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        水分脅迫對3個棗品種脯氨酸含量的影響

        2020-06-04 09:13:31馬艷麗
        現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技 2020年10期
        關(guān)鍵詞:平頂脯氨酸大棗

        馬艷麗

        摘要? ? 設(shè)置4種不同的土壤水分脅迫處理,研究大平頂棗、金鈴圓棗和三星大棗3個品種隨脅迫時間的延長脯氨酸含量的變化情況。結(jié)果表明,隨著水分脅迫強度的加大,與對照相比,3個棗品種葉片的脯氨酸含量均有不同程度的增加;三星大棗的脯氨酸含量在不同的水分脅迫處理條件下,始終高于大平頂棗和金鈴圓棗,其原因可能是三星大棗在水分脅迫下,比其他2個棗品種激活脯氨酸合成酶基因表達的能力更強。

        關(guān)鍵詞? ? 棗;水分脅迫;脯氨酸含量

        脯氨酸是植物蛋白質(zhì)的組分之一,其以游離狀態(tài)廣泛存在于植物體中。脯氨酸屬于植物滲透調(diào)節(jié)過程中的有機溶質(zhì)部分,其含量的積累就是為適應(yīng)不利環(huán)境做出的響應(yīng),通過其積累達到滲透調(diào)節(jié)的作用。在持續(xù)水分虧缺下脯氨酸累積的機制,有研究認為是激活了脯氨酸合成酶基因表達,而抑制了脯氨酸降解基因的表達。本試驗采用盆栽控水試驗,研究水分脅迫對大平頂棗、金鈴圓棗和三星大棗3個棗苗品種葉片脯氨酸含量的影響。

        1? ? 材料與方法

        1.1? ? 試驗材料

        試驗于2014年4月在遼寧省旱地農(nóng)林研究所(原遼寧省干旱地區(qū)造林研究所)院內(nèi)展開,將3個棗品種的二年生嫁接苗栽植于花盆中,每盆栽植1株。盆內(nèi)基質(zhì)按園土∶腐殖土∶沙土為3∶1∶1的比例混勻,利用環(huán)刀測定土壤容重為1.12 g/cm3,盆土中土壤最大持水量測定值為46.03%。

        1.2? ? 試驗設(shè)計

        根據(jù)Hsiao T C提出的水分梯度劃分理論,設(shè)置了4個水分脅迫土壤容積含水量范圍,分別為28.35%~30.93%(CK)、20.62%~23.20%(輕度脅迫S1)、15.46%~18.04%(中度脅迫S2)、10.31%~12.89%(重度脅迫S3)。7月以后,按照不同的水分處理梯度開始進行控水試驗,將盆栽棗苗放于遮雨棚中,每天15:00左右,利用土壤水分測定儀(HD2)測定花盆內(nèi)土壤容積含水量,并及時補充當天丟失的水分。每隔10 d左右,分別測定1次葉片的脯氨酸含量指標,每個指標重復(fù)測定3次。

        1.3? ? 測定方法

        脯氨酸含量的測定采用磺基水楊酸法,具體測定方法參照參考文獻[1]。

        2? ? 結(jié)果與分析

        由圖1~4可以看出,3個棗苗品種經(jīng)過水分脅迫處理(即處理S1、S2、S3)后,葉片內(nèi)脯氨酸含量與CK相比均有所上升,且隨著干旱脅迫強度的加大,脯氨酸含量增加的幅度也逐漸加大,處理S3脯氨酸含量增加的幅度值最大。葉片中脯氨酸含量的增加并不只是由于蛋白質(zhì)分解的結(jié)果,還由于提高了重新合成的能力。處理S3隨著脅迫時間的延長,3個棗品種的脯氨酸含量曲線變化比較明顯,基本呈逐漸(下轉(zhuǎn)第57頁)

        增加趨勢,只有大平頂棗在脅迫到第10天時,脯氨酸含量有所下降。而在CK、S1和S2水分處理下,3個棗品種隨著脅迫時間的延長,葉片中脯氨酸含量變化不太明顯。三星大棗的脯氨酸含量在不同的水分脅迫處理條件下,始終高于大平頂棗和金鈴圓棗,有可能是三星大棗在水分脅迫下,比其他2個棗品種激活脯氨酸合成酶基因表達的能力更強。

        3? ? 結(jié)論與討論

        植物的脯氨酸合成、積累及代謝是一個受非生物脅迫和細胞內(nèi)脯氨酸濃度高度調(diào)控的生理生化過程。脯氨酸的積累也是植物對水分脅迫的一種生理反應(yīng)。脯氨酸含量的增加,對植物抵抗干旱,進行滲透調(diào)節(jié)起重要的作用。然而,滲透調(diào)節(jié)作用也有其局限性,在水分脅迫嚴重時,也會使植物體內(nèi)滲透調(diào)節(jié)能力降低或喪失[2-3]。本試驗結(jié)果顯示,隨著水分脅迫強度的加大,與對照相比,3個棗品種葉片中脯氨酸含量均有不同程度的增加。脯氨酸含量的增加,可以保護細胞膜系統(tǒng),維持胞內(nèi)酶的結(jié)構(gòu),減少胞內(nèi)蛋白質(zhì)的降解。在4種不同的水分脅迫處理下,三星大棗的脯氨酸含量始終高于其他2個棗品種,說明三星大棗激活脯氨酸合成酶基因表達的能力比較強。有研究表明[4],在正常供水情況下,脯氨酸很容易氧化成谷氧酸,但是在干旱脅迫下,脯氨酸的氨化分解活性下降,脯氨酸的氧化受到了抑制。也有學(xué)者認為,脯氨酸在逆境條件下累積,既可能是其適應(yīng)性的表現(xiàn),也可能是細胞結(jié)構(gòu)和功能受損的體現(xiàn)[5]。

        4? ? 參考文獻

        [1] 張以順,黃霞,陳云鳳.植物生理實驗教程[M].北京:高等教育出版社,2009.

        [2] 馮淑華,陳雅君.三葉草對干旱脅迫的反應(yīng)及適應(yīng)性研究[D].哈爾濱:東北農(nóng)業(yè)大學(xué),2012.

        [3] 張述義,邵嘉鳴,李新鳳,等.水分脅迫對小麥芽和根中脯氨酸含量及電導(dǎo)率的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2013(3):156-160.

        [4] 徐建欣,楊潔,高玉堯,等.水分脅迫對3個不同地區(qū)橡膠草生理特性的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2016(3):159-165.

        [5] 單立山,李毅,石萬里,等.土壤水分脅迫對紅砂幼苗生長和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響[J].水土保持通報,2015(6):116-119.

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