大麗花\\(Dahliapinnata\\)原產于墨西哥、危地馬拉及哥倫比亞一帶，是菊科大麗花屬的多年生球根草本花卉，花期長，色彩綺麗，具有極高的觀賞價值．目前對大麗花的研究主要集中在栽培技術、花芽分化、品種資源與分類、組織培養技術、突變體和病蟲害防治等方面，對大麗花在水分脅迫下反應機理方面的研究尚未見報道．干旱是影響植物分布和生長發育的主要環境因子之一，其危害程度在諸多非生物脅迫中占首位．全球有三分之一以上的土地位于干旱半干旱地區，其他地區在作物生長季節也發生不同程度的干旱，其實質是植物缺水，即干旱脅迫．研究表明，植物在逆境下\\(如干旱\\)會引起膜傷害和膜透性的增加，以及生物自由基的累積，而植物體內一系列的抗氧化酶類和小分子物質可以清除這些活性氧自由基，即植物對不良環境的適應性反應．因此，研究干旱脅迫下植物體內抗氧化酶類活性及滲透調節物質含量的變化，是了解植物在長期進化過程中所演化出適應干旱的機制和策略的重要基礎．本研究分析了干旱脅迫下大麗花品種‘粉西施’葉片生理生化指標及抗氧化酶活性的變化，以期為今后的栽培應用及抗性品種的選育提供基礎數據，為大麗花抗旱種質的改良、創新等研究提供理論依據．

1、材料與方法

1.1試驗材料

試驗于2010年7－8月在山東省果樹研究所觀賞園藝室實驗室進行．供試材料為大麗花品種‘粉西施’，4月底在山東省果樹研究所苗圃扦插育苗，扦插苗長到15cm時，選取生長健壯、長勢一致的扦插苗于7月定植于塑料容器中，容器上口徑28cm、高30cm，每盆裝基質\\(壤土∶草炭∶沙土=5∶3∶2\\)共10kg，進行正常栽培管理．

1.2試驗方法

1.2.1試驗設計2010年7月底進行水分脅迫，每盆充分灌溉，使土壤含水量一致，停止灌溉后等土壤自然落干進行干旱脅迫，測定的田間持水量為28.2%．試驗共設4個土壤水分處理:1\\)正常水分處理，田間持水量的75%～80%\\(對照，CK\\);2\\)輕度干旱脅迫，田間持水量的55%～60%\\(LD\\);3\\)中度干旱脅迫，田間持水量的40%～45%\\(MD\\);4\\)重度干旱脅迫，田間持水量的30%～35%\\(SD\\).每處理10盆，每盆1株．每天18:00采用稱量法控制水分，在脅迫開始后的3d、6d、9d、12d、15d和18d\\(第15天采樣后進行復水\\)，每處理選取新梢3～5節位的成熟葉片，采樣后放入冰壺中，迅速帶回實驗室進行相關指標的測定．

1.2.2測定方法葉片相對含水量采用烘干稱量法測定;葉片水勢采用小液流法測定;葉綠素含量采用丙酮浸提法測定;葉片電解質滲透率采用電導儀法測定;葉片丙二醛\\(MDA\\)含量采用硫代巴比妥酸法測定;葉片脯氨酸含量采用磺基水楊酸提取茚三酮顯色法測定;葉片可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定;葉片可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍G-250法測定;葉片SOD活性采用氮藍四唑\\(NBT\\)光還原法測定;葉片POD活性采用愈創木酚法測定;葉片CAT活性采用紫外分光光度法．UV-2450型紫外可見分光光度計測定吸光值，測定均重復3次．

1.3數據處理

采用SPSS17.0統計軟件進行數據統計，用單因素方差分析\\(one-wayANOVA\\)和最小顯著差異法\\(LSD\\)比較不同處理組數據的差異，用Pearson相關系數評價不同指標間的相關關系．

2、結果與分析

2.1干旱脅迫下粉西施葉片水勢和相對含水量的變化

由表1可以看出，隨著時間的延長和脅迫程度的加深，粉西施葉片水勢降低．各水分脅迫處理條件下，粉西施葉片水勢均顯著小于對照，重度脅迫下葉片水勢較對照的降幅\\(1.04～1.56MPa\\)高于輕度\\(0.25～0.73MPa\\)和中度脅迫\\(0.79～1.21MPa\\)．復水后3d，輕度與中度脅迫下葉片水勢差異不顯著，接近對照水平\\(較對照分別低0.15和0.17MPa\\)，重度脅迫下的葉片水勢顯著小于對照水平\\(較對照低1.54MPa\\)．隨著時間的延長和脅迫程度的加深，粉西施葉片相對含水量逐漸降低．水分脅迫初期\\(6d\\)，輕度脅迫下，粉西施葉片相對含水量與對照的差異不顯著，中度和重度脅迫下顯著小于對照．脅迫后期\\(12～15d\\)，中度和重度脅迫顯著小于對照，輕度與中度脅迫差異不顯著，中度與重度脅迫差異不顯著．復水后，輕度和中度脅迫條件下的葉片相對含水量升高，對照和重度脅迫條件下降低．輕度脅迫下，粉西施葉片相對含水量與對照差異不顯著，中度和重度仍顯著小于對照．

2.2干旱脅迫下粉西施葉片葉綠素含量的變化

由表2可以看出，隨著時間的延長和脅迫程度的加深，粉西施葉片中葉綠素含量不斷降低，而對照水平的葉綠素含量下降幅度較?。置{迫下粉西施葉片葉綠素含量為輕度脅迫＞中度脅迫＞重度脅迫．復水后，輕度脅迫下，大麗花葉片葉綠素含量逐漸升高，與對照差異不顯著;中度和重度脅迫下，葉綠素含量均顯著小于對照．

2.3干旱脅迫下粉西施葉片相對電導率和丙二醛含量的變化

由表2可以看出，粉西施葉片相對電導率和MDA含量在脅迫期間隨著時間的延長逐漸升高，均高于對照，增加幅度依次為重度脅迫＞中度脅迫＞輕度脅迫．各脅迫處理葉片相對電導率和MDA含量均顯著高于對照．復水后，輕度和中度脅迫條件下，葉片相對電導率和MDA含量逐漸降低．輕度脅迫下，葉片相對電導率與對照差異不顯著，可基本恢復到對照;中度、重度脅迫雖有所恢復，但仍顯著高于對照水平．輕度、中度脅迫條件下，葉片中MDA含量接近對照水平;重度脅迫下MDA含量顯著高于對照．

2.4干旱脅迫下粉西施葉片滲透調節物質含量的變化

隨著脅迫程度的加深和時間的延長，粉西施葉片中脯氨酸和可溶性糖含量逐漸升高，各脅迫處理的可溶性糖和脯氨酸含量均顯著大于對照\\(表3\\)．復水后，輕度脅迫下，葉片中可溶性糖含量逐漸降低，各脅迫處理可溶性糖含量差異顯著．葉片中脯氨酸含量在中度和重度脅迫下與對照差異顯著．由表3可以看出，隨著時間的延長和脅迫程度的加深，粉西施葉片可溶性蛋白含量呈降－升－降的變化趨勢，脅迫處理條件下葉片可溶性蛋白含量均高于對照．在中度和重度脅迫下，可溶性蛋白含量與對照差異顯著．

2.5干旱脅迫下粉西施葉片抗氧化酶活性的變化

由表4可知，隨著脅迫程度的加深，粉西施葉片SOD、POD和CAT活性均呈先上升后下降的變化趨勢．這說明一定強度的干旱脅迫可使大麗花葉片的抗氧化酶SOD、POD和CAT活性上升;但嚴重的干旱脅迫可能抑制了SOD、POD和CAT活性，使之降低．粉西施葉片中SOD活性在輕度脅迫下最大，POD和CAT在中度脅迫下活性最大，而在重度脅迫下活性均下降．復水后各脅迫處理條件下SOD活性差異顯著，POD活性各脅迫處理差異不顯著．CAT活性在中度脅迫下顯著大于對照，重度脅迫下顯著小于對照，輕度脅迫與對照差異不顯著．

2.6干旱脅迫下粉西施葉片各生理生化指標的相關分析

干旱脅迫下粉西施葉片各生理生化指標的相關分析結果表明\\(表5\\)，葉片相對含水量與葉綠素含量呈顯著正相關，與脯氨酸含量呈極顯著負相關，與相對電導率、丙二醛含量和可溶性糖含量呈顯著負相關．相對電導率與丙二醛含量、脯氨酸含量均呈顯著正相關，與可溶性糖呈極顯著正相關，與SOD、POD活性均呈顯著負相關．丙二醛含量與可溶性糖、CAT活性均呈顯著正相關．POD活性與可溶性糖、SOD活性分別呈顯著負相關和極顯著正相關．

3、討論

3.1干旱脅迫對粉西施葉片膜脂過氧化作用的影響

細胞膜具有選擇透性，各種逆境傷害都會造成細胞膜選擇透性的改變或喪失，導致大量離子外滲，從而使組織浸出液的相對電導率升高．研究表明，植物在遭受水分脅迫時，細胞膜發生過氧化作用而受到損傷，MDA是膜脂過氧化作用的產物之一，是檢測膜損傷程度的公認指標．本研究中，隨水分脅迫程度的加深，大麗花葉片的MDA含量和相對電導率升高，與葉片相對含水量呈顯著負相關，復水后重度脅迫處理仍較對照顯著降低，說明在水分脅迫下，植物代謝紊亂發生膜脂過氧化，質膜遭到損害，大量離子外滲，MDA積累．嚴重脅迫下其損害最嚴重，復水后無法恢復到對照水平，說明質膜損害難以恢復．

3.2干旱脅迫對粉西施葉片滲透調節物質的影響

植物受到環境脅迫時，植物體內游離脯氨酸積累增加，在植物的滲透調節中起重要作用，而且即使在含水量很低的細胞內，脯氨酸溶液仍能提供足夠的自由水，以維持正常的生命活動．植株體內脯氨酸含量在一定程度上反映了植株體內的水分狀況，因而可以作為植物缺水情況的參考性生理指標．但是，水分脅迫下植物體內脯氨酸的積累與植物抗旱性的關系頗有爭論．有研究認為，可以用脯氨酸的積累來衡量作物的抗旱性．也有一些研究發現，二者之間相關性并不明顯．本研究中，水分脅迫下大麗花葉片中脯氨酸含量顯著增加，與曹幫華等的研究結果一致．脯氨酸與相對含水量呈極顯著的負相關關系，在中度和重度脅迫后期顯著增加，說明脯氨酸積累對干旱等滲透脅迫有反應，這與李霞等對黃檗的研究結果一致．植物體內的可溶性蛋白質大多是參與各種代謝的酶類，在受到干旱脅迫時會發生變化，測定其含量變化是了解植物抗逆性的一種重要方法．研究表明，干旱抑制蛋白質的合成并誘導蛋白質的降解，從而使植株體內的總蛋白質含量降低．葛體達等研究認為，可溶性蛋白質在水分脅迫下下降;李妮亞等認為，在多種逆境脅迫下，植物體內正常的蛋白質合成常會受到抑制，同時會有一些被誘導出的新蛋白出現或原有蛋白質含量明顯增加．本研究中，大麗花葉片中可溶性蛋白含量隨著脅迫程度的加深先降低后升高，說明水分脅迫抑制了蛋白質的合成，含量升高可能是在脅迫下促進某些特殊種類的蛋白質即“逆境蛋白”或“脅迫蛋白”合成的結果．這與李妮亞等在小麥上的研究結果一致．脅迫末期可溶性蛋白含量減小，可能是脅迫蛋白的調節能力有限，具體機理還有待于進一步探討．

3.3干旱脅迫與粉西施葉片的保護酶系統

研究表明，SOD、POD和CAT活性與植物抗逆性相關．在適度逆境誘導下，SOD、POD和CAT活性增加，以提高植物適應力．在脅迫試驗中，酶活性一般隨脅迫增加而增加，或者呈先增加后降低的基本勢態．本研究結果表明，大麗花抗氧化酶活性先升高后降低，在一定干旱脅迫范圍內，通過增加酶活性來提高適應干旱脅迫的能力．但當脅迫超出其忍耐范圍，保護酶活性則會下降，說明大麗花忍耐干旱脅迫的能力是有限的．這與張文輝等在栓皮櫟上的研究結果一致．SOD、POD和CAT是細胞內清除活性氧的主要保護酶，對活性氧的清除能力是決定細胞對脅迫抗性的關鍵因素．整個保護酶系統防御能力的變化取決于這幾種酶彼此協調的綜合結果．本研究中，在不同程度水分脅迫下，大麗花葉片這幾種保護酶活性的變化有所不同．SOD是一種誘導酶，水分脅迫促進超氧陰離子的生成，在輕度脅迫下，誘導了SOD基因的表達，所以活性增加，由SOD歧化超氧陰離子產生的H2O2也必然增多;而在中度和重度脅迫下，植物體內的代謝趨于混亂，從而抑制其基因表達，SOD活性在中度脅迫下開始下降．而清除H2O2的CAT、POD活性在輕度脅迫下均上升，中度水分脅迫下繼續升高，重度脅迫才開始下降，表明這3種酶對水分脅迫和活性氧的響應可能存在一定差異，表現為相互協調的作用．SOD、POD和CAT活性能較好地反映植物對逆境的適應能力．POD活性一方面可在逆境或衰老初期表達，清除H2O2，表現為保護效應;另一方面，也可在逆境或衰老后期表達，參與活性氧的生成、葉綠素的降解，并能引發膜脂過氧化作用，表現為傷害效應．本研究結果表明，水分脅迫下大麗花相對電導率與SOD、POD活性均呈顯著負相關;MDA含量與二者呈負相關，與CAT活性顯著正相關．這說明在水分脅迫下，自由基產生和清除失衡，膜系統發生過氧化反應破壞膜結構，使離子滲透率增大，MDA積累．同時，MDA的積累又抑制了SOD、POD的活性，從而喪失了保護酶系統的功能，促使膜系統受損加重，而CAT可能發生像POD的傷害效應，參與活性氧的生成，引發膜脂過氧化作用．