6种荚蒾属植物引种抗旱性评价
作者: 张宗文 刘彬 窦霄 魏士省 李春艳 吴岐奎
摘要 为丰富山东省园林绿化花卉的多样性,以6个品种荚蒾属植物为研究对象,对其在干旱胁迫下生理生化变化及抗旱性进行研究,结果表明:随着土壤相对含水量的逐渐降低,各荚蒾属品种生理生化指标呈现出相似的规律,相对电导率、MDA含量、脯氨酸含量逐渐升高;SOD、POD活性先升高后降低;叶绿素含量先升高后降低;净光合速率先下降再升高后降低。并通过主成分及聚类分析,选择出中华木绣球和雪球荚蒾2个抗旱性较强的荚蒾属品种,可以作为山东地区重点推广的观赏品种。
关键词 荚蒾属;引种;抗旱性;生理生化
中图分类号 S 688 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2023)01-0107-04
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2023.01.023
Drought Resistance Evaluation of Six Introduced Viburnum L.Species
ZHANG Zong-wen1,LIU Bin2,DOU Xiao3 et al
(1.Shanting District Forestry Resources Development Center,Zaozhuang,Shandong 277200;2.Rizhao Donggang District Taoluo Town Forestry Station,Rizhao,Shandong 276800;3.Shandong Forestry Protection and Development Service Center,Jinan,Shandong 250014)
Abstract In order to enrich the diversity of landscape flowers in Shandong Province,this study took six introduced Viburnum L.as the research object to study their physiological and biochemical changes and drought resistance under drought stress.The results showed that with the gradual decrease of soil relative water content,the physiological and biochemical indexes of each Viburnum L.showed similar laws,such as relative conductivity,MDA content,proline content increased gradually;SOD activity and POD activity increased first and then decreased;chlorophyll content first increased and then decreased;the photosynthetic rate first decreased,then increased and then decreased.Through principal component and cluster analysis,two varieties of pods with strong drought resistance,such as Viburnum macrocephalum Fortune and Viburnum plicatum Thunb were selected,which can be used as key ornamental varieties in Shandong Province.
Key words Viburnum L.;Introduction;Drought resistance;Physiology and biochemistry
基金项目 山东省农业良种工程“木槿、荚蒾引种驯化及繁育栽培技术研究”(2017LZN020);山东省高等学校青创人才引育计划“林木生物技术研究团队”。
作者简介 张宗文(1969—),男,山东淄博人,高级工程师,博士,从事林木种苗研究。通信作者,讲师,博士,从事园林植物种质资源评价与创新利用研究。
收稿日期 2022-01-27
荚蒾属(Viburnum L.)隶属于忍冬科(Caprifoliaceae),是极具观赏价值的花灌木类群。其果实色彩艳丽,花叶及株型变化多样,适应性极强,广受世界园艺界的青睐,被誉为万能绿化灌木[1]。目前,针对荚蒾属种质资源研究重点集中于国内原始种类和国外观赏价值较高的园艺品种上,近年来,各地陆续开展荚蒾属植物引种及适应性评价工作,以观赏特性为重点[2],兼顾抗逆性评价[3-5],选择了适宜各地发展和推广的荚蒾属品种。
近年来,山东省围绕我国花卉和园林绿化植物产业提档升级发展需求,依托山东省农业良种工程课题,将重要观赏花卉的南种北繁工作作为重点突破方向,力求实现该省优良花卉和园林绿化植物产业结构调整。为丰富山东省园林绿化花卉的多样性,笔者以引进的6种荚蒾属优良品种为研究对象,开展引进品种的抗性及适应性评价,探究各引进品种的抗旱能力,选择适宜山东省气候特点和立地条件的优良荚蒾品种,旨在为荚蒾属植物在山东省南种北繁工作奠定研究基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料 试验所需材料来源于山东省林木种苗和花卉站引进的荚蒾属品种,供试品种信息见表1。
1.2 试验方法
1.2.1 试验布设。选择生长健壮、长势一致、管理条件一致的荚蒾属植物品种进行盆栽试验,2020年8月进行土壤水分处理和生理生化指标测定。测定前2 d对试验盆栽充分浇水使其达到饱和,然后进行自然耗水,使土壤含水量逐渐降低。土壤饱和每3 d取样测定1次,每处理重复3次,同时测定实时土壤含水量[6]。试验期间搭建遮雨棚,防止降雨对试验产生影响。
1.2.2 测定指标。
叶绿素含量参照浸提法测定[7],丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸法(TBA)测定[8],脯氨酸含量采用酸性茚三酮法测定[9],相对电导率采用EL3便携式电导仪测定[10],超氧化物歧化酶(SOD)活性采用氮蓝四唑法测定[11],过氧化物酶(POD)活性采用愈创木酚法测定[12],应用CIRAS-2型便携式光合系统测定净光合速率。
1.2.3 数据处理
运用SAS 8.2软件对所测数据进行方差分析、多重比较及聚类分析,运用SPSS 22软件进行主成分分析。
2 结果与分析
2.1 不同荚蒾属植物的抗旱性
2.1.1 土壤相对含水量对不同品种荚蒾净光合速率的影响。
随着土壤相对含水量的逐渐降低,各荚蒾属品种净光合速率整体呈先升高后降低的趋势,在试验起始阶段(相对含水量81.65%),6个荚蒾属品种净光合速率变幅在5.93~8.37 μmol/(m2·s),后逐渐升高,至相对含水量为29.68%~55.60% 时各品种净光合速率达到较高值,后各品种净光合速率迅速降低,至土壤相对含水量最低时叶绿素含量也降至最低值(图1)。
2.1.2 土壤相对含水量对不同品种荚蒾叶绿素含量的影响。
随着土壤相对含水量的逐渐降低,各荚蒾属品种叶绿素含量整体呈先升高后降低的趋势,在试验起始阶段(土壤相对含水量81.65%),6个荚蒾属品种叶绿素含量变幅在2.09~3.44 mg/g,后随着土壤相对含水量降低,各品种叶绿素含量迅速升高,后略降低再升高,土壤相对含水量为40.38%时ZH、XQ、LS、HD品种叶绿素含量达到最高值,土壤相对含水量低于40.38%时,各品种叶绿素含量逐渐降低(图2)。
2.1.3 土壤相对含水量对不同品种荚蒾相对电导率的影响。
随着土壤相对含水量的降低,各荚蒾属品种相对电导率逐渐升高,在试验起始阶段(土壤相对含水量为81.65%),6个荚蒾属品种相对电导率在0.22~0.30,在土壤相对含水量为20.55%~55.60%时,各品种相对电导率变幅逐渐增大,至土壤相对含水量最低时,各品种相对电导率达到最高值(图3)。
2.1.4 土壤相对含水量对不同品种荚蒾MDA含量的影响。随着土壤相对含水量的降低,各荚蒾属品种MDA含量均逐渐升高,在试验起始阶段(土壤相对含水量为81.65%),6个荚蒾属品种MDA含量变幅在4.29~6.37 μmol/g,在土壤相对含水量≤40.38%,大多数品种感受干旱胁迫后,MDA含量变幅升高,至土壤相对含水量最低时,MDA含量达到最高值(图4)。
2.1.5 土壤相对含水量对不同品种荚蒾脯氨酸含量的影响。
随着土壤相对含水量的逐渐降低,各荚蒾属品种脯氨酸含量均逐渐升高,在试验起始阶段(土壤相对含水量为81.65%),6个荚蒾属品种脯氨酸含量变幅在198.0~218.0 μg/g,至土壤相对含水量最低时,脯氨酸达到最高值(图5)。
2.1.6 土壤相对含水量对不同品种荚蒾SOD活性的影响。随着土壤相对含水量的逐渐降低,各荚蒾属品种SOD活性均呈现先升高后降低的趋势,在试验起始阶段(土壤相对含水量为81.65%),6个荚蒾属品种SOD活性变幅在10.35~12.31 U/g,土壤相对含水量为40.38%时,除DZH外,其余各品种SOD活性均达到最高值,土壤相对含水量最低时,SOD活性降至最低值(图6)。
2.1.7 土壤相对含水量对不同品种荚蒾POD活性的影响。
随着土壤相对含水量的逐渐降低,各荚蒾属品种POD活性均呈先升高后降低的趋势,在试验起始阶段(土壤相对含水量为81.65%),6个荚蒾属品种POD活性变幅在0.32~0.38 U/(min·g),土壤相对含水量为55.60%时,DZH、BK、HD品种POD活性达到最高值,随后ZH、XQ、LS品种POD活性在土壤相对含水量为40.38%时达到最高值,土壤相对含水量≤40.38%时,品种POD活性迅速降低,至土壤相对含水量最低时,POD活性降至最低值(图7)。
2.2 干旱胁迫下不同荚蒾属植物抗旱性评价
2.2.1 不同荚蒾品种生理生化特性F检验。
取土壤相对含水量为20.55%时各荚蒾属品种生理生化指标进行抗旱性评价,F检验结果表明,各品种生理生化指标除脯氨酸含量外差异均达到显著水平,其中MDA含量、相对电导率、SOD活性、POD活性等指标差异达到极显著水平(P<0.01),叶绿素含量、净光合速率等指标差异显著(P<0.05)(表2)。
2.2.2 不同荚蒾属品种生理生化特性Duncan检验。
Duncan’s多重比较结果表明,6个荚蒾属品种MDA含量变幅在16.27~27.53 μmol/g,ZH品种MDA含量最大,DZH品种最低;脯氨酸含量变幅在296.06~334.17 μg/g,ZH品种最高,HD品种最低;叶绿素含量变幅在2.00~3.87 mg/g,ZH品种最高,DZH品种最低;SOD活性变幅在5.18~12.62 U/g,XQ品种最高,HD品种最低;POD活性变幅在0.24~0.44 U/(min·g),ZH品种最高,HD品种最低;相对电导率变幅在0.68~0.85,LS品种最高,XQ品种最低;净光合速率变幅在2.50~4.57 μmol/(m2·s),XQ品种最高,HD品种最低(表3)。