摘要: 【目的】研究聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG) 模擬干旱脅迫對木薯生長生理的影響?!痉椒ā恳阅臼砥贩NNZ199 為試驗材料,將其根系浸入質(zhì)量分數(shù)分別為0%、5%、10%、15% 和20% 的PEG 溶液中,進行為期9 d 的模擬干旱脅迫試驗,并分別于第3、6、9 天測量其生長、光合和生理各項指標?!窘Y(jié)果】隨著PEG 質(zhì)量分數(shù)的升高,同一時期NZ199 的各項生長指標整體呈先升高后降低的趨勢;凈光合速率、氣孔導度和蒸騰速率在低質(zhì)量分數(shù)下被促進,而在高質(zhì)量分數(shù)下受到抑制,處理前期(≤3 d) 以10% PEG 處理最高,后期(≥6 d) 以5% PEG 處理最高;可溶性蛋白含量呈先升高后降低的趨勢,在10% PEG 處理6 和9 d 時最高;15% 和20% PEG 處理的脯氨酸含量顯著高于其他處理;過氧化物酶活性呈先升高后降低的趨勢,以10% PEG處理6 d 時最高;過氧化氫酶活性逐漸升高,以20% PEG 處理9 d 時最高;丙二醛含量逐漸增加,以20% PEG 處理9 d 時最高,表明木薯受到的脅迫最為嚴重。【結(jié)論】在NZ199 苗期,適當?shù)腜EG 質(zhì)量分數(shù)和時間模擬干旱脅迫可以促進植株的光合作用,有利于積累同化物,但PEG 質(zhì)量分數(shù)過高會對植株產(chǎn)生反作用,葉片光合作用降低,脯氨酸含量、過氧化氫酶活性和丙二醛含量升高,即對其生長生理造成了脅迫,使其抗逆性減弱。
關(guān)鍵詞: 木薯;干旱脅迫;聚乙二醇;滲透調(diào)節(jié)物質(zhì);抗氧化酶系統(tǒng)
中圖分類號: S533.01 文獻標志碼: A 文章編號: 1004–390X (2024) 04?0015?08
木薯(Manihot esculenta Crantz) 又名樹薯、木番薯,屬大戟科(Euphorbiaceae) 木薯屬(Manihot),可作為重要的糧食、飼料、工業(yè)原料等[1]。木薯主要分布于熱帶和部分亞熱帶地區(qū),與馬鈴薯、甘薯并列為世界3 大薯類作物,具有種植粗放、不與糧爭地等優(yōu)點[2]。木薯在土地瘠薄和長期干旱的地區(qū)仍能生長,被稱為“饑荒儲備作物”,在應對全球氣候變暖方面具有很大潛力。隨著木薯產(chǎn)業(yè)的不斷壯大,對于木薯的研究不再局限于產(chǎn)量品質(zhì),提高木薯抗逆性尤其是抗旱性的相關(guān)研究逐漸增多。
木薯的耐旱性較強,但長期干旱條件下木薯塊根木質(zhì)化嚴重,淀粉含量降低,氫氰酸含量增加,導致木薯品質(zhì)下降;幼苗期若遭遇干旱脅迫,輕則影響產(chǎn)量品質(zhì),重則導致干枯死亡[3]。王澤平等[4]對華南205 號木薯的干旱脅迫研究發(fā)現(xiàn):重度干旱脅迫下木薯葉片的脯氨酸(proline,Pro) 和丙二醛(malondialdehyde,MDA) 含量以及過氧化物酶(peroxidase,POD) 活性等均顯著增加;王樹昌等[5]研究干旱脅迫對SC5 木薯的影響發(fā)現(xiàn):SC5 心葉中POD 活性隨干旱程度的提高而呈先上升后下降的趨勢,而Pro 含量顯著增加。在干旱脅迫初期,木薯植株體內(nèi)會產(chǎn)生活性氧,導致膜脂過氧化,同時產(chǎn)生較多膜脂過氧化物,破壞膜的完整性,當其含量達到一定水平時就會激活植株內(nèi)的保護酶系統(tǒng),從而抑制活性氧繼續(xù)產(chǎn)生,起到保護植物細胞的作用,降低其膜脂過氧化程度。隨著干旱脅迫時間延長或干旱程度加重,植株保護酶活性受到抑制,酶活性下降,無法使植株維持健康狀態(tài),脅迫造成的傷害就會繼續(xù)加重[6]。但也有研究發(fā)現(xiàn):經(jīng)歷一定程度干旱后,木薯的抗旱能力增強,干旱對其具有補償作用,即適當干旱對于木薯有增產(chǎn)增收的作用[7-8]??梢姡壳皩δ臼砜购禉C制缺乏全面的研究,通過干旱脅迫試驗探究木薯在干旱環(huán)境中的生長生理響應規(guī)律,可為進一步探索木薯種植規(guī)律提供試驗和理論依據(jù)[9-10]。