浑善达克沙地3种禾本科牧草抗逆性物质季节变化动态研究

维普资讯 http://www.cqvip.com 第２２卷第４期　内蒙古民族大学学报（自然科学版）　Ｖｏ１．２２　ＮＯ．４　２００７年８月　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｉｎｎｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｉａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｆｏｒ　Ｎａｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓ　Ａｕｇ．２００７　浑善达克沙地３种禾本科牧草　抗逆性物质季节变化动态研究　张丽娟　，李景欣　，陈晓彩２，鸟仁图雅３，萨茹拉４　（１．内蒙古民族大学农学院。内蒙古通辽０２８０４２；２．通辽市草原工作站，内蒙古通辽０２８０００；　３．锡盈财政局农发办，内蒙古钥林浩特０２６０００；４．锡林浩特市财政局农发办，内蒙古钥林浩特０２６０ｏＯ）　［摘要）以广泛分布于浑善达克沙地的３种禾本科牧草为材料，测定其叶片中几种与抗逆性有关的生化物　质含量的季节变化．结果表明：可溶性糖含量随生长的季节进程升高；脯氨酸含量在返青期最高，生长盛期保　持稳定。枯黄期下降；丙二醛（ＭＤＡ）含量在返青期最低，并随生长的季节进程逐渐升高．由此可知。冰草、羊草　和针茅等禾本科牧草的抗逆性与干旱地区的特殊气候和土壤因素有关．　［关键词）浑善达克沙地；禾本科牧草；抗逆物质；季节变化　［中图分类号］Ｑ９４６　［文献标识码）Ａ　［文章编号］１６７１—０１８５（２００７）０４—０４０９—０３　Ｓｅａｓｏｎａｌ　Ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　Ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ　Ｒｅｌａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　Ｓｔｒｅｓｓ　Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｉｎ　３　Ｇｒａｓｓ　Ｓｐｅｃｉｅｓ　ｉｎ　Ｈｕｎｓｈａｎｄａｋ　Ｓａｎｄｌａｎｄ　ＺＨＡＮＧ　Ｌｉ—ｊｕａｎ。，ＬＩ　Ｊｉｎｇ—ｘｉｎ。，ＣＨＥＮ　Ｘｉａｏ－ｃａｉ２，ＷＵｒｅｎｔｕｙａ３，Ｓａｒｕｌａ４　（１．Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｉｎｎｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｉａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｆｏｒ　Ｎａｔｉｏｎａｌｉｔｉｓｅ，Ｔｏｎｇｌｉａｏ　０２８０４２，Ｃｌｄｎａ；　２．Ｔｏｎｇｌｉａｏ　Ｃｉｔｙ　Ｐｒａｉｒｉｅ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｔａｔｉｏｎ，Ｔｏｎｇｌｉａｏ　０２８０００。Ｃｈｉｎａ；　３．Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ　Ｐｒｏｊｅｅｔ　Ｏｆｆｉｃｅ　ｏｆ　Ｘｉｌｉｎｇｕｏｌｅ　Ｌｅａｇｕｅ。Ｘｉｌｉｎｈｏｔ　０２６０００，Ｃｈｉｎａ；　４．Ａｇｒｉｃｎｈｕｒｅ　Ｐｒｏｊｅｃｔ　ｆＯｆｉｃｅ　ｏｆ　Ｘｉｉｌｎｈｏｔ　ｃｉｔｙ　Ｆｉｎａｎｃｅ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｘｉｉｌｎｈｏｔ　０２６０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｆｅＷ　ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｓｔｒｅｓｓ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｗｅｒｅ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ｓｅａｓｏｎａｌｌｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｌｅａｖｅｓ　ｏｆ　ｉｎ　３　Ｇｒａｓｓ　Ｓｐｅｃｉｓｅ　ｉｎ　Ｈｕｎｓｈａｎｄａｋ　Ｓａｎｄｌａｎｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ　ｏｆ　ｓｏｌｕｂｌｅ　ｓｕｇａｒ　ｉｎｃｒａｅｓｅｓ　ｓｅａｓｏｎａｌｌｙ，ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｐｒｏｌｉｎｅ　ａｒｅ　ｈｉｇｈｅｓｔ　ｉｎ　ｔｕｒｎｉｎｇ　ｇｒｅｅｎ　ｐｅｒｉｏｄ，ｓｔａｂｌｅ　ｉｎ　ｅｘｕｂｅｒａｎｃｅ　ｐｅｒｉｏｄ　ａｎｄ　ｌｏｗｅｓｔ　ｉｎ　ｗｉｔｈｅｒｉｎｇ　ｐｅｒｉｏｄ；ｗｈｉｌｅ　ＭＤＡ　ｒａｅ　ｌｏｗｅｓｔ　ｉｎ　ｔｕｒｎｉｎｇ　ｇｒｅｅｎ　ｅｐｒｉｏｄ　ａｎｄ　ｉｎｃｒｅａｓ—　ｓｅ　ｓａｅｓｏｎａｌｌｙ．Ｔｈｅ　ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ　ｗｅｒｅ　ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｓｐｅｃｉａｌ　ｃｌｉｍａｔｅ　ａｎｄ　ｓｏｃｉａｌ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｆ　ａｒｉｄ　ｌａｎｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｈｕｍｈａｎｄａｋ　Ｓａｎｄｌａｎｄ；Ｇｒａｓｓ　Ｓｐｅｃｉｅｓ；Ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｓｔｒｅｓｓ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；　Ｓｅａｓｏｎａｌ　Ｃｈａｎｇｅｓ　干旱、低温和土壤盐碱化是浑善达克沙地的主要自然环境特征之一．生长在这种极端环境下的植物经　过长期的自然选择和自身的遗传变异，形成了有效的对干旱、低温和盐碱胁迫的生理适应机制．植物适应　环境特征的研究即植物生理生态学的研究对于阐明植物适应逆境的生理生态机制，寻找植物新的抗逆途　径，从而开发优良种质资源、育种、生态恢复以及抗旱性能评价等都具有重要意义ｕ＾３】．但关于植物生理　生态学研究的评述多侧重于对某一生理特性或某些物种的研究，很少从植物抗旱生理生态机制与适应特　征进行综合评价．本研究以生长在浑善达克沙地的冰草（Ａｇｒｏｐｙｒｏｎ　ｃｒｉｓｔａｔｕｍ）、羊草（Ｌｅｙｍｕｓ　ｃｈｉｎｅｎｓ￣）和　大针茅（Ｓｔｉｐａ　ｇｒａｎｄｉ）为材料，通过测定生长季节叶片的几种与抗逆性有关的生理生化物质指标变化，探　收稿日期：２００７—０５—２１　作者简介：张丽娟（１９６５一），女。内蒙古通辽市人，副教授，主要从事牧草病理、逆境生理等方面研究　维普资讯 http://www.cqvip.com ４１０　内蒙古　民族大学学报　２００７年　讨冰草、羊草和大针茅在自然环境胁迫下的生理适应特征．　１材料与方法　１．１采样区概况　位于浑善达克沙化草地西南部，镶黄旗境内，地处北纬４１。５６　一４２。４５　，东经１１３。２２　一１１４。４５　之间．　海拔１１００　ｍ．年平均气温０—３　Ｃ。，无霜期１００—１２０　ｄ。年平均风速３．５—４　ｍ／ｓ．降水量２００—３５０　ｍｍ．６—　８月份降水量在１５０—２５０　ｍｍ之间，占全年降水量的７０％左右．但降雨很少，多为分布不均的阵雨，雨量　在时间空间的分布上具有明显的不平衡特点．土壤为栗钙土．冰草、羊草、大针茅为本地分布最广的禾本科　牧草．本实验于２００４年进行，分别于冰草、羊草、大针茅生长的返青期（４月下旬）、生长中期（６月下旬）、成　熟期（８月中旬）、枯黄期（１０月上旬）对叶取样，用冰瓶带回实验室进行测定，３次重复．　１．２　实验方法　１．２．１可溶性糖含量的测定采用蒽酮比色法Ｌ４】，在６３０　ｎｍ波长下测定其吸光度．　１．２．２脯氨酸含量的测定采用酸性茚三酮显色法（５Ｊ，在５２０　ｎｍ测定其吸光度．　１．２．３　ＭＤＡ含量的测定采用硫代巴比妥酸显色法【引，分别在４５０　ｎＩｎ、５３２　ｎｍ、６００　ｎＩｎ处测定上清液的　吸光度．　２结果与分析　２．１可溶性糖含量的变化三种禾草叶片的可溶性糖含量测定结果及其变化见图１．　随生长的季节进程，冰草、羊草、大针茅可溶性糖含量都逐渐升高（图１）．返青期的含量最低，分别为　２０　ｍｇ／ｇ，１８　ｍｇ／ｇ，２６　ｍｇ／ｇ．而在枯黄期都达最高．　从生长中期（７月上旬）至成熟期（８月中旬）是叶片中可溶性糖快速积累阶段，这一时期气温、降水、太　阳辐射等条件对糖的积累最为有利（　，致使其含量增幅最大．随着枯黄期（１０月上旬）的到来，环境气温降　低，能量需求减少，呼吸减弱，叶片中可溶性糖含量亦有少量增加．　２．２脯氨酸含量的变化　许多研究都发现，在干旱胁迫下植物体内游离脯氨酸都有大量的积累，减轻严重干旱对组织的危害程　度．其测定分析结果见图２．　ｂ０　５０　一（Ｉ（Ｊ　１０ｉ）　３（／０　２００　４０　３０　：　２０　＜、■冰　洲ｒ单　人　？　■冰　．　洲。　．‘　・ｌ０　０　叭　Ｓｅａｓｏｎａｌ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｓｏｌｕｂｌｅ　ｓｕｇａｒ　ｉｎ　ｌｅａｖｅｓ　也ｌ（Ｉｌ１　（）　Ｉ　返订圳　Ｋ－　ｌｇｌ　Ｉ　Ｋｌ　＿。　乍　ｊ　、＂－　｛＝ｌ１ｌ芘　图ｌ　三种禾草叶片中可溶性糖含■的季节动态　Ｆｉｇｕｒｅ　ｌ　图２三种禾草叶片中脯氨酸含量的季节动态　Ｆｉｇｕｒｅ　２　Ｓｅａｓｏｎａｌ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｐｏｌｉｎｅ　ｉｎ　ｌａｖｅｅｓ　由图２可以看出，脯氨酸含量返青期最高，草盛期下降，枯黄期含量最低．本次实验发现，脯氨酸在枯　黄期叶片中的含量低，可能是由于它已向根中转移的缘故，第二年返青期，根萌发出的幼叶中含有高浓度　脯氨酸可能是从根中反运至叶中形成．　２．３叶片ＭＤＡ含量的变化　丙二醛（ＭＤＡ）是植物脂质过氧化的产物，是检测植物膜伤害的一个重要的指标，其含量可以表示脂　膜过氧化的程度．在正常情况下，植物细胞中存在着活性氧的产生和消除的平衡过程，在逆境胁迫下，活性　氧的产生会增多，植物体内的抗氧化系统能力也会相应加强来消除过剩的活性氧，保护植物免受伤害（ｔ　．　从图３可以看出，ＭＤＡ含量随生长季节的进程逐渐升高，在１０月上旬达到最高．另外还可以看出冰草、羊　草、针茅叶片中丙二醛变化趋势是一致的，都随季节的进程明显上升．　维普资讯 http://www.cqvip.com 第４期　张丽娟等：浑善达克沙地３种禾本科牧草抗逆性物质季节变化动态研究４１１　３结论与讨论　以上的分析结果表明，这三种禾草叶片中可溶　性糖含量、脯氨酸含量和丙二醛（ＭＤＡ）含量都随生　长季节而发生规律性的变化．由此可知，冰草、羊草　和大针茅等禾本科牧草的抗逆性与浑善达克沙地特　殊气候和土壤因素有关．然而其变化的幅度不同，比　如：冰草叶片中可溶性糖含量的变化，从返青期（２０　鼍４０　：：３０　■冰　Ｉ¨、Ｉ　：　襄２　０　０　返ｔｊ＇＇ｌｔｆ』　一　小ｉ　－…｝Ｉ　｝ｆ、～Ｉ　人什　ｍｇ／ｇ）至枯黄期（５６　ｍｇ／ｇ）的变化幅度为３６　ｍｇ／ｇ；　羊草叶片中可溶性糖含量的变化，从返青期（１８　．Ｉ　ｌ】　朝　ｍｇ／ｇ）至枯黄期（４８　ｍｇ／ｇ）的变化幅度为３０　ｍｇ／ｇ；　大针茅叶片中可溶性糖含量的变化，从返青期（２６　各不相同，这又说明不同的牧草对相同的环境反应不同．　图３三种禾草叶片ＭＤＡ含量季节动态　Ｆｉｇｕｒｅ　３　Ｓｅａｓｏｎａｌ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ＭＤＡ　ｉｎ　ｌｅａｖｅｓ　ｍｇ／ｇ）至枯黄期（５１　ｍｇ／ｇ）的变化幅度为２５　ｍｇ／ｇ．同样，脯氨酸含量和丙二醛（ＭＤＡ）含量的变化幅度都　植物从返青期至枯黄期遭受到多种环境胁迫，正是在这些同时或相继发生的环境胁迫下，其生理生化　指标表现出不同的季节变化．可溶性糖是作为能量供应物质和合成机体有机溶质的碳架发挥作用，积累方　式与该地区昼夜温差大、日照长及冬季寒冷等气候有一定的关系，脯氨酸则主要是作为一种渗透调节物质　对干旱胁迫起保护作用【１　Ｉ１　；由此可见，生长在这一地区的植物可能通过形成保护性物质以及与抗氧化　系统的协同作用，适应了浑善达克地区的恶劣生态条件．　参考　文献　［１］刘琳，毛凯，干友民，等．暖地型草坪草抗寒性的研究概况［Ｊ］，草原与草坪，２００４，１：８—１３．　［２）Ｂａｓｈ　Ｅ，Ｗｉｌｓｏｎ　Ｐ，Ｓｈｅｐａｒｄ　Ｄ，ｅｔ　ａ１．Ｆｒｅｅｚｉｎｇ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ａｎｄ　ｎｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃａｒｐｅｔｇｒａｓｓ（Ａｘ　ｏｎ—　ｐｕｓ　ａｆｆｉｎｉｓ　Ｃｈａｓｅ）．Ｈｏｒｔ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０００，３５（２）：１８７—１８９．　［３］卢少云，郭振飞．草坪草逆境生理研究进展［Ｊ］．草业学报，２００３，１２（４）：７—１３．　（４］邹奇．植物生理学实验指导（Ｍ］．北京：中国农业出版社，２ｏ０Ｏ．　（５３李舍生．植物生理生化实验原理和技术［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２０００．　［６］张宪政．植物生理学实验技术［Ｍ］．沈阳：辽宁科学技术出版社，１９９４．　［７］胡荣海．用反复干早法评价小麦的抗旱性［Ｊ］．作物品种资源，１９９５，２：３１—３３．　［８］张力君，易津，贾光宏，等．９种未草对干早胁迫的生理反应［Ｊ］．内蒙古农业大学学报，２０００，４（２１）：１４—１９．　［９］李景欣，云锦凤，苏布道，等．几个不同种群冰草的抗早性比较研究［Ｊ］．干早区资源与环境，２００４，５（１８）：１６３—１６７．　［１Ｏ）朱广康．植物体内脯氨酸的测定［Ｊ］．植物生理学通讯，１９９３，１：３５—３６．　［儿］周瑞莲．水分胁迫下豌豆保护酶活力变化及脯氨酸积累在抗早中的作用［Ｊ］．草业学报，１９９７，１２：３９—４３．　［１２）Ｒｏｇｅｒｓ　Ｒ　Ａ，ＤＲＩＩＲ　Ｊ　Ｈ，Ｂｒｏｗｎ　Ｍ　Ｆ．Ｕｉｔｒａｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｏｒｇａｎｓ　ｏｆ　Ｚｏｙｓｉａ　ａｎｄ　ｂｅｒｍｕｄａｇｒａｓｓ　［Ｊ］．Ｃｒｏｐ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９７６，１６（５）：６３９—６４２．　［１３）Ｆｒｙ　Ｊ　Ｄ，ｌａｎｇ　Ｎ　Ｓ，Ｃｌｉｆｔｏｎ　Ｒ　Ｇ　Ｐ，ｅｔ　ａ１．Ｆｒｅｅｚｉｎｇ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ａｎｄ　ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｃｃｌｉｍａｔｅｄ　ａｎｄ　ｎｏｎａｃｃｌｉｍ＿ａｔｅｄ　ｃｅｎｔｉｐｅｄｅｇｒａｓｓ｛Ｊ］．Ｃｒｏｐ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９９３，３３：１０５１—１０５５　［１４］胡小文，王彦荣，武艳培．荒漠草原植物抗早生理生态学研究进展［Ｊ］．草业学报，２００４，１３（３）：９—１５．　（责任编辑齐广）