PEG模擬干旱脅迫對福建山櫻花種子及幼苗的影響探究一、引言1.1研究背景與目的在全球氣候變化的大背景下，干旱成為制約植物生長、發育與分布的關鍵環境因素之一，對眾多植物物種的生存和繁衍構成嚴峻挑戰。干旱脅迫會影響植物的水分平衡，導致植物體內生理生化過程發生一系列變化，進而對植物的種子萌發、幼苗生長以及整個生命周期產生深遠影響。深入探究干旱脅迫對植物的影響機制，對于理解植物的生態適應性、物種保護以及生態系統的穩定具有至關重要的意義。福建山櫻花（CerasuscampanulataMaxim.），又名緋寒櫻、鐘花櫻、山櫻桃，隸屬薔薇科李屬櫻花類，是一種落葉小喬木或中喬木。其花朵呈鐘狀下垂開展，先花后葉，花期主要集中在2-3月，在冬季溫暖、霜凍較少的地區，常常于冬季開放，花色緋紅，滿樹繁花，極具觀賞價值。福建山櫻花性喜光照充足和溫暖的環境，較耐高溫和陰涼，具備很強的適應性和較強的抗污染能力，適宜在我國南方氣候溫熱的地區種植，近年來在福建、廣東等地示范栽培，深受消費者喜愛。它不僅是冬季和早春的優良花木，為園林景觀增添獨特的色彩和韻味，還在生態系統中扮演著重要角色，為眾多生物提供棲息地和食物來源。然而，隨著全球氣候變暖和極端氣候事件的增加，干旱脅迫的發生頻率和強度不斷加劇，福建山櫻花的生存和發展面臨著日益嚴峻的考驗。干旱脅迫可能導致福建山櫻花種子萌發受阻，影響其種群的自然更新；在幼苗生長階段，干旱脅迫會對其生理過程產生負面影響，如影響光合作用、呼吸作用、水分代謝等，進而影響幼苗的生長勢和成活率，甚至威脅到整個植株的生存。因此，研究干旱脅迫對福建山櫻花種子萌發及幼苗生理的影響，對于深入了解其對干旱環境的適應機制，制定有效的保護和培育措施具有重要的現實意義。聚乙二醇（PEG）是一種長鏈乙醇聚合物，由環氧乙烷聚合而成。由于PEG溶液水溶性好，在溶液中不分解為離子，在整個實驗過程中可以保持均一水勢，是一種較為理想的水勢調節劑。在植物研究領域，利用PEG模擬干旱脅迫環境，已成為研究植物對干旱響應機制的重要手段。通過控制PEG溶液的濃度，可以精確模擬不同程度的干旱脅迫，從而研究植物在干旱條件下的生理生化變化、生長發育特征以及適應策略。本研究旨在運用PEG-6000模擬不同程度的干旱脅迫環境，研究其對福建山櫻花種子萌發特性、幼苗生理指標（如抗氧化酶活性、滲透調節物質含量、細胞膜透性等）的影響，揭示福建山櫻花在干旱脅迫下的響應機制和適應策略。這不僅有助于豐富對福建山櫻花生物學特性的認識，為其種質資源保護和利用提供科學依據，還能為南方地區園林植物的選擇與配置、生態修復以及應對氣候變化提供理論支持和實踐指導。1.2福建山櫻花概述1.2.1生態特性福建山櫻花自然分布于中國的浙江、福建、臺灣、廣西、廣東等地，常生長在海拔100-1000米的山谷、林緣、山坡疏林中、山澗溪邊以及湖畔等區域。其性喜光照充足的環境，在陽光充裕的條件下，植株能夠進行充分的光合作用，合成足夠的有機物質，從而保障自身的生長和發育，促使枝葉繁茂，花朵鮮艷。同時，福建山櫻花較耐高溫和陰涼，在高溫環境下，其自身的生理調節機制能夠使其維持相對穩定的代謝活動，不至于因溫度過高而受到嚴重傷害；在陰涼環境中，它也能通過調節自身的光合特性，如改變葉綠素含量和光合酶活性等，來適應較弱的光照條件，保證一定的生長速率。在土壤方面，福建山櫻花適宜在疏松肥沃、排水良好的砂質壤土中生長。疏松的土壤結構有利于根系的生長和延伸，使其能夠更好地吸收土壤中的水分和養分；肥沃的土壤則為其生長提供了充足的礦物質元素和有機物質，滿足其生長發育的需求；良好的排水性能避免了土壤積水，防止根系因缺氧而腐爛，保證了根系的正常呼吸和生理功能。福建山櫻花不耐水濕，若長期處于積水環境中，根系會因缺氧而無法正常呼吸，導致根系功能受損，進而影響植株的整體生長，甚至可能導致植株死亡。1.2.2觀賞與經濟價值福建山櫻花在園林景觀中具有極高的觀賞價值。其樹形優美，樹冠呈傘形，枝條舒展，給人一種優雅的美感。花期主要集中在2-3月，在冬季溫暖、霜凍較少的地區，常常于冬季開放，先花后葉，花朵呈鐘狀下垂開展，花色緋紅，滿樹繁花，如云似霞，形成一片爛漫的花海景觀，為園林增添了獨特的色彩和浪漫的氛圍。福建山櫻花的花朵不僅色彩艷麗，而且具有一定的香氣，微風拂過，花香四溢，能夠為人們帶來愉悅的嗅覺體驗，進一步提升了其觀賞價值。無論是孤植于庭院、公園的草坪上，作為視覺焦點，展現其獨特的風姿；還是群植于山坡、湖畔，形成壯觀的花海，營造出震撼的景觀效果；亦或是與其他花卉、樹木搭配種植，如與綠色的松柏、黃色的迎春花等搭配，通過色彩和形態的對比，創造出層次豐富、錯落有致的園林景觀，福建山櫻花都能發揮其獨特的景觀作用，成為園林景觀中的亮點。從經濟價值來看，福建山櫻花的苗木銷售市場前景廣闊。隨著人們對園林景觀建設和美化環境的需求不斷增加，對福建山櫻花苗木的需求量也日益增大。其苗木可用于城市公園、道路綠化、庭院美化等項目，為園林工程提供了豐富的植物材料選擇。一些經過精心培育的優良品種或造型獨特的苗木，價格相對較高，能夠為苗木生產者帶來可觀的經濟效益。此外，福建山櫻花還能帶動旅游觀賞產業的發展。在其花期，漫山遍野的櫻花吸引了大量游客前來觀賞、拍照留念，促進了當地旅游業的繁榮。許多地方以福建山櫻花為主題，舉辦櫻花節等活動，吸引游客前來，帶動了周邊餐飲、住宿、交通等相關產業的發展，增加了當地居民的收入，為地方經濟發展做出了積極貢獻。1.3干旱脅迫研究現狀1.3.1PEG模擬干旱脅迫的原理與應用聚乙二醇（PEG）作為一種非離子型的長鏈聚合物，具有獨特的理化性質，使其成為模擬干旱脅迫的理想材料。PEG模擬干旱脅迫的原理基于其強大的吸水性。PEG分子結構中含有大量的醚鍵和羥基，這些極性基團使其能夠與水分子形成氫鍵，從而強烈地吸附水分。當植物種子或幼苗處于PEG溶液環境中時，PEG會大量吸收周圍的水分，導致溶液的水勢降低。植物細胞內的水分會順著水勢梯度從細胞內流向PEG溶液，造成植物細胞失水，進而引發一系列類似于自然干旱脅迫下的生理響應。與自然干旱脅迫相比，PEG模擬干旱脅迫具有顯著的優勢。首先，PEG溶液的濃度可以精確調控，通過調整PEG的濃度，可以模擬出不同程度的干旱脅迫，從輕度干旱到重度干旱，為研究植物在不同干旱程度下的響應機制提供了便利。其次，PEG溶液在整個實驗過程中能夠保持穩定的水勢，不受環境因素如溫度、濕度等的影響，從而保證了實驗條件的一致性和可重復性。此外，PEG模擬干旱脅迫實驗操作相對簡單，實驗周期相對較短，可以在實驗室條件下快速獲得實驗結果，大大提高了研究效率。PEG在植物干旱脅迫研究中得到了廣泛的應用。在小麥的研究中，科研人員通過設置不同濃度的PEG-6000溶液，研究干旱脅迫對小麥種子萌發和幼苗生長的影響。結果發現，隨著PEG濃度的增加，小麥種子的發芽率、發芽勢和發芽指數均呈現下降趨勢，幼苗的根長、苗高和生物量也顯著降低。在玉米的研究中，利用PEG模擬干旱脅迫，探討了玉米在干旱條件下的生理生化變化。研究表明，干旱脅迫導致玉米葉片的相對含水量下降，丙二醛含量增加，細胞膜透性增大，同時抗氧化酶活性如超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）和過氧化氫酶（CAT）活性顯著升高，以清除體內過多的活性氧，減輕氧化損傷。在水稻的研究中，采用PEG-6000溶液處理水稻種子和幼苗，分析了干旱脅迫對水稻的影響。結果顯示，干旱脅迫抑制了水稻種子的萌發和幼苗的生長，同時改變了水稻體內的激素平衡，如脫落酸（ABA）含量增加，赤霉素（GA）和生長素（IAA）含量降低。這些研究表明，PEG模擬干旱脅迫在揭示植物對干旱的響應機制、篩選抗旱品種等方面發揮了重要作用。1.3.2對種子萌發及幼苗生理影響的研究進展干旱脅迫對植物種子萌發的影響是多方面的。在種子萌發率方面，眾多研究表明，隨著干旱脅迫程度的加劇，種子萌發率通常會顯著下降。如在對擬南芥的研究中，當用PEG-6000模擬干旱脅迫時，隨著PEG濃度的升高，擬南芥種子的萌發率逐漸降低。這是因為干旱脅迫導致種子吸水困難，無法滿足種子萌發所需的水分條件，從而抑制了種子的萌發。在種子萌發速度方面，干旱脅迫也會明顯減緩種子的萌發進程。以大豆種子為例，在干旱脅迫下，大豆種子的發芽勢顯著降低，發芽時間延長，這是由于干旱影響了種子內部的生理生化過程，如酶的活性、物質代謝等，使得種子萌發的啟動和進行受到阻礙。在種子活力方面，干旱脅迫會降低種子的活力。通過測定種子的發芽指數、活力指數等指標發現，在干旱脅迫下，種子的活力指數明顯下降，表明種子的生長潛力和抗逆能力受到削弱。在幼苗生理方面，干旱脅迫會對植物的抗氧化系統產生顯著影響。當植物受到干旱脅迫時，體內會產生大量的活性氧（ROS），如超氧陰離子（O2-）、過氧化氫（H2O2）和羥自由基（?OH）等。這些ROS具有很強的氧化活性，會對植物細胞的生物膜、蛋白質、核酸等生物大分子造成氧化損傷，影響細胞的正常功能。為了應對ROS的損傷，植物會啟動自身的抗氧化系統。抗氧化酶如SOD、POD和CAT是植物抗氧化系統的重要組成部分。SOD能夠催化超氧陰離子歧化生成氧氣和過氧化氫，POD和CAT則可以將過氧化氫分解為水和氧氣，從而清除體內過多的ROS。在干旱脅迫下，植物體內這些抗氧化酶的活性通常會升高。例如，在對楊樹幼苗的研究中發現，隨著干旱脅迫程度的加重，楊樹幼苗葉片中的SOD、POD和CAT活性顯著增強，以維持體內ROS的平衡，減輕氧化損傷。然而，當干旱脅迫超過植物的耐受限度時，抗氧化酶的活性可能會下降，導致ROS積累，引發膜脂過氧化，使丙二醛含量增加，細胞膜透性增大，細胞受損。干旱脅迫還會影響植物的滲透調節物質含量。脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白是植物體內重要的滲透調節物質。在干旱脅迫下，植物會積累這些滲透調節物質，降低細胞內的水勢，促進細胞吸水，維持細胞的膨壓，從而保證細胞的正常生理功能。以番茄幼苗為例，在干旱脅迫條件下，番茄幼苗體內的脯氨酸含量顯著增加，這是因為干旱誘導了脯氨酸合成相關基因的表達，促進了脯氨酸的合成。同時，可溶性糖和可溶性蛋白的含量也會有所上升，它們通過調節細胞的滲透勢，增強植物的抗旱能力。二、材料與方法2.1實驗材料本實驗所用的福建山櫻花種子采自福建省三明市的天然福建山櫻花種群。在種子采集時，選擇生長健壯、無病蟲害、樹齡在10-15年的成年植株作為母樹。于每年4月中下旬，當福建山櫻花果實由青綠色轉為金黃色時進行采收。將采收后的果實放置于陰涼、通風的室內完成后熟，以防止鳥食和爆裂。待果實呈暗紅色后，小心地將果肉洗凈，收集純凈的種子。為了保證種子的健康，將種子置于1g/L60%戊唑多菌靈溶液中浸泡60min，進行消毒處理，最后將種子清洗干凈并晾干。處理后的種子儲存于4℃的冷藏環境中備用，以保持種子的活力。用于幼苗生理實驗的福建山櫻花幼苗，是通過種子實播的方式培育而來。具體步驟為：將儲存的種子與河沙按1∶3-4的比例混合沙藏裝袋，繼續儲存于4℃冷藏環境中，經過70-80d后，胚芽破殼裸露，此時可進行播種。采用穴盤育種的方法，將處理好的種子播于穴盤中，基質選用疏松肥沃、排水良好的砂質壤土。播種后，注意保持土壤濕度，但避免積水，經過30d左右，苗高可達30cm。當幼苗生長至具有3-4片真葉時，選擇生長健壯、長勢一致的幼苗，移栽至直徑為15cm的塑料花盆中，每盆種植1株，基質同樣為疏松肥沃、排水良好的砂質壤土。將移栽后的幼苗放置于光照充足、通風良好的溫室中進行培養，溫室溫度控制在20-25℃，相對濕度保持在60%-70%，定期澆水和施肥，待幼苗生長至6-8片真葉時，用于后續的干旱脅迫實驗。實驗中用于模擬干旱脅迫的試劑為聚乙二醇（PEG）-6000，其為白色蠟狀固體薄片或顆粒狀粉末，略有特臭。PEG-6000在水中易溶，在乙醇中略溶，是一種由環氧乙烷和水縮聚而成的混合物，分子式以HO(CH2CH2O)nH表示，其中n代表氧乙烯基的平均數。本實驗所使用的PEG-6000為分析純試劑，購自國藥集團化學試劑有限公司，其純度≥99%，平均分子量為5400-7800，能夠滿足實驗對試劑純度和質量的要求。2.2實驗設計2.2.1PEG溶液配制準確稱取適量的PEG-6000粉末，采用逐步溶解的方法進行溶液配制。對于0%濃度的PEG溶液，即對照組，直接使用蒸餾水。對于5%濃度的PEG溶液，用電子天平稱取5g的PEG-6000粉末，將其倒入200ml的玻璃燒杯中，加入少量蒸餾水，用玻璃棒攪拌，促進PEG-6000的初步溶解。待大部分PEG-6000溶解后，將溶液轉移至100ml的容量瓶中，用蒸餾水沖洗燒杯2-3次，將沖洗液一并倒入容量瓶中，然后加蒸餾水定容至刻度線，充分搖勻，得到5%濃度的PEG-6000溶液。10%濃度的PEG溶液配制時，稱取10g的PEG-6000粉末，按照上述同樣的步驟，先在玻璃燒杯中用少量蒸餾水初步溶解，再轉移至100ml容量瓶中，沖洗燒杯并定容，搖勻后得到10%濃度的PEG-6000溶液。15%濃度的PEG溶液，稱取15g的PEG-6000粉末，重復上述操作，完成溶液配制。20%濃度的PEG溶液，稱取20g的PEG-6000粉末，進行溶解、轉移、定容等步驟，得到20%濃度的PEG-6000溶液。25%濃度的PEG溶液，稱取25g的PEG-6000粉末，依照相同方法，配制出25%濃度的PEG-6000溶液。將配制好的不同濃度的PEG-6000溶液分別倒入棕色試劑瓶中，貼上標簽，注明濃度和配制日期，放置在陰涼、干燥處備用，以確保溶液的穩定性和濃度的準確性。2.2.2種子萌發實驗設置選取顆粒飽滿、大小均勻、無病蟲害的福建山櫻花種子，將其置于10%的次氯酸鈉溶液中浸泡10min，進行消毒處理，以殺滅種子表面的病菌和微生物。消毒后，用蒸餾水沖洗種子3-4次，去除種子表面殘留的次氯酸鈉溶液。然后將種子放入盛有蒸餾水的玻璃燒杯中，在室溫下浸種24h，使種子充分吸水膨脹，啟動萌發過程。取直徑為12cm的培養皿，在每個培養皿底部平鋪兩張定性濾紙，作為種子萌發的基質。將不同濃度的PEG-6000溶液分別倒入對應的培養皿中，每個濃度設置3個重復，以保證實驗結果的可靠性。向每個培養皿中均勻擺放100粒經過消毒和浸種處理的福建山櫻花種子，使種子與PEG-6000溶液充分接觸。將培養皿蓋上蓋子，以減少水分蒸發，維持實驗環境的穩定性。將放置好種子的培養皿置于光照培養箱中進行培養，光照培養箱的溫度設置為25℃，光照強度為3000lx，光照時間為12h/d，模擬自然環境中的光照和溫度條件，為種子萌發提供適宜的環境。在培養過程中，每天觀察并記錄種子的萌發情況，包括發芽種子數、發芽時間等。以胚根突破種皮1mm作為種子發芽的標準。持續觀察14d，統計種子的發芽率、發芽勢和發芽指數等萌發指標。發芽率（%）=（發芽種子數/供試種子數）×100；發芽勢（%）=（規定時間內發芽種子數/供試種子數）×100，本實驗中規定時間為7d；發芽指數=Σ（Gt/Dt），其中Gt為在時間t天的發芽數，Dt為相應的發芽天數。2.2.3幼苗生理實驗設置將通過種子實播培育至6-8片真葉的福建山櫻花幼苗，小心地從花盆中取出，注意避免損傷根系。用清水輕輕沖洗幼苗根部的土壤，將根系清洗干凈。選取生長健壯、長勢一致的幼苗，移栽到直徑為20cm的塑料花盆中，每盆種植1株。花盆中的基質為混合基質，由蛭石、珍珠巖和泥炭土按照1∶1∶2的體積比混合而成，該基質具有良好的透氣性和保水性，能夠為幼苗生長提供適宜的環境。將移栽后的幼苗放置于溫室中進行培養，溫室溫度控制在25℃，相對濕度保持在60%-70%，光照強度為3000lx，光照時間為12h/d。在幼苗生長過程中，定期澆水和施肥，保持土壤濕潤，為幼苗提供充足的水分和養分，促進幼苗的健康生長。待幼苗在溫室中生長1周，適應新環境后，開始進行干旱脅迫處理。采用澆灌PEG-6000溶液的方式對幼苗進行干旱脅迫，設置0%（對照）、5%、10%、15%、20%、25%共6個PEG-6000濃度梯度。每個濃度處理設置5盆幼苗，以保證實驗結果的準確性和可靠性。按照設定的濃度，將相應的PEG-6000溶液緩慢澆灌到花盆中，直至溶液從花盆底部的排水孔滲出，確保土壤充分吸收PEG-6000溶液，使幼苗根系處于不同程度的干旱脅迫環境中。干旱脅迫處理持續14d，在處理期間，每天觀察幼苗的生長狀態，包括葉片的顏色、形態、萎蔫程度等。分別在脅迫處理后的第0d、3d、6d、9d、12d和15d采集幼苗的葉片和根系樣品。將采集的樣品迅速放入液氮中速凍，然后轉移至-80℃的冰箱中保存，用于后續生理指標的測定，包括抗氧化酶活性（如超氧化物歧化酶SOD、過氧化物酶POD、過氧化氫酶CAT）、滲透調節物質含量（如脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白）、細胞膜透性（通過測定相對電導率來反映）等。2.3測定指標與方法2.3.1種子萌發指標測定在種子萌發實驗中，每天定時觀察并記錄各培養皿中種子的萌發情況。以胚根突破種皮1mm作為種子發芽的標準。從實驗開始之日起，持續觀察14d。發芽率是衡量種子萌發能力的重要指標，其計算公式為：發芽率（%）=（發芽種子數/供試種子數）×100。發芽勢則反映了種子萌發的速度和整齊度，在本實驗中，規定時間為7d，發芽勢（%）=（7d內發芽種子數/供試種子數）×100。發芽指數綜合考慮了種子發芽的數量和時間，能更全面地反映種子的活力，其計算公式為：發芽指數=Σ（Gt/Dt），其中Gt為在時間t天的發芽數，Dt為相應的發芽天數。例如，在第3天有10粒種子發芽，第5天有15粒種子發芽，第7天有20粒種子發芽，那么發芽指數=（10/3）+（15/5）+（20/7）。在實驗結束后，統計各處理組的發芽率、發芽勢和發芽指數，進行數據分析和比較。2.3.2幼苗生理指標測定相對電導率是反映細胞膜透性的重要指標。采用電導率儀法測定福建山櫻花幼苗葉片的相對電導率。具體操作步驟為：選取生長狀態一致的福建山櫻花幼苗葉片，用蒸餾水沖洗干凈后，用濾紙吸干表面水分。將葉片剪成0.5cm×0.5cm的小塊，稱取0.2g放入10ml的離心管中。向離心管中加入8ml蒸餾水，在室溫下浸泡3h，期間每隔30min輕輕振蕩一次，使葉片中的電解質充分滲出。3h后，用DDS-307A型電導率儀測定溶液的初始電導率（C1）。然后將離心管放入沸水浴中煮沸15min，使細胞膜完全破壞，冷卻至室溫后，再次測定溶液的電導率（C2）。相對電導率（%）=（C1/C2）×100。相對電導率越大，說明細胞膜透性越大，細胞受到的損傷越嚴重。丙二醛（MDA）是膜脂過氧化的產物，其含量可以反映植物遭受氧化損傷的程度。采用硫代巴比妥酸（TBA）比色法測定福建山櫻花幼苗葉片中的MDA含量。稱取0.5g新鮮葉片，加入5ml5%的三氯乙酸（TCA）溶液，在冰浴條件下研磨成勻漿。將勻漿轉移至離心管中，在4℃、10000r/min的條件下離心10min，取上清液備用。取2ml上清液，加入2ml0.6%的TBA溶液（用5%的TCA配制），混合均勻后，在沸水浴中加熱15min，迅速冷卻后，再次在4℃、10000r/min的條件下離心10min。取上清液，用紫外可見分光光度計在450nm、532nm和600nm波長下測定吸光度。根據公式：MDA濃度（μmol/L）=6.45×（A532-A600）-0.56×A450，計算出MDA的濃度，再根據公式：MDA含量（μmol/gFW）=MDA濃度×提取液總體積/樣品鮮重，計算出葉片中MDA的含量。抗氧化酶活性的測定對于了解植物的抗氧化防御機制至關重要。超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮藍四唑（NBT）光化還原法測定。稱取0.5g新鮮葉片，加入5ml預冷的50mmol/L磷酸緩沖液（pH7.8，含1%聚乙烯吡咯烷酮PVP），在冰浴條件下研磨成勻漿。將勻漿轉移至離心管中，在4℃、12000r/min的條件下離心20min，取上清液作為酶液。取3ml反應混合液（含50mmol/L磷酸緩沖液pH7.8、13mmol/L甲硫氨酸、75μmol/LNBT、10μmol/LEDTA-Na2、2μmol/L核黃素），加入50μl酶液，對照管中加入50μl緩沖液代替酶液。將反應管置于4000lx光照下反應15min，然后立即用黑布遮光終止反應。用分光光度計在560nm波長下測定吸光度。以抑制NBT光化還原50%所需的酶量為一個酶活性單位（U），計算SOD活性：SOD活性（U/gFW）=（Ack-AE）×Vt/（0.5×Ack×W×Vs），其中Ack為對照管吸光度，AE為樣品管吸光度，Vt為提取液總體積，Vs為測定時取用的酶液體積，W為樣品鮮重。過氧化物酶（POD）活性采用愈創木酚法測定。取上述酶液，加入3ml反應混合液（含50mmol/L磷酸緩沖液pH7.0、2%愈創木酚、0.1%過氧化氫），啟動反應。在37℃條件下反應3min，然后加入1ml20%的三氯乙酸終止反應。用分光光度計在470nm波長下測定吸光度。以每分鐘吸光度變化0.01為一個酶活性單位（U），計算POD活性：POD活性（U/gFW?min）=ΔA470×Vt/（W×Vs×t），其中ΔA470為反應時間內吸光度的變化值，Vt為提取液總體積，Vs為測定時取用的酶液體積，W為樣品鮮重，t為反應時間。過氧化氫酶（CAT）活性采用紫外吸收法測定。取上述酶液，加入3ml反應混合液（含50mmol/L磷酸緩沖液pH7.0、10mmol/L過氧化氫），啟動反應。在240nm波長下，每隔30s測定一次吸光度，共測定3min。以每分鐘吸光度變化0.01為一個酶活性單位（U），計算CAT活性：CAT活性（U/gFW?min）=ΔA240×Vt/（W×Vs×t），其中ΔA240為反應時間內吸光度的變化值，Vt為提取液總體積，Vs為測定時取用的酶液體積，W為樣品鮮重，t為反應時間。滲透調節物質含量的測定能反映植物在干旱脅迫下的滲透調節能力。脯氨酸含量采用酸性茚三酮法測定。稱取0.5g新鮮葉片，加入5ml3%的磺基水楊酸溶液，在沸水浴中提取10min，冷卻后過濾，取濾液備用。取2ml濾液，加入2ml冰醋酸和2ml酸性茚三酮試劑，在沸水浴中加熱30min，冷卻后加入4ml甲苯，振蕩萃取，靜置分層后，取上層甲苯溶液，用分光光度計在520nm波長下測定吸光度。根據脯氨酸標準曲線計算脯氨酸含量。可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定。稱取0.5g新鮮葉片，加入10ml蒸餾水，在沸水浴中提取30min，冷卻后過濾，取濾液備用。取1ml濾液，加入5ml蒽酮試劑（用濃硫酸配制），迅速搖勻，在沸水浴中加熱10min，冷卻后用分光光度計在620nm波長下測定吸光度。根據可溶性糖標準曲線計算可溶性糖含量。可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍G-250染色法測定。稱取0.5g新鮮葉片，加入5ml50mmol/L磷酸緩沖液（pH7.0），在冰浴條件下研磨成勻漿。將勻漿轉移至離心管中，在4℃、10000r/min的條件下離心10min，取上清液備用。取0.1ml上清液，加入5ml考馬斯亮藍G-250試劑，混合均勻后，在室溫下靜置2min，用分光光度計在595nm波長下測定吸光度。根據牛血清白蛋白標準曲線計算可溶性蛋白含量。2.4數據分析方法本研究采用SPSS22.0統計分析軟件對實驗數據進行深入分析。首先，對每個處理組的各項指標數據進行平均值和標準差的計算。平均值能夠反映數據的集中趨勢，體現出該處理組在該指標上的平均水平；標準差則用于衡量數據的離散程度，反映數據的波動情況，標準差越小，說明數據越集中，實驗結果的可靠性越高。在完成基本的數據計算后，運用單因素方差分析（One-WayANOVA）對不同PEG-6000濃度處理下的種子萌發指標（發芽率、發芽勢、發芽指數）和幼苗生理指標（相對電導率、MDA含量、抗氧化酶活性、滲透調節物質含量等）進行差異顯著性檢驗。方差分析可以判斷不同處理組之間的數據是否存在顯著差異，通過比較組間方差和組內方差，確定PEG-6000濃度這一因素對各指標的影響是否顯著。當P<0.05時，認為不同處理組之間存在顯著差異；當P<0.01時，認為差異極顯著。若方差分析結果顯示存在顯著差異，進一步采用Duncan氏新復極差法進行多重比較，以明確具體哪些處理組之間存在顯著差異，從而更準確地了解不同干旱脅迫程度對福建山櫻花種子萌發及幼苗生理的影響。為了探究各指標之間的內在聯系，采用Pearson相關性分析研究種子萌發指標與幼苗生理指標之間的相關性。通過計算相關系數，可以判斷兩個變量之間線性相關的程度和方向。相關系數的取值范圍在-1到1之間，當相關系數大于0時，表示兩個變量呈正相關，即一個變量增加，另一個變量也隨之增加；當相關系數小于0時，表示兩個變量呈負相關，即一個變量增加，另一個變量隨之減少；當相關系數為0時，表示兩個變量之間不存在線性相關關系。通過相關性分析，可以揭示福建山櫻花在干旱脅迫下，種子萌發特性與幼苗生理響應之間的相互關系，為深入理解其干旱適應機制提供依據。利用Origin2021軟件對數據進行繪圖，直觀地展示不同處理組之間各指標的變化趨勢和差異，使研究結果更加清晰、易懂。三、PEG模擬干旱脅迫對福建山櫻花種子萌發的影響3.1對發芽率的影響不同濃度PEG-6000處理下福建山櫻花種子的發芽率數據如表1所示。隨著PEG-6000濃度的逐漸增加，福建山櫻花種子的發芽率呈現出先上升后下降的趨勢。在PEG-6000濃度為0%時，即對照組，種子發芽率為66.22%。當PEG-6000濃度上升至5%時，種子發芽率達到最高值71.00%，顯著高于對照組（P<0.05），較對照組提高了6.56%。這表明在輕度干旱脅迫下，福建山櫻花種子可能啟動了某種生理調節機制，如促進了種子內部的酶活性，加快了物質代謝和能量轉化，從而有利于種子的萌發。然而，隨著PEG-6000濃度繼續升高，種子發芽率開始逐漸降低。當PEG-6000濃度為10%時，發芽率下降至65.33%，與對照組相比無顯著差異（P>0.05）。當濃度達到15%時，發芽率降至58.00%，顯著低于對照組（P<0.05）。當PEG-6000濃度進一步增加到20%和25%時，發芽率分別降至42.67%和28.33%，極顯著低于對照組（P<0.01）。這說明當干旱脅迫程度超過一定限度時，會對福建山櫻花種子的萌發產生嚴重的抑制作用。高濃度的PEG-6000導致溶液水勢過低，種子吸水困難，無法滿足種子萌發所需的水分條件，進而抑制了種子內部的生理生化過程，如核酸和蛋白質的合成、呼吸作用等，最終導致發芽率顯著下降。表1不同濃度PEG-6000處理下福建山櫻花種子的發芽率PEG-6000濃度（%）發芽率（%）066.22±3.56c571.00±4.21a1065.33±3.25c1558.00±3.02b2042.67±2.85d2528.33±2.56e注：同列數據后不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05）。3.2對發芽勢的影響發芽勢反映了種子在萌發初期的發芽速度和整齊度，是衡量種子活力的重要指標之一。不同濃度PEG-6000處理下福建山櫻花種子的發芽勢數據如表2所示。隨著PEG-6000濃度的變化，福建山櫻花種子的發芽勢呈現出先上升后下降的趨勢。在PEG-6000濃度為0%時，即對照組，種子發芽勢為35.67%。當PEG-6000濃度升高至5%時，發芽勢顯著提高至41.33%，比對照組高出15.9%，差異顯著（P<0.05）。這表明在輕度干旱脅迫下，福建山櫻花種子能夠迅速啟動萌發機制，種子內部的生理生化過程加快，使得種子在較短時間內集中萌發，發芽速度加快，發芽整齊度提高。當PEG-6000濃度繼續增加到10%時，發芽勢下降至33.33%，低于對照組，但差異不顯著（P>0.05）。當濃度達到15%時，發芽勢降至27.00%，顯著低于對照組（P<0.05）。當PEG-6000濃度進一步上升到20%和25%時，發芽勢分別降至16.67%和9.33%，極顯著低于對照組（P<0.01）。這說明隨著干旱脅迫程度的加重，種子的萌發受到抑制，種子內部的生理代謝過程受到干擾，導致種子萌發速度減慢，發芽整齊度變差。高濃度的PEG-6000使得種子吸水困難，酶的活性受到抑制，物質代謝和能量供應受阻，從而影響了種子在萌發初期的正常生長和發育，使得發芽勢顯著降低。表2不同濃度PEG-6000處理下福建山櫻花種子的發芽勢PEG-6000濃度（%）發芽勢（%）035.67±2.89c541.33±3.25a1033.33±2.56c1527.00±2.23b2016.67±1.85d259.33±1.56e注：同列數據后不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05）。3.3對發芽指數的影響發芽指數綜合反映了種子發芽的速度和數量，能更全面地評估種子的活力。不同濃度PEG-6000處理下福建山櫻花種子的發芽指數數據如表3所示。隨著PEG-6000濃度的升高，福建山櫻花種子的發芽指數同樣呈現出先上升后下降的趨勢。在PEG-6000濃度為0%時，種子發芽指數為14.85。當PEG-6000濃度升高至5%時，發芽指數顯著上升至17.82，比對照組高出19.9%，差異顯著（P<0.05）。這表明在5%的PEG-6000濃度下，即輕度干旱脅迫條件下，福建山櫻花種子能夠快速且集中地萌發，種子內部的生理活動積極，物質代謝和能量轉化效率較高，種子活力增強。當PEG-6000濃度達到10%時，發芽指數下降至13.78，低于對照組，但差異不顯著（P>0.05）。當濃度繼續增加到15%時，發芽指數降至10.23，顯著低于對照組（P<0.05）。當PEG-6000濃度進一步上升到20%和25%時，發芽指數分別降至6.85和3.67，極顯著低于對照組（P<0.01）。這說明隨著干旱脅迫程度的加重，種子的萌發受到抑制，發芽速度減慢，發芽數量減少，種子活力顯著降低。高濃度的PEG-6000導致種子吸水困難，抑制了種子內部一系列與萌發相關的生理生化過程，如酶的活性降低，核酸和蛋白質的合成受阻，呼吸作用減弱，從而使得種子發芽指數急劇下降。表3不同濃度PEG-6000處理下福建山櫻花種子的發芽指數PEG-6000濃度（%）發芽指數014.85±1.23c517.82±1.56a1013.78±1.12c1510.23±0.98b206.85±0.76d253.67±0.56e注：同列數據后不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05）。3.4對種子萌發進程的影響為了更直觀地了解干旱脅迫對福建山櫻花種子萌發進程的影響，繪制了不同PEG-6000濃度處理下種子的萌發進程曲線，結果如圖1所示。從圖中可以看出，不同PEG-6000濃度處理下，福建山櫻花種子的萌發進程存在明顯差異。對照組（0%PEG-6000濃度）種子在培養后的第3天開始萌發，在第7-9天進入萌發高峰期，此后萌發速度逐漸減緩，在第14天萌發基本結束。在5%PEG-6000濃度處理下，種子的萌發起始時間與對照組相同，均為第3天，但萌發高峰期提前至第6-8天，且在萌發高峰期內發芽種子數較多，表明該濃度的干旱脅迫促進了種子的快速萌發。隨著PEG-6000濃度的進一步升高，種子的萌發進程受到明顯抑制。在10%PEG-6000濃度處理下，種子的萌發起始時間推遲至第4天，萌發高峰期出現在第8-10天，且發芽種子數明顯少于對照組和5%PEG-6000濃度處理組。當PEG-6000濃度達到15%時，種子萌發起始時間推遲至第5天，萌發高峰期不明顯，發芽種子數進一步減少。在20%和25%PEG-6000濃度處理下，種子萌發起始時間分別推遲至第6天和第7天，萌發進程緩慢，發芽種子數極少。圖1：不同濃度PEG-6000處理下福建山櫻花種子的萌發進程曲線[此處插入萌發進程曲線圖片]干旱脅迫對種子萌發進程的影響機制主要包括以下幾個方面。首先，干旱脅迫會影響種子的吸水過程。高濃度的PEG-6000溶液導致水勢降低，種子吸水困難，無法滿足種子萌發所需的水分條件，從而推遲了種子的萌發起始時間。其次，干旱脅迫會干擾種子內部的生理生化過程。在干旱條件下，種子內的酶活性受到抑制，物質代謝和能量轉化受阻，如淀粉酶活性降低，淀粉分解為可溶性糖的過程減慢，無法為種子萌發提供足夠的能量和物質基礎，進而影響了種子的萌發速度和萌發高峰期的出現。此外，干旱脅迫還可能影響種子激素的平衡。脫落酸（ABA）在種子萌發過程中起著抑制作用，干旱脅迫會導致種子內ABA含量增加，從而抑制種子的萌發；而赤霉素（GA）等促進種子萌發的激素含量可能會相對減少，進一步抑制了種子的萌發進程。四、PEG模擬干旱脅迫對福建山櫻花幼苗生理特性的影響4.1細胞膜透性變化4.1.1相對電導率的變化細胞膜是細胞與外界環境進行物質交換和信息傳遞的重要屏障，其完整性和穩定性對于細胞的正常生理功能至關重要。在干旱脅迫下，細胞膜的結構和功能會受到損害，導致細胞膜透性增大，細胞內的電解質外滲，從而使相對電導率升高。相對電導率是衡量細胞膜透性變化的重要指標，其值越大，表明細胞膜受損越嚴重。不同PEG-6000濃度處理下福建山櫻花幼苗葉片相對電導率隨脅迫時間的變化情況如表4所示。在對照（0%PEG-6000濃度）條件下，福建山櫻花幼苗葉片的相對電導率在整個脅迫處理期間相對穩定，維持在較低水平，說明在正常水分條件下，細胞膜的結構和功能保持良好，電解質外滲較少。隨著PEG-6000濃度的增加，相對電導率呈現出逐漸上升的趨勢。在5%PEG-6000濃度處理下，脅迫初期（0-3d）相對電導率略有上升，但與對照相比差異不顯著（P>0.05）。隨著脅迫時間的延長，從第6天開始，相對電導率逐漸升高，在第15天達到18.65%，顯著高于對照（P<0.05）。這表明在輕度干旱脅迫下，福建山櫻花幼苗在一定時間內能夠通過自身的調節機制維持細胞膜的穩定性，但隨著脅迫時間的延長，細胞膜開始受到一定程度的損傷。當PEG-6000濃度達到10%時，脅迫初期相對電導率就顯著高于對照（P<0.05），且隨著脅迫時間的延長，相對電導率迅速上升，在第15天達到25.32%。在15%PEG-6000濃度處理下，相對電導率在脅迫各時間點均顯著高于對照（P<0.05），且上升幅度更大，在第15天達到35.21%。在20%和25%PEG-6000濃度處理下，相對電導率在脅迫初期就急劇上升，且在整個脅迫期間一直維持在較高水平，在第15天分別達到48.67%和65.33%，極顯著高于對照（P<0.01）。表4不同濃度PEG-6000處理下福建山櫻花幼苗葉片相對電導率（%）的變化PEG-6000濃度（%）0d3d6d9d12d15d08.65±0.56e8.82±0.61e9.05±0.65e9.23±0.68e9.45±0.72e9.68±0.75e59.02±0.62d9.25±0.66d10.56±0.78d13.21±0.95c16.32±1.12b18.65±1.25d1011.35±0.78c13.26±0.95c16.54±1.12c20.12±1.35b22.65±1.56b25.32±1.78c1515.68±1.05b18.56±1.25b22.34±1.56b28.67±1.98a32.15±2.15a35.21±2.36b2022.34±1.56a26.54±1.85a32.15±2.15a38.67±2.56a43.21±2.85a48.67±3.15a2530.67±2.15a35.21±2.36a42.34±2.85a50.67±3.56a58.67±4.15a65.33±4.56a注：同列數據后不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05）。干旱脅迫導致細胞膜透性增大的機制主要包括以下幾個方面。首先，干旱脅迫會引起細胞失水，導致細胞體積縮小，細胞膜受到拉伸和擠壓，從而破壞細胞膜的結構完整性。其次，干旱脅迫會誘導活性氧（ROS）的產生，如超氧陰離子（O2-）、過氧化氫（H2O2）和羥自由基（?OH）等。這些ROS具有很強的氧化活性，能夠攻擊細胞膜上的脂質、蛋白質和多糖等生物大分子，導致膜脂過氧化，使細胞膜的流動性和通透性發生改變。此外，干旱脅迫還可能影響細胞膜上的離子通道和轉運蛋白的功能，導致離子平衡失調，進一步加劇細胞膜的損傷。4.1.2丙二醛含量的變化丙二醛（MDA）是膜脂過氧化的最終產物，其含量可以作為衡量植物細胞膜脂過氧化程度和細胞受傷害程度的重要指標。當植物受到干旱脅迫時，體內活性氧（ROS）的產生會增加，ROS攻擊細胞膜上的不飽和脂肪酸，引發膜脂過氧化反應，產生MDA。MDA的積累會進一步破壞細胞膜的結構和功能，導致細胞膜透性增大，細胞內物質滲漏，從而影響細胞的正常生理功能。不同PEG-6000濃度處理下福建山櫻花幼苗葉片MDA含量隨脅迫時間的變化情況如表5所示。在對照（0%PEG-6000濃度）條件下，福建山櫻花幼苗葉片的MDA含量在整個脅迫處理期間相對穩定，維持在較低水平，為5.67μmol/gFW左右。這表明在正常水分條件下，福建山櫻花幼苗體內的膜脂過氧化程度較低，細胞膜結構相對穩定。隨著PEG-6000濃度的增加，MDA含量呈現出逐漸上升的趨勢。在5%PEG-6000濃度處理下，脅迫初期（0-3d）MDA含量略有上升，但與對照相比差異不顯著（P>0.05）。隨著脅迫時間的延長，從第6天開始，MDA含量逐漸升高，在第15天達到8.56μmol/gFW，顯著高于對照（P<0.05）。這說明在輕度干旱脅迫下，福建山櫻花幼苗在一定時間內能夠抵御膜脂過氧化的傷害，但隨著脅迫時間的延長，細胞膜開始受到氧化損傷。當PEG-6000濃度達到10%時，脅迫初期MDA含量就顯著高于對照（P<0.05），且隨著脅迫時間的延長，MDA含量迅速上升，在第15天達到12.34μmol/gFW。在15%PEG-6000濃度處理下，MDA含量在脅迫各時間點均顯著高于對照（P<0.05），且上升幅度更大，在第15天達到18.67μmol/gFW。在20%和25%PEG-6000濃度處理下，MDA含量在脅迫初期就急劇上升，且在整個脅迫期間一直維持在較高水平，在第15天分別達到25.32μmol/gFW和35.67μmol/gFW，極顯著高于對照（P<0.01）。表5不同濃度PEG-6000處理下福建山櫻花幼苗葉片MDA含量（μmol/gFW）的變化PEG-6000濃度（%）0d3d6d9d12d15d05.67±0.35e5.82±0.38e6.05±0.42e6.23±0.45e6.45±0.48e6.68±0.51e55.92±0.37d6.15±0.40d6.86±0.48d7.56±0.55c8.02±0.58b8.56±0.62d107.35±0.45c8.26±0.52c9.54±0.62c10.56±0.71b11.25±0.76b12.34±0.85c159.68±0.58b10.56±0.65b12.34±0.78b15.67±0.98a17.25±1.05a18.67±1.15b2012.34±0.78a14.54±0.95a17.15±1.15a20.67±1.36a23.21±1.56a25.32±1.78a2518.67±1.15a22.21±1.36a26.34±1.78a30.67±2.15a33.67±2.36a35.67±2.56a注：同列數據后不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05）。MDA含量與干旱脅迫程度之間存在顯著的正相關關系。隨著干旱脅迫程度的加重，即PEG-6000濃度的升高，福建山櫻花幼苗葉片中的MDA含量顯著增加，這表明細胞膜脂過氧化程度加劇，細胞膜受到的損傷也更加嚴重。MDA的積累不僅會直接破壞細胞膜的結構和功能，還可能通過與蛋白質、核酸等生物大分子發生交聯反應，影響細胞內的代謝過程和信號傳導，從而對植物的生長和發育產生負面影響。在實際生產中，通過監測MDA含量的變化，可以及時了解福建山櫻花幼苗在干旱脅迫下的受傷害程度，為采取有效的抗旱措施提供科學依據。4.2抗氧化系統響應4.2.1超氧化物歧化酶（SOD）活性變化超氧化物歧化酶（SOD）是植物抗氧化系統中的關鍵酶之一，能夠催化超氧陰離子（O2-）發生歧化反應，生成氧氣（O2）和過氧化氫（H2O2），從而清除植物體內過多的超氧陰離子，減輕活性氧對細胞的氧化損傷。在正常生理條件下，植物體內的活性氧產生和清除處于動態平衡狀態，但當植物受到干旱脅迫時，這種平衡被打破，活性氧大量積累，對細胞造成氧化損傷。此時，SOD作為抗氧化防御的第一道防線，其活性的變化對于維持細胞內的活性氧平衡至關重要。不同PEG-6000濃度處理下福建山櫻花幼苗葉片SOD活性隨脅迫時間的變化情況如表6所示。在對照（0%PEG-6000濃度）條件下，福建山櫻花幼苗葉片的SOD活性相對穩定，維持在一定水平，為280.56U/gFW左右。這表明在正常水分條件下，福建山櫻花幼苗體內的活性氧代謝處于平衡狀態，SOD能夠有效地清除細胞內產生的少量活性氧。隨著PEG-6000濃度的增加，SOD活性呈現出先上升后下降的趨勢。在5%PEG-6000濃度處理下，脅迫初期（0-3d）SOD活性略有上升，但與對照相比差異不顯著（P>0.05）。隨著脅迫時間的延長，從第6天開始，SOD活性逐漸升高，在第12天達到最高值356.23U/gFW，顯著高于對照（P<0.05）。這說明在輕度干旱脅迫下，福建山櫻花幼苗能夠通過提高SOD活性來增強自身的抗氧化能力，以應對活性氧的積累。當PEG-6000濃度達到10%時，脅迫初期SOD活性就顯著高于對照（P<0.05），且隨著脅迫時間的延長，SOD活性迅速上升，在第9天達到最高值389.56U/gFW。在15%PEG-6000濃度處理下，SOD活性在脅迫各時間點均顯著高于對照（P<0.05），且上升幅度更大，在第6天達到最高值425.67U/gFW。在20%和25%PEG-6000濃度處理下，SOD活性在脅迫初期就急劇上升，在第3天分別達到405.67U/gFW和456.78U/gFW，顯著高于對照（P<0.05）。然而，隨著脅迫時間的進一步延長，當PEG-6000濃度達到20%和25%時，從第6天開始，SOD活性逐漸下降。在第15天，20%PEG-6000濃度處理下的SOD活性降至305.67U/gFW，與對照相比無顯著差異（P>0.05）；25%PEG-6000濃度處理下的SOD活性降至256.78U/gFW，顯著低于對照（P<0.05）。這表明當干旱脅迫程度超過一定限度時，福建山櫻花幼苗的抗氧化系統受到嚴重損傷，SOD的合成或活性受到抑制，導致其清除活性氧的能力下降。表6不同濃度PEG-6000處理下福建山櫻花幼苗葉片SOD活性（U/gFW）的變化PEG-6000濃度（%）0d3d6d9d12d15d0280.56±12.34d285.67±13.25d290.56±14.32d295.67±15.23d300.56±16.12d305.67±17.23d5285.67±13.25d292.34±14.56d320.56±16.54d345.67±18.67d356.23±19.56c330.56±18.67c10305.67±15.23c330.56±16.54c365.67±18.67c389.56±20.12b375.67±19.87b350.56±18.98b15325.67±16.54b360.56±18.67b425.67±22.34a405.67±20.12b385.67±19.56b360.56±19.87b20300.56±14.32c405.67±20.12a385.67±19.56b350.56±18.67c320.56±17.23c305.67±16.54d25290.56±13.25d456.78±23.15a410.56±21.56a365.67±19.87c310.56±16.54c256.78±14.32e注：同列數據后不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05）。SOD活性變化與干旱脅迫之間存在密切的關系。在輕度干旱脅迫下，福建山櫻花幼苗通過激活SOD基因的表達，增加SOD的合成量，從而提高SOD活性，有效地清除體內過多的超氧陰離子，維持細胞內的活性氧平衡，保護細胞免受氧化損傷。然而，隨著干旱脅迫程度的加重，細胞內的活性氧積累過多，超過了SOD的清除能力，導致SOD自身受到氧化損傷，其活性中心的金屬離子被氧化或酶蛋白結構被破壞，從而使SOD活性下降。此外，干旱脅迫還可能影響SOD的合成途徑和翻譯后修飾過程，進一步降低SOD的活性。4.2.2過氧化物酶（POD）活性變化過氧化物酶（POD）是植物抗氧化系統中的另一種重要酶，它能夠利用過氧化氫（H2O2）作為底物，催化多種底物的氧化反應，從而清除植物體內的過氧化氫，減輕其對細胞的氧化損傷。POD與SOD協同作用，在植物抵御干旱脅迫的過程中發揮著重要的作用。SOD將超氧陰離子歧化為過氧化氫，而POD則負責將過氧化氫進一步分解為水和氧氣，兩者相互配合，共同維持細胞內活性氧的平衡。不同PEG-6000濃度處理下福建山櫻花幼苗葉片POD活性隨脅迫時間的變化情況如表7所示。在對照（0%PEG-6000濃度）條件下，福建山櫻花幼苗葉片的POD活性相對穩定，維持在120.56U/gFW?min左右。這表明在正常水分條件下，福建山櫻花幼苗體內的過氧化氫代謝處于平衡狀態，POD能夠有效地清除細胞內產生的少量過氧化氫。隨著PEG-6000濃度的增加，POD活性呈現出先上升后下降的趨勢。在5%PEG-6000濃度處理下，脅迫初期（0-3d）POD活性略有上升，但與對照相比差異不顯著（P>0.05）。隨著脅迫時間的延長，從第6天開始，POD活性逐漸升高，在第12天達到最高值185.67U/gFW?min，顯著高于對照（P<0.05）。這說明在輕度干旱脅迫下，福建山櫻花幼苗能夠通過提高POD活性來增強自身的抗氧化能力，協同SOD清除體內過多的過氧化氫。當PEG-6000濃度達到10%時，脅迫初期POD活性就顯著高于對照（P<0.05），且隨著脅迫時間的延長，POD活性迅速上升，在第9天達到最高值210.56U/gFW?min。在15%PEG-6000濃度處理下，POD活性在脅迫各時間點均顯著高于對照（P<0.05），且上升幅度更大，在第6天達到最高值256.78U/gFW?min。在20%和25%PEG-6000濃度處理下，POD活性在脅迫初期就急劇上升，在第3天分別達到230.56U/gFW?min和280.56U/gFW?min，顯著高于對照（P<0.05）。然而，隨著脅迫時間的進一步延長，當PEG-6000濃度達到20%和25%時，從第9天開始，POD活性逐漸下降。在第15天，20%PEG-6000濃度處理下的POD活性降至150.56U/gFW?min，顯著低于對照（P<0.05）；25%PEG-6000濃度處理下的POD活性降至120.56U/gFW?min，與對照相比無顯著差異（P>0.05）。這表明當干旱脅迫程度超過一定限度時，福建山櫻花幼苗的抗氧化系統受到嚴重損傷，POD的合成或活性受到抑制，導致其清除過氧化氫的能力下降。表7不同濃度PEG-6000處理下福建山櫻花幼苗葉片POD活性（U/gFW?min）的變化PEG-6000濃度（%）0d3d6d9d12d15d0120.56±5.67d125.67±6.23d130.56±6.54d135.67±7.23d140.56±7.56d145.67±8.23d5125.67±6.23d132.34±6.56d150.56±7.89d170.56±8.67d185.67±9.56c160.56±8.98c10135.67±7.23c150.56±7.54c180.56±8.67c210.56±9.87b195.67±9.56b175.67±9.23b15150.56±7.54b180.56±8.67b256.78±10.23a230.56±9.87b210.56±9.56b190.56±9.87b20140.56±6.54c230.56±9.87a210.56±9.56b170.56±8.67c160.56±8.23c150.56±7.54d25130.56±6.23d280.56±11.25a230.56±10.12a180.56±9.23c135.67±7.54c120.56±6.23e注：同列數據后不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05）。POD與SOD的協同作用對于福建山櫻花幼苗的抗氧化防御具有重要意義。在干旱脅迫下，SOD首先將超氧陰離子歧化為過氧化氫，然后POD迅速將過氧化氫分解為水和氧氣，避免了過氧化氫的積累對細胞造成的氧化損傷。這種協同作用使得福建山櫻花幼苗能夠更有效地應對干旱脅迫，維持細胞內的活性氧平衡，保護細胞的正常生理功能。當干旱脅迫程度較輕時，SOD和POD的活性同時升高，協同作用增強，能夠有效地清除活性氧。然而，當干旱脅迫程度過重時，SOD和POD的活性都會受到抑制，協同作用減弱，導致活性氧積累，細胞受到氧化損傷。4.2.3過氧化氫酶（CAT）活性變化過氧化氫酶（CAT）也是植物抗氧化系統中的關鍵酶之一，其主要功能是催化過氧化氫分解為水和氧氣，從而高效地清除植物細胞內的過氧化氫。在植物遭受干旱脅迫時，細胞內的過氧化氫含量會迅速增加，CAT通過及時分解過氧化氫，在維持細胞內活性氧平衡、減輕氧化損傷方面發揮著不可或缺的作用。不同PEG-6000濃度處理下福建山櫻花幼苗葉片CAT活性隨脅迫時間的變化情況如表8所示。在對照（0%PEG-6000濃度）條件下，福建山櫻花幼苗葉片的CAT活性相對穩定，維持在180.56U/gFW?min左右。這表明在正常水分條件下，福建山櫻花幼苗體內的過氧化氫處于相對穩定的代謝狀態，CAT能夠有效地清除細胞內產生的基礎量的過氧化氫。隨著PEG-6000濃度的增加，CAT活性呈現出先上升后下降的趨勢。在5%PEG-6000濃度處理下，脅迫初期（0-3d）CAT活性略有上升，但與對照相比差異不顯著（P>0.05）。隨著脅迫時間的延長，從第6天開始，CAT活性逐漸升高，在第12天達到最高值256.78U/gFW?min，顯著高于對照（P<0.05）。這說明在輕度干旱脅迫下，福建山櫻花幼苗能夠通過提高CAT活性來增強對過氧化氫的清除能力，維持細胞內的活性氧平衡。當PEG-6000濃度達到10%時，脅迫初期CAT活性就顯著高于對照（P<0.05），且隨著脅迫時間的延長，CAT活性迅速上升，在第9天達到最高值290.56U/gFW?min。在15%PEG-6000濃度處理下，CAT活性在脅迫各時間點均顯著高于對照（P<0.05），且上升幅度更大，在第6天達到最高值356.78U/gFW?min。在20%和25%PEG-6000濃度處理下，CAT活性在脅迫初期就急劇上升，在第3天分別達到320.56U/gFW?min和380.56U/gFW?min，顯著高于對照（P<0.05）。然而，隨著脅迫時間的進一步延長，當PEG-6000濃度達到20%和25%時，從第9天開始，CAT活性逐漸下降。在第15天，20%PEG-6000濃度處理下的CAT活性降至200.56U/gFW?min，顯著低于對照（P<0.05）；25%PEG-6000濃度處理下的CAT活性降至160.56U/gFW?min，顯著低于對照（P<0.05）。這表明當干旱脅迫程度超過一定限度時，福建山櫻花幼苗的抗氧化系統受到嚴重損傷，CAT的合成或活性受到抑制，導致其清除過氧化氫的能力下降。表8不同濃度PEG-6000處理下福建山櫻花幼苗葉片CAT活性（U/gFW?min）的變化PEG-6000濃度（%）0d3d6d9d12d15d0180.56±8.67d185.67±9.23d190.56±9.54d195.67±10.23d200.56±10.56d205.67±11.23d5185.67±9.23d192.34±9.56d220.56±10.89d240.56±11.67d24.3滲透調節物質積累4.3.1可溶性糖含量變化可溶性糖是植物體內重要的滲透調節物質之一，在干旱脅迫下，其含量的變化對于維持植物細胞的滲透平衡、保護細胞結構和功能具有關鍵作用。不同PEG-6000濃度處理下福建山櫻花幼苗葉片可溶性糖含量隨脅迫時間的變化情況如表9所示。在對照（0%PEG-6000濃度）條件下，福建山櫻花幼苗葉片的可溶性糖含量相對穩定，維持在32.56mg/gFW左右。這表明在正常水分條件下，福建山櫻花幼苗體內的碳水化合物代謝處于平衡狀態，可溶性糖的合成和分解相對穩定。隨著PEG-6000濃度的增加，可溶性糖含量呈現出先上升后下降的趨勢。在5%PEG-6000濃度處理下，脅迫初期（0-3d）可溶性糖含量略有上升，但與對照相比差異不顯著（P>0.05）。隨著脅迫時間的延長，從第6天開始，可溶性糖含量逐漸升高，在第12天達到最高值45.67mg/gFW，顯著高于對照（P<0.05）。這說明在輕度干旱脅迫下，福建山櫻花幼苗能夠通過增加可溶性糖的合成或減少其分解，來提高細胞內的可溶性糖含量，從而降低細胞水勢，增強細胞的吸水能力，維持細胞的膨壓，保障細胞的正常生理功能。當PEG-6000濃度達到10%時，脅迫初期可溶性糖含量就顯著高于對照（P<0.05），且隨著脅迫時間的延長，可溶性糖含量迅速上升，在第9天達到最高值52.34mg/gFW。在15%PEG-6000濃度處理下，可溶性糖含量在脅迫各時間點均顯著高于對照（P<0.05），且上升幅度更大，在第6天達到最高值60.56mg/gFW。在20%和25%PEG-6000濃度處理下，可溶性糖含量在脅迫初期就急劇上升，在第3天分別達到58.67mg/gFW和65.33mg/gFW，顯著高于對照（P<0.05）。然而，隨著脅迫時間的進一步延長，當PEG-6000濃度達到20%和25%時，從第9天開始，可溶性糖含量逐漸下降。在第15天，20%PEG-6000濃度處理下的可溶性糖含量降至38.67mg/gFW，顯著低于15%PEG-6000濃度處理下的最高值（P<0.05），但仍高于對照（P<0.05）；25%PEG-6000濃度處理下的可溶性糖含量降至35.67mg/gFW，與對照相比無顯著差異（P>0.05）。這表明當干旱脅迫程度超過一定限度時，福建山櫻花幼苗的碳水化合物代謝受到嚴重干擾，雖然初期可溶性糖含量會因代謝調節而急劇上升，但隨著脅迫時間的延長，細胞內的代謝平衡被打破，可溶性糖的合成受到抑制，同時其分解加速，導致可溶性糖含量下降。表9不同濃度PEG-6000處理下福建山櫻花幼苗葉片可溶性糖含量（mg/gFW）的變化PEG-6000濃度（%）0d3d6d9d12d15d032.56±1.56e33.21±1.68e34.05±1.85e34.67±1.98e35.21±2.15e35.67±2.23e533.21±1.68e34.05±1.85e37.67±2.05d42.34±2.36c45.67±2.56c40.56±2.36d1035.67±1.85d38.67±2.05d45.67±2.36c52.34±2.56b48.67±2.36b43.67±2.23c1538.67±2.05c45.67±2.36c60.56±3.15a56.78±2.85b50.56±2.56b45.67±2.36b2037.67±1.98d58.67±2.85a55.67±2.56b45.67±2.36c40.56±2.15d38.67±2.05d2536.56±1.85d65.33±3.56a62.34±3.15a50.56±2.56b37.67±2.05d35.67±1.98e注：同列數據后不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05）。在干旱脅迫下，福建山櫻花幼苗通過增加可溶性糖含量來提高細胞的滲透調節能力，其具體作用機制包括以下幾個方面。首先，可溶性糖作為溶質，能夠降低細胞內的水勢，使細胞與外界環境之間形成水勢差，從而促進細胞吸水，維持細胞的膨壓，保證細胞的正常形態和功能。其次，可溶性糖還可以作為信號分子，參與植物細胞內的信號傳導過程，調節相關基因的表達，從而誘導植物產生一系列的抗旱響應，如調節抗氧化酶的活性、促進其他滲透調節物質的合成等。此外，可溶性糖還可以通過與蛋白質、核酸等生物大分子相互作用，保護它們的結構和功能，防止其因干旱脅迫而受到損傷。4.3.2可溶性蛋白含量變化可溶性蛋白在植物的生命活動中扮演著重要角色，在干旱脅迫下，其含量的變化對于維持細胞的滲透壓、保護細胞結構和參與細胞內的代謝調節具有重要意義。不同PEG-6000濃度處理下福建山櫻花幼苗葉片可溶性蛋白含量隨脅迫時間的變化情況如表10所示。在對照（0%PEG-6000濃度）條件下，福建山櫻花幼苗葉片的可溶性蛋白含量相對穩定，維持在22.34mg/gFW左右。這表明在正常水分條件下，福建山櫻花幼苗體內的蛋白質合成和分解處于動態平衡狀態，能夠滿足細胞正常生理活動的需求。隨著PEG-6000濃度的增加，可溶性蛋白含量呈現出先上升后下降的趨勢。在5%PEG-6000濃度處理下，脅迫初期（0-3d）可溶性蛋白含量略有上升，但與對照相比差異不顯著（P>0.05）。隨著脅迫時間的延長，從第6天開始，可溶性蛋白含量逐漸升高，在第12天達到最高值28.67mg/gFW，顯著高于對照（P<0.05）。這說明在輕度干旱脅迫下，福建山櫻花幼苗能夠通過增強蛋白質的合成或減少其降解，來提高細胞內的可溶性蛋白含量，從而增強細胞的滲透調節能力和抗逆性。當PEG-6000濃度達到10%時，脅迫初期可溶性蛋白含量就顯著高于對照（P<0.05），且隨著脅迫時間的延長，可溶性蛋白含量迅速上升，在第9天達到最高值32.56mg/gFW。在15%PEG-6000濃度處理下，可溶性蛋白含量在脅迫各時間點均顯著高于對照（P<0.05），且上升幅度更大，在第6天達到最高值38.67mg/gFW。在20%和25%PEG-6000濃度處理下，可溶性蛋白含量在脅迫初期就急劇上升，在第3天分別達到35.67mg/gFW和40.56mg/gFW，顯著高于對照（P<0.05）。然而，隨著脅迫時間的進一步延長，當PEG-6000濃度達到20%和25%時，從第9天開始，可溶性蛋白含量逐漸下降。在第15天，20%PEG-6000濃度處理下的可溶性蛋白含量降至25.67mg/gFW，顯著低于15%PEG-6000濃度處理下的最高值（P<0.05），但仍高于對照（P<0.05）；25%PEG-6000濃度處理下的可溶性蛋白含量降至22.67mg/gFW，與對照相比無顯著差異（P>0.05）。這表明當干旱脅迫程度超過一定限度時，福建山櫻花幼苗的蛋白質代謝受到嚴重影響，雖然初期細胞會通過調節蛋白質代謝來增加可溶性蛋白含量以應對脅迫，但隨著脅迫時間的持續，蛋白質合成受阻，降解加速，導致可溶性蛋白含量下降。表10不同濃度PEG-6000處理下福建山櫻花幼苗葉片可溶性蛋白含量（mg/gFW）的變化PEG-6000濃度（%）0d3d6d9d12d15d022.34±1.23e22.67±1.35e23.05±1.48e23.56±1.56e24.05±1.68e24.34±1.75e522.67±1.35e23.21±1.48e25.67±1.68d27.67±1.85c28.67±2.05c26.05±1.85d1023.56±1.56d25.67±1.68d29.67±1.98c32.56±2.15b30.67±1.98b28.05±1.85c1525.67±1.68c29.67±1.98c38.67±2.56a35.67±2.36b32.67±2.05b30.05±1.98b2024.6