黃艷萍， 袁 萍， 沈曉萌， 劉 浩， 劉德玲

(廣東食品藥品職業(yè)學(xué)院，南藥資源保護(hù)與利用工程技術(shù)開(kāi)發(fā)研究中心，廣東廣州 510520)

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水分脅迫對(duì)不同廣藿香品種生理生化的影響

黃艷萍， 袁 萍， 沈曉萌， 劉 浩， 劉德玲

(廣東食品藥品職業(yè)學(xué)院，南藥資源保護(hù)與利用工程技術(shù)開(kāi)發(fā)研究中心，廣東廣州 510520)

以不同產(chǎn)地的廣藿香為研究材料，采用盆栽和稱重控制澆水的方法，設(shè)置對(duì)照(CK)、輕度脅迫(T1)、中度脅迫(T2)、重度脅迫(T3)4個(gè)處理(土壤含水量分別為土壤田間持水量的80%、60%、50%和30%)，研究不同水分處理后廣藿香生理生化指標(biāo)的變化規(guī)律。結(jié)果表明，隨著土壤含水量的降低，廣藿香葉片中相對(duì)含水量減少，脯氨酸、可溶性蛋白、丙二醛均呈先下降后上升趨勢(shì)；超氧化物歧化酶、過(guò)氧化氫酶含量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。4個(gè)不同產(chǎn)地的廣藿香均表現(xiàn)出一定的抗旱耐旱能力，相比之下，海南產(chǎn)與湛江產(chǎn)廣藿香抗旱能力更強(qiáng)。

廣藿香；水分脅迫；生理生化；影響

Kye wordsPogostemoncablin(Blanco)Benth; Water stress; Physiological-biochemical characteristics;Influence

廣藿香為唇形科植物廣藿香Pogostemoncablin(Blanco)Benth.的干燥地上部分，是臨床上常用的芳香化濕藥，味辛、性微溫，歸脾、胃、肺經(jīng)，具有芳香化濁、開(kāi)胃止嘔、發(fā)表解暑的功效[1]。廣藿香主要分布在廣州石牌(枝香)、廣東高要(肇香)、廣東湛江(湛香)和海南(瓊香)4種[2]。當(dāng)前，因產(chǎn)地產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，以及生態(tài)環(huán)境、種植方法均發(fā)生了顯著變化，導(dǎo)致不同產(chǎn)地廣藿香的植物性狀和質(zhì)量均存在較大差異。有關(guān)廣藿香的研究主要集中在真?zhèn)舞b別、藥理、化學(xué)成分及抗鹽堿等方面[3]。水分是大部分農(nóng)作物生長(zhǎng)的重要影響因素，決定了作物的資源分布、生長(zhǎng)發(fā)育、高產(chǎn)等。研究不同水分處理下作物生理指標(biāo)的變化對(duì)于作物抗旱栽培和品種選育具有重要意義。該試驗(yàn)通過(guò)研究不同水分處理對(duì)4個(gè)品系廣藿香葉片的相對(duì)含水量、丙二醛(MDA)、脯氨酸、可溶性蛋白含量和超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)活性的影響，為廣藿香適應(yīng)水分的生理機(jī)制、品種選育和栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 以4個(gè)產(chǎn)地(海南、湛江、高要、石牌)4個(gè)品系的廣藿香為試驗(yàn)材料，經(jīng)廣東省中藥研究所袁亮副主任藥師鑒定為Pogostemoncablin(Blanco)Benth.。2011年末收集不同廣藿香后，移栽于廣東省中藥研究所南藥試驗(yàn)基地，在相同條件下種植，建立廣藿香種質(zhì)資源，第二年選取長(zhǎng)勢(shì)相同的廣藿香進(jìn)行試驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)方法 采用盆栽試驗(yàn)于2013年3～6月在廣東省中藥研究所南藥試驗(yàn)基地大棚室進(jìn)行。選用盆口直徑20 cm、高15 cm的塑料盆。土壤為沙壤土。每盆裝土3 kg，土壤田間最大持水量(FC)為24.6%。廣藿香幼苗于2013年3月8日移載盆中，育苗成功后正常灌水，每盆植1株，種植3個(gè)月后，選擇生長(zhǎng)正常、形態(tài)一致的幼苗作為試驗(yàn)材料。設(shè)置4個(gè)脅迫水平，即土壤含水量分別為土壤田間持水量(FC)的80%(CK)、60%(T1)、50%(T2)和30%(T3)，水分脅迫時(shí)間為30 d。每個(gè)脅迫處理和測(cè)定10個(gè)重復(fù)。廣藿香葉片測(cè)定位置為植株心葉外側(cè)第2～5片功能葉，于溫室內(nèi)測(cè)定。采集新鮮葉片經(jīng)蒸餾水沖洗3次然后用濾紙吸干后液氮儲(chǔ)藏，用于相關(guān)生理生化指標(biāo)的測(cè)定。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法 葉片相對(duì)含水量(RWC)采取烘干法測(cè)定[4]；SOD活性采用氮藍(lán)四唑(NBT)光化還原法測(cè)定，CAT活性采用紫外吸收法測(cè)定，丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸法測(cè)定；脯氨酸采用酸性茚三酮法測(cè)定；可溶性蛋白采用考馬斯亮藍(lán)G-250法測(cè)定[5-6]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水分處理對(duì)不同品種廣藿香葉片相對(duì)含水量的影響 圖 1顯示，不同品系廣藿香正常水分生長(zhǎng)的葉片相對(duì)含水量在80%～90%，受到水分脅迫時(shí)呈下降的趨勢(shì)，在重度水分時(shí)，差異達(dá)到顯著，其中，海南和湛江產(chǎn)還可以保持較高的葉片相對(duì)含水量，而其他2個(gè)品種較低，尤以高要產(chǎn)的最低，可判斷海南與湛江種質(zhì)的廣藿香葉片保水能力較石牌與高要產(chǎn)的高，抗旱性較強(qiáng)。

2.2 水分脅迫對(duì)不同品種廣藿香葉片丙二醛含量的影響 從圖2可以看出，不同水分處理?xiàng)l件下，隨著土壤含水量減少，各品系廣藿香葉片的丙二醛(MDA)含量呈先下降后上升的趨勢(shì)，高要與石牌產(chǎn)的廣藿香在輕度和中度水分處理時(shí)丙二醛含量相差不大，在重度水分處理時(shí)含量急劇上升；湛江、海南產(chǎn)廣藿香在各水分處理下MDA含量變化較為平緩，判斷海南的廣藿香抗旱性強(qiáng)于石牌和高要的廣藿香。

2.3 水分脅迫對(duì)不同品種廣藿香可溶性蛋白和脯氨酸含量的影響 從圖3可以看出，隨著脅迫程度的加深，廣藿香可溶性蛋白含量呈先降后升的趨勢(shì)?？赡苁怯捎谳p度水分脅迫時(shí)，可溶性蛋白的分解量大于新蛋白的產(chǎn)生量，使得蛋白含量降低。隨著脅迫濃度的加深，啟動(dòng)了新的蛋白合成機(jī)制，產(chǎn)生新的脅迫蛋白，以維持細(xì)胞內(nèi)較低的滲透勢(shì)，從而蛋白含量有所上升[7]。

在正常的土壤水分環(huán)境條件下，不同廣藿香品種葉片中

游離脯氨酸含量相差不大，受到水分脅迫時(shí)，葉片中游離脯氨酸含量在不同品種間也表現(xiàn)出相同的規(guī)律性，但變化的幅度不同。在輕度水分脅迫下，4個(gè)廣藿香品種植物體內(nèi)游離脯氨酸含量下降；中度水分脅迫下，含量上升，且與對(duì)照的差異達(dá)到了極顯著水平；重度水分脅迫下，各品系廣藿香葉片的脯氨酸含量則增加迅速，海南產(chǎn)廣藿香脯氨酸含量提高了106.06%。石牌廣藿香變化幅度最大，脯氨酸含量提高了130.08%，其次是高要廣藿香，提高了120.32%，再次是湛江廣藿香，提高了115.84%(圖4)。

2.4 水分脅迫對(duì)不同品種廣藿香SOD和CAT活性的影響 從圖 5可以看出，各處理4個(gè)品系的廣藿香SOD活性的變化趨勢(shì)均是隨著土壤水分的減少而上升。廣藿香受到水分脅迫時(shí)，SOD活性增加，從而調(diào)節(jié)代謝，適應(yīng)環(huán)境，使生長(zhǎng)及產(chǎn)量受到的影響減輕到最低程度[8]。其中石牌與高要品系的廣藿香SOD活性在不同水分處理下變化大，重度水分處理時(shí)增幅比較大，重度處理水分下分別提高了90.24%和72.55%，湛江與海南品系的SOD活性變化則比較緩和，湛江品系僅提高了50.18%。CAT值隨著土壤含水量的減少逐漸升高，說(shuō)明隨著水分脅迫的增加，廣藿香可以調(diào)動(dòng)CAT酶，清除植物體內(nèi)抵抗逆境而產(chǎn)生H2O2，是廣藿香對(duì)水分作出一定的響應(yīng)。

3 討論

該試驗(yàn)采用盆栽試驗(yàn)，研究水分脅迫對(duì)不同產(chǎn)地廣藿香生理生化指標(biāo)的變化，結(jié)果表明，隨著土壤含水量的降低，4個(gè)產(chǎn)地的廣藿香植物葉片細(xì)胞水分喪失，葉片相對(duì)含水量減少。

滲透調(diào)節(jié)是植物響應(yīng)水分脅迫的一個(gè)重要生理保護(hù)機(jī)制，脯氨酸作為一種重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，在水分脅迫下大量增加是植物的第一生理反應(yīng)[9]。該試驗(yàn)研究表明，廣藿香葉片中脯氨酸含量在輕度水分脅迫時(shí)有所下降，隨著水分脅迫程度的加劇，而后又有所上升，說(shuō)明廣藿香對(duì)水分脅迫有一種自我保護(hù)的適應(yīng)。各品系廣藿香所含可溶性蛋白含量隨土壤含水量的降低而先降低后增大，推斷水分虧缺過(guò)多會(huì)增加廣藿香蛋白質(zhì)的分解。

MDA是生物膜氧化的產(chǎn)物，具有很強(qiáng)的細(xì)胞毒性，它的含量可以作為植物受到脅迫的傷害程度的重要指標(biāo)，該試驗(yàn)結(jié)果表明，在輕度水分脅迫下，廣藿香葉片MDA含量較低，而膜透性較高，與對(duì)照差異不大；而當(dāng)田間持水量為20%～30%時(shí)，MDA含量顯著增加，膜透性顯著降低，說(shuō)明在輕度水分脅迫下MDA葉細(xì)胞膜系統(tǒng)沒(méi)有受到脅迫的傷害，MDA細(xì)胞膜的穩(wěn)定性強(qiáng)，能適應(yīng)一定的水分環(huán)境。

綜合廣藿香在不同水分脅迫下各項(xiàng)生理生化指標(biāo)的變化，相比之下，海南與湛江產(chǎn)的廣藿香葉片相對(duì)含水量(RWC)變化較緩慢，滲透性調(diào)節(jié)物質(zhì)可溶性蛋白和脯氨酸調(diào)節(jié)較為積極，SOD、CAT活性增加迅速，具有較強(qiáng)的抗旱性。

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Effect of Water Stress on Physiological-Biochemical Characteristics of DifferentPogostemoncablin(Blanco)Benth.Cultivars

HUANG Yan-ping,YUAN Ping, SHEN Xiao-meng et al

(Research & Development Center for Engineering and Technology of Medicinal Resources Protection and Utilization in South China, Guangdong Food and Drug Vacational College, Guangzhou, Guangdong 510520)

In order to understand the physiological-biochemical characteristics of water stress on differentPogostemoncablin(Blanco)Benth.cultivars, four different levels of water stress, mild water stress(T1, 60% FC), moderate water stress (T2, 50% FC), severe water stress(T3, 30% FC) and the control(CK,80% FC), were applied to study the effects of water stress on thePogostemoncablin(Blanco)Benth.cultivars by pot culture and from different region. The results showed that with the increase of water stress, the relative water content of leaves decreased, proline, soluble protein, malondialdehyde decreased first and then increased; the activities of superoxide dismutase and catalase content showed a rising trend. Four different habitatsPogostemoncablinshowed certain ability of drought resistance, by contrast,Pogostemoncablinfrom Hainan and Zhanjiang had stronger drought resistance ability.

廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2011B020301007)。

黃艷萍(1976- )，男，廣東南雄人，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，碩士，從事中草藥與植物化學(xué)研究。

2015-04-28

S 567

A

0517-6611(2015)17-079-03