四种薰衣草对土壤干旱胁迫的生理响应

2019-01-11相微微王建武王晓荣陈妙妙

湖北农业科学 2019年23期

相微微王建武王晓荣陈妙妙

摘要：对4种薰衣草（Lavender angustifolia）干旱胁迫处理0、5、10、15、20、25、30 d，测定分析各时期的5个抗旱生理指标。结果表明，随着干旱胁迫时间的延长，4种薰衣草的叶片相对含水量（RWC）均呈下降趋势，英国玫瑰薰衣草RWC最低;丙二醛（MDA）含量波动较大，先略上升再下降再大幅上升后又下降，在25 d时达到高值，以法国普罗旺斯含量为高;超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性变化总体先升高后下降，15 d时达到高值。综合评价4种薰衣草，对干旱胁迫的适应能力从大到小依次为天空薰衣草、狭叶薰衣草、法国普罗旺斯薰衣草、英国玫瑰薰衣草。在较为干旱的榆林地区可尝试天空薰衣草的引种栽培。

关键词：薰衣草（Lavender angustifolia）;干旱胁迫;抗旱性;生理指标

中图分类号：Q945.17;S682.1+9 文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2019）23-0124-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.23.028 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Physiological response of four lavender varieties to soil drought stress

XIANG Wei-wei，WANG Jian-wu，WANG Xiao-rong，CHEN Miao-miao

（College of Life Sciences，Yulin University，Yulin 719000，Shaanxi China）

Abstract： To study the adaptability of four lavender varieties under soil drought stress， so as to provide a theoretical basis for the introduction and cultivation of lavender in Yulin area， five physiological indexes of drought resistance of four lavender varieties through drought stress treatment for 0， 5， 10， 15，20，25，30 days were measured and analyzed. The results showed that with the prolongation of drought stress， the leaf relative water content （RWC） of four lavender varieties decreased， among which that of British rose Lavender was the lowest. The content of malondialdehyde （MDA） fluctuated greatly， first increased slightly and then decreased and then increased sharply and then decreased. It reached a high value at 25 d， and the content of France Provence lavender was high. The activities of superoxide dismutase （SOD）， peroxidase （POD） and catalase （CAT） increased first and then decreased， and reached a high value at 15 d. Comprehensive evaluation of four kinds of lavender， the ability to adapt to drought stress from the largest to the smallest are sky lavender， narrow leaf lavender， French Provence lavender， British rose lavender. In the relatively dry Yulin area， try the introduction and cultivation of sky lavender.

Key words： lavender; drought stress; drought resistance; physiology indexes

隨着节约型园林建设的发展，观赏草在国内外园林景观设计中发挥着越来越重要的作用。观赏草的研究除了观赏特性和园林应用[1]外，还有抗逆性研究，但研究的品种及类型较单一[2]。干旱影响植物生理功能和形态特征[3-8]。关于中国北方尤其是西北干旱地区观赏草的适宜品种和引种条件的研究较少。薰衣草（Lavender angustifolia）属于唇形科多年生带有芳香气味植物，喜阳光、耐逆性强，花色多样，具有较高观赏价值，兼药用、保健、化工等价值。其含芳香油，是化妆品、香皂及香精的重要原料[9，10]。中国主要在新疆、上海等省市区种植及产品研发[10]。榆林为干旱少雨地区，降水集中在7—9月，雨热同期，且有降水减少的趋势[11]，露天栽培薰衣草具有较大局限性，制约了其发展。陈淑燕等[12，13]研究表明4种薰衣草的抗旱性强弱依次为狭叶薰衣草、普罗旺斯薰衣草、蝴蝶薰衣草、孟士德薰衣草;法国薰衣草的抗旱性强于英国薰衣草[13]。孟林等[14]研究表明，在重度干旱条件下孟士德薰衣草的水分利用效率高于蝴蝶薰衣草和狭叶薰衣草。本研究以4种薰衣草为试验材料，研究干旱胁迫过程中不同品种的叶片相对含水量（RWC）、丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性的变化，寻找适合在干旱条件下种植的薰衣草品种，为榆林地区薰衣草的引种栽培提供依据。

1 材料与方法

1.1 品种

供试的4种薰衣草为天空（Lavender angustifolia cv. Sky）、狭叶（Lavender angustifolia）、法国普罗旺斯（法普，Lavender angustifolia cv. Provence Blue）、英国玫瑰（英玫，Lavender angustifolia cv. Rosea），種子均购于花梦园种业。

1.2 取样

试验在日光架及日光温室进行。96孔育苗盘每孔盛基质40±3 g，基质为黄土∶泥炭土∶蛭石=1∶1∶1（体积比）。种子30 ℃催芽20 h，播撒于育苗盘，盖黑色塑料薄膜，出苗后于平均温度24 ℃、相对湿度为48%日光架育苗。苗高10 cm时选长势一致的健壮幼苗移入花盆中。花盆高23 cm、外径34 cm，每盆2～3株，定植30盆，于日光温室栽培。株高18 cm时干旱胁迫。在试验前一天浇透水，使土壤相对含水量达饱和，在试验当天选取长势较好、部位相同的叶片测定，后每隔5 d采样测定一次，持续30 d。

1.3 测定

采用文献[15]的方法测定叶片相对含水量（RWC）;采用硫代巴比妥酸（TBA）显色法测定丙二醛（MDA）含量[15];采用氮蓝四唑（NBT）光还原法测定超氧化物歧化酶（SOD）活性[15];采用紫外吸收法测定过氧化氢酶（CAT）活性[16];采用比色法测定过氧化物酶（POD）活性[16]。材料均为薰衣草鲜叶，3次重复。

1.4 数据处理

用Microsoft Office Excel 2010和SigmaPlot 10.0进行数据统计分析与处理并绘制图表。

2 结果分析

2.1 干旱胁迫下4种薰衣草叶片含水量的变化

随着干旱胁迫时间的增加，RWC呈下降趋势（图1），当干旱胁迫至30 d时，天空薰衣草、狭叶薰衣草、法普薰衣草、英玫薰衣草的RWC分别为41.83%、40.39%、40.61%、35.81%。其中，英玫薰衣草叶片严重失水，出现了明显的萎蔫现象。

2.2 干旱胁迫下薰衣草MDA含量变化

随着干旱胁迫时间的延长，4种薰衣草的MDA含量先略上升再下降再上升后又下降的趋势（图2）。在干旱胁迫至5 d时，4种薰衣草的MDA含量总体稍稍上升，在干旱胁迫至10 d时，天空薰衣草、狭叶薰衣草、法普薰衣草、英玫薰衣草的MDA含量降至最低，分别为9.69、11.06、10.31、10.23 μmol/g。随着干旱胁迫时间的增加MDA含量增加，至25 d时，各品种的MDA含量均达到最大值，其中法普薰衣草的MDA含量最高，为25.17 μmol/g。在干旱胁迫至25 d以后又开始下降。

2.3 干旱胁迫对薰衣草叶片膜系统保护酶活性的影响

2.3.1 干旱胁迫对超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响 4种薰衣草的SOD活性总体呈先升后降趋势（图3）。在干旱胁迫15 d时，酶活性均达到峰值，天空薰衣草的SOD活性最大，为114.33 U/g，与0 d相比，4种薰衣草的的SOD活性分别上升26.53、15.49、15.75、19.16 U/g，其中，天空薰衣草的SOD活性上升幅度最大。随着干旱胁迫的进一步加深，4种薰衣草的SOD活性均呈下降趋势;其中英玫薰衣草的SOD活性下降最多，30 d时仅为71.25 U/g。

2.3.2 干旱胁迫对POD活性的影响 POD活性在胁迫初期（0～15 d）急剧升高，而后下降（图4），整体变化趋势与SOD活性变化相似。当干旱胁迫至15 d时，POD活性达到最大值，此时各品种的POD分别活性为4.98、4.26、4.36、4.18 U/g。4种薰衣草POD活性分别是0 d的1.34、0.59、1.16、0.91倍，天空薰衣草的POD活性最大。随着干旱胁迫时间的延长，POD活性急剧降低，英玫薰衣草的POD活性下降最多，30 d时仅为1.63 U/g。

2.3.3 干旱胁迫对CAT活性的影响 CAT活性呈先升后降（图5），与SOD活性、POD活性变化趋势基本一致，在干旱胁迫至15 d时，4种的薰衣草CAT活性依次为39.05、54.36、50.93、49.65 U/g，其中狭叶薰衣草的CAT活性最大，与0 d相比，增加了3.47倍。随着干旱胁迫处理时间的延长，4种薰衣草的CAT活性有不同程度的下降，其中天空薰衣草的CAT活性最低，30 d时为18.11 U/g。

2.4 4种薰衣草抗旱性的综合评价

根据干旱胁迫处理对4种薰衣草的RWC、MDA、SOD、POD、CAT的影响得出的数据（表1）表明，4种薰衣草均在干旱胁迫至30 d时均出现了明显的萎蔫现象，则选取在30 d时的各项生理指标进行Z分综合评价法[17]和RSR综合评价法[17]，得出各品种的各生理指标综合值，并根据数值进行排序，就可对4种薰衣草的抗旱性进行综合评价。

2.4.1 Z分综合评价 Z分评价（Z-score）的计算公式为Z=（X-X）/σ，其中，X为各品种的各项指标值;X为其平均数;σ表示标准差。

根据表2结果，4种薰衣草的抗旱性强弱顺序为天空薰衣草、狭叶薰衣草、法普薰衣草、英玫薰衣草。

2.4.2 RSR（秩和比）综合评价 RSR的计算公式为RSR=ΣR/mn。其中ΣR为每一个品种的秩序和;m为供试薰衣草种类数;n为测定的生理指标的总数。

根据评价结果（表3），4种薰衣草的抗旱性由强到弱顺序为天空薰衣草、狭叶薰衣草、法普薰衣草、英玫薰衣草。

3 小结与讨论

叶片相对含水量是衡量植物抗旱性强弱的重要标志。干旱胁迫下，RWC总体呈下降趋势，当干旱胁迫至30 d时，狭叶薰衣草，天空薰衣草和法国普罗旺斯薰衣草的RWC较高，对干旱胁迫具有一定的抵御能力，英国玫瑰薰衣草的RWC最低，叶片出现明显的萎蔫现象，说明从含水量变化来看，英国玫瑰薰衣草的耐旱性最弱。MDA含量可以反映植物遭受逆境傷害的程度。在干旱胁迫至10 d时，MDA含量下降至最低，说明各薰衣草品种对干旱胁迫具有一定的应激反应时间，而后产生适应耐受性，其中，天空薰衣草对干旱胁迫的适应能力最强;在干旱胁迫至25 d时MDA含量均达到最大值，与其他三种薰衣草相比，法国普罗旺斯薰衣草的MDA含量最高，说明法国普罗旺斯薰衣草质膜过氧化作用最为严重，抗旱性也最差。干旱胁迫下叶片膜保护酶（SOD、POD、CAT）活性的变化是衡量植物抗旱性强弱的重要指标。在干旱胁迫处理中这三种酶的活性总体均呈先升高后降低的趋势。胁迫至15 d时均达到最高值。这与已有研究结果基本一致[18-21]。

对4种薰衣草干旱胁迫处理0、5、10、15、20、25、30 d后测定分析RWC、MDA含量、SOD活性、POD活性和CAT活性，得到的试验结论：各品种对于干旱胁迫具有不同的表现，且差距较大。综合评价得出4种薰衣草的抗旱性由强到弱顺序为天空、狭叶、法普、英玫。针对榆林干旱少雨的气候条件，可尝试进行天空薰衣草的引种栽培。

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