干旱胁迫下不同玉米品种的生化指标分析

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　　摘 要：该研究选取高抗旱品种嫩单15、中抗旱品种东农253、不耐旱品种吉单27等3个玉米品种为试验材料，以干旱为主要处理条件，通过比较不同抗旱品种的生理指标，分析玉米对干旱胁迫的生理学响应。结果表明，在干旱胁迫条件下，MDA含量变化总体表现为逐渐增大，在胁迫后期，抗旱性弱品种的MDA含量增幅开始增大，明显高于其它2个品种；POD和SOD的活性逐渐增加，抗旱品种的SOD、POD活性均高于中等抗旱和不抗旱的品种；脯氨酸总体表现为先升后降的趋势；可溶糖含量的变化表现为先升后降的趋势。
　　关键词：玉米；抗旱性；分析
　　中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）11-0033-03
　　Analysis of Biochemical Indexes of Different Maize Varieties under Drought Stress
　　Han Yehui et a1.
　　（1Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences Qiqihaer Branch，Qiqihaer 161006，China）
　　Abstract：We chose high drought resistant variety nendan15，drought resistant variety dongnong253，low drought resistant variety jidan27 on this research.Then the one variety of each types as the trail mateirals were treated by drought stress，the physiological responses of drought stress for maize were analyzed by the comparing of physiological parameters of different drought resistance varieties.The content of MDA increased gradually under drought stress，and the non-resistant varieties’s content of MDA are significantly higher than the other two varieties in the later drought stress stage.The activity of POD and SOD increased gradually under drought stress，that of highly resistant varieties are higher than that of the medium resistant and non-resistant varieties.The content of proline increase and then decease in the early and late stage respectively.The content of soluble sugar has the same trend with the content of proline.
　　Key words：Maize；Drought resistane；Analysis
　　1 材料与方法
　　1.1 试验材料 试验材料为黑龙江地区抗旱能力不同的3个主栽玉米品种，分别是高抗旱品种嫩单15、中抗旱品种东农253、低抗旱品种吉单27。
　　1.2 试验方法 本试验于2012年5―10月、2013年5―10月在齐齐哈尔分院科研基地进行。单株室外盆栽黑钙土、有机质含量1.16%，每盆按大田正常施肥作基肥，磷酸二铵4g作种肥。按大垅双行排列，大行距66cm，小行距33cm，株距33cm。5月9日播种，10月1日收获。在玉米的拔节期干旱胁迫7d，跟踪测定玉米的生理生化指标。测定方法如下：可溶性糖含量测定：采用蒽酮比色法；脯氨酸含量的测定：茚三酮比色法；SOD活性测定：分光光度法测定；POD活性测定：愈创木酚法；MDA测定：硫代巴比妥酸法；可溶性蛋白含量的测定：考马氏亮蓝染色法测定。
　　2 结果与分析
　　2.1 丙二醛（MDA）含量对干旱胁迫的响应 膜脂过氧化最终产生丙二醛，植物膜质伤害的程度可以通过丙二醛的含量表现出来。由图1可以看出，不同抗旱性的3个玉米品种在整个干旱胁迫过程中，随着干旱胁迫天数的增加，丙二醛的含量都是呈整体上升的趋势。干旱胁迫的前4d，丙二醛含量总体表现为增幅较小，说明膜系统受到伤害较轻。4～7d这个阶段，吉单27的丙二醛含量开始迅速增大，并且高于东农253和嫩单15，东农253和嫩单15这2个品种的丙二醛含量增幅较小。说明抗旱性最强的嫩单15膜系统伤害最轻，抗旱性弱的吉单27膜系统伤害最重，东农253居中。
　　2.2 SOD活性对干旱胁迫的响应 由图2可以看出，不同抗旱性的玉米品种的SOD活性都随着干旱胁迫的天数的增加，整体呈现上升的趋势，并且上升的趋势从第3～7d这个阶段增大。嫩单15增加幅度最大，东农253次之，吉单27最小，表明抗旱性强的玉米品种SOD活性较高。
　　2.3 POD活性对干旱胁迫的响应 由图3可知：随着干旱胁迫天数增加，不同玉米品种的POD活性也呈现了增加的趋势，与SOD变化相似。在整个干旱胁迫试验过程中，抗旱性强的嫩单15与东农253、吉单27相比POD活性较高，说明高抗旱品种POD的活性较高。
　　2.4 脯氨酸含量对干旱胁迫的响应 由图4可以看出，从干旱胁迫的第1～4d，嫩单15和东农253增幅相对较大，抗旱能力弱的吉单27增幅相对较小，说明抗旱力强的品种渗透调节能力强于弱的品种。 　　2.5 可溶性糖含量对干旱胁迫的响应 由图5可以看出，在干旱胁迫试验的过程中，可溶糖含量的变化表现为先升后降的趋势。干旱胁迫处理的第2天可溶性糖含量达到最高值，从胁迫的第3天开始，随着干旱胁迫时间的延长，可溶性糖含量逐渐下降。3个玉米品种中，吉单27可溶性糖的积累量高于嫩单15、东农253在第2天可溶性糖含量达到最高值时最高，而在2～7d过程中可溶性糖含量先速减而后趋于平和。说明水分胁迫下，可溶性糖对抗旱性弱的品种渗透调节作用明显。
　　2.6 可溶性蛋白含量对干旱胁迫的响应 受干旱胁迫伤害后，氧自由基大量积累，细胞器和细胞膜受到伤害。干旱胁迫后玉米的生长受到抑制，玉米植株整体的细胞生长量下降，植物的生长活性下降。由图6可以看出，随着干旱胁迫试验时间的延长，可溶性蛋白质的含量呈整体上升的趋势。且抗旱性强的嫩单15可溶性蛋白含量在整个胁迫过程中都高于抗旱性弱的品种吉单27，东农253居中。
　　3 结论与讨论
　　（1）在干旱胁迫过程中，POD、SOD的活性逐渐增加。在干旱胁迫处理期间，抗旱品种的SOD、POD活性均高于中等抗旱和不抗旱的品种，表明抗旱性强的品种具有较高的清除自由基的能力和渗透调节能力，而抗旱性弱的品种可能酶活性本身较低，受自由基伤害更大。
　　（2）抗旱性强的品种相对电导率整体低于抗旱性弱的品种，说明其细胞电解质外渗量相对值较小；抗旱性弱的品种在不同干旱胁迫下相对电导率差异极显著，说明随着干旱胁迫的加剧，抗旱性弱的品种膜系统受到严重的损伤，细胞电解质外渗加快，膜脂过氧化程度也随之加深。
　　（3）干旱胁迫下，MDA含量变化总体表现为逐渐增大。在水分胁迫前期MDA含量总体表现为增幅较小，胁迫后期，抗旱性弱品种的MDA含量增幅开始增大，明显高于其它2个品种，说明高抗品种膜系统伤害较轻，不抗品种膜系统伤害较重。
　　（4）不同抗性玉米品种的游离脯氨酸变化幅度不同，抗旱品种的增幅相对较大，抗旱性差的品种增幅较小。说明玉米能在干旱胁迫下积累大量脯氨酸，降低细胞渗透势，维持正常的水分代谢，高抗品种其渗透调节能力高于不抗的品种。
　　（5）抗旱性强的品种可溶性糖含量的增加幅度均显著低于抗旱性弱的品种，抗旱性弱的品种的可溶性糖含量高且增幅大。
　　（6）随着水分胁迫时间的延长，可溶性蛋白质含量变化表现为逐渐增加的趋势。
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　　（责编：张宏民）
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