植物受到的有害影响之一就是缺水,在一定干旱胁迫范围内,植物能够进行一系列生理、生化及形态结构等方面的变化,从而显现出抗旱性的综合性状[1]。
紫背天葵(Begonia fimbristipulata)是秋海棠科秋海棠属的多年生无茎草本植物,为中国的特有物种,由于茎叶具较高的营养价值和药用价值,逐渐被人们所青睐[2,3]。
目前,紫背天葵的研究主要集中在物种、食用和药用及挥发油方面,对逆境生理方面的研究甚少。本实验旨在初步研究干旱条件下紫背天葵几种生理指标的变化,以期为该保健型蔬菜能否在干旱地区种植提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 实验材料
紫背天葵植株,来自西安文理学院生物技术学院温室。
1.2 实验设计
实验材料于2014年4月初进行盆栽,同时放入温室大棚中,实验开始前进行正常植株管理,待适应环境15 d后进行干旱胁迫前的浇水,浇水后第3天,随机采取叶片,测定其各项生理指标,作为对照组(CK),以后每3 d进行采样,测定其生理指标。
1.3 实验内容
叶片相对含水量的测定:采用烘干测量法测定。叶绿素含量的测定:采用叶绿素仪测定。丙二醛含量的测定:采用硫代巴比妥酸测定[4]。
1.4 实验仪器
722型可见分光光度计(上海光谱),TDL80-2B离心机,叶绿素仪FLELDSCOUT,CM1000,混合震荡仪
2 结果与分析
2.1 干旱胁迫对叶片相对含水量影响
叶片的相对含水量(RWC)表征植物在遭受干旱胁迫后整体水分的亏盈状态,反映了植株叶片细胞的水分生理状态[5]。干旱程度越深,土壤中的可利用水分减少,导致植物体吸水困难,相对含水量降低[6]。
通过对紫背天葵进行干旱胁迫处理,测定其相对含水量(RWC)的变化,结果如图1所示。
由图1可知,随着干旱时间的增加,叶片的相对含水量呈现下降趋势。在0~6 d,下降率为2.4%;第6~9天,相对含水量下降缓慢,减少了0.4%;在第9~12天内,相对含水量下降率较第6~9天稍有加快,减少了1.5%;在干旱胁迫的第12天,相对含水量较对照组下降了4.3%,为CK的95.8%。
2.2 干旱胁迫对叶绿素含量影响
叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所,主要利用叶绿素进行光能的吸收、传递和转换,与作物光合作用及其产量形成的关系密切,是光合作用中最重要和最有效的色素,其含量在一定程度上能够反应植物同化的能力。植物缺少水分会抑制叶绿素的生物合成,严重缺水还会加速原有叶绿素的分解从而呈现黄褐色[7]。
通过对紫背天葵进行干旱胁迫处理,测定其叶绿素含量的变化,结果如图2所示。
由图2知,随着干旱胁迫时间的延长,植株的叶绿素含量明显降低。在胁迫0~3 d,叶绿素含量下降幅度最大,下降了27%;在第3~6天内,叶绿素含量下降缓慢,仅减少为第3d的18.6%;第6~9天内,叶绿素含量下降不明显,下降率仅为1.1%;到第9~12天内,下降幅度略有增加;干旱胁迫12 d时,叶绿素的含量是24.67 mg/m2,与CK相比下降了52.3%,是CK的47.7%。
2.3 干旱胁迫对丙二醛含量影响
MDA是植物细胞膜脂过氧化作用的主要产物之一,并且是最终分解产物。在干旱胁迫时,植物体内活性氧自由基大量产生,打破了其动态平衡,进而引发和加剧了膜脂过氧化作用或者膜脂脱脂作用,形成丙二醛,造成植物细胞膜系统破坏[8]。
通过对紫背天葵进行干旱胁迫处理,测定其丙二醛含量的变化,结果如图3所示。
由图3知,在0~6 d,丙二醛含量上升速率较快,与初始值相比,增加了119.5%;在第6~9天,丙二醛含量增幅减缓,增长率为1.5%;第9~12天丙二醛含量呈急剧增加趋势,增长率为30.6%;在干旱胁迫的第12天,丙二醛的含量为1.376 mmol/g,较CK增加了190.9%。
3 结论与讨论
实验结果表明:干旱胁迫条件下,紫背天葵的叶片组织相对含水量(RWC)、叶绿素含量均呈持续下降趋势;丙二醛含量呈持续上升趋势。初步认为紫背天葵具有一定的耐旱性。
摘要：通过对紫背天葵进行自然条件下的干旱胁迫,测定其叶片相对含水量(RWC)、叶绿素含量、丙二醛含量。结果表明,随着胁迫时间的延长,RWC、叶绿素含量呈下降趋势;丙二醛含量呈上升趋势。初步表明紫背天葵的耐旱性不强。
关键词：紫背天葵,干旱胁迫,生理指标
参考文献
[1] 倪郁,李唯.作物干旱机制及其指标的研究进展与现状[J].甘肃农业大学学报,2001,36(1):14-22.
[2] 谭雄斯,王景.紫背天葵的研究进展[J].中国民族民间医药,2012,21(14):40-41.
[3] 柯欢,潘敏仪.紫背天葵的研究进展[J].中国现代药物应用,2007,1(2):60-62.
[4] 张志良,李小芳.植物生理学实验指导[M].第四版.北京:高等教育出版社,2009:227-228.
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[6] 李文绕,张岁岐,山仓.水分胁迫对紫花苜蓿根系吸水与光合特性的影响[J].草地学报,2007,15(3):206-211.
[7] 蒋卫兵,高光林,俞开锦,等.水分胁迫对果树光合作用及同化代谢的影响研究进展[J].果树学报,2002,19(6):416-420.
[8] 王洪春.植物抗逆生理[J].植物生理学通讯,1981(6):72-81.