摘要：沙棘在干旱環(huán)境下的適應(yīng)策略,，重點聚焦于膜透性和滲透調(diào)節(jié)機制。通過實驗研究,，分析了沙棘在干旱脅迫下膜透性的變化,、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的種類和含量變化，以及相關(guān)生理生化過程的響應(yīng),。研究結(jié)果有助于深入理解沙棘的抗旱機制,，為干旱地區(qū)植被恢復和沙棘的進一步開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

一、引言

干旱是全球范圍內(nèi)限制植物生長和分布的主要環(huán)境因素之一,。在長期的進化過程中,，植物發(fā)展出了多種適應(yīng)干旱脅迫的策略。沙棘（Hippophae rhamnoides L.）作為一種具有重要生態(tài)和經(jīng)濟價值的植物,，廣泛分布于干旱,、半干旱地區(qū)。了解沙棘在干旱環(huán)境下的適應(yīng)策略對于揭示其在惡劣環(huán)境中的生存奧秘以及在生態(tài)修復和資源開發(fā)中的應(yīng)用具有至關(guān)重要的意義,。

膜透性和滲透調(diào)節(jié)是植物應(yīng)對干旱脅迫的關(guān)鍵生理過程,。細胞膜作為細胞與外界環(huán)境的屏障，其透性的變化直接影響細胞內(nèi)的離子平衡和代謝活動,。在干旱條件下,，植物通過調(diào)節(jié)膜透性來維持細胞內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定。同時,，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累可以降低細胞水勢,，增強植物從干旱土壤中吸收水分的能力。因此,，深入研究沙棘干旱適應(yīng)過程中的膜透性和滲透調(diào)節(jié)機制,，將為全面解析沙棘的抗旱策略提供重要線索。

二,、材料與方法

（一）植物材料

選取生長健壯,、年齡和生長狀況一致的沙棘幼苗，移栽至裝有特定基質(zhì)的花盆中,，在溫室條件下適應(yīng)一段時間（例如兩周）,，保持適宜的溫度、濕度和光照條件,。

（二）干旱處理

通過控制澆水的方式對沙棘幼苗進行干旱脅迫處理,。設(shè)置不同的干旱梯度，例如正常澆水（對照組）,、輕度干旱,、中度干旱和重度干旱，根據(jù)土壤含水量來確定干旱程度,?？梢允褂猛寥浪謧鞲衅鱽韺崟r監(jiān)測土壤水分含量。每個處理設(shè)置多個重復（例如 5 - 6 盆幼苗）,。

（三）膜透性測定

相對電導率測定

定期（例如每隔 2 - 3 天）采集沙棘葉片,，用去離子水沖洗干凈，吸干表面水分,。將葉片剪成小段,，放入含有一定體積（如 20ml）去離子水的刻度試管中,，靜置一段時間（如 2 - 3 小時），然后用電導率儀測定溶液電導率（P1）,。接著將試管放入沸水浴中煮一定時間（如 15 - 20 分鐘）,，冷卻至室溫后再次測定電導率（P2）。相對電導率計算公式為：相對電導率（%）=(P1/P2)×100,。相對電導率的變化可以反映細胞膜透性的改變,。

丙二醛（MDA）含量測定

采用硫代酸（TBA）比色法。取一定量（如 0.5g）沙棘葉片,，加入液氮研磨成粉末,，加入提取緩沖液（含有一定濃度的磷酸緩沖液和抗氧化劑等），離心（如 10000rpm,，10 - 15 分鐘）取上清液,。取上清液與 TBA 反應(yīng)液混合，在沸水浴中加熱一定時間（如 30 分鐘）,，迅速冷卻后在特定波長（如 532nm 和 600nm）下測定吸光度,。根據(jù)標準曲線計算 MDA 含量，MDA 含量可間接反映膜脂過氧化程度,，進而反映膜透性狀況,。

（四）滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)測定

脯氨酸含量測定

采用酸性茚三酮比色法。取沙棘葉片（如 0.5g）,，加入磺基水楊酸研磨提取,，離心取上清液。取上清液與酸性茚三酮試劑混合,，在沸水浴中加熱一定時間（如 1 小時）,，冷卻后用甲苯萃取，在特定波長（如 520nm）下測定吸光度,。根據(jù)標準曲線計算脯氨酸含量,。脯氨酸是一種重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，其含量變化可反映植物的滲透調(diào)節(jié)能力,。

可溶性糖含量測定

采用蒽酮比色法,。將沙棘葉片烘干后粉碎，加入一定體積的蒸餾水提取,，離心取上清液。取上清液與蒽酮試劑混合,，在沸水浴中加熱一定時間（如 10 分鐘）,，冷卻后在特定波長（如 620nm）下測定吸光度。根據(jù)標準曲線計算可溶性糖含量,?？扇苄蕴窃谥参锔珊颠m應(yīng)的滲透調(diào)節(jié)中也起著重要作用,。

（五）其他生理生化指標測定

抗氧化酶活性測定

超氧化物歧化酶（SOD）活性測定：采用氮藍四唑（NBT）光還原法。取沙棘葉片提取液,，加入含有 NBT,、核黃素等反應(yīng)體系，在光照下反應(yīng)一定時間（如 15 - 20 分鐘）,，在特定波長（如 560nm）下測定吸光度,。通過抑制 NBT 光還原的能力來計算 SOD 活性。

過氧化物酶（POD）活性測定：采用愈創(chuàng)木酚法,。取沙棘葉片提取液,，加入含有愈創(chuàng)木酚、過氧化氫等反應(yīng)體系,，在特定波長（如 470nm）下測定吸光度變化率,，以此計算 POD 活性?？寡趸冈谇宄珊得{迫產(chǎn)生的活性氧,、保護細胞膜方面具有重要作用。

葉綠素含量測定

采用分光光度法,。取沙棘葉片,，用乙醇 - 丙酮混合液（如 1:1）提取葉綠素，在特定波長（如 663nm 和 645nm）下測定吸光度,，根據(jù)公式計算葉綠素 a,、葉綠素 b 和總?cè)~綠素含量。葉綠素含量的變化可以反映干旱脅迫對沙棘光合作用的影響,。

（六）數(shù)據(jù)分析

實驗數(shù)據(jù)采用統(tǒng)計分析軟件（如 SPSS）進行分析,。對不同干旱處理下各指標的數(shù)據(jù)進行方差分析（ANOVA），并采用 LSD 法進行多重比較,，以確定不同處理組之間的差異顯著性（P < 0.05）,。同時，對膜透性,、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量等指標與干旱脅迫程度之間進行相關(guān)性分析,，以揭示它們之間的內(nèi)在聯(lián)系。

三,、結(jié)果

（一）膜透性變化

隨著干旱脅迫程度的增加,，沙棘葉片的相對電導率呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，表明細胞膜透性增大,。在重度干旱條件下,，相對電導率顯著高于對照組。同時,，MDA 含量也隨著干旱脅迫加劇而增加,，說明膜脂過氧化程度加重,，這與相對電導率的變化趨勢一致，進一步證實了干旱脅迫對沙棘細胞膜透性的破壞作用,。

（二）滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量變化

脯氨酸含量

在干旱脅迫下,，沙棘葉片脯氨酸含量顯著增加。輕度干旱時脯氨酸含量開始上升,，中度和重度干旱時增加更為明顯,。脯氨酸的積累有助于降低細胞水勢，增強沙棘的吸水能力,，從而緩解干旱脅迫對細胞水分平衡的影響,。

可溶性糖含量

干旱脅迫導致沙棘葉片可溶性糖含量升高。隨著干旱程度的加重,，可溶性糖積累量逐漸增加,。可溶性糖在維持細胞膨壓和保護細胞結(jié)構(gòu)方面發(fā)揮了積極作用,，參與了沙棘的滲透調(diào)節(jié)過程,。

（三）抗氧化酶活性變化

SOD 活性

在輕度干旱時，SOD 活性有所升高,，表明沙棘啟動了抗氧化防御機制來應(yīng)對干旱脅迫產(chǎn)生的活性氧,。但在重度干旱條件下，SOD 活性有所下降,，可能是由于干旱脅迫過于嚴重,，超出了抗氧化系統(tǒng)的應(yīng)對能力。

POD 活性

POD 活性在干旱脅迫過程中呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,。在中度干旱時達到最高值,，之后隨著干旱加劇而降低。這表明 POD 在中度干旱時對活性氧的清除作用較強,，但在重度干旱下其功能受到抑制,。

（四）葉綠素含量變化

干旱脅迫導致沙棘葉綠素含量下降，尤其是重度干旱時,，葉綠素 a,、葉綠素 b 和總?cè)~綠素含量均顯著低于對照組。葉綠素含量的減少會影響沙棘的光合作用,，降低光合效率,，進一步影響其生長和發(fā)育。

四,、討論

（一）膜透性與干旱適應(yīng)

干旱脅迫引起沙棘膜透性的增加,，這可能是由于膜脂過氧化作用增強和膜蛋白結(jié)構(gòu)的改變。膜透性的變化會導致細胞內(nèi)離子和代謝物質(zhì)的泄漏,，破壞細胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定,。然而，沙棘在一定程度上能夠通過自身的抗氧化防御系統(tǒng)和膜修復機制來減輕這種損害,。例如,，在輕度干旱時，抗氧化酶活性的升高有助于減少活性氧對膜的攻擊,，從而維持相對穩(wěn)定的膜透性,。

（二）滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的作用

脯氨酸和可溶性糖在沙棘干旱適應(yīng)的滲透調(diào)節(jié)過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。它們的積累可以降低細胞水勢,，促進植物從干旱土壤中吸收水分,。同時，這些滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)還可能具有保護細胞結(jié)構(gòu)和功能的作用,，如穩(wěn)定蛋白質(zhì)和膜結(jié)構(gòu),。在不同干旱程度下，脯氨酸和可溶性糖的協(xié)同積累為沙棘細胞提供了有效的滲透保護,，使其能夠在干旱環(huán)境中維持一定的膨壓和生理功能,。

（三）抗氧化酶與干旱脅迫

抗氧化酶在沙棘應(yīng)對干旱脅迫產(chǎn)生的活性氧方面具有重要意義。SOD 和 POD 等抗氧化酶通過協(xié)同作用來清除活性氧,，減輕氧化損傷,。然而，在重度干旱條件下,，抗氧化酶活性的下降可能導致活性氧積累過多,，加劇膜脂過氧化和細胞損傷。這表明沙棘的抗氧化防御系統(tǒng)在重度干旱下存在一定的局限性,，可能需要進一步的適應(yīng)性調(diào)整或與其他防御機制協(xié)同作用來提高其抗旱能力,。

（四）葉綠素含量與光合作用

干旱脅迫下葉綠素含量的降低會直接影響沙棘的光合作用。光合作用的減弱會導致碳水化合物合成減少,，進而影響植物的生長和能量供應(yīng),。沙棘可能通過調(diào)整自身的光合機制，如改變光合色素的組成和比例,、調(diào)節(jié)氣孔開閉等方式來適應(yīng)干旱環(huán)境,。但在重度干旱下，光合作用受到嚴重抑制,，這可能成為限制沙棘生長和生存的重要因素,。

五、結(jié)論

本研究系統(tǒng)地研究了沙棘在干旱脅迫下的膜透性和滲透調(diào)節(jié)機制,。結(jié)果表明,，沙棘通過調(diào)節(jié)膜透性、積累滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),、激活抗氧化酶系統(tǒng)等多種策略來適應(yīng)干旱環(huán)境,。然而,，在重度干旱條件下，這些適應(yīng)機制可能受到一定程度的破壞,，影響沙棘的生長和發(fā)育,。未來的研究可以進一步深入探究沙棘在干旱適應(yīng)過程中的基因表達調(diào)控和信號轉(zhuǎn)導機制，為利用沙棘進行干旱地區(qū)的生態(tài)修復和開發(fā)其經(jīng)濟價值提供更全面的理論支持,。同時,，本研究結(jié)果也為其他植物在干旱適應(yīng)機制方面的研究提供了參考。