淹水脅迫對石楠屬植物幼苗可溶性糖和本體品質(zhì)的影響

淹水脅迫對石楠屬植物幼苗可溶性糖和本體品質(zhì)的影響

1材料和方法1.1材料1pholgiafraeri’,作品52011年3月15日，“樟柯”、“紅軍”和“圖金”的苗被種植在直徑25厘米和高度20厘米的磚盆中。從苗木栽植之日起,進行澆水、除草、施肥、打藥等正常管理。1.2試驗材料及處理試驗于2011年在安徽科技學院樹木園進行。2011年7月7日上午8:00,選取生長健壯、長勢一致的試驗材料各45株,進行淹水,淹水設(shè)對照、全淹與半淹3個處理,每處理各15株,5株為1次重復。處理方法與淹水試驗相同。7月22日上午8:00(淹水15d)進行排水,分別于7月23日、7月27日、7月31日、8月4日、8月10日、8月16日采集葉片測定可溶性糖含量與脯氨酸含量。1.2.1提取液用量的確定采用蒽酮比色法。將采回樣品洗凈擦干,去除邊緣及中脈,稱取約0.3g,剪碎放入大試管中,加入10mL蒸餾水,保鮮膜封口,沸水提取30min。提取液濾入25mL容量瓶中,殘渣加入蒸餾水再提取1次,提取液與殘渣全部轉(zhuǎn)移入容量瓶中,蒸餾水定容至25mL。吸取提取液0.5mL于大試管中,依次加入蒸餾水1.5mL,蒽酮乙酸乙酯0.5mL,濃硫酸5mL,充分振蕩,立即于沸水浴中保溫1min,自然冷卻至室溫。以不加提取液的空白作對比,在630nm下測光密度值。由標準曲線求出糖的含量(μg),按下式計算測定樣品中的糖含量?？扇苄蕴呛?%)=(從回歸方程中求得糖的量×Vt/Vs/FW/106)×100%。其中,Vt為提取液體積(mL),Vs為測定時加樣量,FW為葉片鮮重(g)。1.2.2樣品密度的測定將樣品洗凈擦干,去除邊緣及中脈,稱取約0.5g,剪碎放入大試管中,加入5mL3%磺基水楊酸溶液,在沸水浴中提取10min,期間不?；蝿?。冷卻后,將提取液用漏斗過濾于干凈試管中,吸取2mL提取液于另一試管中,加入2mL冰乙酸,2mL酸性茚三酮,保鮮膜封口,沸水浴30min。冷卻后加入4mL甲苯,充分振蕩。吸取上層紅色液體,以甲苯為對照,520nm處測光密度值。從標準曲線上查出2mL測定液中脯氨酸的濃度x(μg/mL),然后計算樣品中脯氨酸含量,單位鮮重樣品的脯氨酸含量(μg/g)=(x×5/2)/FW。其中,FW為葉片鮮重(g)。1.3統(tǒng)計分析方法所有試材可溶性糖含量與脯氨酸含量的差異和不同處理間可溶性糖含量與脯氨酸含量的差異用單因素方差分析法分析,并用LSD法進行多重檢驗;所有統(tǒng)計分析用SPSS11.5統(tǒng)計軟件;文中的折線圖由Excel作出。2結(jié)果與分析2.1垂直排水時間延長在排水后,‘石楠’、‘紅羅賓’、‘魯賓斯’外部形態(tài)發(fā)生了一系列的變化,且主要集中在葉片上。在排水初期,3種試材已經(jīng)表現(xiàn)出淹水受害癥狀,隨著時間延長,傷害進一步加深,‘石楠’全淹處理葉片進一步萎蔫,最終干枯脫落;半淹處理葉片出現(xiàn)干枯現(xiàn)象,隨著排水時間的延長最終出現(xiàn)恢復生長趨勢?！t羅賓’全淹處理葉片也隨著時間延長絕大部分植株葉片干枯,直至死亡;半淹處理則部分葉片出現(xiàn)干枯或變紅現(xiàn)象,最終大部分植株恢復生長。‘魯賓斯’全淹處理部分植株葉片完全干枯,半淹處理植株長勢強于全淹處理,弱于對照。2.2半排污排水后可溶性糖含量變化由圖1可知,排水后3種試驗材料的可溶性糖含量都發(fā)生了不同程度的變化,但全淹處理的含量最高,半淹其次,對照最低。隨著排水時間的延長,‘石楠’全淹的可溶性糖含量呈現(xiàn)上升-下降的趨勢,排水后1d(7月23日)、5d(7月27日)、9d(7月31日)、13d(8月4日)的含量分別比對照上升了14.13%、22.21%、32.84%、9.31%;半淹處理排水后1d含量上升,5d后急劇下降,9d后又開始上升,變化較復雜。在排水5d后達到最高值(3.99%),比對照上升了9.07%,排水21d后比對照上升了16.31%。‘紅羅賓’在排水5d后出現(xiàn)先下降后緩慢上升的趨勢,全淹處理排水5d后可溶性糖含量為3.57%,排水9d后為2.79%,半淹處理排水后5、13、25d(8月16日)可溶性糖含量依次比對照上升了12.64%、11.41%、8.28%?！斮e斯’的全淹、半淹處理及對照的可溶性糖含量隨著排水時間的延長呈現(xiàn)下降趨勢,全淹處理在排水1d后可溶性糖含量為3.55%,排水13d后降為3.01%,半淹處理排水后5、13、25d可溶性糖含量依次比對照上升了26.62%、11.91%、11.15%。方差分析表明(表1),不同試驗材料、不同處理之間的可溶性糖含量差異達到極顯著水平(P<0.01)。多重比較分析表明,在0.05檢驗水平下,‘石楠’與‘紅羅賓’、‘石楠’與‘魯賓斯’之間可溶性糖含量差異顯著(P<0.05),‘紅羅賓’與‘魯賓斯’之間可溶性糖含量差異不顯著(P>0.05),對照、全淹、半淹處理兩兩之間的可溶性糖含量差異均顯著(P<0.05)。2.3試驗材料及處理后樣品的品質(zhì)變化在逆境條件下,脯氨酸的積累可能一方面是細胞結(jié)構(gòu)和功能遭受傷害時,集體做出的反應(yīng);另一方面也是植物對逆境適應(yīng)性的表現(xiàn)。脯氨酸的積累可能具有清除活性氧的作用,可作為鑒定植物相對抗性的指標。由圖2可知,‘石楠’、‘紅羅賓’、‘魯賓斯’3種試驗材料的脯氨酸含量在排水后有了不同程度的變化。全淹、半淹處理及對照的脯氨酸含量高低依次為全淹>半淹>對照。3種試驗材料的全淹處理均呈現(xiàn)上升-下降的趨勢,這與排水后苗木的死亡有關(guān),半淹處理及對照呈現(xiàn)緩慢上升后開始下降又上升的趨勢?！?、‘紅羅賓’的全淹處理在排水后9d(7月31日)達到最大值,依次為7.52、4.20μg/g,分別比對照上升了125.48%、88.62%;‘魯賓斯’全淹處理在排水后5d(7月27日)達到最高值4.84μg/g,比對照上升了66.12%。半淹處理在排水5、13d(8月4日)、25d(8月16日)后石楠的脯氨酸含量分別比對照上升了27.04%、24.10%、9.62%;‘紅羅賓’則分別比對照上升了22.06%、19.33%、37.93%;‘魯賓斯’分別比對照上升了28.45%、14.43%、19.63%。方差分析表明(表2),不同試驗材料、不同處理之間的脯氨酸含量差異達到極顯著水平(P<0.01)。多重比較分析表明,在0.05檢驗水平下,‘石楠’、‘紅羅賓’、‘魯賓斯’兩兩之間脯氨酸含量差異均顯著(P<0.05),對照、全淹、半淹處理兩兩之間的脯氨酸含量差異均顯著(P<0.05)。3結(jié)論和討論3.1不同排水時間對植株可溶性糖含量的影響植物體內(nèi)的碳素營養(yǎng)狀況常以糖含量作為重要指標,糖是參與調(diào)節(jié)滲透脅迫的小分子物質(zhì),在植物對水分脅迫的適應(yīng)性調(diào)節(jié)中,是增加滲透性溶質(zhì)的重要組成成分。大量研究結(jié)果表明,植物為了適應(yīng)逆境條件,會主動積累一些可溶性糖,降低滲透勢和冰點,以適應(yīng)外界環(huán)境條件的變化。淹水條件下,植株的可溶性糖不僅可提供必要的能量,還能調(diào)節(jié)體內(nèi)代謝,因而能在一定程度上減輕淹水的危害。在試驗中,隨著排水時間的延長,‘石楠’的可溶性糖含量呈現(xiàn)上升-下降-上升的趨勢,而‘紅羅賓’和‘魯賓斯’則總體呈現(xiàn)下降趨勢。對照呈現(xiàn)較大幅度變化與試驗處于梅雨季節(jié)而受其影響有關(guān),半淹處理可溶性糖含量值趨于對照說明苗木有恢復生長的能力,在排水期間全淹處理的苗木受害嚴重出現(xiàn)死亡現(xiàn)象,在采樣過程中全淹處理苗木的可溶性糖含量高于半淹處理,且二者均高于對照。3.2脯氨酸含量的變化游離脯氨酸作為重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),在正常條件下,作物體內(nèi)游離脯氨酸含量甚微,約占游離氨基酸的百分之幾。在逆境條件下,脯氨酸含量可以成倍增加,但脯氨酸在濕害條件下,只能在植株體內(nèi)短時間積累。但由于植物抗逆性的途徑是多種多樣的,從脯氨酸在逆境條件下的累積途徑來看,它既可能有適應(yīng)性的意義,又可能是細胞結(jié)構(gòu)受損傷的表現(xiàn),故脯氨酸的累積能否作為抗性的指標還尚無定論,但從脯氨酸的作用看,無論是其物理、化學性質(zhì),還是對微生物的作用方面,它對植物的抗旱或滲透脅迫及脅迫解除后的恢復都是有益的。在試驗中,3種試驗材料的脯氨酸含量在排水期間均呈現(xiàn)全淹處理高于半淹處理高于對照的趨勢,說明前期淹水脅迫造成的影響一直存在。全淹處理的脯氨酸含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,這與淹水一定的時間引起滲透調(diào)節(jié)反應(yīng),而超過一定限度細胞內(nèi)某些功能發(fā)生了改變有很大關(guān)系。半淹處理則與對照趨于一致,這與脅迫解除后苗木的逐漸恢復生長有關(guān)。近年來,石楠屬(PhotiniaL.)植物因其樹形美觀、適生性強、病蟲害少等優(yōu)點被許多城市確立為城建綠化樹種,