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２０１８，５１（５）：８６８—８８２

ＳｃｉｅｎｔｉａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａＳｉｎｉｃａｄｏｉ：１０．３８６４￣．ｉｓｓｎ．０５７８—１７５２．２０１８．０５．００６

干旱胁迫对不同抗旱性苜蓿品种根系生长及生理特性影响

张翠梅，师尚礼，吴芳

（甘肃农业大学草业学院／草业生态系统教育部重点实验室／甘肃省草业工程实验室／中．美草地畜牧业可持续研究中一Ｉｉ，兰州７３００７０）

摘要：【目的】研究干旱胁迫对不同抗旱性苜蓿品种根系生长特征及生理特性的影响，明确不同抗旱性苜蓿

品种响应干旱胁迫的生长及生理差异，为进一步阐明紫花苜蓿抗旱的分子机理、提高紫花苜蓿耐旱性和水分利用

效率提供理论依据。【方法】采用营养液沙培法，选用强抗旱的陇中苜蓿（ＭｅｄｉｃａｇｏａｔｉｖａＬ．ＣＶ．Ｌｏｎｇｚｈｏｎｇ）、

中抗旱的陇东苜蓿（ＭｅｄｉｃａｇｏａｔｉＶ３Ｌ．ＣＶ．Ｌｏｎｇｄｏｎｇ）和弱抗旱的甘农３号紫花苜蓿（ＭｅｄｉｃａｇｏｔｉｖａＬ．ＣＶ．

ＧａｎｎｏｎｇＮｏ．３）为试验材料，在幼苗期对其进行６种不同水势（０、一０．４、一０．８、一１．２、一１．６和一２．０ＭＰａ）的ＰＥＧ一６０００

人工模拟干旱胁迫，研究干旱胁迫对供试苜蓿根系生长特征（根系总长度、根系总表面积、根系平均直径、根体

积、根尖数和根系干重）、根系活力、游离脯氨酸（Ｐｒｏ）含量、可溶性蛋白（ＳＰ）含量、可溶性糖（ＳＳ）含量，

丙二醛（ＭＤＡ）含量、质膜相对透性、活性氧（Ｈ２０、ＯＨ·和Ｏ）含量，抗氧化酶（ＳＯＤ、ＰＯＤ和ＣＡＴ）活性、还原

型抗坏血酸（ＡｓＡ）和还原型谷胱甘肽（ＧＳＨ）含量的影响。并用逐步回归分析建立最优回归方程，进而筛选出不

同胁迫程度下对不同抗旱性苜蓿品种抗旱性影响较为显著的指标。【结果】干旱胁迫会显著影响苜蓿的根系生长

特征及生理特性。随着干旱胁迫的加剧，供试苜蓿的根系总长度、Ｐｒｏ含量、ＭＤＡ含量、质膜相对透性、活性氧（Ｈ２０、

０Ｈ·和Ｏ）含量及ＣＡＴ活性不断增加；根系干重、根系活力、ｓｓ含量和ＧＳＨ含量先增加后下降。此外，随胁迫程

度增加，陇中苜蓿的根系平均直径、根体积、根尖数、ＰＯＤ活性及ＳＯＤ活性均呈先增加后下降的变化趋势，ＡｓＡ含

量不断增加；陇东苜蓿和甘农３号的根系平均直径、根体积、根尖数、ＰＯＤ活性及根系总表面积则呈不断下降的

趋势，而ＡｓＡ含量呈先增加后下降的变化趋势。整体而言，陇中苜蓿的根系总长度、根系总表面积、根系干重显

著高于陇东苜蓿和甘农３号，Ｈ０含量和０２＂含量显著低干甘农３号；陇中苜蓿和陇东苜蓿的ｓＰ含量、ｓｓ含量和

ＭＤＡ含量显著低于甘农３号。一１．２ＭＰａ至－２．０ＭＰａ胁迫时，陇中苜蓿的Ｈ２０：和０Ｈ啥量显著低于陇东苜蓿。一２．０ＭＰａ

胁迫时，陇中苜蓿的ＰＯＤ活性、ＡｓＡ和ＧＳＨ含量均显著高于甘农３号。逐步回归分析表明，根系活力、根体积、

根系总长度、ＭＤＡ和ＡｓＡ是对陇中苜蓿抗旱性影响较为显著的指标；根尖数、根系平均直径、根系总表面积、根

系干重、０、ＧＳＨ和ＣＡＴ是对陇东苜蓿抗旱性影响较为显著的指标；根系活力、根尖数、Ｐｒｏ、ＳＳ、ＭＤＡ、质膜相

对透性和ＧＳＨ是对甘农３号紫花苜蓿抗旱性影响较为显著的指标。【结论】不同抗旱性苜蓿品种在形态特征和生理

特性上对干旱胁迫存在相同和不同的生长及生理响应策略。轻度和中度胁迫（０ＭＰａ至一１．２ＭＰａ）下，抗旱苜蓿

品种主要通过增加根系总长度、根体积和根尖数及降低膜脂过氧化程度来适应干旱，弱抗旱苜蓿品种则通过改变

细胞膜稳定性、根系活力及渗透调节能力来适应干旱；重度胁迫（一１．２ＭＰａ至－２．０ＭＰａ）下，不同抗旱性苜蓿品

种均可通过改变根系生长特征和启动抗氧化系统来抵御干旱，其中强抗旱苜蓿品种主要通过增加根长和ＡｓＡ含量

来适应干旱，而中等抗旱和弱抗旱苜蓿品种主要通过增加根尖数和ＧＳＨ含量来适应干旱。

关键词：苜蓿；根系；ＰＥＧ胁迫；根系特征；生理特性；差异化响应策略

ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＤｒｏｕｇｈＳｔｒｅｓｓｏｎｔＲｏｏｔａｎｄＰｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌＲｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆ