舟山海島5種地被植物抗?jié)承匝芯?/h1>
2013-06-04 09:44:14高大海賀位忠葉激華
浙江林業(yè)科技 2013年6期
陳 斌，高大海，賀位忠，葉激華
（1. 浙江省舟山市林業(yè)科學研究院，浙江 定海 316000；2. 浙江省舟山市林業(yè)工作站，浙江 定海 316021 3. 浙江省舟山市林場，浙江 定海 316000）
在淹水脅迫下，適應性強的植物種類在形態(tài)和生理上會發(fā)生適應性變化，說明基因型決定的形態(tài)、生理特征是植物產(chǎn)生抗?jié)承缘囊粋€原因之一。對淹水脅迫下林木的形態(tài)、生長和生理代謝反應研究表明，不同樹種間抗?jié)承杂酗@著差異，因此抗?jié)承苑治鍪强尚械腫1～2]。目前，海島地被植物缺乏相應的研究[3]，為此本試驗從海島地被植物中挑選出5種開發(fā)較早、應用較多的植物進行抗?jié)承栽囼灒ㄟ^對淹水脅迫后植物的游離脯氨酸進行測定，并結合實際觀測，通過求隸屬函數(shù)的方法，對不同植物的抗?jié)承赃M行綜合評價，現(xiàn)將結果報道如下。
1 試驗材料與方法
試驗材料為柃木（Eurya japonica）、濱柃（E. emarginata）、厚葉石斑木（Rhaphiolepis umbellata）、赤楠（Syzygium buxifolium）、鈍齒冬青（Ilex crenata f. crenata）的3年生容器苗。試驗在2009年6月2-29日在室內進行，用塑料盆對苗木進行水淹處理，每種處理50盆。水面保持在土壤表面以上，以不淹水、正常管理的每種10盆苗木為對照。在淹水期間觀察記錄不同植物的外部形態(tài)特征變化，同時在第5、第10、第15天定時隨機采集苗木的成熟葉片，用蒸餾水洗凈擦干，去除大葉脈后，剪碎混勻，稱重分裝，測定游離脯氨酸指標，每個測定重復3次[4]。
表1 水澇脅迫后不同樹種癥狀首次出現(xiàn)時間Table 1 Occurrence of symptoms after waterlogging
2 結果與分析
2.1 淹水脅迫對不同樹種植株的影響
植物的存活率與淹水時間、植物種類及個體特性密切相關，抗性強則忍受脅迫時間長，因此，存活率在一定程度上可體現(xiàn)植物的抗?jié)承詮娙?。研究結果見表 1。淹水脅迫試驗結束后，所有苗木的對照組均正常生長。觀察記載淹水處理后，苗木在淹水脅迫下的外部表現(xiàn)，中上部葉片出現(xiàn)萎蔫、基部葉片失綠變黃呈黃綠色、基部葉片變黃嚴重3種癥狀出現(xiàn)的時間予以記載。
實驗發(fā)現(xiàn)，不同植物出現(xiàn)水淹脅迫表現(xiàn)時間差異較大，程度也不同，厚葉石斑木最遲，其次是赤楠、濱柃、鈍齒冬青，柃木最早出現(xiàn)水淹脅迫，而且水淹脅迫后3種表現(xiàn)濱柃、鈍齒冬青、柃木間隔較短，厚葉石斑木、赤楠間隔較長。除以上3種外部癥狀，還伴隨有水淹處莖基部增粗，皮孔膨大、增多，落葉程度也各不相同。據(jù)此推斷耐水澇能力從大到小依次排序為厚葉石斑木 ＞ 赤楠 ＞ 濱柃 ＞ 鈍齒冬青 ＞ 柃木。
2.2 淹水脅迫對不同樹種復活率的影響
植物的存活率與淹水時間、植物種類及個體特性密切相關，抗性強一些則忍受脅迫時間長一些，因此，存活率在一定程度上可體現(xiàn)植物的抗性強弱。在淹水脅迫10、15、20 d后，各從水中取出5株，10 d后觀察統(tǒng)計植株復活率，結果見表2。。
表2 淹水脅迫后不同樹種復活率Table 2 Recovery rate after different waterlogging days
由表2可得出水澇脅迫后植株恢復情況以及植株受脅迫后的死亡時間，10 d時，5種植物均沒有死亡，存活率均為100%；15 d時，5種植物除柃木復活率僅為20%外，其余均未死亡；20 d時，柃木全部死亡，鈍齒冬青存活率下降為60%，濱柃、厚葉石斑木、赤楠存活率仍為100%。柃木、濱柃、厚葉石斑木、赤楠、鈍齒冬青的死亡時間依次是18、24、30、26、24 d， 5種植物的生長都易受到水淹脅迫的影響，耐水澇能力從大到小依次為厚葉石斑木＞ 赤楠 ＞ 濱柃 ＞ 鈍齒冬青 ＞ 柃木。
2.3 淹水脅迫對苗木游離脯氨酸含量的影響
游離脯氨酸是植物蛋白質的組分之一，并以游離狀態(tài)廣泛存在于植物中。一般來講，植物體內游離脯氨酸含量并不多，約占總游離氨基酸的百分之幾，但受到不同脅迫時，游離脯氨酸的含量會發(fā)生很大變化，因此游離脯氨酸是植物體內的一種重要的滲透調節(jié)物質，逆境條件下其含量增加是植物對環(huán)境的一種適應。植物通過增加游離脯氨酸含量，可維持細胞的膨壓，同時保護酶和膜系統(tǒng)免受傷害，從而增強植株的抗逆性。
圖1 淹水脅迫時間對植物游離脯氨酸含量的影響Figure 1 Effect of waterlogging days on free proline content
圖1 顯示，柃木的游離脯氨酸含量變化上升趨勢極為明顯，游離脯氨酸含量從對照的26.9 μg/g，15 d后上升到39.83 μg/g，厚葉石斑木5 ～ 10 d時上升較快，10 d為32.78 μg/g，接近于柃木10 d時的水平，10 d時后下降明顯，15 d時已經(jīng)下降到接近5 d時水平，起調節(jié)作用的游離脯氨酸含量的顯著下降，說明其已經(jīng)開始適應新的環(huán)境，產(chǎn)生了一定的抵抗力；其它各樹種游離脯氨酸含量趨勢比較平穩(wěn)，在4% ～ 7%，差異不顯著。總之，淹水脅迫處理下，柃木的游離脯氨酸含量變化幅度都最大、最明顯，抗?jié)承韵鄬^弱。厚葉石斑木游離脯氨酸含量10 d后下降明顯說明其具有較強的抗?jié)承浴Ｔ谘退{迫下，從生理代謝反應方面可見，厚葉石斑木表現(xiàn)出較強的抗?jié)承?，其次為赤楠、濱柃、鈍齒冬青，而柃木所受影響較明顯，抗?jié)承韵鄬^弱。上述結論與觀察到的苗木生長表現(xiàn)基本一致。
經(jīng)方差分析結果表明：鈍齒冬青、赤楠、濱柃游離脯氨酸變化差異不顯著，厚葉石斑木、柃木不同日期間差異顯著，表明淹水時間的延長對它們有顯著影響。在淹水脅迫后，不同樹種間游離脯氨酸變化各不相同，表明本試驗中5樹種在游離脯氨酸含量方面對淹水脅迫的反應極為不同。
2.4 用模糊數(shù)學中求隸屬函數(shù)的方法進行綜合評價
通過對水淹后植株不同樹種癥狀出現(xiàn)時間、水淹脅迫后植株死亡時間、傷害后的植株復活率差異、水淹脅迫后植株游離脯氨酸變化、作為5個評價因子進行評價后發(fā)現(xiàn)，厚葉石斑木、鈍齒冬青、赤楠、柃木、濱柃的平均隸屬度為1、0.40、0.61、0.13、0.65。因此5樹種抗?jié)承詮娙跻来闻判驊摓楹袢~石斑木 ＞ 赤楠 ＞ 濱柃 ＞鈍齒冬青 ＞ 柃木。
3 結論
本研究對 5種地被植物進行抗?jié)宠b定, 使用不同指標得出的結果有所差異，因此最后對各指標進行了多指標綜合判定，選用模糊隸屬函數(shù)法能較好地進行抗?jié)承跃C合判定。模糊隸屬函數(shù)法是一種在多指標測定的基礎上對材料進行綜合評價的方法，將它應用于樹種的抗?jié)潮容^，更具科學性和可靠性。各指標不但具有各自單方面的作用，更重要的是具有多指標間的相互作用，必須對這些指標的交互作用加以深入綜合分析，從而提高抗?jié)宠b定的準確性和可靠性。本研究利用模糊隸屬函數(shù)法得出5樹種的抗?jié)承詮娙蹴樞驗椋汉袢~石斑木 ＞ 赤楠 ＞濱柃 ＞ 鈍齒冬青 ＞ 柃木。
[1] 曾建軍，時明芝. 植物澇害生理研究進展[J]. 聊城大學學報：自然科學版，2004（9）：45-56.
[2] 韋朝領，袁家明. 植物抗逆境的分子生物學研究進展[J]. 安徽農(nóng)業(yè)大學學報，2000，72（2）：204-206.
[3] 陳斌，王國明，王美琴，等. 舟山海島野生地被植物資源及園林應用[J]. 中國野生植物資源，2010（1）：23-26.
[4] 潘瑞熾，董愚得. 植物生理學[M]. 北京：高等教育出版社，1993.
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3 結論
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[1] 曾建軍，時明芝. 植物澇害生理研究進展[J]. 聊城大學學報：自然科學版，2004（9）：45-56.
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