干旱脅迫對(duì)大豆幼苗生長(zhǎng)及生理特性的影響*

高 蕾，孫海龍

（黑龍江林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，黑龍江牡丹江157011）

大豆是需水量較多的作物之一，是豆類作物中對(duì)水分最敏感的一種［1］。植物生理學(xué)家已針對(duì)多種植物，研究了植物對(duì)干旱脅迫的抗性機(jī)制［2-4］。為揭示大豆抗旱機(jī)理積累資料，以黑農(nóng)48為材料，研究干旱脅迫對(duì)大豆幼苗生理生化特性的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

以黑農(nóng)48(脂肪含量19.1%，蛋白質(zhì)含量44.7%)為試驗(yàn)材料（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院大豆所提供），采用盆栽試驗(yàn)。盆栽選用直徑26cm、高33cm塑膠盆，每盆裝風(fēng)干土10kg。選取籽粒飽滿、大小一致、無病蟲的種子進(jìn)行播種，每盆保苗6株。5月27日播種于溫室內(nèi)。

1.2 材料處理

土壤水分分為三個(gè)等級(jí)：正常供水（A0）為80%～85%（田間持水量的百分?jǐn)?shù)，下同），輕度干旱脅迫（A1）為65%～70%，中度干旱脅迫（A2）為 50%～55%。干旱脅迫處理從播種后15天開始，處理后第3天（播后第18天）開始取樣，以后隔1天進(jìn)行取樣，用于生理生化指標(biāo)的測(cè)定。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目和方法

相對(duì)含水量（RW C）地測(cè)定：采用烘干法［5］；株高地測(cè)定：采用測(cè)量法；可溶性蛋白含量地測(cè)定：采用考馬斯亮藍(lán)染色法［6］；過氧化物酶（POD）活性的測(cè)定：愈創(chuàng)木酚比色法；過氧化氫酶（CAT）活性地測(cè)定：紫外吸收法測(cè)定。所測(cè)指標(biāo)均選用大豆的第1、2復(fù)葉為試驗(yàn)材料，每日上午9:00～9:30取樣，測(cè)定時(shí)重復(fù)3次，取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫對(duì)大豆幼苗葉片相對(duì)含水量（R W C）的影響

本實(shí)驗(yàn)在干旱脅迫的第3天，對(duì)各處理大豆幼苗葉片進(jìn)行了相對(duì)含水量的測(cè)定。從圖1中可以看出，大豆幼苗葉片的相對(duì)含水量在干旱脅迫后第3～7天時(shí)的變化與正常水分條件下的變化基本一致，在第7～9天，干旱脅迫下兩個(gè)處理的相對(duì)含水量下降，而正常水分下的相對(duì)含水量值上升。在脅迫后第3天，輕度脅迫下和中度脅迫下的相對(duì)含水量比正常條件下低1.76%、2.88%，到脅迫第11天，比正常低了5.36%、6.85%。說明干旱會(huì)導(dǎo)致葉片的相對(duì)含水量降低。

2.2 干旱脅迫對(duì)大豆幼苗株高的影響

從圖2可以看出，水分脅迫抑制了株高的增加，正常水分條件下株高增長(zhǎng)速率快，干旱脅迫下株高增長(zhǎng)速率慢。從干旱脅迫后第3～11天，正常水分脅迫下的大豆幼苗植株高度增長(zhǎng)了3.7cm，輕度水分脅迫和中度水分脅迫下植株分別增長(zhǎng)了0.98cm、和0.16cm。

干旱脅迫后第11天，正常水分條件下的株高平均比輕度脅迫和中度脅迫下高了21.5%和30.1%，說明干旱抑制了植株的生長(zhǎng)。

圖1 干旱脅迫對(duì)幼苗葉片相對(duì)含水量的影響Fig.1 Changes of relative water content in soybean seeding leaves under drought stress

圖2 干旱脅迫對(duì)幼苗株高的影響Fig.2 Change of plant height in soybean seeding leaves under drought stress

2.3 干旱脅迫對(duì)大豆幼苗可溶性蛋白含量的影響

從圖3可以看出，可溶性蛋白的含量隨干旱脅迫的加劇而減小。在脅迫后第11天，輕度水分脅迫和中度水分脅迫的可溶性蛋白含量達(dá)最低點(diǎn)，分別比正常水分條件降低了28.4%和32.7%。在干旱脅迫下，可溶性蛋白含量呈下降趨勢(shì)，而正常水分下呈上升趨勢(shì)。可溶性蛋白含量與植物的抗逆性之間存在正相關(guān)，植物抗逆性地提高可能涉及特異可溶性蛋白質(zhì)形成［7］。說明干旱會(huì)導(dǎo)致幼苗的抗逆能力降低。

2.4 干旱脅迫對(duì)大豆幼苗過氧化物酶活性的影響

從圖4可以看出，中度脅迫和輕度脅迫下的POD活性分別在水分脅迫后第7天和第11天達(dá)最大值，較正常水分條件下高出34.7%和28.9%。說明在干旱脅迫下，POD活性升高。輕度脅迫下，POD的活性是逐漸升高的，而中度脅迫下，POD的活性是先升高后降低的。說明隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)以及脅迫程度的加深，POD活性又開始下降。

圖3 干旱脅迫對(duì)幼苗葉片可溶性蛋白含量的影響Fig.3 Change of soluble protein content in soybean seeding leaves under drought stress

圖4 干旱脅迫對(duì)幼苗葉片POD活性的影響Fig.4 Change of POD activity in soybean seeding leaves under drought stress

2.5 干旱脅迫對(duì)大豆幼苗過氧化氫酶活性的影響

從圖5可以看出，在干旱脅迫后第3～10天里，輕度脅迫和中度脅迫下大豆幼苗葉片的CAT活性高于對(duì)照。在脅迫后第3天，中度脅迫下大豆幼苗葉片的CAT活性達(dá)最大值，較對(duì)照處理高出152%；在脅迫后第7天，輕度脅迫下大豆幼苗葉片的CAT達(dá)最大值，較對(duì)照處理高出84.9%。

正常水分條件下，大豆幼苗葉片的CAT活性變化不大；輕度干旱脅迫下，大豆幼苗葉片的CAT活性的變化趨勢(shì)是先升高再降低；中度干旱脅迫下，大豆幼苗葉片的CAT活性是從最大值逐漸下降的?？傮w來看，干旱脅迫使大豆幼苗葉片的過氧化氫酶活性升高。

圖5 干旱脅迫對(duì)幼苗葉片CAT活性的影響Fig.5 Change of CAT activity in soybean seeding leaves under drought stress

3 小結(jié)

本文通過對(duì)干旱脅迫下大豆幼苗各項(xiàng)生理指標(biāo)特性地研究，結(jié)果表明在輕度和中度干旱脅迫下，植株生長(zhǎng)受到抑制，株高降低；大豆幼苗葉片的相對(duì)含水量降低；幼苗葉片的可溶性蛋白的含量降低。干旱脅迫使大豆幼苗葉片的過氧化物酶活性升高，隨著脅迫時(shí)間地延長(zhǎng)以及脅迫程度地加深，過氧化物酶活性又開始下降；同時(shí)干旱脅迫也使大豆幼苗葉片的過氧化氫酶活性升高。

［1］楊鵬輝，李貴全，郭麗，等.干旱脅迫對(duì)不同抗旱大豆品種花莢期質(zhì)膜透性地影響［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2003,21（3）：127-129.

［2］朱維琴,吳良?xì)g,陶勤南.干旱逆境對(duì)不同品種水稻生長(zhǎng)、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量及保護(hù)酶活性地影響［J］.科技通報(bào),2006,22(2):176-181.

［3］趙黎芳,張金政,張啟翔,等.水分脅迫下扶芳藤幼苗保護(hù)酶活性和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)地變化［J］.植物研究,2003,23(4):437-442.

［4］李明,王根軒.干旱脅迫對(duì)甘草幼苗保護(hù)酶活性及脂質(zhì)過氧化作用地影響［J］.生態(tài)學(xué)報(bào),2002,22(4):503-507.

［5］鄒琦.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)［M］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2001.

［6］張憲政.作物生理研究法［M］.北京：農(nóng)業(yè)出版社,1992.

［7］湯章城.高粱幼苗對(duì)高滲透培養(yǎng)液的生長(zhǎng)、生理反應(yīng)及其抗逆性［J］.植物生理學(xué)報(bào)，10(1):37-45.