四种葡萄砧木抗旱性的鉴定

孙茜ａ，任磊ａ，马文婷ａ，肖东明ａ，王振平ａ，ｂ

（宁夏大学，ａ．农学院；ｂ．葡萄酒学院，银川７５００２１）

摘要：对４种一年生葡萄（Ｖｉｔｉｓ ｖｉｎｉｆｅｒａ）砧木１１０３Ｐ、５ＢＢ、ＳＯ４、３３０９Ｃ进行干旱胁迫处理，测定干旱胁迫下葡萄砧木生理生化指标的变化。结果表明，在干旱胁迫下，葡萄砧木叶片中可溶性总糖含量增加，抗旱性强的品种可溶性总糖上升的幅度大；叶绿素随干旱胁迫的加重迅速分解，抗旱性强的品种其下降速度较慢；抗旱性强的砧木品种超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性上升幅度大，而后下降速度慢；游离脯氨酸（Ｐｒｏ）和丙二醛（ＭＤＡ）的含量也随干旱胁迫的加重而增加。４个葡萄砧木品种抗旱性从强到弱为１１０３Ｐ、５ＢＢ、３３０９Ｃ、ＳＯ４。

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关键词 ：葡萄（Ｖｉｔｉｓ ｖｉｎｉｆｅｒａ）砧木；抗旱性；生理生化指标

中图分类号：Ｓ６６３．１文献标识码：A文章编号：0439－８114（２０15）03－0623-04

近年来，中国葡萄（Ｖｉｔｉｓ ｖｉｎｉｆｅｒａ）产业发展很快，鲜食葡萄产量居世界首位，酿酒葡萄规模居世界第５位。在栽培方式上，由传统自根苗向嫁接苗逐渐过渡，引进和筛选了许多优良砧木，并在生产中得到了初步应用［１，２］。葡萄砧木可有效提高接穗的抗病性和抗逆性，缓解葡萄生产中的病虫害与逆境伤害的问题。随着中国葡萄种植范围的扩大及区域化栽培的要求，有计划地开展葡萄砧木研究，选育适合中国不同气候条件和土壤特点的优良葡萄砧木品种对于中国葡萄产业的发展有着十分重要的意义。

宁夏贺兰山东麓是中国继河北昌黎、山东烟台之后，第三个被国家认定为葡萄酒原产地保护认证的产区，同时也是国际公认的酿酒葡萄最佳产区之一，处于世界优质酿酒葡萄种植的“黄金地带”之中，是一个得天独厚的无公害葡萄生产基地［３］。但是由于该地区气候干燥，给葡萄的生长带来了很大的危害，影响了贺兰山东麓葡萄产业的发展。为此，关于葡萄砧木抗旱性的研究，随着贺兰山东麓地区葡萄种植范围的扩大及区域化栽培的要求，显得尤为迫切。

１材料与方法

１．１材料及试验设计

试验于２０１２年６月至２０１３年９月在宁夏大学玉泉营葡萄基地（葡萄基地属于贺兰山东麓核心区域）和葡萄与葡萄酒教育部工程研究中心（宁夏大学）葡萄栽培生理实验室进行。试验材料为２０１２年６月扦插栽植的４种葡萄砧木，分别为５ＢＢ、１１０３Ｐ、ＳＯ４、３３０９Ｃ。

葡萄砧木于２０１３年６月移栽于盆中，放置在温室中。每个品种取１０株长势一致的植株，每盆一株，盆高１３．５ ｃｍ，盆底直径１１．５ ｃｍ，盆口直径１４．５ ｃｍ，盆栽土培，每盆装土２．５ ｋｇ。用清水培养一个月，再用霍格兰改良营养液培养一个月，之后进行干旱胁迫处理。设置处理组５株植株，对照组５株植株。干旱胁迫处理：浇一次营养液之后便不再浇任何水或者营养液，采取随时间推移的自然水分胁迫；对照：一直浇营养液。

１．２测定指标及方法

干旱胁迫１０ ｄ后测定砧木叶片可溶性总糖含量，可溶性糖含量的测定采用蒽酮比色法［４－６］。干旱胁迫５、１０、１５、２０ ｄ，分别采集植株的叶片，用液氮速冻，置于超低温冰箱中保存，进行丙二醛（ＭＤＡ）、游离脯氨酸（Ｐｒｏ）、叶绿素ａ、叶绿素ｂ、总叶绿素含量及超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性的测定。ＭＤＡ含量的测定采用硫代巴比妥酸（ＴＢＡ）法。游离脯氨酸（Ｐｒｏ）含量的测定采用茚三酮显色法［４－６］。叶绿素含量的测定采用丙酮法。ＳＯＤ活性的测定采用四氮唑蓝（ＮＢＴ）光还原法［４－６］。

２结果与分析

２．１干旱胁迫对葡萄砧木叶片可溶性总糖含量的影响

由图１可知，与对照相比，在干旱胁迫下，不同葡萄砧木品种叶片中的可溶性总糖含量呈现不同程度的升高，且幅度差异很大。干旱迫使葡萄产生大量的可溶性糖，以降低植物体内的渗透势，利于植株在干旱逆境中维持体内正常的水分所需。在干旱胁迫１０ ｄ时，１１０３Ｐ的可溶性总糖含量上升幅度最大，达到了１７．３３ ｍｇ／ｇ（ＦＷ）；其次是５ＢＢ，为１５．０２ ｍｇ／ｇ（ＦＷ）。

２．２干旱胁迫对葡萄砧木叶片ＭＤＡ含量的影响

由图２可以看出，随着干旱胁迫时间的推移，干旱胁迫程度加深，各品种葡萄砧木叶片中的ＭＤＡ含量不同程度地增加。在此过程中，ＳＯ４叶片ＭＤＡ的含量增加幅度最大，说明ＳＯ４对干旱最敏感，同时受干旱胁迫的伤害最严重；１１０３Ｐ叶片的ＭＤＡ含量增加的幅度较小，抵抗干旱的能力较强。５ＢＢ和３３０９Ｃ抵抗干旱的能力则处于中等水平。而各品种砧木对照的ＭＤＡ含量基本保持不变。

２．３干旱胁迫对葡萄砧木叶片Ｐｒｏ含量的影响

从图３可以看出，随着干旱胁迫时间的延长，葡萄砧木叶片游离Pro含量普遍呈上升趋势，但各品种砧木游离Pro的增加程度有所差异。３３０９Ｃ和ＳＯ４的游离Pro含量增加幅度都较小，而１１０３Ｐ和５ＢＢ的游离Pro含量增加的幅度比３３０９Ｃ和ＳＯ４的要大，而且在干旱胁迫初期就有较大幅度的升高。４个葡萄砧木品种比较，３３０９Ｃ游离Pro含量的增幅最小。各品种对照的Ｐｒｏ含量基本保持不变，维持了较低的Ｐｒｏ水平。说明３３０９Ｃ合成的Ｐｒｏ较少，对干旱的抵抗力较小。

２．４干旱胁迫对葡萄砧木叶片叶绿素ａ、叶绿素ｂ和总叶绿素含量的影响

由图４、图５、图６可知，干旱胁迫对葡萄砧木叶片中的叶绿素含量有不同程度的影响。４种葡萄砧木叶片中的叶绿素ａ、叶绿素ｂ和总叶绿素含量均呈下降趋势，在干旱胁迫前５ ｄ的时候，各砧木品种叶绿素含量的变化不明显，但在第１０天的时候，叶绿素含量出现了明显的下降。ＳＯ４下降的幅度最大，表示其受干旱胁迫的危害最严重，其叶绿素分解得最多。１１０３Ｐ在干旱胁迫第２０天的时候，叶绿素ａ、叶绿素ｂ、叶绿素总含量均高于其他品种。

２．５干旱胁迫对葡萄砧木叶片ＳＯＤ活性的影响

从图７可以看出，随着干旱胁迫时间的推移，不同葡萄砧木品种叶片中的ＳＯＤ活性变化趋势大致相同。在干旱胁迫初期，砧木叶片中的ＳＯＤ活性呈上升趋势，表明植株组织受到干旱胁迫并对此作出了反应，释放ＳＯＤ来抵抗干旱对植株造成的危害，其中１１０３Ｐ的ＳＯＤ活性上升幅度最大，反应也最快，５ＢＢ与３３０９Ｃ次之。随干旱胁迫程度的加深，砧木继续释放大量的ＳＯＤ来快速分解干旱胁迫产生的超氧自由基，使细胞免受危害。但干旱胁迫的后期，植株受到连续的干旱胁迫，其抗氧化酶系统受到一定的破坏，ＳＯＤ活性有所降低，ＳＯ４的ＳＯＤ活性下降幅度较大。

３小结与讨论

试验结果表明，供试的４种葡萄砧木叶片中可溶性糖、丙二醛量、脯氨酸含、超氧化物歧化酶活性随着胁迫加剧总体呈上升趋势，叶绿素ａ、叶绿素ｂ、总叶绿素含量则随着胁迫的加重呈下降趋势。其变化的规律与供试葡萄砧木抗旱性的强弱基本一致。因此，上述指标的变化可以作为鉴定葡萄砧木抗旱性的依据。但是，植物抗旱性涉及到植物内部解剖结构、生理生化等多个方面，植物体内的生理生化响应到外部形态的变化是一个综合的反应，也是一个多基因控制的复杂性状［４］。抗旱性鉴定评价是一项复杂的工作，应该使用尽可能多的指标来综合评定，从而减少单个指标对评定植物抗旱性所造成的片面性。

植物的生长发育受到生物和非生物因素的影响，在所有非生物因素中，水分的影响显得尤为重要［７］。酿酒葡萄适宜在中国西北干旱、半干旱的地区种植，宁夏回族自治区贺兰山东麓地区尤其适宜，但是由于西北地区土壤含水量较低，气候也比较干燥，水分胁迫会诱导植物体内发生各种生理生化反应，使得植物的细胞生理脱水，导致植株生长停止，光合作用受到抑制，呼吸紊乱，整个代谢活动异常，引起功能蛋白及结构蛋白的变性，最终导致植物受到干旱胁迫的危害。

植物生长代谢物质可以作为抗逆性的重要参考物质［８］。水分胁迫致使可溶性总糖含量增加，降低了植物体内的渗透势，维持了植物体内正常的水分所需，以减少干旱胁迫对植物的影响。而游离脯氨酸含量的变化也在一定程度上反映了葡萄砧木对干旱胁迫的响应。研究表明，葡萄砧木叶片中的游离脯氨酸含量会随着干旱胁迫程度的加深呈明显的上升趋势。葡萄在受到干旱胁迫之后，游离脯氨酸的含量会较之前未受到干旱胁迫时的含量增加几十或者上百倍。而关于植物抗逆性有关的酶活性方面的研究成果，植物在逆境条件下会促使ＲＯＳ的过度积累，最终导致细胞代谢的紊乱。超氧化物歧化酶作为生物体内的一种抗氧化剂，能迅速将强氧化物质■ 转变为Ｏ２，维持细胞内代谢的正常运转［９］。通过测定受胁迫之后的葡萄砧木叶片的各生理生化指标的变化，以及这些指标在一段时间内的变化快慢，可以得出各个品种抗旱性的强弱，从而筛选出抗旱性较强的葡萄砧木品种。

在干旱胁迫下，葡萄砧木叶片中可溶性总糖含量增加，抗旱性越强的品种可溶性总糖上升的幅度越大。叶绿素随干旱胁迫的加重而迅速分解，抗旱性强的品种其下降速度较慢。抗旱性强的砧木品种的ＳＯＤ活性上升幅度大，而后下降速度慢。游离脯氨酸和丙二醛的含量也随干旱胁迫的加重而增加。根据在干旱胁迫下各个葡萄砧木品种的生理生化指标变化，抗旱性从强到弱为１１０３Ｐ、５ＢＢ、３３０９Ｃ、ＳＯ４。

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参考文献：

［１］ 孔庆山．中国葡萄志［Ｍ］．北京：中国农业科学技术出版社，２００４．

［２］ 陈佰鸿，曹孜义．４个葡萄砧木在西北冬寒春旱地区的表现［Ｊ］．中外葡萄与葡萄酒，２０１０（９）：４８－４９．

［３］ 李文超，孙盼，王振平．不同土壤条件对酿酒葡萄生理及果实品质的影响［Ｊ］．果树学报，２０１２，２９（５）：８３７－８４２．

［４］ 邹琦．植物生理学实验指导［Ｍ］．北京：中国农业出版社，２０００．

［５］ 张志良．植物生理学实验指导［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２００２．

［６］ 李合生．植物生理生化实验原理和技术［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２０００．

［７］ 陈光，白世践，王爱玲．新疆气候条件对酿酒葡萄品种品质的影响［Ｊ］．新疆农业科技，２０１２（１）：２１．

［８］ 王恒振，史红梅，王媛媛，等．干旱胁迫对葡萄生理生化影响的研究［Ｊ］．中外葡萄与葡萄酒，２０１１（３）：７１－７４．

［９］ 李晓玲，杨进，骆炳山．活性氧代谢与植物的抗逆性［Ｊ］．荆门职业技术学院学报，１９９９，１４（３）：３０－３５，５０．