芒草对干旱胁迫生理响应探究.doc

芒草对干旱胁迫生理响应探究摘　要：在温室内采用固定每次浇水量而顺序延长浇水时间的方法对芒草进行不同强度的干旱胁迫，测芒草各项生理指标的变化情况。从实验结果可看出芒草含水量随干旱程度增强下降，叶绿素含量也随干旱程度的增强下降，它们对于干旱胁迫比较敏感；CAT和POD活性对干旱胁迫响应存在差异，CAT活性随着干旱强度的增加显著增强，POD活性随干旱强大增加而降低，而SOD活性则是先增加后下降。 关键词：芒草　干旱胁迫　生理指标 中图分类号：Q94　　　　文献标识码：A　　　　　文章编号：1007-3973（2012）008-089-02 1 引言 目前，干旱胁迫是世界范围内农业和生态环境共同面临的问题，干旱限制了农业和生态环境的可持续发展。所以明确干旱胁迫下植物生长情况、抗旱适应能力是农业科学和生态学研究中的重要课题。 芒草(Miscanthus sinensis)具有抗旱、耐寒、耐盐碱等特征，已经成为干旱地区生态环境恢复和园林设计的宝贵材料。因此，选择浇灌次数不同对芒草进行不同强度的干旱胁迫，从而明确芒草的抗旱性，就可以为生态环境遭受破坏的地区的生态恢复提供材料，以便为合理利用芒草这种丰厚的资源提供理论上的依据。 2 实验材料与方法 2.1 实验处理方法 实验材料为芒草，将其分为等量的三份，分别为：对照处理每3天浇6L水的轻度干旱胁迫、每7天浇6L水的中度干旱胁迫、每14天浇6L水的重度干旱胁迫。同时保持三份处于相同的生长状况，重复此浇水过程，当胁迫时间达3个月和5个月时，测定生理指标，评价芒在较长期干旱胁迫下的生理反应。 2.2 测定指标 2.2.1 叶片含水量和叶绿素含量 烘干法测定各强度胁迫下芒草叶片含水量。叶片含水量(%)=[鲜质量-干质量(105℃烘干)]/鲜质量?·00%。叶片叶绿素(Chl)提取后，分别在663nm、645nm、470nm 波长下测吸光度，计算叶绿素含量。 2.2.2 抗氧化防御系统酶 用愈创木酚氧化比色法测得过氧化物酶(POD)的活性，用紫外吸收法测得过氧化氢酶(CAT)活性，氮蓝四唑染色法测定超氧化物岐化酶(SOD)活性。 2.2.3 膜脂过氧化产物 用硫代巴比妥酸(TBA)和三氯乙酸（TCA）反应法测定膜脂过氧化的产物丙二醛(MDA)含量，生理指标的测定都要参考植物生理学实验指导和植物生理生化实验原理和技术，各指标都要重复测定3次。 3 结果与分析 不同强度的干旱胁迫下芒草的各项指标测定结果如表1、2所示。 3.1 含水量、叶绿素含量变化情况 干旱胁迫下芒草含水量随干旱胁迫强度增强下降，叶绿素含量也随干旱胁迫强度增强下降，说明长期缺水条件，使芒吸收水量减少，叶绿素合成等过程受到制约。 3.2 保护酶活性变化情况 芒草在干旱胁迫时，体内活性氧的产生和清除平衡会遭到破坏，从而加速活性氧的累积，而活性氧的清除能力对细胞的胁迫抗性起着关键的作用。芒在干旱胁迫下，CAT和POD活性随干旱胁迫强度增强显著增加，SOD活性则先升高后下降，呈现了不同的变化趋势。 3.3 膜脂过氧化产物的变化 干旱胁迫导致芒草体内的活性氧不断增多，就会导致膜脂过氧化作用，使其产生丙二醛(MDA)等膜脂过氧化产物，因此使膜的稳定性降低。芒在干旱胁迫下MDA含量增高，说明随干旱程度加剧，芒受到的脂质过氧化伤害加剧。 4 讨论 干旱胁迫对芒草的影响是多样的，通过生理系统的联合作用，会集中表现在形态方面。此实验观察到随干旱胁迫程度加重，芒草高度、总叶面积、分枝数均下降，枯叶量增多。 本研究结果反映出芒草含水量对于干旱胁迫敏感，水分胁迫也使其叶绿素含量降低。关于干旱胁迫对叶绿素含量变化情况的影响有不同的报道，并且有些研究认为叶绿素含量的变化情况和膜脂过氧化产物的变化情况是有关联的，原因是MDA是一种高活性脂酯过氧化物，它通过与脂类、核酸、糖类及蛋白质的交联作用，会影响质膜的结构和功能，这里由叶绿体片层膜的组成物质，引起膜结构的改变，对膜的流动性和与酶的结合力都有影响，因此会影响到叶绿素的含量。此次实验结果证明了这点，干旱胁迫使MDA含量随胁迫强度的增大明显变化，叶绿素含量明显降低。干旱胁迫导致自由基增加，诱导一些酶活性升高，本研究表明，芒草随着胁迫强度增加，CAT活性增加，SOD活性先增加后降低。 从以上分析可看出，芒草受干旱胁迫时的各项生理指标会协调应对逆境，并发现芒在干旱胁迫下含水量与POD活性变化趋势相反，CAT活性与MDA含量的变化情况相同，有实验指出干旱胁迫引起的的脯氨酸含量的增加和CAT活性显著相关。其他研究一般胁迫周期短，而本研究周期很长，在一定程度上更能说明植物在水分胁迫下的变化规律，但本研究也存在局限，如未测定脯