摘要：本研究以大田環(huán)境內(nèi)的紅砂（Reaumuria soongorica）為對(duì)象，噴施不同質(zhì)量濃度（0，50，100，150，200，250 mg·L-1）的脯氨酸（Proline，Pro），以各處理的第0 d為對(duì)照（CK），測(cè)量第1，3，6，9 d的葉片氣孔特征（氣孔長(zhǎng)、寬、面積和氣孔密度），以揭示紅砂氣孔對(duì)外源Pro的響應(yīng)。結(jié)果表明：在各Pro處理、作用時(shí)間和Pro處理與作用時(shí)間的交互作用下，對(duì)葉片的氣孔特征都有顯著影響；各處理下，氣孔長(zhǎng)與寬度、氣孔面積和密度間呈極顯著負(fù)相關(guān)（-0.680，-0.626，-0.690），其余指標(biāo)間均達(dá)極顯著正相關(guān)（0.883，0.778，0.769）；對(duì)各Pro處理下的氣孔特征進(jìn)行擬合，氣孔密度與面積、氣孔長(zhǎng)度和寬度、氣孔長(zhǎng)度和密度間均達(dá)極顯著水平（Plt;0.01），且具有相關(guān)性。因此，噴施外源Pro可減小紅砂葉片氣孔長(zhǎng)，增大氣孔寬、面積和密度，顯著影響氣孔特征，可緩解干旱脅迫的不利影響，其中以100 mg·L-1濃度效果最佳，能顯著提高紅砂的抗旱性。

關(guān)鍵詞：外源脯氨酸；干旱脅迫；紅砂；氣孔特征；相關(guān)性分析

中圖分類號(hào)：S793.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007-0435（2023）03-0777-08

Effects of Exogenous Proline Spraying on Stomatal Morphology of

Reaumuria soongorica under Arid Environment

SHI Wei-ning1， SU Shi-ping1*， LI Yi1， ZHANG Gong2， XI Jie1

（1.College of Forestry， Gansu Agricultural University， Lanzhou， Gansu Province 730070， China; 2.Tongwei County Forestry

and Grassland Service Center， Dingxi， Gansu Province 743300， China）

Abstract：In this study， Reaumuria soongorica was sprayed with different concentrations （0，50，100，150，200，250 mg·L-1） of proline （Pro） in the field environment. The 0th day of each treatment was used as the control （CK），and stomatal characteristics （length，width，area，and density） of leaves were measured on the 1st，3rd，6th，and 9th day after proline spraying to reveal stomatal response to exogenous Pro. The results showed that：the stomatal characteristics of leave were significantly affected by Pro treatment，the days after Pro treatment and the interaction between Pro treatment and the days after Pro treatmen. Under each treatment，there were significant negative correlations between stomatal length and stomatal width，stomatal length and stomatal area，stomatal length and stomatal density，and significant positive correlations between other parameters. The stomatal characteristics under each Pro treatment were analyzed by line or curve fitting. It revealed there was a significant correlation between stomatal density and area，stomatal length and width，stomatal length and density （Plt;0.01）. Therefore，exogenous Pro spraying can reduce stomata length，increase stomata width，area，and density，which significantly affected stomatal characteristics，and alleviate the adverse effects of drought stress. The concentration of 100 mg·L-1 was the best treatment，which could significantly improve the drought resistance of R. soongorica.

Key words：Exogenous proline;Drought stress;Reaumuria soongorica;Stomatal characteristics;Correlation analysis

自然氣候下的植物在每個(gè)生長(zhǎng)階段都可能會(huì)面臨非生物脅迫，這會(huì)影響植物的生理、形態(tài)、物質(zhì)代謝以及逆境相關(guān)基因表達(dá)，進(jìn)而影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育［1-3］。隨著全球氣候改變，干旱災(zāi)害越發(fā)頻繁，根系對(duì)養(yǎng)分和水分吸收降低，致使生長(zhǎng)衰退，植物出現(xiàn)萎蔫，土壤荒漠化加?。?-8］。當(dāng)遭受干旱脅迫時(shí)，植物通過(guò)減小或關(guān)閉氣孔開(kāi)度降低蒸騰作用，防止過(guò)多的水分流失來(lái)保證植物的正常生長(zhǎng)［9］。因此了解植物響應(yīng)干旱脅迫時(shí)氣孔形態(tài)特性等的變化非常重要，對(duì)荒漠化防治具有重要意義。

目前，國(guó)內(nèi)外許多研究通過(guò)噴施外源物質(zhì)，促使植物葉片氣孔形態(tài)特征發(fā)生變化，減緩環(huán)境壓力對(duì)植物的傷害。例如外源脫落酸（Abscisic acid，ABA）能增加UV-B脅迫下牛皮杜鵑（Rhododendron chrysanthum）的氣孔寬度來(lái)提高光合和蒸騰速率，增強(qiáng)牛皮杜鵑的耐受性［10］；外源硅（Silicon，Si）能提高干旱脅迫下玉米（Zea mays）氣孔器和氣孔的長(zhǎng)寬，可增強(qiáng)抗旱性及提高產(chǎn)量［11］；外源褪黑素（Melatonin，MT）通過(guò)增大紫花苜蓿（Medicago sativa）的氣孔長(zhǎng)度和寬度來(lái)響應(yīng)鹽脅迫［12］。氨基酸積累是一種細(xì)胞內(nèi)信號(hào)，可以穩(wěn)定亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)、清除活性氧自由基（Reactive oxygen species，ROS）和減少對(duì)脂質(zhì)膜的氧化損傷，是植物應(yīng)對(duì)非生物脅迫的一種抗逆性體現(xiàn)［13-15］。其中，脯氨酸（Proline，Pro）作為一種氨基酸，在外源物質(zhì)施用中頗為廣泛，可參與非生物脅迫的多種機(jī)制［16-17］。有研究發(fā)現(xiàn)，外源Pro能明顯改善白刺（Nitraria tangutorum）的氣孔形態(tài)特征，緩解干旱脅迫的不利影響［18］；曾文靜等［19］發(fā)現(xiàn)，Pro處理下的玉米開(kāi)度顯著上升，可提高抗旱性；Raghavendra等［20］證明，115 mg·L-1的Pro可導(dǎo)致圓葉鴨跖草（Commelina benghalensis）背面表皮氣孔部分關(guān)閉，且在任何氯化鉀（KCl）水平下都是部分抑制。

紅砂（Reaumuria soongorica）屬于超旱生小灌木，具有耐旱、抗逆性強(qiáng)等特點(diǎn)，適于生長(zhǎng)在干旱半干旱地區(qū)，因其具有防風(fēng)固沙的能力，常用于維持荒漠生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對(duì)植被的恢復(fù)具有重要意義［21-22］。由于極端氣候頻發(fā)，紅砂的荒漠植物群落面臨著退化或大面積死亡的風(fēng)險(xiǎn)，因此提高紅砂抗旱能力是一項(xiàng)重要舉措。國(guó)內(nèi)外在紅砂耐鹽［23］、抗旱［24］等方面研究頗多，主要集中于抗氧化系統(tǒng)及滲透調(diào)節(jié)機(jī)制［25］、種子萌發(fā)［26］和光合及葉綠素?zé)晒馓匦裕?7］等方面，通過(guò)外源激素緩解干旱脅迫也有報(bào)道［28-29］。

葉片是反映植物對(duì)環(huán)境響應(yīng)的地上部分的最敏感器官，葉片氣孔是影響水分脅迫抗性的重要因素，植物可通過(guò)氣孔調(diào)節(jié)來(lái)響應(yīng)環(huán)境變化［30-32］。目前，外源Pro緩解紅砂干旱脅迫的研究主要集中在生理特性等方面［4，29］，在葉片氣孔形態(tài)方面鮮有報(bào)道?；诖?，本研究通過(guò)對(duì)處于干旱脅迫下的紅砂葉片噴施不同濃度Pro，探討氣孔形態(tài)變化，以期揭示氣孔響應(yīng)干旱脅迫下，外源Pro的抗旱機(jī)理，同時(shí)發(fā)現(xiàn)緩解干旱脅迫的Pro的適宜濃度及提高紅砂抗旱性，為紅砂植被恢復(fù)以及維護(hù)紅砂的生態(tài)安全提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)地位于甘肅省武威市林業(yè)技術(shù)服務(wù)中心的超旱生植物良種基地（38°24′N(xiāo)，103°9′E），土壤pH值為7.2，土壤類型是砂質(zhì)壤土，常年干旱少雨且蒸發(fā)量大，是典型的溫帶大陸性荒漠氣候，海拔1 378 m，年均氣溫6.9℃，年均降水量113.2 mm，年均蒸發(fā)量2 604.3 mm。

試驗(yàn)選取長(zhǎng)勢(shì)良好且基本一致，無(wú)病蟲(chóng)害的同一家系的2年生紅砂幼苗進(jìn)行處理。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1前期干旱處理在2022年4—7月對(duì)選定的試驗(yàn)區(qū)（環(huán)境相對(duì)均一）停止人為灌溉，水分來(lái)源依靠自然降水。在2022年7月15日，用EM50（美國(guó)）測(cè)定土壤含水量最低，達(dá)2.5%，進(jìn)行Pro噴施處理。

1.2.2外源脯氨酸處理在7月15日進(jìn)行人工噴施外源脯氨酸，設(shè)置6個(gè)濃度梯度（0，50，100，150，200，250 mg·L-1），以第0 d作為對(duì)照，每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)設(shè)置6株，共108株。用手持式噴霧器在無(wú)風(fēng)、晴朗的17：00對(duì)紅砂葉片進(jìn)行不同濃度的脯氨酸進(jìn)行噴施，以葉面掛滿水珠滴落為宜。期間進(jìn)行防雨措施，避免降雨對(duì)試驗(yàn)造成影響。

1.2.3葉片采樣以處理日作為第0 d，在處理后第1，3，6，9 d，早晨露水散盡后，采集無(wú)病害葉片并截取中間段，立即放入裝有2.5% 戊二醛固定液的5 mL離心管中，用于電鏡掃描樣品制備。

1.3氣孔特征測(cè)定方法

1.3.1電鏡掃描的樣品制備和觀察制備和觀察參考魏斌［18］的試驗(yàn)方法。

用蒸餾水將葉片表面沖洗干凈，截取中間段放入2.5% 戊二醛固定液中，抽真空下沉，在4℃下固定2 d，最長(zhǎng)不超于4 d。用磷酸緩沖液（0.1 mol·L-1，pH值 7.1）清洗3次，每次15 min，用梯度為 30%，50%，70%，80%，90%，95%乙醇，每次15 min進(jìn)行3次逐級(jí)脫水，再用體積分?jǐn)?shù)為100%叔丁醇置換2次，每次20 min。將脫水樣品進(jìn)行干燥后，粘貼在掃描電鏡樣品臺(tái)上，用真空離子濺射儀噴鍍金屬膜，最后在掃描電鏡下觀察成像，每枚葉片在顯微鏡下隨機(jī)選取20個(gè)視野進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

氣孔面積=3.14×1/4×（氣孔長(zhǎng)×氣孔寬）

1.4數(shù)據(jù)處理和分析

采用ImageJ2x軟件對(duì)紅砂葉片氣孔長(zhǎng)、氣孔寬進(jìn)行測(cè)量，計(jì)算出氣孔面積和氣孔密度（單位面積內(nèi)氣孔的數(shù)量）。試驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)Excel進(jìn)行整理，數(shù)據(jù)表示為：平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。采用雙因素方差分析分析Pro、處理時(shí)間兩種因素對(duì)紅砂葉片氣孔形態(tài)的影響，利用單因素方差分析同一指標(biāo)下，不同處理對(duì)氣孔形態(tài)特征的影響，利用Duncan檢驗(yàn)各組間的顯著性差異（Plt;0.05），均在SPSS 25.0中進(jìn)行。并利用Origin 8.5軟件進(jìn)行作圖。

2結(jié)果與分析

2.1不同脯氨酸質(zhì)量濃度對(duì)紅砂葉片氣孔的影響

不同脯氨酸處理下，紅砂葉片氣孔形態(tài)與對(duì)照組相比發(fā)生不同程度的變化。由圖1可觀察到氣孔保衛(wèi)細(xì)胞為腎形，氣孔呈橢圓形，在Pro濃度為0 mg·L-1時(shí)，氣孔微張，在Pro濃度達(dá)到100 mg·L-1時(shí)，氣孔開(kāi)張度增大。

2.2各處理下氣孔特征的影響

由表1可以看出，氣孔密度和長(zhǎng)度在處理時(shí)間與Pro濃度交互作用為顯著差異外（Plt;0.05），其余各性狀在處理時(shí)間、Pro濃度、處理時(shí)間與Pro濃度交互作用間均達(dá)到極顯著差異水平（Plt;0.01）。

2.3Pro與時(shí)間處理對(duì)紅砂氣孔長(zhǎng)度的影響

如圖2所示，隨Pro處理濃度的增加，氣孔長(zhǎng)度呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)；氣孔長(zhǎng)度隨時(shí)間的推移總體呈現(xiàn)增大趨勢(shì)。

在50～200 mg·L-1各濃度處理下，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，氣孔長(zhǎng)度先減小后增大，與未經(jīng)Pro噴施的干旱處理相比，第1 d達(dá)到最小值，第9 d與第0 d相比，分別增加4.27%，3.58%，4.83%和7.40%，其中100 mg·L-1增幅最??；當(dāng)濃度為250 mg·L-1時(shí)，氣孔長(zhǎng)度隨試驗(yàn)天數(shù)的增加持續(xù)增大。研究表明，噴施適當(dāng)濃度的Pro有助于減小氣孔長(zhǎng)度來(lái)緩解干旱脅迫的影響，但過(guò)高濃度的Pro反而會(huì)促進(jìn)氣孔長(zhǎng)度的增大。

2.4Pro與時(shí)間處理對(duì)紅砂氣孔寬度的影響

如圖3所示，在處理的9 d期間，與未經(jīng)Pro處理組相比，氣孔寬度變化明顯，說(shuō)明不同濃度的Pro處理組對(duì)紅砂葉片氣孔寬度有明顯影響。隨Pro處理濃度的增加，氣孔寬度先增大后減?。粴饪讓挾入S時(shí)間的推移呈現(xiàn)出先增大后減小的變化趨勢(shì)。

各濃度處理下，隨時(shí)間的延長(zhǎng)，氣孔寬度先增大后減小，差異顯著（Plt;0.05）。當(dāng)濃度≤200 mg·L-1時(shí)，早期氣孔寬度增大，在第3 d達(dá)到最大值，第9 d與第0 d相比，50～200 mg·L-1分別減小37.79%，1.15%，4.51%和16.41%，其中100 mg·L-1減幅最??；當(dāng)濃度=250 mg·L-1時(shí)，在第1 d達(dá)到最大值，第9 d跟第0 d相比，氣孔寬度減小39.22%。表明100 mg·L-1的處理效果最明顯，可緩解干旱對(duì)紅砂的不利影響。

2.5Pro與時(shí)間處理對(duì)紅砂氣孔面積的影響

如圖4所示，隨Pro濃度的增加，氣孔面積呈先增大后減小的趨勢(shì)；氣孔面積隨時(shí)間的推移總體呈現(xiàn)出減小趨勢(shì)。

未經(jīng)Pro噴施的干旱處理，氣孔葉片隨時(shí)間延長(zhǎng)呈現(xiàn)先增長(zhǎng)后降低的變化趨勢(shì)，且在第6 d達(dá)到最大值。在50～200 mg·L-1各濃度的Pro處理下，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，氣孔面積先增大后減小，在早期可以增大葉片氣孔面積，在處理第3 d達(dá)到最大值。50 mg·L-1濃度處理下，第9 d與第0 d相比，氣孔面積減小5.55%；100～200 mg·L-1在第6 d也開(kāi)始降低，但在第9 d的氣孔面積仍大于第0 d，氣孔面積分別提高23.85%，23.68%和10.55%，其中100 mg·L-1增幅最大；在250 mg·L-1處理的9 d時(shí)間內(nèi)則逐步減小，減小31.86%?？梢?jiàn)，100 mg·L-1處理下效果最明顯，可緩解干旱對(duì)紅砂的不利影響。

2.6Pro與時(shí)間處理對(duì)紅砂氣孔密度的影響

如圖5所示，隨Pro濃度的增加，氣孔密度呈先增大后減小的變化趨勢(shì)；氣孔密度隨時(shí)間的推移總體呈現(xiàn)出減小趨勢(shì)。

在濃度≤200 mg·L-1各濃度處理下，氣孔密度隨時(shí)間的延長(zhǎng)先增大后減小，在處理第3 d達(dá)到最大值，第6 d開(kāi)始下降。在50 mg·L-1，150 mg·L-1和200 mg·L-1處理下，第9 d與第0 d相比，氣孔密度分別減小1.33%，1.54%和8.64%；雖然100 mg·L-1處理在第6 d開(kāi)始降低，但第9 d的氣孔密度仍大于第0 d，氣孔密度可提高3.83%；250 mg·L-1處理下的氣孔密度在9 d時(shí)間內(nèi)減小15.54%?？梢?jiàn)，噴施適宜濃度的Pro可緩解干旱對(duì)紅砂的脅迫影響，過(guò)高的Pro濃度抑制氣孔的發(fā)生，使氣孔密度減小。

2.7氣孔形態(tài)特征各指標(biāo)間的關(guān)系

各指標(biāo)相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表2，氣孔長(zhǎng)與氣孔寬度、氣孔面積和氣孔密度間呈極顯著負(fù)相關(guān)（-0.680，-0.626，-0.690），其余指標(biāo)間均達(dá)極顯著正相關(guān)關(guān)系（0.883，0.778，0.769）。

2.8各Pro處理間氣孔形態(tài)特征間的關(guān)系

對(duì)不同Pro處理下的氣孔形態(tài)特征進(jìn)行線性擬合和非線性擬合。如圖6所示，氣孔密度與面積、氣孔長(zhǎng)度和寬度、氣孔長(zhǎng)度和密度間均達(dá)極顯著水平（Plt;0.01）。

如圖6A所示，Pro處理下氣孔長(zhǎng)度隨寬度的增大而減小；0～200 mg·L-1處理下的氣孔密度隨長(zhǎng)度的增加呈現(xiàn)先增大后減小趨勢(shì)（圖6B）；圖6C中，氣孔密度與寬度之間呈線性關(guān)系；圖6D可以看出，0 mg·L-1Pro處理下氣孔密度隨面積的增加而減小，100 mg·L-1下氣孔密度隨面積增加而增加，而其余濃度處理下，氣孔密度隨面積的增加呈現(xiàn)先減小后增大的變化趨勢(shì)。

3討論

水分是植物生長(zhǎng)代謝過(guò)程中必不可少的原料和介質(zhì)，水分不足會(huì)影響植物的光合作用和氣孔特征，對(duì)生長(zhǎng)發(fā)育造成不利影響，并產(chǎn)生多種防御機(jī)制來(lái)應(yīng)對(duì)面臨的困境［33-35］。氣孔是由兩個(gè)保衛(wèi)細(xì)胞圍成的能與外界進(jìn)行水氣交換的小孔［36］。氣孔運(yùn)動(dòng)在控制氣體交換和平衡需水量方面具有重要作用，植物可通過(guò)氣孔調(diào)節(jié)來(lái)響應(yīng)環(huán)境變化，維持植物正常的生命活動(dòng)［37］。Pro葉面噴施可改變植物氣孔形態(tài)來(lái)響應(yīng)干旱脅迫［38］。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)紅砂葉片氣孔進(jìn)行掃描電鏡觀察，表明噴施適宜濃度的外源Pro可減小氣孔長(zhǎng)度及增大氣孔寬度、面積和密度，緩解干旱脅迫對(duì)植物的影響。

結(jié)果表明，干旱脅迫下的紅砂氣孔長(zhǎng)度會(huì)隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。這與Sun等［39］對(duì)干旱脅迫下噴施外源磷脂酰膽堿保持桃（Prunus persica （L.） Batsch.）根細(xì)胞膜完整性研究結(jié)論一致，說(shuō)明紅砂保衛(wèi)細(xì)胞在水分充足的情況下呈現(xiàn)圓潤(rùn)狀態(tài)，面臨干旱脅迫時(shí)，葉氣孔會(huì)形成更長(zhǎng)的氣孔，保證在失水時(shí)能吸收足量的CO2進(jìn)行正常的光合作用來(lái)減緩傷害。噴施外源Pro，可減小細(xì)胞伸長(zhǎng)，使氣孔長(zhǎng)度縮小，這是因?yàn)镻ro緩解了因水分不足而使紅砂氣孔呈現(xiàn)的細(xì)而窄的特點(diǎn)。

干旱脅迫下，葉片氣孔寬度和面積減小，甚至關(guān)閉氣孔。這是因?yàn)槿~綠素合成受阻，致使葉綠體和線粒體等功能損傷，光合強(qiáng)度下降，引起葉片中細(xì)胞碳水化合物含量下降和氣孔保衛(wèi)細(xì)胞滲透壓下降，故不能從環(huán)境中吸水膨脹，氣孔縮?。?0］。這與薛澤民等［41］、王凱麗等［42］研究的干旱脅迫下植物葉片氣孔寬度減小的結(jié)論相同。在植物遭受干旱脅迫時(shí)，水力控制理論和化學(xué)信號(hào)（ABA）理論在調(diào)控氣孔運(yùn)動(dòng)方面得到了廣泛的支持［36］。此外pH值的變化也是調(diào)控氣孔運(yùn)動(dòng)的一種信號(hào)，木質(zhì)部等空間的汁液pH值會(huì)在干旱脅迫下升高，使ABA分子解離形成ABA－，葉肉細(xì)胞胞質(zhì)酸化，讓更多的ABA運(yùn)輸至保衛(wèi)細(xì)胞調(diào)控氣孔運(yùn)動(dòng)［36］。本研究中，噴施適量的Pro可增大氣孔寬度和面積，一方面是因?yàn)闈B透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的增加，可降低滲透勢(shì)并保持膨壓，增大氣孔寬度；另一方面Pro參與葉綠素的合成，導(dǎo)致光合強(qiáng)度、碳水化合物含量及氣孔保衛(wèi)細(xì)胞滲透壓上升，氣孔寬度增大［4，43］。有研究［4］表明，外源噴施Pro可補(bǔ)充干旱脅迫下紅砂的內(nèi)源Pro、可溶性糖（soluble sugar，SS）和可溶性蛋白（Soluble protein，SP）的含量，因此氣孔寬度增大。

本研究表明，紅砂通過(guò)減小氣孔密度來(lái)響應(yīng)干旱脅迫。這與張瀚等［44］在PEG模擬干旱脅迫下的五唇蘭（Phalaenopsis pulcherrima）葉片氣孔密度研究一致。干旱脅迫下，紅砂氣孔密度呈現(xiàn)逐漸減小趨勢(shì)，一方面是因?yàn)楦珊诞a(chǎn)生過(guò)量可參與調(diào)控氣孔運(yùn)動(dòng)的活性氧H2O［45］2，抑制保衛(wèi)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)膜的內(nèi)向K+通道［46］，而K+流出會(huì)降低膨壓，促進(jìn)氣孔關(guān)閉或抑制氣孔發(fā)生，從而降低氣孔的密度；另一方面氣孔密度是由葉片氣孔數(shù)和葉面積共同決定［47］，干旱脅迫會(huì)通過(guò)關(guān)閉部分氣孔或減少葉片氣孔數(shù)、減小葉面積和降低葉片內(nèi)水分過(guò)度散失而帶來(lái)的傷害，最終葉片氣孔數(shù)減小幅度大于葉面積減小幅度，氣孔密度降低［48］。施用100 mg·L-1的外源Pro可增大氣孔密度，是因?yàn)镾OD，CAT等抗氧化酶的活性增強(qiáng)有效的清除了活性氧的毒害［4］，從而導(dǎo)致H2O2濃度下降，促進(jìn)氣孔分化，氣孔數(shù)目和密度增加；同時(shí)K+等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量增加，保衛(wèi)細(xì)胞滲透勢(shì)降低，導(dǎo)致氣孔保衛(wèi)細(xì)胞的伸長(zhǎng)減小、氣孔開(kāi)張且密度增大［49］；另一方面是因?yàn)橹参矬w內(nèi)相關(guān)基因的表達(dá)促進(jìn)氣孔發(fā)生，影響氣孔密度［50］，在劉炫杉［51］的研究中證明擬南芥基因HSL3通過(guò)調(diào)節(jié)保衛(wèi)細(xì)胞中H2O2水平進(jìn)而調(diào)節(jié)氣孔關(guān)閉的能力。

本研究發(fā)現(xiàn)，過(guò)高的Pro濃度可加劇干旱對(duì)紅砂的傷害，是因?yàn)檫^(guò)量Pro積累在代謝過(guò)程中向呼吸鏈輸送電子，使電子超載而外泄，造成ROS的大量累積，損害蛋白質(zhì)等大分子，這與Verbruggen等［52 ］的研究結(jié)果一致。

4結(jié)論

在干旱脅迫下，噴施不同質(zhì)量濃度的外源Pro，利用掃描電鏡對(duì)紅砂葉片氣孔進(jìn)行觀測(cè)。結(jié)果表明，在不同濃度Pro、處理時(shí)間的不同、不同濃度與處理時(shí)間的交互作用下的葉片氣孔長(zhǎng)、氣孔寬、氣孔面積和氣孔密度均差異顯著。噴施適宜的Pro可以減小葉片氣孔長(zhǎng)，增大氣孔寬、面積和密度，來(lái)緩解干旱脅迫對(duì)紅砂的傷害，其中100 mg·L-1下的處理效果最明顯。

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（責(zé)任編輯劉婷婷）