關(guān)鍵詞：油茶；干旱脅迫；光合熒光特性；生理指標(biāo)

中圖分類號(hào)：S718.43 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-923X（2024）01-0037-12

油茶泛指山茶科Theaceae 山茶屬Camellia 植物中種子油脂含量高且具有一定經(jīng)濟(jì)栽培價(jià)值的植物總稱，是我國特有的木本油料樹種。國家林草局、國家發(fā)展改革委、財(cái)政部聯(lián)合印發(fā)《加快油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動(dòng)方案（2023—2025 年）》，明確了2023—2025 年完成新增油茶種植127.8 萬hm2、改造低產(chǎn)林85.06 萬hm2，確保到2025 年全國油茶種植面積達(dá)到600 萬hm2 以上、茶油產(chǎn)能達(dá)到200 萬t等一系列發(fā)展目標(biāo)[1]，油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊。

當(dāng)前生產(chǎn)上最主要的栽培種是普通油茶Camellia oleifera，分布于南方紅壤和低山丘陵地帶[2]，種植地普遍存在季節(jié)性雨量分布不均的現(xiàn)象，加上國內(nèi)大部分油茶種植基地缺乏水源和灌溉設(shè)備簡(jiǎn)陋，因而有必要研究和挖掘一類抗干旱能力突出、兼具高產(chǎn)質(zhì)優(yōu)的油茶品種[3]。經(jīng)多年研究，發(fā)現(xiàn)‘湘林’系列油茶中‘湘林1 號(hào)’與‘湘林210’品種在同等種植環(huán)境中，其抗旱性強(qiáng)于其他湘林系列和地方優(yōu)種[4-10]。為挖掘油茶抗旱基因，改善油茶品種選育結(jié)構(gòu)，通過在干旱條件下分析其光合熒光特性、生理指標(biāo)變化等方式，對(duì)‘湘林210’油茶品種進(jìn)行抗旱性研究，探索其抗旱機(jī)理。

針對(duì)油茶抗旱下的光合特性及生理指標(biāo)的研究已有不少報(bào)道，主要方式為對(duì)植物光合特性參數(shù)或生理指標(biāo)進(jìn)行參數(shù)分析。何小三等[11] 以‘贛無’系列品種油茶為研究對(duì)象，進(jìn)行干旱脅迫下植物根生長量的測(cè)定。董斌等[12] 研究了干旱脅迫對(duì)油茶葉片葉綠素含量和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響。董斌等[13] 分析了廣西4 個(gè)油茶品種苗期對(duì)干旱脅迫的生理響應(yīng)。羅梓瓊等[14] 研究了干旱脅迫對(duì)4個(gè)油茶品種苗木生理生化指標(biāo)的影響。為了更深入研究油茶抗干旱內(nèi)在機(jī)理，本試驗(yàn)選取抗旱性較強(qiáng)的湘林系列油茶主推品種‘湘林210’為材料，研究其在不同干旱梯度脅迫下的光合、熒光參數(shù)及葉片生理指標(biāo)的變化，探索不同干旱處理下油茶苗的光合和干旱指標(biāo)性物質(zhì)的變化規(guī)律，為后續(xù)挖掘抗旱基因、研究油茶抗旱機(jī)理和選育抗旱新品種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)地位于湖南省長沙市雨花區(qū)湖南省林業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)林場(chǎng)（113°01′E，28°06′N），為低丘崗地地貌，屬亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候。

試驗(yàn)材料選用‘湘林210’5 年生容器杯嫁接苗，以當(dāng)?shù)亓挤N‘衡東2 號(hào)’5 年生容器杯嫁接苗為對(duì)照，2022 年3 月，選取長勢(shì)一致的苗木進(jìn)行換杯（換杯時(shí)剝?nèi)ピ械娜萜鞔?，確保裝杯后不存在局部積水，同時(shí)保證了后續(xù)土壤水分測(cè)量的準(zhǔn)確性）。

選用基質(zhì)為營養(yǎng)土∶沙子=5∶1（體積比），容器杯選用20 cm×20 cm（口徑× 高度）塑料盆，將苗移入盆內(nèi)，每盆一株，稱量各盆基質(zhì)和苗木總質(zhì)量并記錄。試驗(yàn)設(shè)定兩品種對(duì)照和3 個(gè)干旱梯度，設(shè)置正常供水對(duì)照組（CK，土壤最大持水量的75% ～ 85%），干旱梯度設(shè)置輕度干旱（T1，土壤最大持水量的55% ～ 60%）、中度干旱（T2，土壤最大持水量的40% ～ 45%）和重度干旱（T3，土壤最大持水量的30% ～ 35%），每個(gè)干旱梯度培養(yǎng)油茶苗試驗(yàn)組5 株，同條件培養(yǎng)備用2 株，試驗(yàn)用苗每品種28 株。設(shè)置‘湘林210’為主品種，‘衡東2 號(hào)’為干旱對(duì)照，同時(shí)設(shè)置2 品種充分澆水的空白對(duì)照（表1）。將上述分組依次排列放入露天陰棚培養(yǎng)，進(jìn)行四個(gè)半月緩苗，新發(fā)嫩葉由淺綠轉(zhuǎn)為深綠色后，于7 月中旬轉(zhuǎn)入溫室大棚培養(yǎng)。

為了排除油茶苗本身因素的影響，對(duì)本次干旱試驗(yàn)油茶苗的株高和地徑進(jìn)行了試驗(yàn)前后對(duì)比和差異顯著性分析。由表1 可知，相同品種的油茶苗在不同干旱梯度下株高和地徑無明顯差異；不同品種在相同干旱水分梯度下，除存在品種間差異外，不同梯度干旱下油茶株高和地徑均無明顯差異。何小三等[11] 在對(duì)不同品種油茶苗干旱脅迫下生長量的變化試驗(yàn)中同樣發(fā)現(xiàn)，在兩個(gè)月干旱試驗(yàn)中，干旱脅迫下多種油茶苗生物量變化無明顯變化或存在變化但不顯著。陳模芳等[15] 對(duì)30 d多梯度干旱處理下的南天竹生物量進(jìn)行分析，同樣得出差異不顯著的結(jié)論。

1.2 試驗(yàn)測(cè)定指標(biāo)及方法

1.2.1 干旱脅迫處理及土壤含水量的測(cè)定

7 月中旬開始采用稱重法測(cè)定土壤含水量（C），參照馮延芝等[16] 的方法，計(jì)算公式為：

C=（m₁-m₂）/（m₃-m₂）。

式中：m₁ 為測(cè)定日土壤和盆的總質(zhì)量；m₂ 為85 ℃完全烘干后土壤和盆的總質(zhì)量；m₃ 為澆透水次日上午土壤和盆的總質(zhì)量。

根據(jù)m₁即可推測(cè)出當(dāng)天的土壤相對(duì)含水量[16]。以‘湘林210’為材料、‘衡東2 號(hào)’為對(duì)照，同時(shí)設(shè)置正常供水對(duì)照組（CK，土壤最大持水量的75% ～ 85%）和3 個(gè)干旱梯度，分別為輕度干旱（T1，土壤最大持水量的55% ～ 60%）、中度干旱（T2，土壤最大持水量的40% ～ 45%）和重度干旱（T3，土壤最大持水量的30% ～ 35%）（表2），干旱組各梯度處理設(shè)置2 個(gè)重復(fù)，所有組前一天傍晚澆透水，第二天8：00 再次稱量各盆油茶苗和土壤總質(zhì)量，記為土壤最大持水量。采用稱重法補(bǔ)水控水，計(jì)算各階段土壤最大持水量對(duì)應(yīng)質(zhì)量，每日8：00 和18：00 左右稱質(zhì)量，并按梯度的土壤最大持水量補(bǔ)足散失水分量。需干旱處理的苗木澆透水后不再加水，直至達(dá)到設(shè)定干旱梯度，補(bǔ)水量控制在設(shè)定梯度內(nèi)。盆下設(shè)托盤，下滲水倒回盆內(nèi)，盆口用薄膜覆蓋，減少土壤水分蒸發(fā)，確保每梯度苗土壤最大持水量在設(shè)定范圍之內(nèi)。

使用手持式ProCheck 多功能水分測(cè)定儀測(cè)定各處理土壤含水量，在起始階段比對(duì)最大田間持水量與測(cè)量數(shù)值之間的關(guān)系，確定100% 田間持水量對(duì)應(yīng)為0.300 m³·m^-3 體積含水量。

1.2.2 光合熒光參數(shù)的測(cè)定

于9：00—11：30， 采用LI6400XT 便攜式光合作用測(cè)量系統(tǒng)對(duì)本試驗(yàn)油茶葉片進(jìn)行光合參數(shù)測(cè)定，采用LED 紅藍(lán)光源，設(shè)定光強(qiáng)度為固定值1 000 μmol·m^-2·s^-1，使用CO₂ 壓縮氣體鋼瓶供氣，輸出量設(shè)定為400 μmol·mol^-1。

光合參數(shù)的測(cè)定：在對(duì)照組和處理組中各選擇5 株，各選取3 片干旱特性相似的葉片進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量葉片不離體，每次測(cè)量5 次，取平均值，連續(xù)測(cè)定3 日。測(cè)定參數(shù)包括凈光合速率（P_n）、氣孔導(dǎo)度（G_s）、胞間CO₂ 濃度（C_i）、蒸騰速率（T_r）。

熒光參數(shù)的測(cè)定：在對(duì)照組和處理組中各選擇5 株，各選取3 片干旱特性相似的葉片，于17：00 左右用錫箔紙避光處理，在第二天7：00 進(jìn)行測(cè)量。葉片熒光測(cè)量時(shí)，換用LI6400XT 熒光葉室，每片葉片測(cè)量一次，并于傍晚再次用錫箔紙避光，重復(fù)測(cè)量3 日，取平均值。測(cè)定參數(shù)包括初始熒光值（F_o）、最大熒光值（F_m）及最大光化學(xué)量效率（F_v/F_m）。

1.2.3 干旱脅迫生理指標(biāo)的測(cè)定

稱取0.1 g 葉組織，液氮環(huán)境下研碎，加入對(duì)應(yīng)檢測(cè)項(xiàng)目提取液，按試驗(yàn)方法進(jìn)行檢測(cè)。丙二醛（MDA）含量的測(cè)定采用硫代巴比妥酸法[17]；脯氨酸（Pro）含量的測(cè)定采用酸性茚三酮法；苯丙氨酸解氨酶（PAL）酶活性的測(cè)定采用反式肉桂酸法；超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮藍(lán)四唑光化還原法測(cè)定；還原型谷胱甘肽（GSH）含量采用5，5- 二硫代雙-2- 硝基苯甲酸（DTNB）顯色法測(cè)定[18]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 軟件整理， 采用SPSS22.0 進(jìn)軟件行多重比較、單因素方差分析、Duncan 檢測(cè)和相關(guān)性比較，使用Origin 2018 軟件進(jìn)行繪圖。10 個(gè)指標(biāo)參數(shù)的綜合評(píng)價(jià)采用主成分分析法，以特征值大于1 的指標(biāo)作為主成分進(jìn)行隸屬函數(shù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫對(duì)油茶苗木葉片光合參數(shù)的影響

2.1.1 干旱脅迫對(duì)凈光合速率的影響

由圖1 可以看出，隨著干旱脅迫程度的加強(qiáng)，油茶苗木凈光合速率均呈下降趨勢(shì)。‘湘林210’在T1、T2 處理階段較對(duì)照組差異不顯著，T3 階段較對(duì)照組下降了31.96%，且差異顯著。品種對(duì)照‘衡東2 號(hào)’在T1 階段差異不顯著，T2 至T3處理階段差異顯著，T2 至T3 處理階段較對(duì)照組分別下降了25.02%、61.98%，‘衡東2 號(hào)’在T2、T3 處理階段Pn 值分別為4.94、3.92 μmol·m^-2·s^-1，較對(duì)照組下降幅度最大（P ＜ 0.05）。隨著干旱程度的加深，油茶葉片凈光合速率不斷降低，重度干旱下凈光合速率大幅降低，嚴(yán)重影響油茶儲(chǔ)存能量，進(jìn)而對(duì)油茶苗木生長產(chǎn)生抑制。

從圖1 中還可以看出，正常生長情況（對(duì)照組）下，‘衡東2 號(hào)’的Pn 值高于‘湘林210’，T3處理后Pn 值反而小于‘湘林210’，降幅更明顯，說明在干旱脅迫下‘衡東2號(hào)’整體下降幅度大于‘湘林210’，‘衡東2 號(hào)’表現(xiàn)對(duì)水分需求更為敏感。

2.1.2 干旱脅迫對(duì)氣孔導(dǎo)度的影響

由圖2 可以看出，隨著干旱程度的加深，兩品種油茶苗木的氣孔導(dǎo)度均表現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，其中‘衡東2 號(hào)’的G_s 全階段均高于‘湘林210’。‘湘林210’在T1 階段相較對(duì)照組未有顯著變化，T2、T3 階段G_s 呈顯著下降趨勢(shì)，T3 階段達(dá)到最低值（0.027 mmol·m^-2·s^-1）?！鈻|2 號(hào)’在T1 階段相較對(duì)照組未有顯著變化，T2、T3 階段Gs 顯著下降，T3 階段達(dá)到最低值（0.056 mmol·m^-2·s^-1）。

從數(shù)據(jù)上看，‘衡東2 號(hào)’在T2、T3 階段G_s 較對(duì)照組分別下降了24.20%、60.37%，‘ 湘林210’在T2、T3 階段Gs 較對(duì)照組分別下降了30.57%、50.82%。說明隨著干旱脅迫的加深，油茶苗木葉片氣孔導(dǎo)度不斷下降，只能通過關(guān)閉大部分氣孔達(dá)到減少體內(nèi)水分進(jìn)一步散失的目的。

2.1.3 干旱脅迫對(duì)胞間CO₂ 濃度的影響

由圖3 可以看出，隨著干旱脅迫程度的加深，兩品種油茶C_i 整體表現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(shì)?！鈻|2 號(hào)’的C_i 值各階段顯著高于‘湘林210’。‘湘林210’在T1 階段，相較于對(duì)照組C_i 未表現(xiàn)出明顯的變化趨勢(shì)，T2、T3 階段C_i 顯著下降，分別比對(duì)照組下降了16.18% 和25.31%，T3 階段達(dá)到最低值，為145.78 μmol·mol^-1。‘衡東2 號(hào)’在T1階段相較于對(duì)照組未表現(xiàn)出明顯變化，在T2、T3階段相較對(duì)照組Ci 分別下降了9.93% 和21.89%，T3 階段達(dá)到最低值（206.76 μmol·mol^-1）。結(jié)果顯示隨著干旱程度的加深，葉片氣孔關(guān)閉，使得水分散失減少的同時(shí)，外界CO₂ 進(jìn)入葉片的量也隨之減少，最終導(dǎo)致胞間CO₂ 濃度降低。

2.1.4 干旱脅迫對(duì)蒸騰速率的影響

由圖4 可以看出，兩品種油茶Tr 在3 個(gè)干旱處理階段整體呈下降趨勢(shì)?！鈻|2 號(hào)’的T_r 值各階段顯著高于‘湘林210’，在T1 階段，兩品種T_r 值均未有顯著變化，而在T2 至T3 階段均顯著下降。比較得出，‘湘林210’在T2 至T3 階段相較對(duì)照組T_r 分別下降了9.85% 和34.48%，T3階段達(dá)到最低值，為1.33 μmol·m^-2·s^-1；‘衡東2 號(hào)’相較對(duì)照組T_r 則分別下降了18.90% 和32.93%，T3 階段達(dá)到最低值，為2.20 μmol·m^-2·s^-1。由數(shù)據(jù)可見，氣孔的關(guān)閉直接影響葉片水分的蒸騰，表現(xiàn)為隨著干旱脅迫程度的增加，葉片蒸騰速率也在不斷降低，變化趨勢(shì)與氣孔導(dǎo)度相似。

2.1.5 干旱脅迫對(duì)最大光化學(xué)效率的影響

由圖5 可以看出，隨著干旱程度的加深，兩品種油茶苗F_v/F_m 值均逐漸下降且下降趨勢(shì)顯著?！媪?10’在T2 與T3 階段的F_v/F_m 值相比對(duì)照組分別下降了6.67% 和10.31%?！鈻|2 號(hào)’在T2 和T3 階段的F_v/F_m 值相比對(duì)照組下降幅度分別為4.10% 和10.07%。其中，在T3 階段‘湘林210’的F_v/F_m 值為0.71，‘衡東2 號(hào)’為0.72，二者表現(xiàn)為最大光化學(xué)效率相近。在T2 階段‘湘林210’下降幅度高于‘衡東2 號(hào)’且差異顯著。同時(shí)，‘湘林210’在T2 階段Fo 快速增長，這可能是導(dǎo)致‘湘林210’F_v/F_m 值下降的主要原因。結(jié)合T1 階段‘湘林210’的凈光合速率逆勢(shì)增強(qiáng)和F_o 與葉綠素含量的關(guān)系[16] 可以初步推論，‘湘林210’油茶品種更適宜生長于輕度干旱即T1 環(huán)境下，當(dāng)環(huán)境進(jìn)入中度干旱段即T2 階時(shí)Fo 升高，F(xiàn)_v/F_m 下降。

2.2 干旱脅迫對(duì)油茶苗木抗旱響應(yīng)產(chǎn)物的影響

2.2.1 干旱脅迫對(duì)還原型谷胱甘肽含量的影響

由圖6 可以看出，當(dāng)油茶苗木受到干旱脅迫后，兩品種油茶GSH 含量隨著干旱程度的加深均呈增長的趨勢(shì)。其中，‘湘林210’在T1 階段就顯著增加了GSH 含量，相較對(duì)照組含量升高了60.19%，隨著干旱程度的繼續(xù)加深，GSH 持續(xù)升高，但增加量不顯著，T2 和T3 階段相較對(duì)照組含量分別增加了86.88% 和100.00%，T3 階段達(dá)到了最高值（3.20 μg·g^-1）；‘衡東2 號(hào)’在T1 階段GSH 含量有升高但不顯著，相較對(duì)照組含量升高了18.38%，T2 和T3 階段顯著增加，較對(duì)照組含量分別增加了39.70% 和94.12%，T3 階段達(dá)到最高值（2.64 μg·g^-1）?；谶@一數(shù)據(jù)，說明隨著干旱脅迫的加深，油茶植株在不斷加大GSH 的生成以應(yīng)對(duì)不斷升高的過氧化物質(zhì)。

2.2.2 干旱脅迫對(duì)丙二醛含量的影響

由圖7 可以看出，兩品種油茶葉片的MDA含量隨干旱程度的加深均表現(xiàn)出逐漸上升的趨勢(shì)。‘湘林210’在T1 階段MDA 含量較對(duì)照降低了14.75%，T3 階段MDA 含量相較對(duì)照上升了41.88%，差異顯著，T3 階段達(dá)到最大值，為113.39 mmol·g^-1；‘ 衡東2 號(hào)’ 在T1 階段MDA含量提高但差異不顯著，T2 和T3 階段MDA 含量較對(duì)照組分別提高了27.39% 和70.18%，差異顯著，T3 階段達(dá)到最大值（126.24 mmol·g^-1）。數(shù)據(jù)表明，葉片在經(jīng)受干旱脅迫后，組織細(xì)胞膜受到了不同程度的損壞，隨著干旱程度的加深，細(xì)胞膜受損越嚴(yán)重，MDA 含量也在不斷上升，同時(shí)，‘湘林210’在T1 階段MDA 含量下降，說明該品種在這一干旱階段生長強(qiáng)于對(duì)照。

2.2.3 干旱脅迫對(duì)脯氨酸含量的影響

由圖8 可以看出，兩品種油茶苗木隨干旱程度的加深，葉片Pro 含量呈逐漸升高的趨勢(shì)。其中，‘湘林210’在T1 階段Pro 含量提高但差異不顯著，T2、T3 階段，Pro 含量較對(duì)照組分別上升了18.02%、95.80%，差異顯著，T3 階段達(dá)到最大值（113.21 μg·g^-1）?！鈻|2 號(hào)’在T1 階段較對(duì)照組Pro 含量有下降趨勢(shì)但不明顯，T2 階段較對(duì)照組Pro 含量為上升趨勢(shì)但不明顯，T3 階段Pro 含量較對(duì)照組上升了14.46%，差異顯著，T3 階段達(dá)到最大值（63.10 μg·g^-1）。這一趨勢(shì)表明，當(dāng)受到干旱脅迫后，油茶通過增加細(xì)胞液和液泡中游離脯氨酸的含量以提高細(xì)胞內(nèi)滲透壓，增強(qiáng)油茶抗旱保水能力。同時(shí)‘衡東2 號(hào)’在T1 階段游離脯氨酸含量降低，說明在應(yīng)對(duì)干旱脅迫時(shí)，‘衡東2 號(hào)’品種油茶細(xì)胞內(nèi)游離脯氨酸有部分用于其他生理活動(dòng)，同時(shí)機(jī)體未能及時(shí)生成游離脯氨酸來提高細(xì)胞保水量以應(yīng)對(duì)干旱脅迫。

2.2.4 干旱脅迫對(duì)苯丙氨酸解氨酶活性的影響

從圖9 可以看出，經(jīng)過干旱處理后，兩品種油茶PAL 活性隨干旱程度的加深呈逐漸增強(qiáng)的趨勢(shì)。在T1、T2 階段PAL 活性均顯著上升，T3 階段為上升趨勢(shì)但不顯著。其中，‘湘林210’的PAL 活性在T1 至T3 階段較對(duì)照組分別上升了64.33%、102.15%、122.39%，T3 階段活性達(dá)到最大， 為439.62 U·g^-1；‘ 衡東2 號(hào)’ 的PAL 活性在T1 至T3 階段較對(duì)照組分別上升了66.20%、88.65%、112.50%，T3 階段活性達(dá)到最大，為436.52 U·g^-1。說明干旱脅迫引發(fā)油茶對(duì)環(huán)境脅迫進(jìn)行了反應(yīng)，PAL 活性隨著干旱程度的加深，其含量也在增加，一方面反映油茶在應(yīng)對(duì)干旱脅迫時(shí)生理產(chǎn)生了應(yīng)答，生成了抗干旱物質(zhì)，另一方面兩品種油茶PAL生成量相似，結(jié)合試驗(yàn)期間觀察到葉片形態(tài)未出現(xiàn)明顯變化，說明本次干旱脅迫試驗(yàn)并未受到外界病蟲害的干擾[19]，數(shù)據(jù)更為可靠。

2.2.5 干旱脅迫對(duì)超氧化物歧化酶活性的影響

由圖10 可以看出，經(jīng)過干旱處理后，兩品種油茶SOD 活性呈先升高后降低的變化趨勢(shì)。其中，‘湘林210’在T1 和T2 階段SOD 活性顯著上升，較對(duì)照升高了80.67% 和123.90%，T3 階段SOD 活性開始降低，但仍較對(duì)照組極顯著升高了98.43%；‘衡東2 號(hào)’在T1 階段SOD 活性雖有小幅上升，但并不顯著，T2 階段SOD 活性升高，較對(duì)照組顯著升高了31.62%，T3 階段SOD 活性有下降趨勢(shì)但不顯著，但依然顯著高于對(duì)照組。說明在干旱脅迫過程中，油茶葉片SOD 活性總體是上升的趨勢(shì)，但在嚴(yán)重干旱后，胞內(nèi)膜系統(tǒng)受到不可逆的損傷，同時(shí)過量的活性氧與SOD 酶結(jié)合導(dǎo)致整體酶活性降低。

2.4 油茶抗旱性綜合評(píng)價(jià)

將參與油茶干旱分析的10 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析（表4），取前3 個(gè)特征值＞ 1 的因子作為主成分，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為78.81%，對(duì)這3 個(gè)主成分進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，基本可以代表數(shù)據(jù)的變異情況[20]。第1 主成分中除了SOD 外，其他9 個(gè)變量系數(shù)都比較大，可以反映這些指標(biāo)的綜合評(píng)分，第3 主成分中SOD 指標(biāo)的系數(shù)比較大，可以看成是反映SOD 的綜合指標(biāo)。進(jìn)行綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)分析，確定了這10 個(gè)指標(biāo)的可靠性，從而根據(jù)兩品種油茶各項(xiàng)光合熒光和生理指標(biāo)參數(shù)評(píng)分獲得綜合得分，進(jìn)行隸屬函數(shù)分析，得出‘湘林210’綜合評(píng)分為9.83，‘衡東2 號(hào)’為7.30。

3 結(jié)論與討論

3.1 干旱脅迫對(duì)油茶光合生理的影響

在植物受到干旱脅迫后，體內(nèi)活性氧的產(chǎn)生和清除平衡被打破[21]。植物通過控制機(jī)體內(nèi)水分的散失、生成抗干旱和抗氧化物質(zhì)等途徑來降低干旱脅迫對(duì)植物機(jī)體產(chǎn)生的傷害[18]。隨著干旱脅迫的加深，兩品種油茶苗凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO₂ 濃度、蒸騰速率、最大光化學(xué)量效率5個(gè)光合生理指標(biāo)都有不同程度的降低，其中油茶‘湘林210’主品種凈光合速率、氣孔導(dǎo)度下降幅度小于油茶‘衡東2 號(hào)’對(duì)照品種，胞間CO₂ 濃度、蒸騰速率下降幅度大于油茶‘衡東2 號(hào)’對(duì)照品種，最大光化學(xué)量效率下降幅度持平。

油茶在遭受干旱脅迫后，通過調(diào)控氣孔閉合度來降低體內(nèi)水分散失，從而影響CO₂ 正常進(jìn)入葉片，導(dǎo)致葉片光合作用強(qiáng)度降低[22-23]，這與馮延芝等[16] 研究楸葉泡桐受干旱脅迫葉片光合特性變化情況一致。同時(shí)將油茶主品種‘湘林210’與對(duì)照品種‘衡東2 號(hào)’進(jìn)行干旱脅迫下光合指標(biāo)變化比較，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)對(duì)照品種‘衡東2 號(hào)’在起始凈光合速率大于‘湘林210’的情況下，經(jīng)過3個(gè)梯度干旱脅迫后，油茶‘湘林210’主品種以凈光合速率4.94 μmol·m^-2·s^-1 反超品種對(duì)照‘衡東2 號(hào)’的3.92 μmol·m^-2·s^-1，同時(shí)氣孔導(dǎo)度為品種對(duì)照‘衡東2 號(hào)’的一半，蒸騰速率快速下降使得機(jī)體內(nèi)部水分散失減少，確保了機(jī)體在干旱脅迫逆境下儲(chǔ)存了水分并能較正常的生長。反觀品種對(duì)照‘衡東2 號(hào)’油茶，氣孔導(dǎo)度與蒸騰速率值維持在較高水平，凈光合速率反而低于‘湘林210’，可以預(yù)測(cè)如果延長T3 階段脅迫時(shí)間，品種對(duì)照‘衡東2 號(hào)’油茶將快速失水死亡。這與張翠梅[24] 對(duì)苜蓿、何小三等[25] 對(duì)‘贛無12’、李方舟等[26] 對(duì)大豆、蔡粟唯等[27] 對(duì)鹽堿植物的研究結(jié)果存在相似之處。

3.2 干旱脅迫對(duì)油茶生理生化指標(biāo)的影響

通過分析油茶‘湘林210’主品種和對(duì)照油茶‘衡東2 號(hào)’品種3 個(gè)干旱梯度下生理生化指標(biāo)的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)隨著干旱脅迫的加深，兩品種油茶苗GSH、MDA、PAL、Pro、SOD 這5 個(gè)生理生化指標(biāo)都有不同程度的升高，油茶‘湘林210’主品種在GSH、Pro 合成速度和激活SOD 活性上相較品種對(duì)照‘衡東2 號(hào)’油茶更為迅速，細(xì)胞內(nèi)有害物質(zhì)MDA 含量上升速度小于品種對(duì)照‘衡東2 號(hào)’油茶。

油茶‘湘林210’品種的MDA 含量顯著低于品種對(duì)照‘衡東2 號(hào)’，游離脯氨酸含量顯著高于品種對(duì)照‘衡東2 號(hào)’，中度干旱階段SOD 活性和GSH 含量上升速度顯著高于品種對(duì)照‘衡東2 號(hào)’，重度干旱表現(xiàn)不顯著但依舊高于品種對(duì)照‘衡東2 號(hào)’。較低的MDA 含量說明油茶‘湘林210’品種清除氧化自由基的能力較強(qiáng)，并通過升高游離脯氨酸含量達(dá)到最大效率鎖住水分。這與董斌[13] 研究不同油茶干旱脅迫對(duì)生理響應(yīng)的結(jié)果相似

3.3 討論

對(duì)3 個(gè)干旱處理的5 個(gè)生理指標(biāo)進(jìn)行分析，SOD 活性表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢(shì)。SOD 是機(jī)體重要的抗氧化酶，可清除機(jī)體內(nèi)自由基和活性氧，其活性的變化趨勢(shì)表明當(dāng)油茶遭受干旱脅迫后，機(jī)體迅速激活SOD 酶以清除機(jī)體內(nèi)自由基，當(dāng)遭受更加嚴(yán)重的干旱脅迫后，生理活動(dòng)因缺水而運(yùn)行不暢，大量過氧化物使得細(xì)胞膜膜脂過氧化，導(dǎo)致SOD 活性降低[28]。SOD 活性呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)同樣也說明，在輕度和中度干旱情況下，油茶可以通過提高SOD 的活性去除蓄積在葉片內(nèi)的自由基，維護(hù)葉片正常生理代謝，但重度干旱脅迫下已超出SOD 處理范圍，對(duì)油茶正常生長已經(jīng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。這與楊雪蓮等[17] 對(duì)柑橘砧木抗旱研究、羅梓瓊等[14] 對(duì)油茶抗旱研究的結(jié)果相似。

GSH 是一類參與植物細(xì)胞氧化還原調(diào)節(jié)的物質(zhì)，其含量隨干旱程度的加深有顯著增加的趨勢(shì)。說明隨著干旱程度的加深，植物葉片內(nèi)正常光合作用產(chǎn)生的氧化產(chǎn)物不能及時(shí)地被轉(zhuǎn)化為糖類物質(zhì)，加之干旱導(dǎo)致的不正常生理代謝產(chǎn)生的過氧化物和自由基促使植物產(chǎn)出更多GSH 應(yīng)對(duì)脅迫，且隨著干旱脅迫的加深，GSH 生成量也在增加。在干旱脅迫下，‘湘林210’在T2 和T3 階段的GSH 含量較對(duì)照升高了86.88% 和100.00%，‘衡東2 號(hào)’為39.70% 和94.12%，均表現(xiàn)顯著升高趨勢(shì)，說明油茶隨著干旱脅迫的加深，不斷加大GSH 的生成以應(yīng)對(duì)不斷升高的過氧化物質(zhì)。這與孫建等[19]對(duì)芝麻抗旱研究的結(jié)果相似。

MDA 是膜脂過氧化最重要的產(chǎn)物之一，當(dāng)機(jī)體無法消除外部脅迫產(chǎn)生的大量活性氧后，積累的活性氧誘發(fā)細(xì)胞膜發(fā)生膜脂過氧化作用并產(chǎn)生MDA，因而MDA 含量越高其抗逆性能就越差[29]。干旱脅迫下，2 品種油茶MDA 含量均表現(xiàn)出逐漸上升的趨勢(shì)，說明油茶在自身MDA 含量升高時(shí)，機(jī)體抗氧化酶活性被激活。在輕度和中度干旱階段，抗氧化酶活性升高后能通過降解氧自由基使機(jī)體維持正常生理活動(dòng)，2 品種油茶在輕度階段MDA 無顯著變化，較對(duì)照分別降低14.75%和上升10.76%，中度干旱階段MDA 顯著變化，較對(duì)照分別上升了8.36% 和27.39%。但隨著干旱程度的再次增加，重度干旱階段MDA 較對(duì)照分別上升41.88% 和70.18%，MDA 含量迅速增加，可以看出植物已經(jīng)發(fā)生大量膜脂過氧化反應(yīng)，超出了機(jī)體抗氧化酶的可控范圍，干旱脅迫已經(jīng)造成機(jī)體損傷。另外在輕度干旱階段‘湘林210’的MDA 含量出現(xiàn)顯著性降低，猜測(cè)為‘湘林210’品種可能更適合于輕度干旱條件生長，所以在進(jìn)入輕度干旱條件下反而膜脂過氧化作用更弱，MDA 含量也就更低。這與曹林青等[29] 的研究結(jié)果相似。

植物為應(yīng)對(duì)逆境情況會(huì)自主分泌游離脯氨酸，因而隨著干旱程度的加深，植物游離脯氨酸含量也在增加。脯氨酸親水性強(qiáng)，是穩(wěn)定原生質(zhì)膠體和為體內(nèi)代謝過程提供穩(wěn)定環(huán)境的重要物質(zhì)，也是植物抗旱性能的另一重要指標(biāo)[28-29]。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，干旱處理后兩品種油茶Pro 含量呈逐漸上升的趨勢(shì)且具有顯著性，說明油茶通過增加Pro 含量應(yīng)對(duì)干旱脅迫。其中兩品種油茶對(duì)照組Pro 含量相近，但‘湘林210’在重度干旱階段Pro 含量較對(duì)照組上升95.80%，顯著高于‘衡東2 號(hào)’的14.46%，說明兩品種抗旱性差異顯著。這與周招娣等[20] 研究油茶無性系抗旱性的結(jié)果相似。

苯丙氨酸解氨酶（PAL）為參與植物次生代謝和抗病代謝的重要物質(zhì)[30]，干旱脅迫下植物各生理活動(dòng)發(fā)生重大變化，多種抗干旱物質(zhì)均屬于次生代謝產(chǎn)物，PAL 的活性一定程度上反映了植物在應(yīng)對(duì)干旱脅迫后自身生理的應(yīng)對(duì)能力強(qiáng)弱。兩品種油茶均在3 月份由小缽苗移栽至統(tǒng)一花盆之中，期間去除苗木專用無紡布對(duì)油茶苗根部存在一定的損害，油茶苗長勢(shì)觀察和PAL 活性測(cè)定也能從側(cè)面驗(yàn)證試驗(yàn)的可靠性，減少病害對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。數(shù)據(jù)顯示，兩品種油茶苗PAL 活性檢測(cè)一致，隨著干旱程度的加深呈逐漸上升趨勢(shì)，品種之間差異不顯著。

干旱是影響植物生長發(fā)育最主要的因素之一，有效規(guī)避干旱對(duì)植物產(chǎn)生的影響，發(fā)展和培育抗干旱油茶品種具有深遠(yuǎn)意義。在本試驗(yàn)研究中，綜合光合熒光特性和生理指標(biāo)可以看到，油茶‘湘林210’主品種在重度干旱條件下能維持比對(duì)照品種‘衡東2 號(hào)’更高的光合強(qiáng)度，并通過高效控制組織器官來減緩體內(nèi)水分的蒸發(fā)，同時(shí)有效快速地合成抗干旱物質(zhì)游離脯氨酸，協(xié)助細(xì)胞器鎖住水分，提高GSH 含量，激活SOD 活性，有效抑制細(xì)胞內(nèi)MDA 含量的升高，更好地應(yīng)對(duì)干旱脅迫。因而油茶‘湘林210’品種表現(xiàn)出強(qiáng)于‘衡東2 號(hào)’的抗干旱特性。同時(shí)對(duì)各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行隸屬函數(shù)綜合分析評(píng)價(jià)，同樣獲得油茶‘湘林210’品種抗旱性強(qiáng)于‘衡東2 號(hào)’的結(jié)論。但本試驗(yàn)使用的為5 年生油茶嫁接苗，其抗旱性與成年油茶具有一定的差異性，對(duì)于成年油茶抗旱能力還需進(jìn)一步研究。本試驗(yàn)主要為后續(xù)研究油茶抗旱性分子響應(yīng)機(jī)制的前期試驗(yàn)，減少了常規(guī)生理指標(biāo)數(shù)量，增加了與分子機(jī)理相關(guān)活性物質(zhì)的檢測(cè)，為研究油茶抗旱性分子響應(yīng)機(jī)制提供了前期數(shù)據(jù)。后續(xù)將對(duì)抗旱性轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行相同抗旱處理，對(duì)比兩者間存在的差異和可能存在的分子間共性，從而揭示調(diào)節(jié)油茶抗旱性分子響應(yīng)機(jī)制，為探究基因介導(dǎo)油茶抗旱分子機(jī)理提供前期數(shù)據(jù)。

[ 本文編校：謝榮秀]