水分胁迫对三叶青生理及主要次生代谢产物的影响

【摘要】：基于不同土壤水分条件下三叶青(Tetrastigma hemsleyanum Diels et Gilg)的耐旱耐涝性研究,以2年生三叶青植株为试验材料进行室内盆栽试验,通过研究不同土壤水分梯度下其形态结构、生理指标、黄酮合成途径中的关键酶活性,探究三叶青在不同土壤水分条件下的生理及次生代谢产物积累的特性,对于保护三叶青野生资源,提高其人工驯化栽培水平和药材品质具有重要借鉴意义。通过研究得出以下结果:(1)设置4个处理,以称重法控制土壤相对含水量在25%(P1)、50%(P2)、75%(P3)、100%(P4)左右。结果表明,P1和P4组叶片光合色素(Chl a、Chl b、Car)含量随胁迫时间的延长,总体表现出下降的趋势。P1组在胁迫期间表现为净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)不断下降,胞间二氧化碳浓度(Ci)先降后升;P4组的光合作用指标均为先升后降,P2和P3组无明显变化。在荧光参数方面,P1和P4组三叶青的PSII最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)不断降低,PSII反应中心进行光化学反应的实际效率(Y(Ⅱ))、表观光合电子传递速率(ETR)先上升后下降,光化学淬灭系数(qP)先升后降,非光化学淬灭系数(NPQ)不断上升,P2和P3组无明显变化。(2)水分胁迫处理下,P2和P3组的生理指标在试验期间波动变化但未出现显著差异;P1和P4组的生理指标变化明显,其细胞膜透性,MDA、可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸含量随着处理时间的延长不断增加且显著高于P2和P3组,保护酶活性出现明显的先升后降的趋势,黄酮、多酚含量显著增加,多糖含量则显著减少;P4组细胞膜透性、MDA含量显著高于P1组,保护酶活性P1组上升幅度大,渗透调节物质含量P1组高,黄酮、多糖含量P1组较高,多酚含量则P4组高。(3)设置3个处理,分别为干旱(一直不浇水)、对照(正常浇水)和水涝(水淹地下部分)。结果表明,干旱和水涝胁迫引起三叶青叶绿体超微结构的变化,表现为叶绿体数目减少并逐渐向细胞中央靠拢,叶绿体中质体小球数量增多、体积变大、颜色变浅,叶绿体中基粒片层结构松散无规律;干旱和水涝胁迫均引起黄酮类化合物含量的高积累;在黄酮类化合物合成途径中的关键酶的活性测定中发现,苯丙氨酸解氨酶(PAL)、查尔酮合成酶(CHS)和查尔酮异构酶(CHI)的活性先后增加,通过分析黄酮类化合物和PAL、CHS、CHI之间的相关性发现,黄酮类化合物和PAL、CHS、CHI之间呈现正相关。综上所述,三叶青在水分胁迫下通过调节抗逆生理指标、次生代谢生物等途径来适应环境变化,适度的水分胁迫有利于植物有效成分的累积。