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1、 林业科技开发 2008年第 22卷第 4期53 干旱胁迫下不同种源香椿苗可溶性糖的动态变化王列富1, 雒红宇2, 杨玉珍2 , 3, 彭方仁* 3(1. 信阳职业技术学院, 河南 信阳 464000 ; 2 . 郑州师范高等专科学校生命科学系;3. 南京林业大学森林资源与环境学院 )摘 要:以江苏南京、 四川广元、 湖南洞口、 湖北随州、 河南西峡、 陕西安康 6个种源香椿苗木为材料进行盆栽试 验, 研究干旱胁迫下香椿可溶性糖的动态变化。结果表明: 干旱胁迫下 6个种源香椿的可溶性糖含量均高于对照,同一种源不同时期香椿苗木可溶性糖的变化趋势基本一致, 只是不同时期的变化幅度因种源不同而不同。
2、在整个 轻度胁迫过程中, 叶片可溶性糖含量呈现/ 低-高-低0的变化趋势。重度胁迫下, 可溶性糖含量变化趋势与轻度胁迫下一致, 但含量高于轻度胁迫水平。同一时期不同种源香椿苗木可溶性糖含量变化幅度不同, 湖南洞口种源增 幅最小, 恢复能力也最弱。 关键词:香椿; 种源; 干旱胁迫; 可溶性糖 Dynam ic Changes ofSoluble Sugars in Seedlings ofDifferentToona sinensis Provenances underDrought StressMWANG Lie -fu, LUO Hong -yu , YANG Yu-zhen, PENG
3、Fang -renAbstract : The dyna m ic changes of soluble sugars under drought stresswere studied in potted seedlings of sixToona sinensis provenances , whichwere fro m Nanjing of Jiangsu, Guangyuan ofSichuan , Dongkou ofHunan, Suizhou ofHube,i X ixia ofHenan andAnkang ofShanx.i The results sho wed that
4、the contentof soluble sugars in seedlings ofsixToona sinensis prove - nances under droughtstresswashigher than that of the control respectively . The tendenciesof soluble sugarswere si milar indifferent phases for the same provenance . But the change extentwas differentwith the provenances . The con
5、tentof soluble sugars in leaveswas fluctuated as low-high-lo w with the ti me both under light and heavy stress, butmuch higher under theheavy stress than under the light stress .In the sa me stress phase ,the incre ment of soluble sugars varied with the prove - nances. The provenance Dongkou ofHuna
6、n had the least incre ment in soluble sugars and the least recovery ability after re -watering a mong six provenances . K ey words : Toona sinensis; Provenances; Drought stress; Soluble sugars .First author. s address : X inyang ProfessionalTechnicalCollege , 464000, X inyang , He. nan, China收稿日期: 2
7、008-05 - 19 修回日期: 2008 - 05 - 26 基金项目: 江苏省科技攻关项目 (编号: BE2005368); 江苏省农业三项 工程项目 (编号: SX( 2005) 118)。 第一作者简介: 王列富 ( 1962- ), 男, 副教授, 主要从事植物生理生态 方面教学与研究。通讯作者: 彭方仁, 男, 教授, 博士生导师。E-mai: l frpeng njfu. com. cn植物经常遭受干旱胁迫的危害, 全世界干旱、 半 干旱地区的面积占总面积的 43 % , 而中国更为严重,约占 51 . 9% , 因而研究植物的抗旱性尤为重要。香椿 (Toona sinensi
8、s(A.Juss . ) Roe m. )是一种珍贵速生用材树种, 适应性强, 分布栽培广泛, 是低山丘陵地区 造林的主要树种之一 1。其生物学特性方面开展的研究较多, 并取得大量的成果, 但有关其抗旱性能的研究尚不多见。虽然国内外对不同植物可溶性糖反应的差异已有一些报道 2 4, 但同一植物不同种源苗木中可溶性糖对干旱的反应报道较少, 不同种源香椿苗木在干旱胁迫下可溶性糖的差异目前尚未见报道。笔者探讨了干旱胁迫下不同种源香椿幼苗在整个生 长季节可溶性糖的动态变化及种源间差异, 试图说明不同种源香椿幼苗可溶性糖的含量变化与其抗旱性之间的关系, 为造林树种的筛选及其抗旱机理的进一 步研究提供科学
9、依据和资料。1 材料与方法1. 1 试验材料及试验设计 选择江苏南京、 四川广元、 湖南洞口、 湖北随州、 河南西峡、 陕西安康等 6个种源的香椿 1 a生实生苗, 2006年 3月中旬盆栽, 每盆 1株, 装入干土 8 kg, 土壤最大持水量 3413 %, 放置于南京林业大学树木园日光温室内。为了保证苗木的相对一致性, 定植后进行平 茬处理。萌芽生长至 20 c m 高左右, 留 1个长势较好的嫩枝, 使其正常生长至 6月苗木长势较旺时, 选长势 较一致的植株设 3个处理, 分别为对照 ( CK )、 轻度( LS)和重度 ( SS)水分胁迫, 每处理 6个重复, 含水量分别为田间持水量的
10、 70% 75%、 50 % 55 %、 25 % 30 %。待土壤水分自然干燥至设定标准后开始测定, 用电子秤称盆重, 用英国产 WET Sensor监测土壤 含水量, 使各处理土壤含水量稳定在设计范围内。干旱处理 6月上旬开始, 8月下旬结束, 处理结束后进行复水。分别于处理初期 ( 6月 20日 )、 中期 ( 7月 20应用 研究54 林业科技开发 2008年第 22卷第 4期日 )、 末期 ( 8月 19日 )取样测定可溶性糖含量, 同时测定复水 1 d( 8月 20日, 记作 /复水 10)和 3 d后 ( 8月 22日, 记作/复水 20)的恢复能力。 1. 2 取样方法及可溶性
11、糖含量测定方法从不同处理的香椿幼苗中取相同部位的功能叶片为样品, 上午 9 : 00 10 : 00取样。为确保样品材料的一致性, 所有的叶片都剪去叶尖和叶基, 取中部均 匀混合, 称取 0 . 5g用于测定可溶性糖含量。采用蒽酮比色法测定 5。2 结果与分析 2. 1 同一种源不同时期香椿苗木可溶性糖含量的动态变化同一种源不同时期香椿苗木可溶性糖累积的动态变化见图 1 。可以看出, 干旱胁迫下, 6个种源香椿 的可溶性糖含量均高于对照, 呈现较一致的变化趋势, 只是不同时期的变化幅度因种源不同而不同。轻度胁迫下, 在胁迫初期, 可溶性糖含量升高, 略高于对照; 随着胁迫时间的延长, 到处理中
12、期可溶性糖含量 显著高于初期的水平; 而随着胁迫的持续进行, 到末期含量却大幅降低。在整个轻度胁迫过程中, 叶片可溶性糖含量呈现/ 低-高-低0的变化趋势。重度胁迫下, 可溶性糖含量变化趋势与轻度胁迫下一致, 但含 量高于轻度胁迫水平, 尤其是中期, 显著高于对照和轻度胁迫下的含量。复水后, 各种源可溶性糖含量均略低于末期的水平, 但均未恢复至对照水平。方差分 析表明, 同一种源不同时期香椿苗木可溶性糖含量复水 2期轻度胁迫下差异不显著 (P 0 . 05), 初期轻度胁迫下、 复水 1期重度胁迫下和复水 2期重度胁迫下差异显著 (P 0 . 05), 其余时期差异均达极显著水 平 (P 0
13、. 01)。图 1 不同胁迫时期香椿苗木可溶性糖的动态变化(注: 图中 A、 B、 C、 D、 E、 F分别表示江苏南京、 四川广元、 湖南洞口、 湖北随州、 河南西峡、 陕西安康等 6个不同种源)2. 2 同一时期不同种源香椿苗木可溶性糖含量的差异 同一时期不同种源香椿苗木可溶性糖含量的差异见表 1。 在胁迫处理初期, 轻度胁迫和重度胁迫下, 6个种源香椿苗木可溶性糖的含量皆高于对照, 但两胁迫 水平下的变化幅度差异很大。轻度胁迫下的变化幅度为 5 . 4 % 20. 6 %, 增加幅度由大到小依次为陕西安康、 河南西峡、 湖南洞口、 四川广元、 湖北随州、 江苏 南京。方差分析表明, 轻度
14、胁迫下各种源可溶性糖含量差异显著 (P 0 . 05);重度胁迫下由大到小依次为陕西安康、 湖北随州、 江苏南京、 河南西峡、 四川广元、 湖南洞口。重度胁迫下差异显著 (P 0 . 05)。从以上分析不难发现, 在两胁迫水平下可溶性糖含量增加幅度由大到小的顺序不尽相同, 但湖南洞口种源都是增幅最小的, 复水后也是最小的。3 结论与讨论 ( 1)研究结果表明, 干旱胁迫下 6个种源香椿的可溶性糖含量均高于对照, 呈现较一致的变化趋势,只是不同时期的变化幅度因种源不同而不同。在整个轻度胁迫过程中, 叶片可溶性糖含量呈现 / 低-高- 低 0的变化趋势。重度胁迫下, 可溶性糖含量变化趋势与轻度胁迫
15、下一致, 但含量高于轻度胁迫水平。复水后, 各种源可溶性糖含量均略低于末期的水平, 但 均未恢复至对照水平。方差分析表明, 同一种源不同时期香椿苗木可溶性糖含量除复水 2期轻度胁迫下差异不显著外, 其余时期均达显著差异水平。( 2)可溶性糖是生物体内重要成分之一, 是生物 体中的重要能源和碳源, 糖可以降低水势, 提高植物吸水和保水能力 6。可溶性糖含量还与植株在逆境胁迫下渗透调节有关, 有利于增强抗逆性。在干旱条 件下增强细胞渗透调节能力的关键是细胞内渗透调节物质的主动积累 7。已有研究证明, 在细胞的几种渗透调节物质中, 对稳定渗透调节能力的相对贡献是 K+ 可溶性糖 其他游离氨基酸 Ca
16、2 + Mg2 + 脯氨酸 ( Pro) 。所以有人指出在干旱条件下, 细胞内渗透调节物质特别是 K+和可溶性糖的积累是反映抗旱性强弱的有效指标之一 8。对不同刺槐无性系苗木在土壤干旱条件下的可溶性糖含量的测定 结果表明, 所有苗木的可溶性糖含量均随干旱胁迫程度的加强而明显增多, 并且增加的幅度在无性系间存在差异。可溶性糖的缓慢积累是刺槐无性系对水分 胁迫的一种适应性反应, 糖量增加均达到原来含量的7倍以上, 说明可溶性糖可能是刺槐无性系渗透调节的主要物质。刺槐不同无性系在土壤严重干旱时, 所有苗木都表现出可溶性糖的大量积累, 积累量在无性 系间存在差异。可溶性糖的迅速积累与干旱胁迫强度与持续时间有一定的正相关性, 它可能是刺槐体内的一种重要的渗透调节物质 7。本实验结果不同种源香椿苗木叶片可溶性糖含量呈现先升后降的动态变化趋势, 与前人对刺槐 7、 皂角的研究结果一致 9。方差分析结果复水 2期轻度胁迫下差异不显著, 说明轻度胁迫下, 经过一定时间的恢复, 尽管未恢 复至对照水平,
