外源氫氣對干旱脅迫下小麥幼苗生理特性的影響

袁麗環(huán)　薛燕燕

摘 要：采用水培法，以小麥為材料，富氫水為供體，研究用氫水預(yù)處理小麥幼苗后對干旱脅迫下其生理特性的影響。結(jié)果表明：非干旱脅迫下，氫水與對照組相比，氫水組葉中丙二醛和可溶性蛋白含量均顯著低于對照組，而可溶性糖與脯氨酸含量均顯著高于對照組;干旱脅迫下，氫水與對照組相比，氫水組葉中丙二醛、可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸的含量均顯著低于對照組;表明氫水能夠通過調(diào)節(jié)這3種滲透物質(zhì)來提高小麥幼苗的抗旱力。

關(guān)鍵詞：小麥;富氫水;干旱脅迫;生理特性

中圖分類號：S512.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

我國小麥播種區(qū)大多處于干旱半干旱區(qū)，干旱是制約小麥（Triticum aestivum）生產(chǎn)的主要逆境因子。植物器官在干旱脅迫時，往往發(fā)生膜脂過氧化作用，丙二醛是其產(chǎn)物之一[1]，同時，在脅迫中植物體內(nèi)的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)會大量積累。

氫氣作為新型潔能在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用[2]。當(dāng)氫氣以富氫水（Hydrogen-rich water， HRW） 的形式供應(yīng)給植物時，可以減輕如干旱、冷害、鹽害、金屬汞及農(nóng)藥等多種非生物脅迫對植物生長發(fā)育的抑制[3]。富氫水是否能緩解干旱脅迫對小麥的生長影響，目前尚未見諸報道。本研究以小麥為材料，在其生長期用富氫水處理，苗期進(jìn)行干旱脅迫處理，測定葉中丙二醛、可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量變化，初步探究外源氫氣條件下小麥幼苗對干旱脅迫的應(yīng)答。

1 材料與方法

1.1 材料來源

小麥“臨優(yōu)2069”，山西農(nóng)科院小麥所提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

選飽滿均勻種子，0.1%NaClO表面消毒8～10min;蒸餾水洗3次放25 ℃恒溫培養(yǎng)箱中浸種露白后，將種子均整擺放培養(yǎng)皿中，45粒/盤。光照培養(yǎng)箱（溫度25 ℃，濕度 75%）光培8h，暗培16h[4]。預(yù)試驗(yàn)49%富氫水（楊利艷方法制[5]）對生長有促進(jìn)作用。

試驗(yàn)設(shè)4組：對照組、干旱組、氫水組、干旱和氫水復(fù)合組（干旱復(fù)合組）。露白后，對照組和干旱組澆蒸餾水，氫水組和干旱復(fù)合組澆氫水，每隔1d澆水30mL。待第2葉完全展開，干旱組及干旱復(fù)合組停止?jié)菜M(jìn)行干旱處理48h 。

1.3 測定方法

丙二醛含量采用硫代巴比妥酸（TBA）法;可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法;可溶性糖含量采用蒽酮比色法;脯氨酸含量采用茚三酮比色法。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

本試驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS 19.0軟件分析，用Duncan檢驗(yàn)（ P= 0.05）進(jìn)行多重比較。

從表1中可知，氫水對干旱脅迫下幼苗葉片中丙二醛含量的測定中，干旱組和干旱復(fù)合組均顯著高于（P<0.05）對照組和氫水組;而干旱復(fù)合組低于干旱組;氫水組顯著低于（P<0.05）對照組，說明氫水可以降低正常生長下幼苗葉中的丙二醛含量。可溶性蛋白質(zhì)含量的測定中，干旱組顯著高于（P<0.05）未經(jīng)干旱脅迫的對照組和氫水組;干旱復(fù)合組顯著低于（P<0.05）干旱組;氫水組顯著低于（P<0.05）對照組，說明氫水處理會降低幼苗葉中可溶性蛋白的含量。可溶性糖含量的測定中，干旱組和干旱復(fù)合組顯著高于（P<0.05）未經(jīng)干旱脅迫的對照組和氫水組;干旱復(fù)合組顯著低于（P<0.05）干旱組;氫水組顯著（P<0.05）高于對照組。說明氫水處理可以提高正常條件下小麥幼苗的可溶性糖含量。脯氨酸含量的測定中，干旱組和干旱復(fù)合組顯著高于（P<0.05）未經(jīng)干旱脅迫的對照組和氫水組;而干旱復(fù)合組低于干旱組，說明氫水對干旱脅迫下脯氨酸的積累有緩解作用。

3 結(jié)論

許多研究表明，滲透調(diào)節(jié)在植物適應(yīng)干旱過程中起重要作用，可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸等是植物適應(yīng)干旱過程幾種重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，其含量的增加對降低細(xì)胞水勢、增加汁液濃度和提高植物的吸水能力是十分有利的[6]。丙二醛是膜脂過氧化最重要的產(chǎn)物之一，代表膜損傷程度的大小，與逆境條件成一定相關(guān)性。研究表明，氫氣是一種選擇性抗氧化的生物活性分子[7]。在本試驗(yàn)中，干旱脅迫下小麥經(jīng)氫水預(yù)處理后，其葉片丙二醛含量明顯減少，說明氫水預(yù)處理對干旱脅迫誘導(dǎo)葉肉細(xì)胞膜脂過氧化起有效緩解作用，從而減輕干旱脅迫對植物膜系統(tǒng)傷害，增強(qiáng)葉片對逆境的適應(yīng)。同時氫水預(yù)處理還可誘導(dǎo)可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)積累量的增大，從而增強(qiáng)其葉片細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)能力，改善水分狀況，提高其耐旱能力。本試驗(yàn)為富氫水作用小麥種子提高其抗旱性提供一定的理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯 賈燦）