楊華庚 ， 黎彬 ， 李娜 ， 楊毅敏 ， 吳友根，2

1.海南大學(xué)熱帶作物學(xué)院，?？?570228；

2.海南大學(xué)三亞南繁研究院，海南崖州灣種子實(shí)驗(yàn)室，海南 三亞 572025

澇漬危害是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常見的自然災(zāi)害，給作物生產(chǎn)造成重大損失。據(jù)報(bào)道，全球約有10%的作物種植面積受澇漬脅迫影響，導(dǎo)致作物減產(chǎn)15%～80%［1］。澇漬脅迫主要通過影響作物的生理代謝過程以及改變作物的干物質(zhì)分配狀態(tài)，使作物生長(zhǎng)發(fā)育受到顯著抑制而導(dǎo)致作物減產(chǎn)［1-3］。大量研究表明，澇漬脅迫下，隨著活性氧的大量生成和過量積累，氧化脅迫進(jìn)一步加劇，超氧化物歧化酶（superoxide dismutase， SOD）、過氧化物酶（peroxidase， POD）、過氧化氫酶（catalase， CAT）、抗壞血酸過氧化物酶（ascorbate peroxidase， APX）等抗氧化酶活性被誘導(dǎo)增強(qiáng)［4-6］，抗壞血酸（ascorbic acid， ASA）、還原性谷胱甘肽（glutathione，GSH）等抗氧化物質(zhì)含量明顯增加［5］，提高了細(xì)胞清除活性氧的能力，有助于減緩膜脂過氧化對(duì)細(xì)胞造成的傷害。此外，還可通過促進(jìn)可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累［5-6］，提高細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)能力，減輕植株的澇漬危害。但持續(xù)和嚴(yán)重的澇漬脅迫會(huì)顯著降低光合色素含量和凈光合速率，明顯抑制光合作用［7-8］，影響光合產(chǎn)物的生成，使植物生長(zhǎng)明顯受到抑制。澇漬脅迫還會(huì)明顯降低根系活力［9］，破壞根系的滲透調(diào)節(jié)機(jī)制，嚴(yán)重削弱根系的抗氧化能力，使活性氧大量積累，從而導(dǎo)致根系產(chǎn)生過氧化傷害，使根系開始變褐甚至腐爛死亡［10］。但這些研究主要集中于農(nóng)作物、林木和果蔬等植物上，而對(duì)熱帶經(jīng)濟(jì)作物的澇漬研究鮮有報(bào)道。

胡椒（Piper nigrumL.）屬胡椒科胡椒屬多年生常綠藤本植物，是世界上重要的熱帶香辛作物，在我國(guó)熱帶地區(qū)均有栽培，其中海南是我國(guó)最大的胡椒產(chǎn)區(qū)。在我國(guó)的熱帶地區(qū)，夏秋季節(jié)由于連續(xù)的大強(qiáng)度集中降雨，常使胡椒種植園內(nèi)土壤水分處于過飽和狀態(tài)，或因排水不暢而積水，從而導(dǎo)致胡椒植株?duì)€根死亡，給胡椒生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的損失。生產(chǎn)實(shí)踐表明，胡椒具有怕澇漬習(xí)性，然而目前有關(guān)胡椒澇漬脅迫的機(jī)制研究鮮有報(bào)道，尚不清楚胡椒怕澇漬的生理機(jī)制。為此，本研究擬從活性氧代謝、抗氧化酶活性、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)等方面，探討胡椒扦插苗對(duì)澇漬脅迫的生理響應(yīng)特性，初步揭示胡椒怕澇漬的生理機(jī)制，旨在為胡椒的抗?jié)n害栽培提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)以生產(chǎn)上常用的大葉種胡椒扦插苗作為試驗(yàn)材料。胡椒扦插苗從海南本地的胡椒育苗圃中購(gòu)回。選擇株齡、長(zhǎng)勢(shì)、大小基本一致，且生長(zhǎng)健壯和無(wú)病蟲害的胡椒扦插苗栽種于裝有4.5 kg 疏松肥沃營(yíng)養(yǎng)土的塑料桶（口寬21 cm，底寬15 cm，高21 cm）內(nèi)，每桶栽植2株胡椒扦插苗。栽植后將胡椒扦插苗放置于適宜胡椒苗生長(zhǎng)的環(huán)境條件下培養(yǎng)3 個(gè)月，使其恢復(fù)生長(zhǎng)，期間進(jìn)行合理的水肥管理，于當(dāng)年的8月，選出生長(zhǎng)一致、長(zhǎng)勢(shì)良好、無(wú)病蟲害的胡椒扦插苗作為試驗(yàn)材料。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

人工模擬澇漬脅迫處理，采用雙套盆法，把胡椒扦插苗移入塑料大桶后，加水使水面淹沒植株根部并高于基質(zhì)表面1～3 cm，每日觀察，及時(shí)補(bǔ)充散失水分，保證漬水所需的水面高度。以維持田間持水量的70%±5%為對(duì)照處理（CK）。每處理共9 桶苗，設(shè)3 次重復(fù)，每重復(fù)3 桶苗。分別于漬水1、3、6、9 d 采摘枝條頂端位置相同的最近成熟葉片測(cè)定生理指標(biāo)變化，同時(shí)采集相應(yīng)的根尖部分測(cè)定根系活力變化。

1.3 生理指標(biāo)測(cè)定

1.3.1SOD、POD、CAT 活性測(cè)定 取0.5 g鮮葉片剪碎，放入事先預(yù)冷的研缽內(nèi)，分次加入5 mL 預(yù)冷的0.05 mol·L-1磷酸緩沖液 （內(nèi)含1%的聚乙烯吡咯烷酮PVP，pH 7.8），用少量石英砂在冰浴上研磨成勻漿，將勻漿放置在冰箱內(nèi)澄清后，取出澄清液放入離心管內(nèi)，在4℃ 10 500g冷凍離心機(jī)內(nèi)離心20 min，取上清液測(cè)定相關(guān)酶活性。SOD 活性測(cè)定采用氮藍(lán)四唑（nitroblue tetrazolium， NBT）法［11］，以抑制NBT 光化還原的50%為一個(gè)酶活性單位。POD 活性測(cè)定采用愈創(chuàng)木酚法［12］，以每分鐘吸光度值（OD470）增加0.01定義為一個(gè)酶活性單位；CAT活性測(cè)定采用紫外吸收法［13］，以每分鐘吸光度值（OD240）減少0.01定義為一個(gè)酶活性單位。

1.3.2APX 活性測(cè)定 取0.5 g 鮮葉片剪碎，放入事先預(yù)冷的研缽內(nèi)，分次加入5 mL 預(yù)冷的含1 mmol·L-1EDTA-Na2的50 mmol·L-1磷酸緩沖液（pH 7.0），用少量石英砂在冰浴上研磨成勻漿，將勻漿放置在冰箱內(nèi)澄清后，取出澄清液放入離心管內(nèi)，在4℃ 10 500g冷凍離心機(jī)內(nèi)離心20 min，取上清液測(cè)定酶活性。APX 活性采用紫外比色法［14］測(cè)定，以每分鐘吸光度值（OD290）減少0.01 定義為1個(gè)酶活性單位。

1.3.3丙二醛含量測(cè)定 參考孔祥生和易現(xiàn)峰的方法［13］，采用硫代巴比妥酸法測(cè)定丙二醛含量。

1.3.4活性氧代謝指標(biāo)測(cè)定 O2

-·生成速率測(cè)定采用羥胺法［15］；H2O2含量測(cè)定采用硫酸鈦法［13］。

1.3.5滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量測(cè)定 可溶性糖含量采用蒽酮比色法；可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250 法；脯氨酸含量采用磺基水楊酸提取，酸性茚三酮比色法［11］測(cè)定。

1.3.6根系活力測(cè)定 采用氯化三苯基四氮唑（tripheny tetrazolium chloride， TTC）還原法測(cè)定根系活力［13］。

1.3.7光合色素含量測(cè)定 采用無(wú)水乙醇和丙酮等體積混合提取液混合法［16］測(cè)定光合色素含量。

1.4 數(shù)據(jù)整理與統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)采用Excel 軟件進(jìn)行整理并繪制。應(yīng)用SPSS 17.0 統(tǒng)計(jì)軟件中的Duncan's 法和Pearson correlation coefficient 法分別進(jìn)行數(shù)據(jù)的差異顯著性和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 澇漬脅迫對(duì)胡椒扦插苗植株形態(tài)的影響

澇漬脅迫下，對(duì)照處理植株葉片正常，呈深綠色，且根系有大量的白色吸收根；澇漬脅迫1 d，胡椒扦插苗的根尖開始褐變并壞死，但葉色仍為深綠色；澇漬脅迫3 d，胡椒扦插苗的少部分根系已經(jīng)腐爛，但地上植株部分僅有少量的葉片褪綠變黃，無(wú)明顯的萎蔫現(xiàn)象。澇漬脅迫6 d，胡椒扦插苗的絕大部分根系已腐爛，大部分葉片變黃萎蔫。澇漬脅迫9 d，胡椒扦插苗的全部根系及地下蔓節(jié)均已腐爛（圖1），地上蔓干枯，幾乎所有的葉片已發(fā)黃萎蔫，并枯萎脫落，植株完全死亡。結(jié)果表明，澇漬脅迫下胡椒扦插苗根系比地上部先出現(xiàn)受害癥狀。短期內(nèi)（3 d）胡椒扦插苗的受害相對(duì)較輕，但隨著澇漬脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，胡椒扦插苗的受害就越嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)死亡。

圖1 澇漬脅迫對(duì)胡椒扦插苗植株形態(tài)的影響Fig. 1 Effect of waterlogging stress on root morphology in black pepper cutting seedlings

2.2 澇漬脅迫對(duì)胡椒扦插苗活性氧代謝的影響

超氧陰離子和過氧化氫是細(xì)胞中的主要活性氧成分。如圖2 所示，澇漬脅迫下，胡椒扦插苗葉片的超氧陰離子產(chǎn)生速率呈先升后降再緩慢增加的變化趨勢(shì)，最大值出現(xiàn)在澇漬脅迫1 d，而最小值出現(xiàn)在澇漬脅迫3 d。澇漬脅迫3 d，超氧陰離子產(chǎn)生速率仍比對(duì)照組增加了62.34%，但與對(duì)照組相比差異不顯著。其他澇漬處理的超氧陰離子產(chǎn)生速率均顯著高于對(duì)照組。澇漬脅迫下，胡椒扦插苗葉片的過氧化氫含量也呈先升后降再增加的變化趨勢(shì)，最小值出現(xiàn)在澇漬脅迫3 d。各澇漬處理的過氧化氫含量與對(duì)照相比均存在顯著差異。由此可見，澇漬脅迫促進(jìn)了胡椒扦插苗葉片活性氧的產(chǎn)生和積累。

圖2 澇漬脅迫對(duì)胡椒扦插苗葉片超氧陰離子產(chǎn)生速率和過氧化氫含量的影響Fig. 2 Effects of waterlogging stress on superoxide anion production and hydrogen peroxide content in leaves of black pepper cutting seedlings

2.3 澇漬脅迫對(duì)胡椒扦插苗膜脂過氧化的影響

丙二醛是細(xì)胞膜脂過氧化的產(chǎn)物，其含量的多少常用來(lái)反映細(xì)胞膜脂過氧化的程度。澇漬脅迫下，胡椒扦插苗葉片的丙二醛含量呈先升后降再增加的變化趨勢(shì)，最小值出現(xiàn)在澇漬脅迫3 d，但仍比對(duì)照組增加13.95%。澇漬脅迫6～9 d，丙二醛含量已比澇漬脅迫1 d 高出2.22%～20.23%。除澇漬脅迫3 d 的丙二醛含量與對(duì)照組無(wú)顯著差異外，其他澇漬處理的丙二醛含量與對(duì)照相比均存在顯著差異（P＜0.05，圖3）。結(jié)果表明，澇漬脅迫加劇了胡椒扦插苗的膜脂過氧化程度。

圖3 澇漬脅迫對(duì)胡椒扦插苗葉片丙二醛含量的影響Fig. 3 Effects of waterlogging stress on malondialdehyde content in leaves of black pepper cutting seedlings

2.4 澇漬脅迫對(duì)胡椒扦插苗抗氧化酶活性的影響

從圖4 可看出，隨澇漬脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，胡椒扦插苗葉片中SOD、POD、CAT和APX活性呈先降后升再降的變化趨勢(shì)。澇漬脅迫1 d，胡椒扦插苗葉片中SOD、POD、CAT 和APX 活性均顯著下降，降幅分別達(dá)到7.85%、30.45%、76.98%和87.87%。澇漬脅迫3 d，SOD、POD、CAT 和APX 活性均明顯上升，除SOD 和POD 活性顯著高于對(duì)照組外，CAT 和APX 活性仍比對(duì)照組分別降低7.11%和24.28%。澇漬脅迫6 d 和9 d，SOD、POD、CAT 和APX的活性均顯著低于對(duì)照組（P＜0.05）。由此可見，澇漬脅迫下胡椒扦插苗的SOD 和POD 在清除過量活性氧中發(fā)揮了更為重要的作用。

圖4 澇漬脅迫對(duì)胡椒扦插苗葉片中SOD、POD、CAT和APX活性的影響Fig. 4 Effects of waterlogging stress on the activities of SOD, POD, CAT and APX in leaves of black pepper cutting seedlings

2.5 澇漬脅迫對(duì)胡椒扦插苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響

可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸是細(xì)胞內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。如圖5 所示，胡椒扦插苗葉片的可溶性蛋白含量呈先降后升再降趨勢(shì)。澇漬脅迫1 d，可溶性蛋白含量明顯下降，并顯著低于對(duì)照組。澇漬脅迫3 d，可溶性蛋白含量顯著上升，并比對(duì)照組高出2.74%，而與對(duì)照組相比差異不顯著。澇漬脅迫6 d 和9 d，可溶性蛋白含量出現(xiàn)明顯下降，并顯著低于對(duì)照組。澇漬脅迫期間，可溶性糖含量均顯著低于對(duì)照組，分別比對(duì)照組降低18.85%、16.43%、17.12%、13.40%。澇漬脅迫3 d內(nèi)，胡椒扦插苗葉片脯氨酸含量的增加幅度較小，位于18.73%～27.24%之間，均與對(duì)照組差異不顯著。隨著澇漬脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，脯氨酸含量急劇上升。澇漬脅迫6 d和9 d的脯氨酸含量分別比對(duì)照組增加1.83 倍和4.49 倍，均顯著高于對(duì)照組。可見，澇漬脅迫下胡椒扦插苗可溶性蛋白和脯氨酸的積累，在一定程度上增強(qiáng)了胡椒扦插苗的滲透調(diào)節(jié)能力，但可溶性糖不能很好地發(fā)揮滲透調(diào)節(jié)作用。

圖5 澇漬脅迫對(duì)胡椒扦插苗葉片可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量的影響Fig. 5 Effects of waterlogging stress on the contents of soluble protein, soluble sugar and proline content in leaves of black pepper cutting seedlings

2.6 澇漬脅迫對(duì)胡椒扦插苗根系活力的影響

根系活力是反映根系新陳代謝能力強(qiáng)弱的重要指標(biāo)。如圖6所示，澇漬脅迫下，胡椒扦插苗根系活力持續(xù)下降。脅迫1、3、6 d 的根系活力分別比對(duì)照組下降了29.72%、42.91%、95.17%，與對(duì)照組相比，差異均達(dá)到顯著水平。脅迫9 d的根系活力已趨于0，說(shuō)明根系已基本死亡。結(jié)果表明，持續(xù)的澇漬脅迫會(huì)使胡椒扦插苗根系的吸收能力不斷減弱，甚至喪失。

圖6 澇漬脅迫對(duì)胡椒扦插苗葉片根系活力的影響Fig. 6 Effects of waterlogging stress on root activity in leaves of black pepper cutting seedlings

2.7 澇漬脅迫對(duì)胡椒扦插苗光合色素的影響

從表1 可看出，澇漬脅迫下，胡椒扦插苗的葉綠素a 含量基本上呈先降后升的變化趨勢(shì)。澇漬脅迫1 d，葉綠素a 含量大幅下降，并顯著低于對(duì)照組（P＜0.05）。澇漬脅迫3 d，葉綠素a 含量出現(xiàn)明顯上升，基本恢復(fù)到對(duì)照組水平，與對(duì)照組相比差異不顯著（P＞0.05）。澇漬脅迫6 d 和9 d，葉綠素a 含量已顯著高于對(duì)照組。在澇漬脅迫期間，葉綠素b 含量始終顯著高于對(duì)照組，而葉綠素a/b比值卻始終顯著低于對(duì)照組。澇漬脅迫3 d 內(nèi)，胡椒扦插苗的總?cè)~綠素含量變化幅度較小，且與對(duì)照組相比差異不顯著。澇漬脅迫6 d 和9 d，總?cè)~綠素含量明顯上升，并顯著高于對(duì)照組。

表1 澇漬脅迫對(duì)胡椒扦插苗光合色素含量的影響Table 1 Effect of waterlogging stress on photosynthetic pigment content in leaves of black pepper cutting seedlings

澇漬脅迫下，胡椒扦插苗的類胡蘿卜素含量基本上呈先降后升的變化趨勢(shì)。澇漬脅迫1 d，類胡蘿卜素含量明顯下降，并顯著低于對(duì)照組。澇漬脅迫3 d，類胡蘿卜素含量有所上升，但仍低于對(duì)照組水平，且與對(duì)照組相比差異不顯著。澇漬脅迫6 d 和9 d，類胡蘿卜素含量已顯著高于對(duì)照組。隨著澇漬脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，類胡蘿卜素/總?cè)~綠素比值總體上呈下降的趨勢(shì)。澇漬脅迫3 d內(nèi)，胡椒扦插苗的類胡蘿卜素/總?cè)~綠素比值下降幅度較小，位于4.25%～7.52%，與對(duì)照組相比差異不顯著。澇漬脅迫6 d和9 d時(shí)，類胡蘿卜素/總?cè)~綠素比值明顯下降，并顯著低于對(duì)照組水平。

2.8 胡椒扦插苗指標(biāo)間的相關(guān)性分析

從表2 可知，超氧陰離子產(chǎn)生速率與過氧化氫含量存在顯著正相關(guān)，與POD、CAT 和APX 活性、可溶性糖含量、葉綠素a 含量、葉綠素a/b 比值、類胡蘿卜素含量呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)。過氧化氫含量與丙二醛含量呈極顯著正相關(guān)，與SOD、POD、CAT 和APX 活性、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、根系活力、葉綠素b 含量、葉綠素a/b比值呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)。丙二醛含量與脯氨酸含量呈極顯著正相關(guān)，與SOD、POD、CAT 和APX 活性、可溶性蛋白含量、根系活力、葉綠素a/b比值呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)。結(jié)果表明，澇漬脅迫可通過促進(jìn)活性氧的過量積累，加劇膜脂過氧化作用來(lái)抑制或破壞胡椒扦插苗的抗氧化反應(yīng)、滲透調(diào)節(jié)能力、光合能力和根系吸收活性等生理過程，進(jìn)而影響胡椒扦插苗的抗?jié)碀n能力。

表2 胡椒扦插苗指標(biāo)間的相關(guān)性分析Table 2 The correlation analysis between indicators of black pepper cutting seedlings

SOD 活性與POD、CAT 和APX 活性呈顯著或極顯著正相關(guān)；POD活性與CAT、APX活性呈極顯著正相關(guān)；CAT 活性與APX 活性呈極顯著正相關(guān)。結(jié)果表明這幾個(gè)抗氧化酶之間存在明顯的協(xié)同作用。

葉綠素a含量與葉綠素總含量、類胡蘿卜素含量呈極顯著的正相關(guān)；葉綠素b含量與葉綠素總含量、類胡蘿卜素含量呈顯著或極顯著正相關(guān)；葉綠素總含量與類胡蘿卜素含量呈極顯著正相關(guān)。這說(shuō)明葉綠素a 和葉綠素b 的生成能顯著促進(jìn)總?cè)~綠素和類胡蘿卜素的合成與積累，總?cè)~綠素的合成與積累能明顯促進(jìn)類胡蘿卜素的合成與積累。

3 討論

澇漬條件下，耐漬澇的植物為了應(yīng)對(duì)根系缺氧而產(chǎn)生低氧脅迫，會(huì)從解剖結(jié)構(gòu)和形態(tài)特征方面產(chǎn)生一定的適應(yīng)性改變，如根系產(chǎn)生大量的不定根［1，17-18］或形成發(fā)達(dá)的通氣組織［19-21］，以促進(jìn)根系對(duì)氧氣的吸收和運(yùn)輸，進(jìn)一步改善根系的通氣條件，有利于提高植物對(duì)澇漬的忍耐能力。這是植物耐澇漬的重要特征［1］。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，胡椒扦插苗于澇漬脅迫1 d，根尖就開始褐變并壞死，且從澇漬脅迫開始到植株死亡，從未觀察到胡椒扦插苗根系有不定根形成。說(shuō)明胡椒扦插苗對(duì)澇漬脅迫較敏感。

正常條件下，植物細(xì)胞內(nèi)活性氧的生成與清除往往處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，但當(dāng)植物遭受到逆境脅迫后，這種平衡被打破，過量的活性氧就會(huì)對(duì)細(xì)胞造成過氧化損傷［22］。丙二醛作為膜脂過氧化的主要產(chǎn)物，通常被用來(lái)衡量細(xì)胞氧化損傷的程度大?。?3］。澇漬脅迫下，胡椒扦插苗的丙二醛含量與過氧化氫含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，但與超氧陰離子產(chǎn)生速率的相關(guān)性不顯著。本研究結(jié)果表明澇漬脅迫下胡椒扦插苗的膜脂過氧化損傷主要是由細(xì)胞內(nèi)過量積累H2O2所致，這與漬水脅迫期間木豆的氧化脅迫是由H2O2的積累所引起的結(jié)果［24］相一致。試驗(yàn)結(jié)果表明，胡椒根系死亡是澇漬脅迫下胡椒扦插苗積累過量活性氧而引發(fā)的嚴(yán)重過氧化損傷的結(jié)果。

澇漬脅迫下，由于受到日趨嚴(yán)重的氧化脅迫，SOD、POD、CAT、APX、GR等抗氧化酶活性被誘導(dǎo)增強(qiáng)，ASA 和GSH 等抗氧化物質(zhì)也被誘導(dǎo)合成，以易于清除過量活性氧對(duì)植物細(xì)胞的損傷，從而有利于穩(wěn)定細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能，減緩澇漬脅迫對(duì)植物的危害［1，23-25］，這是植物應(yīng)對(duì)澇漬脅迫的重要保護(hù)機(jī)制。澇漬脅迫1 d，隨著胡椒扦插苗活性氧的大量積累以及膜脂過氧化作用加劇，SOD、POD、CAT 和APX 活性受到了暫時(shí)抑制。但在澇漬脅迫3 d 時(shí)，由于受到嚴(yán)重的氧化脅迫，胡椒扦插苗開始啟動(dòng)抗氧化反應(yīng)，SOD、POD、CAT 和APX 活性均被誘導(dǎo)增強(qiáng)，但主要是依靠SOD、POD活性的增強(qiáng)，在一定程度上提高了清除活性氧的能力，使活性氧水平顯著降低，減輕了膜脂過氧化對(duì)細(xì)胞的傷害，此時(shí)胡椒扦插苗受害輕微。隨著澇漬脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，于澇漬脅迫6 d，SOD、POD、CAT和APX 活性均受到了嚴(yán)重的氧化傷害，抗氧化酶的保護(hù)作用明顯降低，使胡椒扦插苗受到了嚴(yán)重的澇漬危害。

滲透調(diào)節(jié)是植物應(yīng)對(duì)逆境脅迫的重要防御策略之一?？扇苄缘鞍住⒖扇苄蕴呛透彼嶙鳛橹参锛?xì)胞內(nèi)的重要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，在細(xì)胞內(nèi)大量積累能維持細(xì)胞較高的滲透壓，有助于增強(qiáng)細(xì)胞的耐脫水能力，穩(wěn)定質(zhì)膜結(jié)構(gòu)，提高植物對(duì)逆境脅迫的耐受性［1，26］。澇漬脅迫前3 d，可溶性蛋白和脯氨酸有一定程度的積累，在減緩胡椒扦插苗的澇漬脅迫傷害上發(fā)揮了一定的滲透調(diào)節(jié)作用。澇漬脅迫誘導(dǎo)相關(guān)的酶蛋白、抗?jié)碀n蛋白、伴侶蛋白以及其他新蛋白的合成，以參與脅迫響應(yīng)多種細(xì)胞過程［27-28］，有利于增強(qiáng)作物抗?jié)碀n能力。但在澇漬脅迫6 d 以后，只有脯氨酸含量出現(xiàn)了急劇上升，并顯著高于對(duì)照組。從脯氨酸含量與丙二醛含量呈極顯著正相關(guān)的關(guān)系上可推測(cè)脯氨酸的過量積累是胡椒扦插苗遭受嚴(yán)重澇漬傷害的反映。因此，脯氨酸的積累量可作為反映胡椒遭受澇漬危害嚴(yán)重程度的重要指標(biāo)之一。

澇漬條件形成的厭氧環(huán)境，使土壤的氧化還原電位降低，進(jìn)而促進(jìn)Mn2+、Fe2+、CO2、H2S 等有毒厭氧代謝產(chǎn)物的形成，嚴(yán)重抑制根系的有氧呼吸，導(dǎo)致根系能量不足，使根系組織壞死，根系活力受抑制，從而影響?zhàn)B分的吸收、運(yùn)輸和分配［29-33］。因此，通過測(cè)定根系活力能有效地反映根系的代謝過程及其生命活動(dòng)的狀況。試驗(yàn)結(jié)果表明，胡椒扦插苗的根系活力隨澇漬脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)持續(xù)降低，這是活性氧過量積累與膜脂過氧化傷害的結(jié)果。這不利于胡椒扦插苗根系對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收及維持正常的生理代謝過程來(lái)抵抗?jié)碀n脅迫危害。

光合色素包括葉綠素a、葉綠素b以及類胡蘿卜素，在光合過程中主要起著光能吸收與轉(zhuǎn)化的作用。葉綠素a 更多地結(jié)合在光系統(tǒng)反應(yīng)中心上，其含量多少能反映光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的效率，很大程度上決定了光合效率的高低，而葉綠素b主要結(jié)合在捕光色素蛋白復(fù)合物上，其含量高低可反映光能捕捉能力的強(qiáng)弱［34-36］。因此，通過掌握葉綠素a/b 比值大小不僅能反映光合能力的高低，還可反映植物耐澇漬能力的大?。?7］。試驗(yàn)結(jié)果表明，澇漬脅迫前3 d，胡椒扦插苗的總?cè)~綠素含量與對(duì)照相比沒有顯著的變化，但由于葉綠素a/b比值顯著低于對(duì)照組，說(shuō)明胡椒扦插苗有了一定程度的光抑制，但遭受的澇漬危害仍較輕。澇漬脅迫6 d 以后，總?cè)~綠素含量已顯著高于對(duì)照組，且葉綠素a/b 比值仍顯著低于對(duì)照組，說(shuō)明葉綠素a合成與積累遠(yuǎn)低于葉綠素b，這會(huì)導(dǎo)致胡椒扦插苗吸收過量的光能并不能及時(shí)有效地傳遞至光化學(xué)反應(yīng)中心，使光能的轉(zhuǎn)化受阻而出現(xiàn)過量光能的積累，導(dǎo)致發(fā)生嚴(yán)重的光抑制，光合器官遭受到嚴(yán)重的光氧化損傷，使胡椒扦插苗受害日趨嚴(yán)重。

類胡蘿卜素作為光合過程的輔助色素，除具有光合功能外，還可作為一種內(nèi)源抗氧化劑，具有吸收過剩光能，淬滅活性氧，減輕膜脂過氧化水平［38］，以保護(hù)葉綠素分子的作用。澇漬條件下維持較高的類胡蘿卜素水平，且具有較高的類胡蘿卜素/總?cè)~綠素比值，有利于發(fā)揮耐澇漬的保護(hù)作用［1］。試驗(yàn)結(jié)果表明，澇漬脅迫3 d內(nèi)胡椒扦插苗的類胡蘿卜素含量處于低于對(duì)照組的水平，且類胡蘿卜素/總?cè)~綠素比值下降不顯著，說(shuō)明胡椒扦插苗遭受的澇漬脅迫危害并不嚴(yán)重。但在澇漬脅迫6 d以后，雖然類胡蘿卜素含量升至顯著高于對(duì)照的水平，但由于類胡蘿卜素/總?cè)~綠素比值卻顯著下降，說(shuō)明胡椒扦插苗受到了嚴(yán)重的澇漬脅迫傷害。

綜上所述，澇漬脅迫1 d，隨著胡椒扦插苗活性氧的過量積累和膜脂過氧化程度加劇，胡椒扦插苗的根系開始受害。為了減緩這種過氧化傷害，胡椒扦插苗在澇漬3 d時(shí)作出了一定的防御響應(yīng)，主要是通過顯著增強(qiáng)SOD 和POD 活性以及在一定程度上提高可溶性蛋白和脯氨酸的積累來(lái)減緩澇漬危害。但在澇漬脅迫6 d 后，胡椒扦插苗的抗氧化反應(yīng)、滲透調(diào)節(jié)能力、光合能力和根系吸收活性等生理過程受到了顯著抑制或破壞，胡椒植株遭受了嚴(yán)重的澇漬危害，出現(xiàn)枯萎甚至死亡的現(xiàn)象。可見，胡椒扦插苗對(duì)澇漬脅迫敏感，易受澇漬危害。因此，在胡椒生產(chǎn)上，除應(yīng)重視選擇排水良好的土壤及避免在低洼地種植外，還要注意合理排灌，及時(shí)排出雨后積水，避免土壤過濕或積水對(duì)胡椒生產(chǎn)造成的嚴(yán)重危害和損失。本研究初步探討了胡椒對(duì)澇漬脅迫的生理響應(yīng)機(jī)制，但仍需從分子角度加以研究，以深入揭示胡椒對(duì)澇漬敏感的本質(zhì)，為抗?jié)碀n的分子育種提供重要的科學(xué)依據(jù)。