谢文华，陈 琴，白 璐

（新疆农业大学科学技术学院，新疆 乌鲁木齐 830000）

干旱胁迫下3种驱蚊植物营养生长期叶绿素含量的变化

谢文华，陈 琴，白 璐

（新疆农业大学科学技术学院，新疆 乌鲁木齐 830000）

为3种驱蚊植物抗旱指标的筛选及抗旱性的研究提供理论依据，该文采用盆栽人工控水法对3种植物营养生长期分别进行不同强度、不同历时的水分胁迫及复水后测其叶绿素及其组分含量。结果显示：短期（5d）、不同程度水分干旱胁迫下，3种植物的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量均有所升高。较长时间（10d）不同程度水分干旱胁迫下，碰碰香与天竺葵的叶绿素a有所上升，驱蚊香草随胁迫程度增强先上升后下降。长期（25d）干旱胁迫下，碰碰香叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量随胁控程度增强均有所上升；天竺葵先上升后下降，驱蚊香草一直下降。复水后3种植物叶绿素含量均有所回升。根据上述结果，叶绿素可作为鉴定3种植物抗旱性指标之一。

干旱胁迫；碰碰香；天竺葵；驱蚊香草；叶绿素

0 引 言

植物在生长发育的过程中受众多环境因子的共同作用[1]。其中，干旱作为影响植物生存、生长和分布的主要环境因子[2-3]，对植物的存活及繁衍具有决定性作用。随着全球气候变化，气温升高、降水量下降等问题的频繁出现，干旱胁迫对植物生长的影响越发明显[4]。各种植物在干旱逆境中的生长发育情况也越来越受到研究人员的关注[5]。

叶绿素是光合作用中最重要的色素分子，排列在类囊膜上，在光能的吸收和转换中起着重要作用，其直接影响植物的光合作用速率和光合产物形成[6-7]，在光合作用中，叶绿素a将汇集的光能转变为化学能进行光化学作用，而叶绿素b发挥着吸收和传递光能的作用[8]。通过研究干旱胁迫对植物叶绿素含量的影响，可分析抗旱性能的差异。

目前国内外学者关于花卉类植物生理方面的研究较少，尤其是3种驱蚊植物天竺葵（Pelargonium hortorum）、驱蚊香草（Pelargonium graveolens）、碰碰香（Plectranthus tomentosa），研究工作主要集中在有关栽培和组培方面，如陈晓艳等[9]对天竺葵的具体栽培做了详细报道；袁云香等[10]对驱蚊草的组织培养做了研究；王金华等[11]对碰碰香的组织培养进行了阐述，而对这3种植物干旱胁迫下叶绿素含量方面研究工作尚未见报道。基于此，本文着重通过研究不同强度、不同历时的水分胁迫和复水下3种驱蚊植物营养生长期叶绿素含量的变化，以期揭示3种植物在干旱胁迫下叶绿素的响应机制和对策，为新疆气候条件下抗旱节水栽培和科学养护管理提供实践指导，并为这3种植物抗旱指标的选取和植物抗旱性研究提供依据和参考。

1 材料与方法

1.1 试验地点、材料及实验设计

实验在新疆农业大学科学技术学院10101实验室进行。所用的3种驱蚊植物为实验室移栽的苗木，实验用土为明珠花卉市场购买花卉专用土。

采用随机区组设计，实验因素为土壤水分和胁迫历时。土壤水分按土壤相对含水量为75%～80%（正常对照）、55%～60%（轻度胁迫）、40%～45%（中度胁迫）、30%～35%（重度胁迫）；胁迫历时为 5d（短历时胁迫）、10d（中历时胁迫）和 25d（长历时胁迫）；以上所有处理设置复水处理。每种花卉24个处理，3种花卉共72个处理，每个处理重复6次（即6盆）。盆栽，选用φ220mm×160mm规格的塑料花盆。4月中旬移栽苗木，每盆定植1株。在3种植物营养生长期分别进行水分胁迫和复水。在胁迫结束后和复水7d后分别测定叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a与b比值（a/b）及叶绿素总量指标，每个处理取6个重复测定，取其平均值。3种驱蚊植物整个生长期间，均在实验室向阳的一面，确保阳光充足。

1.2 土壤水分含量测定和控制

土壤水分含量的测定和控制均用称重法，整个实验期间全部采用盆栽人工控水法。

1.3 叶绿素含量的测定

叶绿素含量测定采用丙酮浸提比色法[12]。每种花卉各处理分别设置6个重复。取新鲜植物叶片，擦净其组织表面污物，剪碎混匀。称取0.2g左右，放入50 mL离心管内，并加入80%丙酮10 mL，黑暗中浸提至植物叶片完全变白。测定646，663 nm下吸光度。根据下式计算色素浓度：

Ca（叶绿素 a）=12.21A663-2.81A646；

Cb（叶绿素 b）=20.13A646-5.03A663；

叶绿素的含量（mg/g）=[（Ca+Cb）×提取液体积×稀释倍数]/样品干重。

1.4 统计分析

试验数据用SPSS18.0进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 营养生长期水分胁迫5d对3种驱蚊植物叶绿素含量的影响

由表1可以看出，营养生长期水分胁迫5d后，碰碰香、天竺葵、驱蚊香草这3种植物的叶绿素a、叶绿素b、a/b和总叶绿素含量整体表现为碰碰香＞天竺葵＞驱蚊香草，且随着胁迫强度的增加，叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均表现出增加的趋势，而a/b呈现出先降低再增加又降低的趋势，说明短期干旱胁迫对3种植物的影响不大，反而适度的干旱胁迫能提高植物的抗旱性。

2.2 营养生长期水分胁迫10 d对3种驱蚊植物叶绿素含量的影响

由表2可以看出，营养生长期水分胁迫10 d后叶绿素a和总叶绿素含量随着胁迫强度的增加，碰碰香、天竺葵呈现出依次增加的趋势，而驱蚊香草呈现出先升高后降低的趋势。叶绿素上升说明较长时间（10d）干旱胁迫造成叶片缺水进而叶绿素浓缩，下降说明叶绿素的分解加大，降低了对光能的利用。从a/b可看出，干旱胁迫对碰碰香和天竺葵变化幅度不大，而对驱蚊香草的变化幅度较大，驱蚊香草的a/b分别为对照的98.36%，79.61%，65.15%，且呈现出极显著性差异。

表1 营养生长期水分胁迫5d对3种驱蚊植物叶绿素含量的影响（n=6）1）mg/g

表2 营养生长期水分胁迫10 d对3种驱蚊植物叶绿素含量的影响（n=6） mg/g

表3 营养生长期水分胁迫25d对3种驱蚊植物叶绿素含量的影响（n=6） mg/g

2.3 营养生长期水分胁迫25 d对3种驱蚊植物叶绿素含量的影响

由表3可以看出，营养生长期长时间（25 d）水分胁迫下，叶绿素a和总叶绿素含量碰碰香出现逐渐增高，天竺葵出现先增加后降低的趋势，驱蚊香草出现依次降低趋势，且降低的幅度较大，说明长期干旱胁迫对驱蚊香草的影响比较大，敏感度也比较高。叶绿素的高低，可作为抗旱性的指标之一，说明碰碰香相对于其他2种植物而言对干旱的反应更迟钝。a/b的变化这3种植物表现差异较大，随着胁迫强度的增加，碰碰香呈现出先降低又升高再降低；天竺葵则出现依次降低，且中度和重度降低数值较大；而驱蚊香草则是依次升高，且中度和重度升高的数值较大，且3种植物的a/b均呈现出显著性差异。

表4 营养生长期复水对3种驱蚊植物叶绿素含量的影响（n=6）mg/g

2.4 营养生长期复水后对3种驱蚊植物叶绿素含量的影响

由表4可以看出，营养生长期复水后3种植物的叶绿素含量相对于干旱胁迫时数值均有所增加，说明复水对这3种植物均有不同程度的补偿作用。复水后碰碰香轻度、中度和重度的数值相对于胁迫前变化不大，说明干旱下碰碰香受到的影响不大。复水后天竺葵中度和重度下，叶绿素a的数值较对照较高，分别是对照的1.32倍和1.51倍，说明补偿的效应较高。复水后驱蚊香草中度和重度下，叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均低于对照，说明干旱胁迫对于驱蚊香草的影响较大，以至于短期内不能较好恢复，中度下叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量依次分别为对照的87.13%，56.91%，80.76%，重度下叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量依次分别为对照的69.27%，78.99%，71.32%。复水后这3种植物的补偿作用均表现出显著性差异。

3 讨 论

叶绿素参与光能的吸收、传递和转换等过程，与植物的抗旱性密切相关[13]。在植物抗旱的相关研究中，叶绿素含量一直被当作一种与植物抗旱性严格相关的重要指标[14-17]。

有些干旱胁迫研究显示，植物叶片叶绿素的含量在干旱时呈逐渐增加的趋势[18-19]，本研究中，营养生长期短期干旱胁迫（5d），3种植物的叶绿素各组分含量上升，其结果与以上研究结果一致，说明这3种植物短期干旱胁迫下敏感性不强，这可能是干旱胁迫使叶片的相对含水量降低，导致单位鲜重叶片中叶绿素含量升高[20]，也可能是3种植物在受到胁迫时维持光合速率的生理机制，这也是这3种植物对干旱的一种适应。另有研究结果显示，有些树种则先增加到一定的临界点后开始逐渐减少[21]，本研究中营养生长期较长时间（10 d）干旱胁迫下，驱蚊香草中叶绿素含量各组分先上升后下降，其结果与上述研究一致。10d干旱胁迫下，碰碰香和天竺葵的叶绿素含量各组分均不同程度的上升。一般认为抗旱性强的植物即使在干旱胁迫下也能保持较高的叶绿素含量，从而保持较高的生长速率[13]。本研究中营养生长期长时间（25 d）干旱胁迫，碰碰香叶绿素含量各组分不同程度的升高，说明此时的干旱胁迫对碰碰香影响不大；天竺葵轻度长期（25 d）干旱胁迫时叶绿素含量各组分有小幅度上升，中度和重度叶绿素含量各组分极显著性（P＜0.01）降低，说明干旱对天竺葵已造成影响；还有研究显示干旱胁迫使植物的叶绿素含量下降[8，22-24]，本研究中驱蚊香草轻度、中度、重度长时间（25d）干旱胁迫时叶绿素含量各组分依次呈现出下降趋势（P＜0.01），说明驱蚊香草对干旱信号的反应较大，敏感度较高，其结果和上述研究相同，这可能是由于水分不足可使植物体内活性氧增加，活性氧直接引发叶绿素的结构受损，引起植物体内叶绿素含量下降，常常表现出来是叶片失绿、发黄和凋落等。复水后各指标不同程度的回升说明复水对这3种植物出现不同程度的补偿作用。

4 结束语

本研究从生理方面对3种驱蚊植物营养生长期进行了不同浓度，不同时间的水分胁迫和复水并测其叶绿素及其组分含量，能为今后研究者提供数据和参考，并能为3种植物抗旱性的鉴定及指标的筛选奠定基础。但鉴于叶绿素在干旱胁迫下变化的复杂性，还需进一步对3种植物不同时期进行深入研究，以期全面分析植物一生中叶绿素含量的变化，探索其变化对植物抗旱性的影响。

[1]董蕾，李吉跃.植物干旱胁迫下水分代谢、碳饥饿与死亡机理[J].生态学报，2013，33（18）：5477-5483.

[2]CHAVES M M， PEREIRA J S， MAROCO J， et al.How plants cope with water stress in the field on photosynthesis and growth[J].Annals of Botany，2002（89）：907-916.

[3]VERSLUES P E，AGARWAL M， KATIYAR-AGARWAL S，et al.Methods and concepts in quantifying resistance to drought，salt and freezing，abiotic stress that affect plant water status[J].The Plant Journal，2006，45（4）：523-539.

[4] 安玉艳，梁宗锁.植物应对干旱胁迫的阶段性策略[J].应用生态学报，2012，23（10）：2907-2915.

[5]何玮，蒋安，王琳，等.PEG干旱胁迫对红三叶抗性生理生化指标的影响研究[J].中国农学通报，2013，29（5）：5-10.

[6]陈罡，樊平声，冯伟民，等.外源硅对盐胁迫下黄瓜幼苗生长和光合荧光特性的影响[J].江苏农业学报，2014，30（6）：1402-1409.

[7] 牟建梅，张国芹，刘凤军，等.Y白菜叶绿素含量的测定方法筛选[J].江苏农业科学，2014，42（9）：289-290.

[8]潘昕，邱权，李吉跃，等.干旱胁迫对两种速生树种叶绿素含量的影响[J].桉树科技，2013，30（3）：17-22.

[9] 陈晓艳，张亚春.香叶天竺葵高产栽培技术[J].中国热带农业，2014（3）：68-69.

[10]袁云香.驱蚊香草组织培养的研究进展[J].农产品加工（创新版），2011（12）：52-54.

[11]王金华，孙文鹏，胡志凤，等.碰碰香的温室无土栽培技术及开发利用研究[J].安徽农业科，2014，42（1）：63-66.

[12]高俊凤.植物生理学实验指导[M].北京：高等教育出版社，2006.

[13]陆新华，叶春海，孙光明.干旱胁迫下菠萝苗期叶绿素含量变化研究[J].安徽农业科学，2010，38（8）：3972-3973.

[14]WALLIN G， KARLSSON P E， SELLDÉN G， et al.Impact of four years exposure to different levels of ozone，phosphorus and drought on chlorophyll，mineralnutrients and stem volume of Noway spruce picea abies[J].Physiol Plant，2002，114（2）：192-206.

[15]XIAO Y A.The physiology responses and adjective adaptabilityof waters tress on cleme spinosaL.seedlings[J].Journal of Wuhan Botanical Research，2001，19（6）：524-528.

[16]JACKSON R D， IDSO S D， REGINATO R J， et al.Canopy temperature as crop water stress indicator[J].Water Resource Research，1981（17）：1133-1138.

[17]HUANG B， FRY J， WANG B， et al.Waterrelations and canopy characteristics of tall fescue cultivars during and after drought stress[J].Hort Science，1998，33（5）：837-840.

[18]吴际友，李志辉，刘球，等.干旱胁迫对红椿无性系幼苗叶片相对含水量和叶绿素含量的影响[J].中国农学通报，2013，29（4）：19-22.

[19]CHADERI N，SIOSEMARDEH A.Response to drought stress of two strawberry cultivars（cv.Kurdistan and Selva）[J].Horticulture，Environmentand Biotechnolog，2011，52（1）：6-12.

[20]侯舒婷，张倩，刘思岑，等.黄金香柳对水分胁迫的生长与生理响应[J].西北植物学报，2014，34（12）：2491-2499.

[21]李洁，列志旸，薛立，等.干旱胁迫对3种园林绿化树种幼苗生理指标的影响[J].西南林业大学学报，2016，36（2）：56-61.

[22]刘全勇，卢锟，李泽，等.水分胁迫对刨花润楠幼苗生长及光合特性的影响[J].中南林业科技大学学报，2016，36（9）：29-35.

[23]张刚，魏典典，邬佳宝，等.干旱胁迫下不同种源文冠果幼苗的生理反应及其抗旱性分析[J].西北林学院学报，2014，29（1）：50-51.

[24]YUAN X K， YANG Z Q， LI Y X， et al.Effects of different levels of water stress on leaf photosynthetic characteristics and antioxidant enzyme activities of greenhousetomato[J].Photosynthetica，2016，54（1）：28-39.

（编辑：莫婕）

Changes of chlorophyll content of three mosquito repel plants at vegetative stage under water stress

XIE Wenhua， CHEN Qin， BAI Lu
（College of Science and Technology，Xinjiang Agricultural University，Urumqi 830000，China）

To provide a theoretical basis for the screening of drought resistance index and study of drought stress of three kinds of mosquito repel plants，an artificial potted water controlling method was carried out for water stress during different intensity and different time and rewatering to study the effects of water stress on chlorophyll and chlorophyll component content measurement for three mosquito repel plants after rewatering at vegetative stage under conditions of different strength and duration.The results showed that three plants'content of chlorophyll a （Chla）， chlorophyll b（Chlb） and total chlorophyll（Total） were increased in short term（5 days） and under the conditions of different soil water stress.The chlorophyll a content of Plectranthus tomentosa and Pelargonium hortorum was increased at a longer period （10 days） under the conditions of different soil water stress， while the chlorophylla contentofPelargonium graveolens increased firstand then decreased.Under long-term （25 days） water stress， the chlorophyll a， chlorophyll b （Chlb） and total chlorophyll content of Plectranthus tomentosa was increased，and that of the Pelargonium hortorum increased first and then decreased and the chlorophyll content of Pelargonium graveolens kept decreasing.After rewatering，the chlorophyll content of the three plants all increased again.According to the above results，it can be concluded that chlorophyll can be used as one of the indexes to identify the drought resistance of three species of plants.

water stress； Plectranthus tomentosa； Pelargonium hortorum； Pelargonium graveolens；chlorophyll

A

1674-5124（2017）06-0055-05

10.11857/j.issn.1674-5124.2017.06.012

2017-02-08；

2017-03-20

新疆农业大学科学技术学院青年科研启动基金项目（2015KJKY005）

谢文华（1980-），女，河北盐山县人，讲师，硕士，主要从事植物生理生态研究。