干旱脅迫對鷹嘴紫云英種子萌發及幼苗葉綠素熒光特性的影響

戴海根，吳宏偉，吳尚衛，崔瑩，楊冰，第乙林，趙春旭

（甘肅農業大學草業學院，草業生態系統教育部重點實驗室，甘肅省草業工程實驗室，中‐美草地畜牧業可持續發展研究中心，甘肅 蘭州 730070）

鷹嘴紫云英（Astragalus cicer），別名鷹嘴黃芪，是多年生豆科黃芪屬牧草，起源于歐洲溫帶地區［1］，20世紀70年代引進至我國栽培，具有適應性廣、耐受性強、適口性好、營養價值高、皂素含量低等優點，是優質的刈割放牧兼用型豆科牧草［2］，且因其為根莖分蘗型，根系擴張迅速、枝葉生長匍匐、草層覆蓋細密、固氮能力強勁，也常被視為優良的水土保持植物［3］。

種子萌發是植物發展的最初始階段，也是植物發育的最脆弱階段，受到許多外部和內部因素的調控，如光照、溫度、水分、氧氣、激素等因素。而水分是種子萌發的決定性因子之一［4］。若環境中水分不足，即在干旱脅迫條件下，植物種子將無法保證能夠正常發芽。大量研究表明，干旱脅迫會明顯抑制各種植物種子的萌發，如大麥（Hordeum vulgare）［5］、水稻（Oryza sativa）［6］、苜蓿（Medicago sativa）［7］等，其發芽率、發芽指數、胚芽長、胚根長等均呈下降趨勢。但也有報道提出［8］，干旱脅迫可以改善種子萌發潛力，種子在一定程度脅迫下可啟動應激調節機制，增強其萌發特性和脅迫耐受力。幼苗建立不僅對植物群落演替、維持物種多樣性至關重要，而且對植物完成種群更新、實現時空擴散起著決定性作用［9］。所以研究植物幼苗在逆境中的生長，有助于認識植物生命調控及其生態適應特征。葉綠素熒光技術作為一種簡便快捷、非破壞性的檢測方法，是研究植物光合系統的有效探針，已被廣泛應用于植物光合機理和逆境生理研究［10］。通過觀測干旱脅迫下葉綠素熒光參數的變化，可以及時反映植物的生理調節狀況，快速分析幼苗的光合響應特征，靈活判斷光系統的受損嚴重程度［11］。

對大多數植物而言，種子萌發和幼苗生長階段對環境脅迫最為敏感，所以常用種子萌發特性及幼苗生長狀況來評價植物的抗逆性［12］。在水資源匱乏的今天，干旱脅迫已成為影響種子萌發及幼苗生長的重要環境因子。大量研究表明［13-14］，早期干旱抑制或延遲了作物種子萌發，阻礙了幼苗建立與植物生長，進而導致作物產量下降，嚴重制約著農業發展。所以對植物抗旱性研究非常重要，而有關鷹嘴紫云英抗旱性研究較少，為此，本研究通過分析不同程度干旱脅迫下鷹嘴紫云英種子萌發及幼苗葉綠素熒光特性，為探索鷹嘴紫云英在干旱環境下的生長響應機制提供理論依據，并為鷹嘴紫云英耐旱能力鑒定、抗旱品種篩選及抗旱對策制定提供一定的理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試鷹嘴紫云英品種為盧塔納（Lutana），由甘肅創綠草業科技有限公司提供，于2018年9~11月在甘肅農業大學草業學院光照培養室中進行。。

1.2 試驗設計

1.2.1 種子萌發試驗 采用紙上發芽法［6］。選取成熟、飽滿且大小一致的種子，放入98%濃硫酸中浸泡20 min打破種皮障礙［15］，用蒸餾水沖洗干凈后對其表面進行全面消毒（70%的酒精溶液浸泡30 s，蒸餾水沖洗3至4次，放入20%的次氯酸鈉溶液內浸泡10 min），用無菌水沖洗干凈后播種于鋪有雙層濾紙的培養皿（直徑為9 cm）中。每個培養皿內均勻播種50粒種子，并提前在濾紙上浸入4 mL不同濃度的聚乙二醇（PEG‐6000）溶液模擬干旱脅迫，PEG溶液濃度分別為0（無菌水作為對照）、5%、10%、15%、20%、25%、30%，每個處理3個重復。將培養皿放置在人工氣候培養箱（16 h，25 ℃，光照強度 3 000 lx；8 h，16 ℃，黑暗）進行種子連續萌發試驗，每天觀察、記錄種子發芽情況，并稱重補水，保持脅迫環境穩定。連續4 d無種子發芽則結束萌發試驗［16］，并測定每皿胚芽、胚根相關指標。

1.2.2 幼苗生理試驗 采用營養液沙培法［17］。將成熟、飽滿且大小一致的種子放入70%酒精溶液中消毒30 s，蒸餾水沖洗3至4次，放入20%的次氯酸鈉溶液內浸泡10 min，對種子表面進行全面消毒，并在蒸餾水沖洗干凈后均勻播種于鋪有雙層濾紙的培養皿中育苗。種子發芽后播種至裝有消毒細沙的培養杯（直徑為9 cm，高度為11 cm）中，每杯播種15粒發芽種子，于三葉期保留10株幼苗，每個處理30杯，于光照培養室中培養，白天 16 h，25（±1）℃，光照強度為6 000 lx；夜晚8 h，（20±1）℃。待幼苗生長至40 d后，對其進行PEG‐6000模擬干旱脅迫處理。本試驗參考張翠梅［17］關于紫花苜蓿的研究，共設置4個水分脅迫梯度，即清水對照（CK）、輕度（T1）、中度（T2）和重度（T3）脅迫，PEG溶液濃度分別為0、10%、20%、30%，于處理后第0、2、4、6、8、10 d取樣，并測定相關生理指標。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 種子萌發特性測定 計算發芽率、發芽勢、發芽指數、相對脅迫率，公式［6］如下：

發芽率=試驗結束時種子發芽數/供試種子數×100%

發芽勢=前7天內種子發芽數/供試種子數×100%

發芽指數=∑（Gt/Dt）

式中：Gt為t天內種子發芽數，Dt為相應發芽天數。

相對脅迫率=（對照發芽率?脅迫發芽率）/對照發芽率×100%。

1.3.2 胚芽、胚根相關指標測定 每皿選擇生長較均勻的植株5株，分別測量胚芽與胚根的長度和鮮重后，放入烘箱中105 ℃殺青30 min，65 ℃烘干至恒重后稱量干重，進一步計算根芽比、相對含水量、活力指數，公式［6］如下：

根芽比=（胚根長/胚芽長）×100%

相對含水量=（幼苗鮮重?幼苗干重）/幼苗鮮重×100%

活力指數=發芽指數×幼苗干重

1.3.3 光合色素含量測定 使用95%乙醇溶液提取新鮮葉片中光合色素，利用分光光度計測量提取液在665、649、470 nm波長下的吸光度，并通過公式分別計算葉綠素 a（Chl a）、葉綠素b（Chl b）、總葉綠素（Chl）、類胡蘿卜素（Car）含量，公式［10］如下：

Chl a=13.95D665nm-6.88D649nm

Chl b=24.96D649nm-7.32D665nm

Chl=6.1D665nm+20.04D649nm

Car=（1000D470nm-2.05Chl a-114.8Chl b）/245

式中：D665nm、D649nm、D470nm分別為提取液在 665、649、470 nm波長下的吸光度。

1.3.4 葉綠素熒光參數測定 采用德國WALZ生產的調制葉綠素熒光儀PAM‐2100在黎明前對植物葉片進行活體測定，照射弱測量光［強度低于1 μmol/（m2·s）］測定初始熒光（Fo），照射飽和脈沖光［強度高于7 000 μmol/（m2·s）測定最大熒光（Fm），等恢復到初始熒光附近打開光化光［強度為 606 μmol/（m2·s）］進行 4~5 min的熒光誘導，達到穩態后再次打開飽和脈沖測量即時熒光（Ft）、即時最大熒光（Fm′），結束熒光測量。于葉綠素熒光儀中直接讀取非光化學淬滅系數（NPQ）、光化學淬滅系數（qP）、相對光合電子傳遞速率（ETR），并計算最大光化學量子產量（Fv/Fm）、實際光化學量子產量（Yield），公式［10］分別如下：

Fv/Fm=（Fm-Fo）/Fm

Yield=（Fm′-Ft）/Fm′。

1.4 數據處理

使用Microsoft Excel 2016軟件進行數據記錄和整理，SPSS 20軟件進行數據統計和差異顯著性分析，Origin 9.0軟件制作所有指標柱狀圖。

2 結果與分析

2.1 干旱脅迫對鷹嘴紫云英種子發芽的影響

鷹嘴紫云英種子發芽率、發芽勢、發芽指數、相對脅迫率在不同PEG濃度下的變化如圖1所示。隨PEG濃度不斷增加，發芽率、發芽勢均呈先升高后下降趨勢，發芽率于5%PEG濃度下達到最高值，為67.3%，于30%PEG濃度下達到最低值，僅為1.2%（圖1‐A）。發芽勢在10%PEG濃度下達到最高值，為63.3%，而在30%PEG濃度下降低至0（圖1‐B）。在PEG濃度為5%~15%的模擬干旱脅迫下，發芽率維持在較高水平，與對照差異不顯著；而在PEG濃度為20%~30%的干旱脅迫下，發芽率大幅度降低，與對照存在顯著差異（P<0.05），分別較對照減少了39.1%、77.2%、95.7%。5%PEG脅迫下，發芽勢與對照相近，無顯著差異，10%PEG脅迫下，種子發芽勢顯著高于對照，較對照增加10.5%；15%~30%PEG脅迫下，發芽勢大幅度下降，均與對照存在顯著差異，分別較對照減少了39.1%、77.2%、95.7%和100%。

圖1 干旱脅迫下鷹嘴紫云英種子發芽指標Fig.1 Effect of drought stress on seed germination of Astragalus cicer

隨PEG濃度不斷增加，發芽指數逐漸降低，于30%PEG濃度下達到最小值，僅為2.0。當PEG濃度為5%時，發芽指數與對照無顯著差異；而當PEG濃度大于5%時，發芽指數下降幅度明顯，不同處理間均存在顯著差異，且與對照均差異顯著，分別較對照減少了 21.5%、57.6%、75.9%、87.3%、96.5%（圖1‐C）。相對脅迫率隨PEG濃度不斷增加而升高，于5%PEG濃度下達到最低值。PEG濃度為5%、10%時，相對脅迫率低于對照（對照相對脅迫率為0），均為負值，分別為-9.8%、-5.4%，與對照均無顯著差異；PEG濃度為15%時，相對脅迫率轉為正值，同樣與對照無顯著差異；而當PEG濃度為20%~30%時，相對脅迫率大幅度升高，分別為39.1%、77.2%、95.7%，均與對照差異顯著（圖1‐D）。

2.2 干旱脅迫對鷹嘴紫云英種子生長的影響

鷹嘴紫云英胚芽與胚根長度、幼苗鮮重與干重、根芽比和相對含水量、活力指數的變化如圖2所示，在30%PEG下，由于種子發芽數過低，未測得相關指標。隨PEG濃度不斷增加，胚芽長度逐漸減小，在各脅迫處理下均顯著低于對照（P<0.05），且在25%PEG下最小，較對照減少65.3%；胚根長度先增后減，在5%、10%PEG脅迫下顯著高于對照，分別較對照增加28.4%、30.7%，而在15%~25%PEG脅迫下，胚根長度逐漸減小，且均顯著低于對照，分別較對照減少了16.1%、49.3%、59.3%（圖2‐A）。隨PEG濃度不斷增加，鮮重逐漸減小，且在各脅迫處理下與對照均存在顯著差異，在25%PEG下最小，較對照減少83.5%；干重先增后減，于5%PEG濃度下達到最高值，顯著高于對照，較對照增加了13.4%，在10%PEG下與對照差異不顯著，在15%~25%PEG下分別較對照減少了17.9%、35.4%、63.1%，均顯著低于對照（圖2‐B）。根芽比隨PEG濃度不斷增加，呈現先升高后降低的趨勢，于10%PEG下有最大值。在5%~15%PEG脅迫下，根芽比均顯著高于對照，較對照分別增加了51.9%、75.9%、34.9%；在20%、25%PEG脅迫下，根芽比與對照差異不顯著。相對含水量隨PEG濃度不斷增加而逐漸減小，5%PEG脅迫下與對照差異不顯著，10%~25%PEG脅迫下分別較對照減少5.6%、6.8%、13.3%、13.4%，均與對照差異顯著（圖2‐C）。隨PEG濃度不斷增加，鷹嘴紫云英種子活力指數呈現先增加后降低的趨勢，于5%PEG脅迫下有最大活力，但與對照無顯著差異，于10%~25%PEG脅迫下均顯著低于對照，分別較對照減小了22.6%、65%、84.3%、95.3%（圖2‐D）。

圖2 干旱脅迫下鷹嘴紫云英種子生長指標Fig.2 Effect of drought stress on seedgrowth of Astragalus cicer

2.3 干旱脅迫對鷹嘴紫云英幼苗葉片內光合色素含量的影響

不同處理時長下鷹嘴紫云英幼苗葉片內葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素含量和葉綠素a/b在不同程度干旱脅迫處理下的變化如圖3所示。隨脅迫時間增加，對照及中度脅迫下葉綠素a含量變化不明顯，各時間處理間均差異不顯著；輕度脅迫下葉綠素a含量變化較小，于脅迫第2天顯著低于第6~10天（P<0.05）；重度脅迫下葉綠素a含量呈現先升高后降低趨勢，于脅迫第4天達到最大值，顯著高于其余各時間處理。在脅迫處理0~8d，葉綠素a含量在對照與脅迫處理之間差異不顯著。但處理第10天，重度脅迫下較同期對照降低20.2%，存在顯著差異。不同脅迫梯度下所有處理時長的葉綠素a含量平均值排列次序為輕度脅迫>對照>中度脅迫>重度脅迫（圖3‐A）。

隨脅迫處理時間增加，葉綠素b含量相比對照變化幅度較小，除脅迫第4、6天顯著低于第8天外，各時間處理間均差異不顯著，于輕度脅迫下總體呈上升趨勢，脅迫第10天較0天增加25.8%，于中度脅迫下呈現先升高后降低趨勢，變化幅度較大，在脅迫第4天達到峰值（較第0天增加41.6%），于重度脅迫下整體呈下降趨勢，脅迫末期降幅較大，脅迫第10天較0天降低22.3%。脅迫第0、2天，各處理間葉綠素b含量差異不顯著；脅迫第4、6天，隨脅迫程度加深，葉綠素b含量呈現先升高后降低的趨勢，于中度脅迫下達到最高值，較同期對照分別增加48.9%、53.8%。在輕度脅迫下顯著高于對照，較同期對照分別增加23.0%、25.8%。但重度脅迫下與對照差異不顯著；脅迫第8天，輕度、中度脅迫下葉綠素b含量與對照差異不顯著，而重度脅迫下葉綠素b含量顯著低于對照，較對照減少28.6%；脅迫第10天，隨脅迫程度加深，葉綠素b含量先升后降，于輕度脅迫下達到最高值，較對照增加18.8%，于中度、重度脅迫下分別較對照減少16.7%、26.6%，差異顯著（圖3‐B）。

圖3 干旱脅迫下鷹嘴紫云英幼苗葉片內光合色素含量Fig.3 Effect of drought stress on the content of photosynthetic pigments of Astragalus cicer

隨脅迫時間增加，對照下類胡蘿卜素含量無明顯變化，各時間處理間均無顯著差異；輕度、中度脅迫下類胡蘿卜素含量有一定程度增加，但在各處理時間下與同期對照均無顯著差異；而重度脅迫下類胡蘿卜素含量呈現先升高后降低趨勢，于脅迫中期（脅迫第4、6天）顯著高于對照，較對照分別增加23.2%、20.5%（圖3‐C）。隨脅迫時間增加，對照和輕度脅迫下葉綠素a/b變化較小，各時間處理間均無顯著差異，數值分別維持在2.7~3.0和2.4~2.8；中度脅迫下葉綠素a/b先減少后增加，于脅迫第4、6天，較同期對照分別減少27.7%、30.0%，差異顯著；而重度脅迫下葉綠素a/b呈先增加后降低趨勢，脅迫第4天達到最大值，但在各處理時間下與同期對照均無顯著差異（圖3‐D）。

2.4 干旱脅迫對鷹嘴紫云英幼苗葉綠素熒光參數的影響

不同處理時間下鷹嘴紫云英最大光化學量子產量（Fv/Fm）、實際光化學量子產量（Yield）、非光化學淬滅系數（NPQ）、光化學淬滅系數（qP）、相對光合電子傳遞速率（ETR）在不同程度干旱脅迫處理下的變化如圖4所增。隨脅迫時間增加，對照和輕度脅迫下Fv/Fm變化不明顯，各時間處理間均無顯著差異，中度、重度脅迫下Fv/Fm總體呈減小趨勢，中度脅迫下于處理第6、8天較同期對照減少16.9%、19.0%，重度脅迫下于處理第10天較同期對照減少17.6%，均存在顯著差異（P<0.05）（圖4‐A）。隨脅迫時間增加，Yield在對照下變化幅度較小，各時間處理間均無顯著差異，數值維持在0.38~0.42，而在各脅迫處理下均呈先增后減趨勢，在輕度、中度脅迫下于處理第4天達到最大值，較0 d分別增加25.8%、24.5%，在重度脅迫下變化最為明顯，于處理第2天達到最高值，較0 d增加50.2%。脅迫第2、4、6天，隨脅迫程度加深，Yield總體呈增大趨勢，于重度脅迫下最大，分別較同期對照增加45.4%、38.1%、21.1%，均存在顯著差異；脅迫第8天，各脅迫處理下Yield與對照間差異均不顯著；脅迫第10天，輕度脅迫下Yield與對照差異不顯著，而中度、重度脅迫下Yield與對照差異顯著，分別較同期對照減少34.2%、42.5%（圖4‐B）。隨脅迫時間增加，對照下NPQ較為穩定，變化幅度較小；輕度脅迫下NPQ呈上升趨勢，脅迫前期增幅較大，脅迫后期數值較為穩定且處于較高水平，于脅迫第10天較0 天增加139.0%；中度、重度脅迫下NPQ先升高后降低，均于第6天達到最高值，較0天分別增加92.3%、70.7%。脅迫處理期間，隨脅迫程度加深，NPQ均呈先升后降趨勢，于輕度脅迫下達到最高值，且均顯著高于同期對照。脅迫結束時（脅迫第10天）NPQ于輕度、中度脅迫下顯著高于對照，較同期對照增加分別110.6%、36.7%，于重度脅迫下顯著低于對照，較同期對照減少19.3%（圖4‐C）。

隨脅迫時間增加，各脅迫處理下qP呈先升高后降低趨勢，重度脅迫下變化幅度最大，于脅迫第2天最高，較0 d增加45.7%，于脅迫第10天最低，較0天增減少38.2%。脅迫第2~6天，隨脅迫程度加深，qP均呈上升趨勢，于重度脅迫下達到最高值，分別較同期對照增加43.5%、33.8%、21.0%，均存在顯著差異；脅迫第8天，輕度、中度脅迫下qP與對照相比差異不顯著，而重度脅迫下qP顯著低于對照，較對照減少15.1%；脅迫第10天，隨脅迫程度加深，qP逐漸減小，于輕度脅迫下較對照差異不顯著，于中度、重度脅迫下與對照存在顯著差異，分別較同期對照減少21.5%、37.5%。由圖4‐E可知，隨脅迫時間增加，ETR在對照下變化幅度較小，在輕度脅迫下總體呈下降趨勢，在中度、重度脅迫下整體呈先升后降趨勢，其中重度脅迫下ETR變化最明顯，脅迫前期大幅度上升，于脅迫第2天較0天增加74.2%，脅迫末期迅速下降，于脅迫第10天較0天減少55.3%。脅迫處理第2天，隨脅迫程度加深，ETR逐漸增加，輕度脅迫下與對照差異不顯著，中度、重度脅迫下與對照差異顯著，分別較對照增加20.5%、64.7%；脅迫第4、6天，ETR隨脅迫程度加深變化無明顯規律，于輕度脅迫下與對照差異不顯著，于中度脅迫下增加較為明顯，較同期對照分別增加23.3%、15.7%，差異顯著；脅迫第8天，輕度、中度、重度脅迫下ETR均顯著低于對照，分別較對照減少23.9%、24.1%、14.2%；脅迫第10天，隨脅迫程度加深，ETR逐漸減小，輕度、中度、重度脅迫下均顯著低于對照，分別較對照減少33.6%、50.6%、61.4%。

圖4 干旱脅迫下鷹嘴紫云英葉綠素熒光參數Fig.4 Effect of drought stress on chlorophyll fluorescence parameters of Astragalus cicer

3 討論

種子萌發作為植被更新的關鍵階段，是植物建立過程中的重要一環，調控著植被更新速率及定植范圍，影響著作物種植密度及生產成敗。本研究表明，隨PEG濃度升高，鷹嘴紫云英種子發芽率、發芽勢呈先增后減趨勢，發芽率于5%PEG下達到最大值，發芽勢于10%PEG下達到最大值，相對脅迫率于5%PEG下為最小負值，說明較低程度干旱脅迫可一定程度上促進鷹嘴紫云英種子萌發，這與楊利艷等［8］研究相同。而當PEG濃度大于10%時，鷹嘴紫云英種子萌發受到明顯抑制，隨脅迫程度加劇，發芽率、發芽勢、發芽指數等均呈明顯下降趨勢，相對脅迫率大幅度上升，這是由于在高濃度干旱脅迫下，環境中溶液滲透壓過高，種子獲取水分的速度大大降低，吸水量顯著減少，導致細胞代謝活動嚴重受阻，從而推遲或阻礙了種子萌發［18］。種子萌發后的胚發育狀況及活力指數決定著幼苗的生存能力，是植物能否建植成功的關鍵。本試驗中，隨干旱脅迫程度加深，胚根長度、幼苗干重和活力指數均先增加后減少，均于5%或10%輕度PEG脅迫下達到最大值，可見鷹嘴紫云英在其萌發生長過程中對干旱逆境產生了相應的適應機制，在較低水平脅迫下，種子活力增強，胚根生長加快，有助于幼苗吸收更多的水分與養分，進而減弱干旱脅迫對植物生長造成的的負面影響，這與前人研究［19］相同。而隨脅迫程度繼續加劇，幼苗生長逐漸受到抑制，胚芽及胚根長度、鮮重、干重、相對含水量均逐漸減少，活力指數逐漸趨近于0，這是因為在過度干旱脅迫下，環境中水分有限，胚根吸水困難，細胞逐漸失水，其增殖與發育受到抑制，從而造成了幼苗生長的減慢或停滯［20］。

光合色素是影響植物光合作用的關鍵因素之一，主要包括葉綠素和類胡蘿卜素，是植物在光合反應中捕獲光能并產生還原性能量（如ATP、NADPH等）的關鍵物質，對植物而言至關重要。葉綠素a和葉綠素b是高等植物中大量存在的葉綠素，其含量是植物葉片光合能力和生長狀況的鑒定指標，含量比值在葉片中通常為3：1。類胡蘿卜素是人體必需的色素，也是葉綠素捕獲光能的輔助色素，在光合作用中起著不可忽視的作用。有研究報道［21］，光合色素含量可以反映植物在干旱脅迫下受損的程度，隨干旱脅迫程度增加，植物光合色素合成受到抑制，產量逐漸減少。茍蓉［22］在構樹（（Broussonetia papyrifera））幼苗抗旱研究中發現，隨脅迫程度加深，葉綠素a、葉綠素b含量均呈先增后減趨勢，類胡蘿卜素含量和葉綠素a/b不斷增加，且輕度、中度脅迫下葉綠素a、葉綠素b含量顯著高于對照，中度、重度脅迫下類胡蘿卜素含量和葉綠素a/b顯著高于對照。同樣，在赤霞珠（Cabernet Sauvignon）葡萄中也發現［23］，干旱脅迫增加了除新梢基部外所有葉片中類胡蘿卜素含量，除上部葉片外所有葉片中葉綠素含量在中度脅迫下均有一定程度增加，而在重度脅迫下顯著降低。李丹丹［24］發現隨PEG濃度增加，苜蓿葉片中葉綠素含量先增加后減少，其中雷達克之星在15%PEG脅迫下達到最高值，保定苜蓿在5%PEG脅迫下達到最高值。

本研究中發現，輕度脅迫下，鷹嘴紫云英幼苗葉片內葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量與對照相比均有一定程度上升，這與前人［24］研究相同。中度脅迫下，葉綠素a變化不明顯，葉綠素b含量隨脅迫時間增加先升高后下降，葉綠素a/b于脅迫中期明顯降低，這可能是由于葉綠素b對干旱脅迫敏感度高于葉綠素a，干旱脅迫中期，產生了更多的葉綠素b，導致葉綠素a/b降低［25］。而在重度脅迫下，類胡蘿卜素含量于脅迫中期顯著高于對照（P<0.05），葉綠素a、葉綠素b含量于脅迫末期顯著低于對照，這可能是因為在脅迫中期鷹嘴紫云英利用葉黃素循環中的環氧化酶和脫環氧化酶催化反應，在增加類胡蘿卜素含量的同時，消耗掉過量的電子和活性氧，避免細胞內類囊體膜產生損傷，保護葉綠素免受光氧化傷害，幫助光合系統在缺水狀態下正常運轉［26］，而在過度干旱脅迫下，葉綠體受到損害，葉綠素合成受阻、分解加快，含量逐漸降低［22］。

通常情況下，葉綠體擁有3種光能轉換途徑：光合電子傳遞、葉綠素熒光釋放和熱耗散，它們之間存在著此消彼長的高度關聯性［10］。葉綠素熒光技術作為研究植物光合作用的有效探針，可以通過測量葉綠素熒光參數變化分析植物在干旱下的光合響應特征，了解光系統在逆境下的受損嚴重程度［11］。最大光化學量子產量（Fv/Fm）反映光系統 II（PSII）中天線色素吸收并轉化光能的能力，是體現光反應抑制程度的可靠指標；實際光化學量子產量（Yield）反映PSⅡ部分關閉時的原初光能捕獲效率，為光化學反應利用的能量占總吸收光能的比例；非光化學淬滅系數（NPQ）反映PSⅡ反應中心的散熱狀況，即天線色素吸收的光能不用于光合電子傳遞，而以熱能形式耗散的情況，可在光能過剩時保護光合系統；光化學淬滅系數（qP）反映PSII反應中心的開放程度，可在一定程度上代表PSII的電子傳遞活性；相對光合電子傳遞速率（ETR）反映光化學反應中用于碳固定的電子傳遞情況，代表電荷分離產生的電子沿電子傳遞鏈向下傳遞的速率。有研究［27］報道，隨干旱脅迫時間延長，紫花苜蓿幼苗中Fv/Fm、Yield、qP和ETR逐漸減小，且葉綠素熒光特性因子對隴中苜蓿（Medicago sativacv.Longdong）幼苗抗旱性影響最大。在地被植物抗旱研究［11］中發現，干旱脅迫導致鳶尾（Iris tectorum）和景天（Sedum erythrostictum）幼苗Fv/Fm和Yield大幅度降低，NPQ明顯上升。張玉玉等［10］測定側柏（Platycladus orienta?lis）幼苗葉綠素熒光參數時也發現，干旱脅迫降低了Fv/Fm、Yield和ETR，而增加了NPQ。

本研究發現，輕度脅迫下，鷹嘴紫云英幼苗NPQ上升幅度較大，ETR于脅迫末期明顯減小，而其余熒光參數無明顯變化，說明輕度干旱脅迫對鷹嘴紫云英影響較小，幼苗葉片中光合電子傳遞速率雖然降低，但吸收的多余光能可以通過熱耗散方式來釋放，以此來保障光系統正常運行［10］。中度脅迫下，隨脅迫時間增加，Fv/Fm、ETR逐漸減小，而NPQ明顯增加，這與康紅梅等［11］研究結果相同。重度脅迫下，Fv/Fm顯著降低，Yield、qP、NPQ、ETR隨脅迫時間延長均呈先增加后減少趨勢，這可能是由于在干旱脅迫前期，鷹嘴紫云英幼苗內光保護機制啟動，采取加快電子傳遞效率、提升光化學電子產量等生理調節措施來適應逆境，并通過增強熱耗散來消耗過剩的激發能量［28］，而隨脅迫時間持續增加，光合器官逐漸受損，電子傳遞受限，熱耗散性能下降，當進入脅迫末期時，光合系統受到嚴重破壞，反應中心進入關閉狀態，熒光參數顯著下降［29］。

4 結論

（1）輕度干旱脅迫（5%~10%PEG）下，種子萌發和胚根生長得到一定程度促進，發芽勢、胚根長度于10%PEG下較對照分別增加10.5%、30.7%，差異顯著（P<0.05），而隨脅迫程度繼續加深，種子萌發及生長受到明顯抑制，于30%PEG下，發芽率趨近于0，相對脅迫率趨近于100%，于25%PEG下，胚芽及胚根長度分別較對照顯著減少65.3%、59.3%。

（2）輕度脅迫下，光合色素含量小幅度上升，NPQ顯著增加，第10天較對照增加110.6%；中度脅迫下，葉綠素b含量、NPQ呈先升高后降低趨勢，Yield、ETR于脅迫末期顯著降低，第10天較對照分別減少34.2%、50.6%；重度脅迫下，葉綠素含量呈降低趨勢，而類胡蘿卜素含量于脅迫中期明顯增加，第6天較對照增加20.5%，Yield、ETR于脅迫后期明顯減小，第10天較對照分別減少42.5%、61.4%。

（3）綜合而言，鷹嘴紫云英對輕度、中度干旱脅迫具有較強耐受性，能通過在幼苗期提升葉片內光合色素含量、加快光合電子傳遞速率、增加光化學電子產量、增強熱耗散性能等一系列生理調節措施來減少脅迫傷害，從而更好地適應逆境；而對重度干旱脅迫抵抗性較差，種子萌發及生長受到嚴重抑制，幼苗光合系統受到嚴重破壞，葉綠素含量明顯減少，熒光參數顯著下降。