伴随着全球气候的变化，极端天气事件发生的可能性变大，导致降水的时空不均，加剧了干旱的发生率，进一步对植物乃至整个生态系统造成影响^[1]。自20世纪80年代以来，我国热带和亚热带地区发生干旱的频率增加，并且强度加大，持续时间延长，引起的危害不断扩大^[2]。

多效唑（PP₃₃₃），又称氯丁唑，化学名称是（2RS，3RS）-1-（4-氯苯基）-4，4-二甲基-2-（1H-1，2，4-三唑-1-基）戊-3-醇，分子式为C₁₅H₂₀ClN₃O，属于三唑类化合物，是一种高效的生长延缓剂和低毒杀菌剂，能通过降低植物体内赤霉素含量，抑制植物徒长，使植物达到矮化的效果^[3]。王慧等^[4]研究表明，多效唑可有效降低扬麦株高、重心高度及基部节间长度。娄世杰等^[5]以狼尾草为材料，发现施加适当浓度的多效唑可缩短基部节间长度，降低株高，提高抗倒伏能力。干旱胁迫下加多效唑可以提高高山杜鹃（Rhododendron lapponicum Wahl.）叶片的相对含水量、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性^[6]，在矮生狗牙根上也有类似的研究结果^[7]。玉米叶片在干旱前施加多效唑可以促进渗透调节物质脯氨酸和可溶性糖含量的积累，降低植物体内甾醇类物质的合成，从而保护细胞膜透性^[8]；多效唑还能有效诱导小麦叶片中脱落酸形成，增强小麦对干旱的耐受性^[9]。

毛竹是我国重要的生态经济大型竹种，约占世界毛竹总量的85%^[10]。近年来，随着劳动力成本的不断提高及竹材价格的下降，毛竹材用林经营迅速减少；反之，随着人们生活水平的提高，对毛竹笋的需求却进一步扩大，开发毛竹笋用林培育新技术成了产业发展的新需求。前人对毛竹笋用林的经营做过大量的研究，主要集中在竹林结构调整、水肥管理及竹笋采收技术等方面^[11-13]，本实验团队也对毛竹种苗的抗旱特性进行了较多的探索^[14-16]，但对多效唑能否降低毛竹地上部分生长，促进地下部分生长，增加笋产量及增强其对季节性干旱的抵抗能力研究却极少涉及。本研究以一年生毛竹实生苗为材料，探索多效唑对毛竹种苗地上部分与地下部分生长的影响，及其对干旱的抵抗能力，并从毛竹种苗的相对含水量、膜脂过氧化、抗氧化酶系统及渗透调节物质入手，探讨外源施加多效唑对毛竹种苗抗旱的生理机制，以期为今后毛竹的生产实践提供理论指导。

1 材料与方法 1.1 供试材料

毛竹实生苗培育：2015年10月从广西桂林收集毛竹种子，2016年1月播种于培养钵中，待实生苗长出3叶时移栽至塑料盆，每盆4株。盆上口直径15.5 cm，下口直径11.0 cm，高13.0 cm。育苗基质为珍珠岩、泥炭、蛭石（三者按1:1:1体积混合），并混入400 g/m³复合肥（N、P₂O5、K₂O质量比为24:11:10）作为底肥，基质pH维持在5.5~6.0。按常规水分管理至实生苗平均株高达15 cm时进行多效唑处理。

1.2 试验设计

试验设2个多效唑浓度水平和2种水分供应状况，共4个处理，分别为CK（0 mg/L多效唑+70%含水量）、T₁（0 mg/L多效唑+30%含水量）、T₂（40 mg/L多效唑+70%含水量）、T₃（40 mg/L多效唑+30%含水量），各处理重复20盆，共80盆。具体操作步骤如下：随机取平均株高15 cm的实生苗40盆，连续3 d于当天下午5：00每盆浇施40 mg/L多效唑100 mL；另取实生苗40盆，每盆浇施等量清水（0 mg/L多效唑）。之后一次性浇透水，让基质水分自然落干，每天采用称量法测定基质相对含水量，期间分别将浇施多效唑和清水处理的实生苗各自随机分为2组，每组20盆，其中一组的基质相对含水量达田间持水量的70%时，通过每天称量补水维持此正常供水水平，另一组的基质相对含水量达田间持水量的30%时，通过每天称量补水维持此干旱胁迫水平。在干旱胁迫的第7天、14天和21天，分别取样测定实生苗的生理性状；于第21天取样测定实生苗生长指标。

1.3 指标测定 1.3.1 生长指标测定

苗高增量：分别在试验前与干旱胁迫21 d时，测定各处理的毛竹苗高，其苗高差值即为苗高增量，cm。

生物量：干旱胁迫21 d时，取整株植物，分别称地上部分、地下部分鲜质量，之后在105 ℃烘箱中杀青半小时后降至80 ℃烘干至恒量，然后称其干质量，计算各处理的生物量及其根冠比。

总干物质生物量=地上部分生物量干质量+地下部分生物量干质量。

根冠比=地下部分生物量干质量/地上部分生物量干质量×100%。

1.3.2 叶片相对含水量的测定

采用浸泡烘干法^[17]测定相对含水量（relative water content, RWC），具体步骤：取3~4片待测新鲜叶片，测定其鲜质量（m_f）后，在蒸馏水中浸泡24 h后称得饱和鲜质量（m_t），再于105 ℃烘箱中杀青15 min，然后在70~80 ℃下烘干至恒量，测得其干质量（m_d），则：

RWC=（m_f-m_d）/（m_t-m_d）×100%.

1.3.3 保护酶活性和丙二醛含量测定

酶液提取：称取0.5 g剪碎的毛竹叶片（去叶脉）于预冷的研钵中，加入2 mL预冷的磷酸盐缓冲液（pH=7.8，0.05 mmol/L），冰浴研磨成浆后倒入10 mL离心管内，并用磷酸盐缓冲液冲洗研钵，将冲洗液倒入离心管中，使最终体积为8 mL。以转速8 000 r/min于4 ℃条件下离心20 min，取上清液进行抗氧化酶活性及丙二醛（malondialdehyde, MDA）含量测定。

超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）活性：采用南京建成生物工程研究所的100T试剂盒测定。过氧化物酶（peroxidase, POD）活性：采用愈创木酚法测定^[18]。过氧化氢酶（catalase, CAT）活性：采用紫外分光法测定^[19]。MDA含量：采用硫代巴比妥酸法测定^[19]。

1.3.4 游离脯氨酸含量测定

采用酸性茚三酮显色法^[20]测定脯氨酸（Pro）含量：称取0.20 g叶片放入试管内，加入3%磺基水杨酸溶液5 mL，加盖并在沸水浴中提取30 min，冷却后过滤于干净的试管中，滤液即为脯氨酸的提取液。吸取0.5 mL提取液至干净的带玻塞试管中，加入2 mL乙酸和2 mL酸性茚三酮，摇匀后沸水浴60 min，溶液即呈现红色，冷却后再加入5 mL甲苯，充分摇匀萃取（黑暗中静置2~3 h）。吸取上层甲苯溶液于比色皿中，以甲苯为空白对照，在紫外可见分光光度计上测定在520 nm波长下的吸光度。

w（Pro）=（C×V_t）/（m_f×V_S×10⁶）×100%.

式中：C为由标准曲线查得的Pro质量，μg；V_t为提取液的总体积，mL；m_f为样品鲜质量，g；V_S为测定时的用液量，mL。

1.4 数据统计

采用Excel 2003进行数据处理与作图；用DPS 7.05软件进行方差分析及多重比较。

2 结果与分析 2.1 毛竹实生苗生物量与叶片相对含水量

由图 1可知：干旱胁迫显著降低了毛竹实生苗的株高增量、根系生物量和总生物量，显著提高了根冠比；多效唑处理加剧了干旱胁迫对株高增量的降低效应，却减缓了对干旱胁迫根系生物量及总生物的降低作用，并加强了干旱胁迫对根冠比的提高作用。

图 2表明：无论用多效唑处理与否，干旱胁迫显著降低了毛竹实生苗叶片相对含水量；在2种水分状态下，多效唑处理可显著提高叶片相对含水量，其中干旱胁迫下施加多效唑处理的叶片相对含水量与对照无显著差异，说明多效唑处理可消除干旱胁迫对叶片相对含水量的降低效应。

2.2 毛竹实生苗叶片MDA含量

方差分析表明，多效唑质量浓度与水分供应水平分别对毛竹实生苗叶片丙二醛含量的3次检测结果的影响均达0.05显著水平，其中两者互作对第21天检测结果的影响也达0.05显著水平。比较图 3中T₁和CK曲线可知，两者的MDA含量均随干旱胁迫时间延长而呈上升的趋势，其中T₁的上升幅度更大，且各监测时间均为T₁显著高于CK，说明相对于正常供水，干旱胁迫显著提高了毛竹实生苗叶片的MDA含量。比较T₁、T₃和CK曲线可知：T₃曲线始终位于T₁曲线下，且各时间的差异均达0.05显著水平；除干旱胁迫第7天为T₃显著高于CK外，两者相互重叠，说明用多效唑浇根处理后再进行干旱胁迫（T₃）可显著减轻甚至消除干旱胁迫（T₁）对叶片MDA含量的提升效应，从而恢复至正常供水条件下的叶片MDA含量水平。比较CK和T₂曲线可知，在正常供水条件下，多效唑处理对第7天和第14天测得的毛竹实生苗叶片MDA含量无显著影响，但能显著降低第21天的MDA含量。

2.3 毛竹实生苗叶片脯氨酸含量

方差分析表明，多效唑质量浓度与水分供应水平及两者互作对毛竹实生苗叶片脯氨酸含量的3次检测结果的影响均达0.05显著水平。由图 4可知：相对于正常供水（CK），干旱胁迫（T₁）显著提高了毛竹实生苗叶片脯氨酸含量，在干旱胁迫第7天、14天和21天的相对提升幅度分别为68.3%、29.8%和87.0%；而用多效唑处理后再进行干旱胁迫处理（T₃），脯氨酸含量则提升幅度更大，分别达215.9%、110.6%和185.5%；在正常供水条件下多效唑处理（T₂）的脯氨酸含量虽比CK显著提高，但相对提升幅度仅分别为82.5%、33.7%和25.9%。上述结果表明，干旱胁迫显著提高了毛竹实生苗叶片的脯氨酸含量，在干旱胁迫前先进行多效唑浇根处理可提升叶片中渗透调节物质脯氨酸的积累而增强抗旱能力。

2.4 毛竹实生苗抗氧化酶活性

由表 1可见：多效唑处理对毛竹实生苗叶片中SOD、POD和CAT活性的3次测定值的影响均达0.05或0.01显著水平；除第14天的POD和CAT活性测定值外，水分状况对这3种抗氧化酶活性的影响也均达0.05或0.01显著水平；多效唑与水分状况互作除了对第14天的POD和CAT活性测定值的影响显著外，其余均未达0.05显著水平。

比较图 5中T₂与CK曲线可知，在正常供水条件下，多效唑处理对第7天和14天的SOD和CAT活性无显著影响，但显著提高了第21天的SOD、POD和CAT活性和第7天的POD活性；比较T₁与CK曲线发现，干旱胁迫显著提高了第7天和14天的SOD活性，显著降低了第14天和21天的CAT活性和第14天的POD活性；比较T₃和T₁曲线可见，多效唑处理显著提高了干旱胁迫下第7天、14天和21天的SOD、CAT活性及第7天和14天的POD活性。总体而言，多效唑处理能显著提高干旱胁迫下3种抗氧化酶的活性。

3 讨论与结论

多效唑可以有效调控植物的形态和生理生化反应，进而提高植物对逆境的适应性^[21]。干旱是限制自然界植物生长和生存的关键环境因子之一，严重影响植物的形态结构和生长代谢水平^[22]。在本试验中，施加多效唑显著降低毛竹苗高，这可能是由于其抑制赤霉素的合成，从而达到矮化的效果^[3]。在干旱胁迫下施加多效唑显著降低了苗高增量，并显著提高了根冠比和相对含水量，说明施加多效唑可以抑制地上部分生长，减少水分流失，并促进植物根系生长，提高水分利用效率，从而增强植物抗旱性。前人在苎麻上的研究发现，多效唑的施用有助于根部脱落酸含量的增加，促进地上部分的同化物向根部运输，有利于根系生长^[23]。杨鑫光等^[24]研究也表明，多效唑可以增加旱生植物霸王的根冠比，增强其根系活力。MCCANN等^[25]的研究表明，施加抗倒酯能显著提高在高温干旱胁迫下匍匐剪股颖（Agrostis stolonifera）、草地早熟禾的叶片相对含水量和土壤含水量，降低其在胁迫下的蒸腾作用，从而缓解高温干旱胁迫对其水分条件的危害作用。

作为植物重要的抗旱机制，渗透调节主要是通过可溶性蛋白、脯氨酸及可溶性糖等亲和性溶质的积累来降低水势，以保持膨压，从而保护细胞膜结构的稳定性，使植株免受不利环境的伤害^[26]。在本研究中，毛竹叶片中的脯氨酸含量随着干旱胁迫时间的延长而增加，在不同干旱时间，施加多效唑显著提高了干旱胁迫下毛竹叶片的脯氨酸含量，这与于永畅等^[27]对蕙兰的研究结果类似，即施用一定质量浓度的多效唑可以提高叶片相对含水量和脯氨酸含量，提高蕙兰的抗逆能力，有效缓解胁迫危害。干旱胁迫会促使氨基酸代谢网络向脯氨酸合成转变，大量谷氨酸通过Δ1-吡咯啉-5-羧酸转化为脯氨酸，从而提高脯氨酸的含量，而施加多效唑会缓解代谢途径的变化^[28]。

在逆境胁迫下植物细胞会产生过量活性氧。当活性氧浓度较低时，可以通过抗氧化酶构建的防御系统来缓解胁迫压力；当活性氧浓度过高时，则会对细胞膜等产生危害。丙二醛（MDA）是膜脂过氧化主要产物之一。SOD、CAT、POD是存在于植株体内的3种重要抗氧化酶，帮助植物清除体内产生的活性氧；抗氧化系统的防御能力取决于这些酶共同协调的结果。SOD作为防御系统的第一道防线，主要是催化超氧阴离子自由基转化为O₂和H₂O₂；CAT能够催化H₂O₂，使其分解成H₂O和O₂，解除H₂ O₂对细胞膜所造成的伤害；POD主要通过利用酚类化合物作为还原剂清除生物体内的H₂O₂，并释放O₂，进而消除H₂O₂对细胞膜所造成的伤害^[29]。在本研究中，相对于对照（CK），施加多效唑仅在处理后期显著降低MDA含量和提高SOD、CAT活性，而POD活性在处理第14天和21天时均显著增加；在持续干旱胁迫过程中，施加多效唑可以显著降低毛竹实生苗叶片的MDA含量和显著提高SOD、POD、CAT活性。说明施加多效唑可以不同程度提高3种抗氧化酶活性，清除过量的活性氧，从而减少对细胞膜的伤害，降低细胞内MDA含量。这与王竞红等^[30]的研究结果类似，即多效唑处理能显著提高6种草坪草的抗氧化物酶活性。黄建昌等^[31]研究也表明，在干旱胁迫下，多效唑能有效地提高黄皮幼苗可溶性蛋白质含量及SOD、POD活性，显著地降低细胞质膜透性、H₂O₂和MDA含量。但随着干旱时间的延长，3种抗氧化酶的活性整体呈先升高后下降，MDA含量却持续增高，说明在干旱处理后期，毛竹实生苗的叶片中活性氧大量积累，防御系统不能及时清除活性氧，细胞膜及防御系统均受到严重伤害，施加多效唑也改变不了酶活性整体下降的趋势。

综上所述，施加多效唑可以有效降低毛竹实生苗苗高，提高毛竹实生苗在干旱胁迫下的相对含水量、渗透调节物质含量及抗氧化酶活性，促进根系生长，提高毛竹抗旱能力，但随着干旱胁迫持续时间的延长，多效唑的效应会减弱。由于本文研究结果是针对毛竹幼苗阶段，是否适用于成竹及能否指导生产实践还需要进一步研究。