不同基因型燕麦苗期抗旱性研究

吕亚慈

（衡水学院生命科学学院 河北 衡水 053000）

燕麦隶属禾本科燕麦属，是1 年生长日照草本植物。植物分类学上燕麦被分为皮燕麦和裸燕麦2 种类型，是世界各地广泛种植的农作物之一。同样，燕麦在我国的分布也比较广泛，以华北、西北和西南为主。燕麦籽实含有多种蛋白质、脂肪和膳食纤维等营养物质，是“全价营养食品”，同时燕麦也具有很好的医疗、保健和饲养价值[1]。

干旱作为影响农作物生长的重要因素之一，同样影响燕麦的生长、发育和产量。不同的燕麦品种因育种方法、目标及生态条件等不同，在抗旱性方面表现不同，特别是苗期差异性表现更明显[2]。本试验以5种不同基因型的燕麦为研究材料，通过对干旱胁迫下燕麦苗期各项生理指标的测定，来探究不同品种燕麦苗期的抗旱性强弱，为燕麦抗旱种质资源筛选提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料。5 个燕麦品种张莜7 号、张莜14 号、张燕1 号、张燕3 号、0509-12-14，均由河北省张家口市农科院提供。

1.2 试验方法。选取粒形饱满、大小均匀且无病虫害的种子，用0.1%的氯化汞溶液消毒。采用纸上发芽法，待其萌发。采用水培法培养幼苗，当根长生长至2 cm 左右时，将其移栽至培养钵中。配置Hogland 培养液培养幼苗长至 3 叶 1 心后， 每天增加 5%PEG-6000，至终浓度为15%停止。7 ～8 d 幼苗叶片出现萎蔫后选取倒2 倒3 叶片进行处理。以PEG 含量为0%的培养液培育的幼苗作为对照组。

1.3 测定方法。叶绿素含量的测定采用浸提法，游离脯氨酸测定采用酸性茚三酮比色法[3]，丙二醛含量的测定采用硫代巴比妥酸法，过氧化物酶活性的测定采用愈创木酚法，过氧化氢酶活性的测定采用氮蓝四唑法[4]。

1.4 试验数据处理。利用SPSS 17.0 和Excel 统计分析软件分别对试验所得数据进行分析，最后用隶属函数分析法综合评价不同基因型燕麦的抗旱性。具体如下：R(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)……(1)；R(Xi)=1-[(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)]……(2)；当生理指标的测定值与植物体抗旱性呈正相关时使用式(1)；当生理指标与抗旱性呈负相关时则使用式(2)。Xi为品种i指标测定值，Xmin和Xmax分别作为所有品种同一生理指标中的最小值与最大值。变化率(%)=[(处理- 对照)/ 对照]×100%。

2 结果与分析

2.1 干旱胁迫对燕麦叶绿素含量的影响。本次试验测定叶绿素在663 nm 和645 nm 的吸光值，根据数据计算得出叶绿素含量，并将2 种情况的数据进行比较，结果如表1 所示。在干旱胁迫下，试验组与对照组叶绿素的含量相比，除张莜14 号呈现升高趋势，其余4 个品种均呈下降趋势。总体来看，随着干旱胁迫时间的延长，燕麦幼苗叶片中叶绿素含量呈下降趋势。

表1 不同浓度PEG 对燕麦叶绿素含量的影响

2.2 干旱胁迫对燕麦脯氨酸含量的影响。脯氨酸能够保护酶的空间结构，也具有消除机体毒害等其他功能，是存在于植物机体内的一种重要的渗透调节物质。由表2 可知，5 个品种燕麦在浓度为15%PEG 胁迫处理下，体内脯氨酸大量上升，与对照组相比差异性显著(P＜0.05)。其中，张燕3 号变化率最大。

表2 不同浓度PEG 对燕麦脯氨酸含量的影响

2.3 干旱胁迫对燕麦丙二醛含量的影响。丙二醛是膜脂过氧化的最终产物，植物细胞或器官的衰老往往会发生膜脂过氧化作用。由此可知，丙二醛的累积对植物机体会造成一定程度的伤害，植物遭受逆境伤害的程度可由其含量来显示[5]。在不同浓度PEG 溶液中，张莜14 号丙二醛含量具有极显著性差异，其余4 个品种均无显著性差异。从表3 可以看出，0509-12-14的丙二醛含量差异变化率最大，张莜7 号变化率最小。

表3 不同浓度PEG 对燕麦丙二醛含量的影响

2.4 干旱胁迫对燕麦抗氧化酶活性的影响

2.4.1 干旱胁迫对燕麦过氧化物酶活性的影响。过氧化物酶是植物机体抗氧化酶系中的成员之一，其活性变化情况是衡量植物抗旱性的一个重要指标。由表4可知，试验组与对照组相比，酶活性降低，其中，张莜14 号和张燕1 号与对照组相比差异显著。酶活性降低的原因大致为胁迫处理时间超过了规定时间，从而使得活性氧在体内过度积累，而活性氧的过度积累超出了保护酶的保护能力，因此，酶自身受到较大的损伤，使得活性呈现降低的趋势。

表4 不同浓度PEG 对燕麦中过氧化物酶活性的影响

2.4.2 干旱胁迫对燕麦过氧化氢酶活性的影响。不同品种的燕麦中过氧化氢酶的活性会随着PEG 胁迫浓度的增大而呈先升后降趋势[6]，这可能是植物所发出的一种保护性应激反应。表5 数据表明：在本试验中，15%PEG 处理与对照相比各品种酶活性增大，且变化率最大的为0509-12-14，变化率最小的为张莜14 号。

表5 不同浓度PEG 对燕麦中过氧化氢酶活性的影响

2.4.3 干旱胁迫对燕麦超氧化物歧化酶的影响。超氧化物歧化酶是机体中存在的一种能够清除由于代谢所产生的超氧自由基的抗氧化金属酶，与生物体的自我保护有着非常紧密的联系，且超氧化物歧化酶活性变化较为明显：在逆境中，一定时间，正常状态下的植株体内的酶活性会呈现出上升的变化趋势。从表6 可看出，变化率最大的是0509-12-14，张莜7 号次之，张燕1 号变化最小。

表6 不同浓度PEG 对燕麦中超氧化物歧化酶活性的影响

2.5 不同基因型燕麦苗期抗旱性综合评价。利用隶属函数分析法进行综合性分析及评价，并对其综合抗旱性进行排序，由表7 可见，其综合抗旱性由强到弱依次为：张莜7 号＞张燕1 号＞0509-12-14＞张莜14 号＞张燕3 号。

表7 干旱胁迫下不同基因型燕麦的各项生理指标隶属函数

3 结论与讨论

3.1 在逆境条件下，燕麦幼苗的生长虽会受到抑制，但依旧能维持相对稳定的生长状态，存活较长的时间，这也能说明燕麦幼苗具有一定的耐旱性。综合试验结果得知，在整体状态下燕麦幼苗受到干旱胁迫时，大部分品种的叶绿素含量降低，丙二醛含量会显著升高。从供试的各品种来看，丙二醛含量均有上升，0509-12-14 上升最多，而张莜7 号上升幅度最小，表明张莜7 号抗旱能力最好。

3.2 3 种保护酶中，干旱胁迫下各品种过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)都有升高趋势，而过氧化物酶活性有降低趋势。在干旱胁迫下各品种的过氧化物酶都呈下降趋势，张莜7 号下降幅度最小，其他几个品种下降幅度稍大。SOD 和CAT 两种酶的变化情况都呈上升趋势，表明酶活性增加，其中张莜7 号酶活性较高。有研究表明，酶活性较强或是酶活性下降幅度较小都是抗旱能力强的表现[7]。

3.3 利用隶属函数分析法综合分析这5 种燕麦苗期抗旱性，结果显示其抗旱性依次为：张莜7 号＞张燕1号＞0509-12-14＞张莜14 号＞张燕3 号。

此次试验虽能为抗旱品种筛选、培育提供一定的依据，但全面评价品种抗旱性还需要综合萌发期、成熟期的表现，需要做进一步研究。