四种葡萄砧木抗旱性的鉴定

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。

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

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2015.03.029

Identifying Drought Tolerance of Four Grape Rootstocks

SUN Qiana， REN Leia， MA Wen-tinga， XIAO Dong-minga， WANG Zhen-pinga，b

（Ningxia University， a. Agricultural College； b. Wine School Yinchuan 750021， China）

Abstract： Four grape（Vitis vinifora） rootstocks 1103P， 5BB， SO4， 3309C were used to determine the change of physiological indexes under drought stress. Results showed that the content of soluble total sugar in the leaves of the grape rootstocks increased under drought stress， and content of soluble sugar in the hig drought resistance cultivars increased greatly. Chlorophyll decomposed rapidly with the aggravation of drought stress， and the chlorophyll of higer drought resistance cultivars decomposed slowly. SOD activity of higer drought resistance cultivars increased firstly and then decreased slowly. The content of Pro and MDA increased with the aggravation of drought stress. Drought resistance of four grape rootstocks was in the order of 1103P>5BB>3309C>SO4.

Key words： grape （Vitis vinifora） rootstock； drought tolerance； physiological index

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。

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.