干旱脅迫對馬鈴薯苗期生理指標的影響

鄭世英 鄭芳 潘恩敬

摘 要：為探討干旱脅迫對馬鈴薯苗期生長的影響，以雙豐四號為試驗材料，研究不同干旱脅迫條件下馬鈴薯苗期的生理指標及抗氧化酶活性。結果表明：干旱脅迫下馬鈴薯根系活力先升高后下降，隨著土壤含水量的逐漸降低，細胞膜透性及脯氨酸含量不斷增大;低強度干旱脅迫提高了SOD、CAT、POD活性，高濃度則降低其活性;低強度干旱脅迫降低了MDA含量，高濃度則提高了其含量。

關鍵詞：干旱脅迫;馬鈴薯;生理指標

中圖分類號 S532文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2021）05-0014-02

Abstract： In order to study the effect of drought stress on potato seedling growth，taking Shuangfeng No.4 as experimental material， the physiological indexes and antioxidant enzyme activities of Potato Seedlings under different drought stress were studied. The results showed that： the root activity of potato first increased， and then decreased under drought stress. With the decrease of soil water content， cell membrane permeability and proline content increased. The activities of SOD， CAT and POD increased under low drought stress， but decreased at high concentration. The content of malondialdehyde （MDA） was decreased by low intensity drought stress， but increased by high concentration.

Key words： Effects of drought stress; Potato; Physiological indexes

植物在生長過程中會受到多種脅迫的影響，其中干旱脅迫是最主要的非生物脅迫之一。干旱和半干旱地區占全球30%以上，我國干旱半干旱地區面積遠高于世界平均水平，約占全國土地面積的50%，一些半濕潤或濕潤的地區也經常會受到季節性或臨時性的干旱影響[1]。近年來，干旱脅迫已成為嚴重制約農業生產的主要問題之一，是農作物產量的主要非生物限制因素之一。

馬鈴薯（Solanum tuberosum）為茄科茄屬一年生草本植物，是世界第四大栽培作物，我國已把它列為主要糧食作物之一，其對水分虧缺和高溫非常敏感[2]。本研究以馬鈴薯為試驗材料，通過干旱脅迫研究干旱條件下馬鈴薯葉片生理指標的變化，對馬鈴薯抗旱生理機制進行探討，為馬鈴薯抗旱栽培和育種提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料 馬鈴薯選用品種為山東省農業科學院選育的雙豐四號，播種時選育大小一致的薯塊。

1.2 方法 試驗于2018年5—7月在德州學院生態園進行，自然光下生長，降雨時用塑料薄膜遮蓋。用花盆栽種，試驗用盆高25cm，直徑30cm。土壤類型為沙壤土，每盆裝8kg土壤。干旱脅迫設為重度干旱、輕度干旱和對照，它們的土壤相對含水量分別為30%～40%、50%～60%、70%～80%，3次重復。當馬鈴薯苗期為3葉1心時開始進行干旱處理，每2d補澆1次水。用托普云農生產的TZS-5X-G多參數土壤水分測定儀測定土壤相對含水量，土壤補水量采用稱重法測定，連續脅迫12d，測定馬鈴薯各項生理指標。

1.3 生理指標測定 采用氯化三苯基四氮唑（TTC）法測定根系活力[3];相對電導率用細胞膜透性（CMP）[3];茚三酮比色法測定脯氨酸（Pro）含量[3];氮藍四唑法測定超氧化物歧化酶（SOD）活性[4];紫外分光光度法測定過氧化氫酶（CAT）活性[4];愈創木酚顯色法測定過氧化物酶（POD）活性[4]，硫代巴比妥酸法測定丙二醛（MDA）含量[4]。

2 結果與分析

2.1 干旱脅迫對馬鈴薯幼苗根系活力、細胞膜透性及脯氨酸含量的影響 由表1可知，干旱脅迫對馬鈴薯根系活力有一定的影響。隨著土壤含水量的逐漸降低，根系活力逐漸升高，當土壤含水量為50%時根系活力達到最大，隨著土壤含水量繼續下降，根系活力逐漸下降。在干旱脅迫下保持較高的根系活力是植物對干旱脅迫的適應[5]，一定的干旱脅迫會提高根系活力。植物養分吸收主要通過根系完成，植物地上部的生長和營養依靠根系提供。隨著土壤含水量的逐漸降低，馬鈴薯幼苗葉片的細胞膜透性（CMP）逐漸升高。植物細胞的細胞膜是一種選擇透性膜，其透性的大小對細胞內外物質的運輸與交換具有調節作用 [6]。隨著干旱脅迫的逐漸增強，脯氨酸含量逐漸升高。植物體內脯氨酸在提高植物細胞的保水能力方面起著一定的作用。馬鈴薯幼苗脯氨酸含量呈現逐漸增加趨勢，表明在干旱脅迫下馬鈴薯通過提高脯氨酸含量在一定程度上減緩組織失水，具有滲透調節能力。

2.2 干旱脅迫對馬鈴薯SOD、POD、CAT活性及MDA含量的影響 由表2可知，干旱脅迫對馬鈴薯苗期葉片SOD、POD、CAT活性及MDA含量均有影響。隨著土壤干旱脅迫的不斷增強，SOD、POD、CAT活性均呈現先升高后下降的趨勢。當土壤含水量在80%～50%時，隨著土壤含水量的逐漸減少，馬鈴薯幼苗葉片的SOD、CAT活性不斷升高，在土壤含水量達到50%時，SOD、CAT活性達到最大。隨著干旱脅迫的逐漸增加，SOD、CAT活性逐漸下降。當土壤含水量在80%～60%時，隨著土壤含水量的逐漸減少，馬鈴薯幼苗葉片POD活性不斷升高，在土壤含水量達到60%時，其活性達到最大。隨著干旱脅迫的逐漸增加，POD活性逐漸下降。隨著干旱脅迫的逐漸增強，MDA含量逐漸加大。

3 結論與討論

本試驗結果表明，土壤干旱條件下馬鈴薯幼苗根系活力、細胞膜透性、脯氨酸含量、抗氧化酶活性、MDA含量等均受到了一定影響。干旱脅迫下根系活力先升高后下降，當土壤干旱程度較低時，根系為了適應干旱脅迫其根系活力逐漸升高;當土壤干旱脅迫達到一定數值，隨著土壤干旱程度的不斷升高，根系活力逐漸下降[7]。當植物受到干旱脅迫時，細胞膜的透性會增加，隨著土壤干旱程度的不斷加重，細胞膜透性會不斷增加。干旱條件下隨著脅迫強度的不斷增加，馬鈴薯幼苗葉片脯氨酸含量逐漸升高，說明水分脅迫時馬鈴薯具有一定的滲透調節能力，在一定程度上減緩了組織失水[7]。

干旱脅迫會影響SOD、POD、CAT的活性。馬鈴薯遭受干旱脅迫時，體內活性氧會增加，SOD、POD、CAT會在一定程度上清除植物體內過多的活性氧，保護馬鈴薯避免受到干旱的傷害。當干旱脅迫比較嚴重時，會對細胞的新陳代謝受到影響，SOD、POD、CAT活性降低，抑制植物生長[8]。MDA作為膜脂過氧化產物，當植物受到干旱脅迫導致細胞膜系統受到傷害時，會破壞核酸、蛋白質的結構，使酶活性喪失[9]。

參考文獻

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（責編：張宏民）