为探讨干旱胁迫对荆芥的生长、渗透调节和抗氧化能力的影响，采用盆栽控水试验，研究荆芥对不同干旱程度[基质相对含水量分别为5%~10%（重度干旱）、45%~50%（中度干旱）和85%~90%（正常灌溉）]和不同干旱时间（15、30和45 d）的响应。结果发现，干旱胁迫下，叶片相对含水量、增长速率、叶绿素含量均随胁迫程度加剧而降低，荆芥植株的生长受到抑制，叶片生物量积累减少，比叶质量（LMA）升高。缺水逆境下，有机渗透物质和无机离子积累以适应生长环境。干旱条件下，可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸3者含量明显升高。干旱胁迫15 d时，叶片的K+、Na+、Ca2+含量均随胁迫程度加深而升高；胁迫30 d至45 d时，K+含量在中度干旱下最高，Na+含量与处理15 d的变化趋势一致，重度干旱下最高，表明中度处理有利于K+的选择性吸收和累积；同时，Ca2+含量缓慢降低。干旱处理时，超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性呈先升后降趋势，过氧化物酶（POD）活性则持续增强，次生代谢产物-总酚和总黄酮含量先增加，中度处理下达到峰值，后趋于不变，保持在较高水平。可见荆芥能对干旱胁迫做出适应性应答，对缺水环境具有一定的耐受性，研究对荆芥的种植和水分管理提供策略。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
1 材料与方法 2
1.1 试验材料 2
1.2 试验方法 2
1.3 测定项目与方法 2
1.3.1 生长指标测定 2
1.3.2 叶绿素含量测定 3
1.3.3 可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白含量的测定 3
1.3.4 K+、Na+和 Ca2+含量测定 3
1.3.5 抗氧化酶活性的测定 3
1.3.6 总酚和总黄酮含量测定 3
1. 4 数据处理及分析 3
2 结果与分析 3
2.1 荆芥生长对干旱胁迫的响应 3
2.2 荆芥叶绿素含量对干旱胁迫的响应 4
2.3 荆芥渗透调节物质含量对干旱胁迫的响应 5
2.4 荆芥无机离子含量对干旱胁迫的响应 5
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2.5 荆芥抗氧化酶活性对干旱胁迫的响应 6
2.6 荆芥总酚和总黄酮含量对干旱胁迫的响应 6
3 讨论 7
3.1 干旱对荆芥生长的影响 7
3.2 干旱对荆芥叶片渗透调节的影响 7
3.3 干旱对荆芥叶片抗氧化能力的影响 8
致谢 9
参考文献 9
荆芥的生长、渗透调节和抗氧化能力对干旱胁迫的响应
学 生 李四菊
指 导 教 师 唐晓清
引言
干旱胁迫通常是由降雨模式、温室效应和温度变化引起的。它是威胁植物健康生长、调节、分布的最常见环境胁迫因子之一[1]，近年来由于气候变暖加剧，降水稀少，水资源日益紧缺，植物的生长陷入挑战中。水在植物体中占比较大，在植物的生长发育过程中起重要作用。水分含量低，会使植物的外观形态改变，如叶面积减小，叶片组织结构变化，生物量降低，单位时间内的植株增长高度下降等。此外，体内的生理和生化过程如光合作用、蒸腾作用和次生代谢等都会受到一定影响，致使植物不能完成正常生长发育过程，重度缺水下植物枯死[2]。为抵御缺水逆境，当植物遭遇干旱逆境时，会进行生理调节活动，包括增加体内的渗透调节物；提高部分酶的活性，积累次生代谢物，进一步增强细胞的抗氧化性，协助植物抵抗不利的生长环境[3]。
荆芥（Schizonepeta tenuifolia）是唇形科裂叶荆芥属植物，以全草、花穗入药，可缓解医治感冒、头痛、咳嗽、荨麻疹等病症[4]，也可炮制成荆芥炭，具有止血作用，为我国常用药材之一。荆芥植株体内的黄酮、酚类物质能抑菌抗菌、抗氧化[5]，此外，荆芥还具抗炎、抗肿瘤、抗病毒等作用[6]。荆芥在我国南北地区均有分布，主要产自于东北、华北，这两个地区农业用水短缺，其中中国的华北地区近60年内干旱地区逐渐增加，旱灾受灾面积在全国最高[78]，因此荆芥不可避免遭受干旱压力，而荆芥在干旱胁迫下，其生理和生化过程会受何影响，如何来适应缺水环境值得关注。目前荆芥的探讨多集中于成分、药理药效[9]，关于干旱胁迫对荆芥生理生化影响报道较少，本文以荆芥为材料，采用盆栽控水试验，测量生长、生理生化等相关指标，探究荆芥的生长、渗透调节和抗氧化能力对3种胁迫处理和3个胁迫时间下的响应，分析荆芥对干旱胁迫的生理和生化响应特征，为探讨干旱胁迫对荆芥生长、生理的影响以及荆芥的规范化栽培中的用水管理奠定理论基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验种子购置于河北安国鑫诚中药材企业，由大学王康才教授鉴定为唇形科荆芥（Schizonepeta tenuifolia Briq.）的种子。
1.2 试验方法
试验于2019年4月5日开始，挑选生活力强、体积差异不大的种子，播种于有营养土的穴盘中。待幼苗至10 cm左右时，择选生长状态相近的小苗移至塑料盆中，每盆装有营养土、蛭石和珍珠岩的混合基质（基质持水量为70%），比例为1:2:1（v:v:v），共计1.00 kg。每盆移栽3株，共计60盆。
移栽10 d后，进行干旱胁迫处理。将60盆试验材料随机分为3组，设置：重度干旱胁迫（Heavy Stress, HS）5%~10%、中度干旱胁迫（Moderate Stress, MS）45%~50%、正常灌溉（Control, CK）85%~90% 3个相对含水量处理，每周灌溉两次。每次灌溉时利用MettlerToledo（美国）水分速测仪测定盆栽基质的相对含水量，5次测量取平均值后补足不足水分。整个试验于大学生命科学楼日光温室内进行，温度15~25 ℃，空气相对湿度30%~40%。试验分别于干旱胁迫处理后的15、30、45天进行取样。
1.3 测定项目与方法
1.3.1 生长指标测定
主要测定其增长速率、叶鲜干重、相对含水量和比叶质量，生长指标每个处理保持5次重复。
增长速率的测定[10]： 随机择选5株荆芥，测定其胁迫前后的株高，使用此公式计算：增长速率（cmd1）=（胁迫后株高－胁迫前株高）/胁迫天数。

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