干旱胁迫对百合花瓣抗氧化酶基因表达的影响

 

用qPCR研究干旱胁迫下诺宾花瓣中抗氧化酶基因表达的变化。如表2所示，3种SOD酶基因中，Cu-ZnSOD和MnSOD的表达首先升高然后下降，其中Cu-ZnSOD在3d时达到高峰，而MnSOD在5d时开始下降，Fe-SOD则是一直降低；CAT、APX和GR先增加然后降低，CAT在3d时达到峰值，但GR只是略微增加，从4d开始下降；APX在2d时最高；POD一直保持上升趋势。

 

百合耐旱性综合评价

 

3种百合在干旱胁迫期间不同指标的变化不同，采用单一指标评价其耐旱能力具有一定的片面性，隶属函数提供了在多指标测定基础上对植物抗旱性进行综合评价的途径（龙海涛等，2015）。表3表明，3种百合抗旱能力大小为索蚌>诺宾>西伯利亚，其各项指标隶属函数的平均值分别为0.492、0.436、0.376。

 

本研究结果表明，3种百合中西伯利亚受干旱胁迫损伤最明显，持水能力最差。可溶性蛋白具有明显的增强细胞的持水能力、增加束缚水含量和原生质弹性等功能（陈明涛等，2010），是细胞内重要的渗透调节物质和营养物质，对细胞的生命物质及生物膜起到保护作用（Hodgesetal.，1999）。

 

干旱处理百合花瓣可溶性蛋白含量随着时间的延长显著下降，与花瓣相对含水量成正相关关系，这可能是蛋白的合成需要水参与，而抵抗干旱胁迫加速了蛋白的分解。

 

MDA是膜脂过氧化作用的产物之一，是检测膜损伤程度的公认指标（Elstner，1991）。MDA不断积累引起酶和细胞膜的破坏。本研究结果表明3种百合花瓣的MDA含量随着干旱胁迫的时间延长而增加，与相对含水量和可溶性蛋白含量呈负相关关系，这与对茶菊（任磊等，2015）、芍药（史国安等，2008）的研究结果相符合。本研究中干旱胁迫下‘西伯利亚’衰老最快，MDA含量最高，细胞膜受损程度最大。

 

植物抗氧化酶相互协同作用提高抵抗活性氧的毒害和环境胁迫的能力。本研究结果表明，3个百合品种的花瓣SOD、POD、CAT、APX、GR活性呈现相同的先上升后降低的趋势，说明百合在一定干旱胁迫范围内通过增加酶活性来提高抗干旱能力，但当胁迫超出其忍耐范围时，体内活性氧的形成和清除系统之间的平衡被打破，导致酶活性下降。

 

试验结果还显示，干旱胁迫下3种百合花APX活性稳定增长并在后期依然保持较高活性，说明APX是百合受到高强度干旱胁迫时的主要抗氧化酶，这与小麦离体叶片试验（Jolánetal.，2012）结果相同。进一步qPCR分析发现，Fe-SOD的表达一直下降，POD的则保持增加的趋势，Cu-ZnSOD、MnSOD、CAT、APX和GR的表达则均表现为先升高然后下降，这些与所测的酶活性的变化基本一致。

 

不同品种百合对干旱胁迫的适应能力不同，将3种百合的各项指标运用隶属函数法进行综合分析，其耐旱性大小顺序依次为：索蚌（0.492）>诺宾（0.436）>西伯利亚（0.376）。这与百合在干旱胁迫期间外观变化、生理生化等指标相吻合，即索蚌受到伤害较小，西伯利亚受损严重。