干旱胁迫下核桃生理适应性及抗性指标筛选_李津津.pdf

72中国果树，2023（3）：72-78，84本文于 2022-09-23 收到，2022-11-19 收到修改稿。*“十四五”国家重点研发计划课题（2022YFD2200402）；河北省重点研发计划项目（21326352D、20326808D）。李津津电话：18332149460，E-mail：；王红霞、张俊佩为通信作者，E-mail：、。DOI：10.16626/ki.issn1000-8047.2023.03.014干旱胁迫下核桃生理适应性及抗性指标筛选*李津津1,2，赵书岗3，安秀红1，田义1，王红霞1，张志华1，张俊佩4（1 河北农业大学山区研究所，河北省山区农业工程技术研究中心，国家北方山区农业工程技术研究中心，保定 071001）（2 河北农业大学园艺学院）（3 河北农业大学生命科学学院）（4 中国林业科学研究院林业研究所）摘要以早实核桃辽宁 1 号、香玲嫁接苗为试材，采用盆栽控水-自然干旱的方法进行干旱处理，测定干旱处理 0、3、6、9、12、15、18 d 的 10 个生理生化指标，利用隶属函数值和综合抗旱指数等进行分析评价，以明确其干旱适应性变化，筛选简单有效的核桃抗旱指标。结果表明：辽宁 1 号和香玲叶片相对含水量随干旱胁迫程度的增加逐渐降低；叶片相对电导率、水分饱和亏缺、丙二醛含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量随干旱胁迫程度的增加逐渐升高；SOD、POD、CAT 活性随干旱胁迫程度增加呈先上升后下降的趋势。综合分析评价表明，辽宁 1 号抗旱性较香玲强，其中水分饱和亏缺、SOD 活性、POD 活性、脯氨酸含量、CAT 活性 5个指标可以较好地反映核桃品种的抗旱能力。关键词干旱胁迫；辽宁 1 号；香玲；核桃；生理生化指标中图分类号：S664.1文献标志码：A文章编号：1000-8047(2023)03-0072-08P Ph hy ys si io ol lo og gi ic ca al l a ad da ap pt ta at ti io on n o of f w wa al ln nu ut t u un nd de er r d dr ro ou ug gh ht t s st tr re es ss s a an nd d s sc cr re ee en ni in ng g o of f i it ts sr re es si is st ta an nc ce e i in nd de ex xe es sLI Jinjin1,2,ZHAO Shugang3,AN Xiuhong1,TIAN Yi1,WANG Hongxia1,ZHANG Zhihua1(1 Mountainous Areas Research Institute of Hebei Agricultural University,Hebei Agricultural Technology Innovation Center,Nation Engineering Reserch Center for Agricuture in Northern Mountainous Region,Baoding 071001)(2 College of Horticulture,HebeiAgricultural University)(3 College of Life Science,Hebei Agricultural University)A Ab bs st tr ra ac ct tThe grafted seedlings of early bearing walnut varieties Liaoning 1 and Xiangling were used as testmaterials,and drought treatment was carried out by pot culture,water control and natural drought.Ten physiological andbiochemical indexes of 0,3,6,9,12,15 and 18 days of drought treatments were measured.The membership function andcomprehensive drought resistance index were used to analyze and evaluate them,so as to clarify their changes in droughtadaptability and screen simple and effective drought resistance indexes of walnut.The results showed that the relative watercontent of the leaves of Liaoning 1 and Xiangling gradually decreased with the increase of drought stress,and the relativeelectrical conductivity,water saturation deficit,malondialdehyde content,proline content,soluble sugar content and solubleprotein content of the leaves gradually increased with the increase of drought stress.SOD,POD and CAT activity increasedfirst and then decreased with the increase of drought stress.Comprehensive analysis and evaluation showed that Liaoning 1had stronger drought resistance than Xiangling.Water saturation deficit,SOD activity,POD activity,proline content andCAT activity can better reflect the drought resistance of walnut varieties.K Ke ey y w wo or rd ds sdrought stress;Liaoning 1;Xiangling;walnut;physiological and biochemical indexes核桃（Juglans regiaL.）是原产于我国的重要经济树种，有四大干果之首的美誉1。核桃不仅材果兼用，食药兼用，亦可应用于园林绿化等2-4，核桃青皮还可杀虫抑菌5。核桃用途广泛、坚果味美、营养丰富，契合现代人的养生观念，因而受到广大消费者的喜爱，栽植面积广。我国北方核桃大部分栽植在山区，而北方山区属于干旱和半干旱地区，降水量少或者降水集中在夏季，灌溉条件差或无灌溉条件，难以满足核桃等植物的生长发育需求，筛选和培育高抗旱性的核桃品种，是应对干旱逆境的73李津津，赵书岗，安秀红，等：干旱胁迫下核桃生理适应性及抗性指标筛选重要举措之一。前人研究发现渗透调节物质含量和抗氧化酶活性等指标与核桃抗旱性密切相关6。李剑威等7研究发现，干旱胁迫下薄壳山核桃幼苗能通过主动累积脯氨酸等渗透调节物质、提高抗氧化酶的活性程度等方式来逐渐适应干旱气候条件。干旱胁迫能有效启动紫仁核桃脯氨酸调节通路和抗氧化酶保护调节，以响应干旱胁迫8。韩冷等9研究发现，在干旱环境下 3 种新疆野核桃均能主动积累游离脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白等渗透调节物质维持其正常的生长发育。隶属函数法、抗旱系数法、灰色关联度分析法等较广泛地应用于植物抗旱性评价中，但各自均存在局限性，因此多采用几种方法相结合以综合评价植物抗旱性。孔波等10结合主成分分析法、隶属函数法等综合分析 9 竹种竹叶的 8 个生理生化指标，根据抗旱性度量值（D 值）确定抗旱排名，对竹种抗旱级别聚类分析，对竹种抗旱性与竹叶指标进行灰色关联度分析。任倩倩等11探究盆栽控水下 6 个绣球品种 15 个生理指标的动态变化，抗旱性综合评价及排名采用隶属函数法结合主成分分析与聚类分析法。薄伟等12采用隶属函数分析、相关性分析等5 种分析方法综合评价德国鸢尾等 5 种植物的抗旱性，将 5 种地被植物分为 3 类抗旱型类群，并筛选出 3 个抗旱性评价指标。目前，关于核桃抗旱指标筛选及品种抗旱性评价的研究较少。本研究选取辽宁 1 号和香玲嫁接苗为试材，研究不同程度干旱胁迫下叶片相对电导率、叶片相对含水量等 10 个生理生化指标的动态变化，结合隶属函数法、主成分分析、灰色关联度分析等评价其抗旱性，筛选抗旱指标，探究核桃干旱胁迫响应机制，以期为核桃种质的抗旱性评价以及抗旱性育种提供参考。1材料与方法1.1供试材料供试材料为核桃本砧嫁接的辽宁 1 号和香玲核桃 3 年生盆栽苗。于 2020 年 3 月 23 日，选择树体状态一致的健壮嫁接苗移栽，盆栽容器规格为 40cm35 cm35 cm。盆土配方为 40%表层土40%草炭土15%细沙5%有机肥。盆栽嫁接苗为露地栽培，前期进行常规水肥管理。1.2试验方法试验于2021年6月在河北省保定市河北农业大学标本园进行。试验采用盆栽控水-自然干旱法，处理前调节土壤含水量一致，此时盆土含水量达到最大，为 36%37%。盆土上方覆透气不透水的无纺布防雨。控水处理 6 d 时核桃叶片出现轻微的萎蔫现象。于干旱处理 0（对照）、3、6、9、12、15、18 d，2 个品种每处理各选取 3 株生长一致的盆栽苗，采集成熟复叶的第 35 片小叶。取材后部分叶片放置于泡沫箱（内置冰袋）内保鲜备用；其余叶片液氮速冻，-80 保存待测。每次采样当天，使用土壤墒情速测仪（浙江托普云农，TZS-1K-G）测量并记录盆土土壤含水量（图 1）。采样后及时复水。abcdefggabcdefg0 10 20 30 40 0369121518土壤含水量/%干旱胁迫天数/d辽宁1号香玲注：不同小写字母表示差异显著（P0.05）。下图同。图 1不同干旱胁迫天数下土壤含水量1.3测定指标与方法叶片相对电导率：电导率仪（DDS-307A）测定；叶片相对含水量和叶片水分饱和亏缺：称重法称量计算；丙二醛含量：硫代苯巴比妥法；脯氨酸含量：茚三酮比色法；可溶性糖含量：蒽酮试剂法；可溶性蛋白含量：考马斯亮蓝 G-250 染色法；超氧化物歧化酶（SOD）活性：NBT 法；过氧化物酶（POD）活性：愈创木酚氧化法；过氧化氢酶（CAT）活性：紫外吸收法。以上生理生化指标测定样品均为超低温冻存鲜样，测定方法参照李合生13、李玲14的方法。1.4数据处理采用 WPS Office 进行隶属函数值、变异系数、权重系数及综合抗旱指数等试验数据的整理计算；采用IBM SPSS v23.0进行单因素ANOVA方差分析、相关性分析、主成分分析与灰色关联度分析15-16。2结果与分析2.1干旱胁迫对核桃叶片相对电导率的影响如图 2 所示，在相同干旱胁迫程度下，香玲叶74李津津，赵书岗，安秀红，等：干旱胁迫下核桃生理适应性及抗性指标筛选片相对电导率较辽宁 1 号大。干旱处理 0 d 时，辽宁 1 号和香玲叶片相对电导率分别为 21.08%、22.01%，2 个品种差异不显著。随着干旱胁迫天数增加，辽宁 1 号和香玲叶片相对电导率差距逐渐增大，且均呈上升趋势，在干旱处理 18 d 时达到峰值，此时香玲叶片相对电导率显著高于辽宁 1 号，辽宁1号和香玲叶片相对电导率分别为25.86%、29.87%。ggefgcdefcdecdebcfgdefgcdecdabaa10 15 20 25 30 35 0369