μmol/L MT處理下增幅最大。本研究表明，外源褪黑素處理能有效促進干旱脅迫下牡丹幼苗生長，這與在大豆［13］、蘋果［32］等作物上得到的結論一致。據報道，褪黑素能夠調節細胞壁延伸的物理過程以誘導植物根系生長，在干旱環境中相對旺盛生長的根系吸水能力提高并促進了地上部莖葉的生長［33］。同時，經褪黑素預處理有效緩解了干旱脅迫引起的植物光合作用抑制現象，促進植物生長以及提高其對干旱脅迫的適應性［34］，這在本試驗中對牡丹幼苗光合及熒光特性的研究中也得到了驗證。

圖5 外源MT對干旱脅迫下牡丹幼苗葉片抗氧化酶的影響

植物葉片光合色素含量及光合熒光特性是表征植物光合作用進程的重要參數。在干旱脅迫條件下，植物葉片葉綠素合成緩慢或者被快速分解，從而導致葉綠素含量減少，直接影響到植物的正常生長發育［35］。研究表明，應用外源褪黑素處理可能抑制干旱脅迫造成的葉綠素降解酶活性的增強，或者促進參與葉綠素生物合成的δ氨基乙酰丙酸和原葉綠素酸酯還原酶復合體的合成，從而提高了植物葉片葉綠素含量［36］。值得注意的是，本研究中外源褪黑素處理除顯著提高了牡丹幼苗葉片葉綠素a及葉綠素b含量以外，對提升葉片類胡蘿卜素含量亦有顯著作用。類胡蘿卜素在光合作用中可作為抗氧化劑參與到光保護過程，能夠防止脂質過氧化以及穩定細胞膜結構［37］。本研究中，100和200 μmol/L MT處理下牡丹幼苗葉片類胡蘿卜素含量顯著提高，對保護細胞膜穩定性和完整性有重要意義。

光合作用是植物進行有機物合成的主要途徑，本研究中干旱脅迫下牡丹幼苗葉片凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）和氣孔導度（Gs）降低，而胞間CO2濃度（Ci）升高，說明干旱脅迫導致牡丹幼苗葉片光合作用生理過程紊亂。外源褪黑素處理能有效改善牡丹幼苗葉片光合作用參數，可能是因為經預處理后葉片光合色素含量增加，同時植株根系旺盛生長的同時促進了地上部莖葉的生長，光合作用性能得到改善［38］。干旱脅迫下，植物葉片光合保護機構受損，PSⅡ功能受到抑制其實際光能轉換效率大大降低［4，7-8］。本研究中，經外源褪黑素處理干旱脅迫下牡丹幼苗暗適應葉片PSⅡ最大光化學效率（Fv/Fm）、PSⅡ實際光能轉換效率（Fv'/Fm'）、PSⅡ潛在活性（Fv/Fo）、實際PSⅡ光化學效率（ΦPSⅡ）及葉綠素熒光光化學猝滅系數（qP）均顯著提高，而非光化學猝滅系數（qN）則顯著降低，說明褪黑素處理有助于維持較高的熒光電子傳遞效率及緩解PSⅡ反應中心被破壞程度，這與前人的研究結果一致［39］。有報道指出，褪黑素可作為抗氧化劑介入植物對干旱脅迫引起的過氧化防御體系，保護光合作用中的電子傳遞體免受傷害，從而減少對光合電子傳遞速率的影響［40］。

干旱脅迫下植物生成過量活性氧自由基，損傷細胞質膜并破壞正常的生理生化代謝，同時植物通過抗氧化酶防御系統等機制應對過氧化脅迫［41］。丙二醛是表征細胞膜脂質過氧化的重要指標，而細胞膜損害指數與干旱造成的脅迫效應呈正比，H2O2和O2-含量亦是常用來判斷細胞過氧化程度的重要指標［42］。本研究中，干旱脅迫導致牡丹幼苗葉片MDA、H2O2、O2-含量及細胞膜損害指數大幅提高，說明脅迫下ROS過量產生，嚴重破壞了細胞膜的完整性和穩定性。經外源褪黑素處理，MDA、H2O2、O2-含量及細胞膜損害指數均有不同程度降低，尤其是100 μmol/L MT處理中各項指標最低，表明褪黑素可以作為抗氧化劑，遏制干旱脅迫導致的過量自由基積累，從而大大減少ROS等物質對細胞的毒性作用［43］。本研究中，外源MT處理能夠介導調節牡丹幼苗葉片抗氧化酶活性，以此參與提高牡丹幼苗的抗旱性。有研究表明，MDA含量的增加可能與CAT和APX酶活性降低有關，導致OH·無法得到有效清除，并導致H2O2和O2-過量產生［44］。因此，經外源褪黑素處理牡丹幼苗葉片H2O2和O2-含量降低可能與SOD、CAT和APX等抗氧化酶相互協調介導有很大關系，這也在試驗中得到了驗證。

滲透調節是植物為了應對水分脅迫而進化的生理機制之一，逆境條件下植物細胞積累脯氨酸、可溶性糖等滲透調節物質，可以降低植物葉片細胞水勢，促進植物對水分的吸收以減輕脅迫傷害［41］。本研究中，經外源褪黑素處理，特別是100 μmol/L MT處理中牡丹幼苗葉片脯氨酸及可溶性蛋白含量提高最多，緩解了低滲透壓對細胞的毒害作用。而在可溶性糖含量，所有經外源褪黑素處理均高于對照和干旱脅迫處理，尤其以200 μmol/L MT處理中可溶性糖含量最高。有研究指出，可溶性糖可能通過氫鍵與蛋白質在質膜相互作用，從而防止蛋白質發生變性作用［45］。本研究中，干旱脅迫下牡丹幼苗葉片可溶性蛋白水解加快導致其含量顯著降低，而經外源褪黑素處理后葉片可溶性蛋白含量顯著提高，說明褪黑素可能抑制干旱脅迫下牡丹幼苗葉片可溶性蛋白降解或者促進新的可溶性蛋白合成。此外，本研究中經外源褪黑素處理葉片滲透調節物質含量提高表明，經外源褪黑素處理的牡丹幼苗具有較高的滲透調節能力，緩解干旱脅迫造成的傷害。

圖6 外源MT對干旱脅迫下牡丹幼苗葉片滲透調節的影響

4 結論

干旱脅迫嚴重抑制了牡丹幼苗的生長，施用外源褪黑素能有效提高其在干旱脅迫中的適應性，且以100 μmol/L褪黑素處理效果最好。干旱脅迫下，經褪黑素預處理可以提高抗氧化酶活性以降低脂質過氧化對細胞膜的損傷，抑制蛋白質降解或誘導其和脯氨酸等滲透調節物質的積累，同時保持較高的光合色素含量及改善光合熒光特性，最終表現為促進干旱脅迫下牡丹幼苗生長。