王春艷,任永信

（1.鄭州市中原區(qū)農(nóng)委,河南鄭州450000；2.河南科技學(xué)院,河南新鄉(xiāng)453003）

外源一氧化氮對(duì)干旱脅迫下刺槐幼苗水分生理特性的影響

王春艷1,任永信2

（1.鄭州市中原區(qū)農(nóng)委,河南鄭州450000；2.河南科技學(xué)院,河南新鄉(xiāng)453003）

采用盆栽試驗(yàn),研究了外源一氧化氮處理對(duì)干旱條件下刺槐幼苗水分生理特性的影響.結(jié)果表明：干旱脅迫顯著降低了刺槐幼苗葉片的水勢(shì)、相對(duì)含水率、單株耗水量、耗水系數(shù)、蒸騰和光合速率,顯著提高了飽和虧.與干旱脅迫處理相比,外源一氧化氮處理顯著提高了干旱脅迫條件下刺槐幼苗葉片的水勢(shì)、相對(duì)含水率、耗水系數(shù)、蒸騰和光合速率,顯著降低了飽和虧,但其單株耗水量與單獨(dú)干旱處理間沒(méi)有顯著差異.外源一氧化氮處理可以緩解干旱脅迫對(duì)刺槐幼苗所造成的水分虧缺.

干旱脅迫；刺槐；一氧化氮；幼苗；水分生理特性

在豫北山區(qū),水分是制約刺槐生長(zhǎng)的主要環(huán)境因素之一.因此,林業(yè)研究者一直重視刺槐水分關(guān)系的研究.一氧化氮是一種氣體信號(hào)分子,已有研究表明它能提高多種植物干旱脅迫下的抗逆性[1-2],但一氧化氮能否促進(jìn)干旱脅迫下刺槐幼苗的抗逆性目前還不清楚.由于植物的抗逆性與其自身的水分生理特性密切相關(guān),所以研究外源一氧化氮處理對(duì)刺槐幼苗水分生理特性的影響具有重要意義,并可為一氧化氮在刺槐水分管理中的應(yīng)用提供理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為1 a生刺槐扦插幼苗.

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 培養(yǎng)與處理方法土壤為壤質(zhì)土,中等肥力,土壤田間持水量為24.8%.土壤取回后過(guò)篩備用.試驗(yàn)用塑料桶高50 cm,口徑35 cm.試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)處理,分別為田間持水量的75%～80%（正常水分處理,用CK表示）、45%～55%（干旱處理）和100μM硝普鈉（SNP）+干旱處理,SNP每7 d噴施1次.每處理6個(gè)重復(fù).每盆所裝土壤換算成烘干土后質(zhì)量為9.3 kg.根據(jù)設(shè)計(jì)的土壤含水率計(jì)算出每盆質(zhì)量,作為各處理水平的標(biāo)準(zhǔn)盆重.挑選生長(zhǎng)狀況基本一致的植株于2010年4月18日植入盆中,澆1次透水,確定苗木成活后,從5月至6月按設(shè)計(jì)進(jìn)行控水處理,采用稱(chēng)重法進(jìn)行控水,每天稱(chēng)重1次,并補(bǔ)足到設(shè)計(jì)水平.

1.2.2 測(cè)定方法葉水勢(shì)采用小液流法,相對(duì)含水率和水分飽和虧用烘干法計(jì)算[3].單株幼苗耗水量用稱(chēng)重法計(jì)算,每2 d稱(chēng)重1次,稱(chēng)完后加水至各盆的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量.單株幼苗耗水量=標(biāo)準(zhǔn)盆重-稱(chēng)后質(zhì)量；耗水系數(shù)/（g/g）=耗水量/干物質(zhì)增加量[4].蒸騰和光合速率測(cè)定選擇頂部充分展開(kāi)葉片,在晴天對(duì)不同處理進(jìn)行測(cè)定,從8：00測(cè)至16：00,每隔2 h測(cè)1次,每次3次重復(fù),取平均值作為蒸騰和光合速率的日均值.用Lico-6400型光合測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)定.

1.2.3 數(shù)據(jù)處理采用SPSS軟件處理.

2 結(jié)果與分析

2.1 外源一氧化氮對(duì)干旱脅迫下刺槐幼苗葉片水分特征的影響

外源一氧化氮對(duì)干旱脅迫下刺槐幼苗葉水勢(shì)、相對(duì)含水率和飽和虧的影響見(jiàn)表1.

由表1可知,干旱脅迫處理降低了刺槐幼苗葉水勢(shì)和葉片相對(duì)含水率,增加了葉片的飽和虧.與干旱脅迫單獨(dú)處理相比,外源一氧化氮處理則提高了葉水勢(shì)和相對(duì)含水率,降低了飽和虧.方差分析表明,正常水分處理下葉水勢(shì)和相對(duì)含水率顯著高于干旱處理和100μM SNP+干旱處理,飽和虧則顯著低于干旱處理和100μMSNP+干旱處理.100μM SNP+干旱處理下刺槐幼苗的葉水勢(shì)和相對(duì)含水率顯著高于干旱處理,飽和虧則顯著低于干旱處理.這些結(jié)果說(shuō)明,外源一氧化氮可以增加葉水勢(shì)和相對(duì)含水率,從而緩解干旱脅迫對(duì)刺槐幼苗的影響.

2.2 外源一氧化氮對(duì)干旱脅迫下刺槐幼苗單株耗水特性的影響

外源一氧化氮對(duì)干旱脅迫下刺槐幼苗單株耗水特性的影響見(jiàn)表2.

表2 外源一氧化氮對(duì)干旱脅迫下刺槐幼苗單株耗水特性的影響Tab.2 Effects ofexogenous nitric oxide on the characteristics ofwater consumption underdroughtstress

由表2可知,干旱脅迫降低了刺槐幼苗單株耗水量和耗水系數(shù).而與干旱脅迫單獨(dú)處理相比,外源一氧化氮處理則提高了刺槐幼苗單株耗水量和耗水系數(shù).方差分析表明,正常水分處理下刺槐幼苗單株耗水量和耗水系數(shù)顯著高于干旱處理和100μM SNP+干旱處理,而100μM SNP+干旱處理的耗水系數(shù)顯著高于干旱處理,但100μM SNP+干旱處理的單株耗水量與干旱處理沒(méi)有顯著差異.這說(shuō)明,外源一氧化氮處理可以在維持和干旱處理相當(dāng)?shù)暮乃肯?提高刺槐幼苗水分利用效率,從而使其適應(yīng)干旱逆境.

2.3 外源一氧化氮對(duì)干旱脅迫下刺槐幼苗蒸騰和光合速率的影響

外源一氧化氮對(duì)干旱脅迫下刺槐幼苗蒸騰和光合速率的影響見(jiàn)表3.

表3 外源一氧化氮對(duì)干旱脅迫下刺槐幼苗蒸騰和光合速率的影響Tab.3 Effects ofexogenous nitric oxide on transpiration and photosynthetic rate underdroughtstress

由表3可知,干旱脅迫降低了刺槐幼苗的蒸騰和光合速率.而與干旱脅迫單獨(dú)處理相比,外源一氧化氮處理則提高了刺槐幼苗的蒸騰和光合速率.方差分析表明,正常水分處理下刺槐幼苗的蒸騰和光合速率顯著高于干旱處理和100μM SNP+干旱處理,而100μM SNP+干旱處理的光合速率顯著高于干旱處理,但100μM SNP+干旱處理的蒸騰速率與干旱處理沒(méi)有顯著差異.這說(shuō)明,外源一氧化氮處理可以在維持和干旱處理相當(dāng)?shù)暮乃肯?提高刺槐幼苗的光合速率,從而再次證明外源一氧化氮處理可以提高刺槐幼苗的水分利用效率.

3 結(jié)論與討論

植物的水分特征是植物耐旱和抗旱性的重要指標(biāo)[5].本研究中,干旱脅迫使刺槐幼苗葉水勢(shì)、葉相對(duì)含水率顯著降低,而外源一氧化氮處理則可以顯著提高干旱下幼苗的葉水勢(shì)、葉相對(duì)含水率.這表明,外源一氧化氮處理可以較好地維持刺槐幼苗葉片的水分平衡,以緩解干旱傷害.此外,滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)在維持植物水分平衡方面也具有重要作用.本試驗(yàn)并未涉及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的研究,進(jìn)一步研究外源一氧化氮對(duì)干旱脅迫條件下滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的變化對(duì)揭示其提高抗旱性的機(jī)制具有一定意義.

耗水特性是植物水分生理的重要指標(biāo)[6].本研究表明,干旱處理可以顯著降低刺槐幼苗植株的耗水量和耗水系數(shù),外源一氧化氮處理則可以在維持和干旱處理相當(dāng)?shù)暮乃肯?提高刺槐幼苗水分利用效率,從而使其適應(yīng)干旱逆境.

蒸騰和光合速率是植物重要的水分生理指標(biāo)[6].本研究表明,干旱脅迫降低了刺槐幼苗的蒸騰和光合速率,外源一氧化氮處理可以在維持和干旱處理相當(dāng)?shù)恼趄v速率下,提高刺槐幼苗的光合速率,從而提高刺槐幼苗的水分利用效率.本試驗(yàn)并未對(duì)外源一氧化氮影響刺槐幼苗光合速率的機(jī)制進(jìn)行研究,進(jìn)一步研究外源一氧化氮影響刺槐幼苗光合速率的機(jī)制對(duì)揭示其提高抗旱性的機(jī)制具有重要意義.

[1]Li A Q,Niu H,Yin J,et al.Protective role of exogenous nitric oxide against oxidative-stress induced by salt stress in barley（Hordeum vulgare）[J].Colloids and surfaces B：Biointerfaces,2008,65（2）：220-225.

[2]Arasimowicz M,Floryszak-Wieczorek J.Nitric oxide as a bioactive signalling molecule in plantstress responses[J].Plant Science, 2007,172（5）：876-887.

[3]高俊鳳.植物生理學(xué)試驗(yàn)技術(shù)[M].西安：世界圖書(shū)出版社,2000：36-37.

[4]鄭淑霞,上官周平.黃土高原油松和刺槐葉片光合生理適應(yīng)性比較[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2007,18（1）：16-21.

[5]姚正陽(yáng).忍冬屬兩種植物種抗旱性生理生化指標(biāo)研究[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),2009.

[6]楊文文,張學(xué)培,王洪英.晉西黃土區(qū)刺槐蒸騰、光合與水分利用的試驗(yàn)研究[J].水土保持研究,2006,13（1）：72-75.

（責(zé)任編輯：鄧天福）

Effects of exogenous nitric oxide on water physiological characteristics of Robinia pseudoacacia L.seedling leaves under drought stress

Wang Chunyan1,Ren Yongxin2
（1.Agriculture Office ofZhongyuan District,Zhengzhou 450042,China；2.Henan Institute ofScience and Technology,Xinxiang 453003,China）

This paper deals with effects of exogenous nitric oxide on water physiological characteristics of Robinia pseudoacacia L．leaves under drought stress．The results showed that drought stress significantly decreased leaf water potential,relative water content,water consumption per plant,water consumption coefficient,transpiration and photosynthetic rate．Meanwhile,drought stress significantly increased leaf water sufficiency and deficiency．Exogenous nitric oxide significantly increased leaf water potential,relative water content,water consumption coefficient, transpiration and photosynthetic rate,and significantly decreased leaf water sufficiency and deficiency．However, exogenous nitric oxide had no significant effect on water consumption per plant,compared with drought alone．In conclusion,exogenous nitric oxide could alleviate water deficit caused by drought stress．

drought stress；Robinia pseudoacacia L．；nitric oxide；seedling；water physiological characteristics

S792.27

A

1008-7516（2012）05-0005-03

10．3969/j．issn．1008-7516．2012．05．002

2012-09-03

河南省教育廳自然科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目（011A210008）

王春艷（1976-）,女,河南鄭州人,助理農(nóng)藝師．主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)工作．

任永信（1957-）,男,河南新鄉(xiāng)人,副教授．主要從事植物水分生理研究．