余甜　徐敏　張萍　李勤霞　張捷

摘要：以3種類型新疆野生核桃幼苗木為試材，采用自然干旱脅迫的方法對(duì)澆水后5、10、15、20、25 d的新疆野核桃葉片進(jìn)行抗旱性生理指標(biāo)測(cè)定。結(jié)果表明，在脅迫后15 d，“卵圓型”核桃的質(zhì)膜相對(duì)透性驟然升高達(dá)到最大值22.4%，而“尖嘴型”和“心形型”相對(duì)較為平緩；脯氨酸含量在脅迫后25 d達(dá)到最大值，與對(duì)照相比增加了3倍；脅迫后20 d時(shí)，“卵圓型”和“尖嘴型”丙二醛含量明顯上升，達(dá)到最大值，與對(duì)照相比增加了1倍，脅迫后25 d“心形型”野核桃達(dá)到最大值。“心形型”過(guò)氧化過(guò)程較慢，細(xì)胞膜穩(wěn)定性較高，抗旱性較強(qiáng)；“尖嘴型”調(diào)節(jié)自身各含量能力較弱；“卵圓型”的滲透調(diào)節(jié)能力相對(duì)較強(qiáng)，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力較強(qiáng)。在缺水20～25 d后，野核桃細(xì)胞組織都會(huì)受嚴(yán)重傷害。結(jié)果表明：野核桃具有一定的抗旱能力，其抗旱性強(qiáng)弱依次為“心形型”>“尖嘴型”>“卵圓型”。

關(guān)鍵詞：新疆野核桃；水分脅迫；生理指標(biāo)；抗旱性

中圖分類號(hào)：S664.104 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1002—1302（2016）01—0194—02

新疆野核桃（Juqlans regia）是栽培核桃（Juqlans regia L.）的野生種，在我國(guó)僅分布于新疆伊犁河谷地鞏留縣野核桃溝自然保護(hù)區(qū)，是世界稀有、亞洲唯一的野核桃林，經(jīng)考證該林生長(zhǎng)的野核桃是栽培核桃的直系祖先。我國(guó)干旱、半干旱地區(qū)約占國(guó)土面積的1/2，即使在非干旱的主要農(nóng)業(yè)區(qū)也經(jīng)常出現(xiàn)不均勻降水，受到季節(jié)性干旱的侵襲。干旱脅迫環(huán)境下，植物發(fā)生一系列生理生化變化來(lái)適應(yīng)逆境。干旱脅迫時(shí)，植物組織缺水，導(dǎo)致脯氨酸、可溶性糖等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)積累，同時(shí)引起膜系統(tǒng)分解，產(chǎn)生丙二醛，其含量高低可反映植物抗旱性強(qiáng)弱。本試驗(yàn)以野核桃一年生幼苗木為試材，對(duì)其在自然干旱條件下的抗旱性進(jìn)行了研究，測(cè)定了質(zhì)膜相對(duì)膜透性、可溶性糖含量、脯氨酸含量、丙二醛等指標(biāo)，了解其生理變化，對(duì)野核桃的抗旱性進(jìn)行初步評(píng)價(jià)，以期為今后研究野核桃優(yōu)良品系的人工栽培提供一定依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試的3個(gè)新疆野核桃類型“卵圓型”“尖嘴型”和“心形型”，種子來(lái)自新疆伊犁河谷地鞏留縣野核桃溝自然保護(hù)區(qū)，2014年3月栽植溫室，株高25～35 cm的實(shí)生苗，樹(shù)冠大小接近。以自然干旱的方法，于干旱脅迫后5、10、15、20、25 d分別取樹(shù)冠外圍中上部發(fā)育成熟、大小一致的葉片，將采集的樣品帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行各指標(biāo)的測(cè)定，同時(shí)，取鮮葉進(jìn)行質(zhì)膜相對(duì)透性的測(cè)定，以未處理苗作為對(duì)照。

1.2試驗(yàn)萬(wàn)法

對(duì)新疆3個(gè)類型野核桃葉片的質(zhì)膜相對(duì)透性測(cè)定采用電導(dǎo)法，可溶性糖含量測(cè)定采用蒽酮比色法，脯氨酸含量測(cè)定采用酸性茚三酮法，丙二醛（MDA）含量測(cè)定采用硫代巴比妥酸法，每組重復(fù)3次。

2結(jié)果與分析

2.1自然干旱條件下野核桃葉片質(zhì)膜相對(duì)透性的變化

由圖1可以看出，隨著干旱天數(shù)的增加，“卵圓型”葉片的質(zhì)膜相對(duì)透性呈明顯的先上升后下降的趨勢(shì)，而“尖嘴型”和“心形型”先上升后下降的趨勢(shì)相對(duì)較為平緩。從脅迫后10 d的結(jié)果看，干旱對(duì)野核桃的細(xì)胞膜沒(méi)造成嚴(yán)重傷害，質(zhì)膜相對(duì)透性相對(duì)較為穩(wěn)定。但隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，“卵圓型”膜透性快速增大，在脅迫后15 d達(dá)到最大值22.4%，而“尖嘴型”和“心形型”的趨勢(shì)較為平緩。說(shuō)明干旱脅迫對(duì)“卵圓型”野核桃的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)造成較嚴(yán)重的傷害，對(duì)“尖嘴型”和“心形型”造成的傷害相對(duì)較小。

2.2自然干旱條件下野核桃葉片可溶性糖含量的變化

由圖2可見(jiàn)，可溶性糖含量在干旱脅迫后呈上升趨勢(shì)；脅迫后5 d上升較為明顯，之后呈緩慢增加趨勢(shì)。“卵圓型”可溶性糖含量隨著脅迫時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸增大，脅迫后25 d最高，達(dá)到1.3%；“尖嘴型”呈緩慢上升，在脅迫后25 d達(dá)最大值1.14%；“心形型”呈先上升后緩慢下降的趨勢(shì)，在脅迫后20 d達(dá)最大值1.16%，在脅迫后25 d緩慢下降至1.11%。

2.3自然干旱條件下野核桃葉片脯氨酸含量的變化

由圖3可以看出，隨著干旱天數(shù)的增加，在脅迫5 d后野核桃葉片的脯氨酸含量開(kāi)始呈上升趨勢(shì)，在脅迫后10～25 d呈現(xiàn)出急速上升的趨勢(shì)，其含量在脅迫后25 d達(dá)到最大，與對(duì)照相比增加了3～4倍。在脅迫后25 d時(shí)，“心形型”達(dá)到最大值1312.12μg/g；“尖嘴型”最高達(dá)到1198.65μg/g；“卵圓型”達(dá)到最大值796.83μg/g。

2.4自然干旱條件下野核桃葉片丙二醛（MDA）含量的變化

由圖4可以看出，隨著干旱天數(shù)的增加，“心形型”呈逐漸上升的趨勢(shì)；“卵圓型”和“尖嘴型”葉片的丙二醛含量呈現(xiàn)上升后下降趨勢(shì)。在脅迫后20 d時(shí)，“卵圓型”和“尖嘴型”丙二醛含量明顯上升且含量達(dá)到最大值，與對(duì)照相比增加1倍，脅迫后25 d時(shí)，開(kāi)始呈逐漸下降趨勢(shì)?！靶男涡汀痹诿{迫后25 d達(dá)到最大值，與對(duì)照相比增加了12.83μmol/L。脅迫0～15 d時(shí)，新疆野核桃3種類型丙二醛含量上升都較為緩慢，說(shuō)明野核桃都是抗旱性較強(qiáng)的品種。

3討論

3.1質(zhì)膜相對(duì)透性與野核桃水分脅迫的關(guān)系

細(xì)胞質(zhì)膜相對(duì)透性的大小一般由葉片的相對(duì)電導(dǎo)率來(lái)衡量，相對(duì)電導(dǎo)率增大，其質(zhì)膜的透性就增大。相對(duì)電導(dǎo)率在一定程度上反映了植物細(xì)胞膜的受損程度。膜透性直接反映了植物細(xì)胞對(duì)細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定能力和對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)和抵御能力，是抗?jié)B透脅迫的主要生理指標(biāo)之一。在受到水分脅迫時(shí)，電導(dǎo)值越大，細(xì)胞膜受傷害程度越重，則植物抗旱性越差，反之抗旱性越強(qiáng)。

“卵圓型”膜透性逐漸增加，在脅迫后15 d時(shí)達(dá)到最大值，說(shuō)明對(duì)其傷害程度相對(duì)較嚴(yán)重。相比較而言“尖嘴型”和“心形型”的膜透性相對(duì)穩(wěn)定，對(duì)其造成的傷害相對(duì)較小。說(shuō)明長(zhǎng)時(shí)間的水分脅迫對(duì)“卵圓型”葉片的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)已造成較嚴(yán)重的傷害，其抗旱性較差。由此說(shuō)明根據(jù)膜透性分析，抗旱性強(qiáng)弱依次為“心形型”>“尖嘴型”>“卵圓型”。

3.2可溶性糖含量與野核桃水分脅迫的關(guān)系

可溶性糖也是一種重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，水分脅迫下可溶性糖大量積累，其積累量在一定程度上能夠反映植物的滲透調(diào)節(jié)能力?？扇苄蕴窃谒置{迫下大量積累以維持細(xì)胞膨壓，因此被認(rèn)為是對(duì)水分脅迫忍耐的適應(yīng)物質(zhì)。

隨著干旱天數(shù)的增加，新疆野核桃葉片可溶性糖含量呈上升趨勢(shì)?！奥褕A型”可溶性糖含量逐漸增大，在脅迫后25 d其含量達(dá)到最高值；“尖嘴型”呈緩慢上升，在脅迫后25 d達(dá)到最大值；“心形型”呈先上升后緩慢下降的趨勢(shì)，在脅迫后20 d達(dá)到最大值，在脅迫后25 d緩慢下降?？扇苄蕴鞘且昂颂夷軌蛉棠烷L(zhǎng)時(shí)間水分脅迫的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，它的積累是植物適應(yīng)逆境的一種積極響應(yīng)。由此得出，“卵圓型”的滲透調(diào)節(jié)能力相對(duì)較強(qiáng)，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力較強(qiáng)。根據(jù)可溶性糖含量分析，新疆野生核桃對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)弱依次為“卵圓型”>“尖嘴型”>“心形型”。

3.3脯氨酸含量與野核桃水分脅迫的關(guān)系

脯氨酸是植物體內(nèi)一種重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，可反映植物受脅迫狀況。植物受干旱脅迫時(shí)它的增加有助于細(xì)胞或組織的持水，防止脫水。植物在逆境條件下，脯氨酸含量明顯增加以適應(yīng)對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力。

野核桃葉片的脯氨酸含量在脅迫后10～25 d呈急速上升的趨勢(shì)，在脅迫后25 d達(dá)到最大，與對(duì)照相比增加了3倍。隨水分脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，脯氨酸含量積累幅度大，表明水分脅迫有利于脯氨酸含量的積累。根據(jù)脯氨酸含量分析，葉片受脅迫情況依次為“心形型”>“尖嘴型”>“卵圓型”。

3.4丙二醛（MDA）含量與野核桃水分脅迫的關(guān)系

在一定程度上丙二醛含量的高低可以表示細(xì)胞膜脂過(guò)氧化的程度和植物對(duì)逆境條件反應(yīng)的強(qiáng)弱。耐旱性強(qiáng)的品種細(xì)胞膜脂過(guò)氧化作用較弱，丙二醛含量增加幅度較小，而不耐旱的品種正好相反。隨著干旱天數(shù)的增加，“心形型”葉片的丙二醛含量呈逐漸上升的趨勢(shì)，“卵圓型”和“尖嘴型”呈現(xiàn)上升后下降趨勢(shì)。脅迫后20 d，“卵圓型”和“尖嘴型”丙二醛含量明顯上升，且含量達(dá)到最大值。“心形型”在脅迫后25 d丙二醛含量達(dá)到最大值，說(shuō)明此時(shí)“心形型”過(guò)氧化過(guò)程較慢，細(xì)胞膜穩(wěn)定性較高，抗旱性較強(qiáng)。測(cè)定結(jié)果顯示“卵圓型”和“尖嘴型”在水分脅迫20～25 d之后，測(cè)定結(jié)果呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明因水分脅迫，對(duì)細(xì)胞組織開(kāi)始出現(xiàn)嚴(yán)重破壞，如不及時(shí)補(bǔ)水，會(huì)對(duì)植株造成不可逆的傷害。

4結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，新疆野核桃抗旱性強(qiáng)弱依次為“心形型”>“尖嘴型”>“卵圓型”?！靶男涡汀边^(guò)氧化過(guò)程較慢，細(xì)胞膜穩(wěn)定性較高，抗旱性較強(qiáng)；“尖嘴型”調(diào)節(jié)自身各含量能力較弱；“卵圓型”的滲透調(diào)節(jié)能力相對(duì)較強(qiáng)，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力較強(qiáng)。新疆野核桃品種在水分脅迫下通過(guò)自身水調(diào)節(jié)作用、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累、保護(hù)酶的協(xié)調(diào)作用，以維持細(xì)胞膨壓，減輕自由基的傷害。利用新疆野核桃的抗旱性，了解水分脅迫下的生理變化，對(duì)新疆栽培核桃的改良育種具有重要意義。