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阿月浑子（Pistacia vera L.）生长受干旱影响，为探究其耐旱策略，研究人员以 7 种阿月浑子无性系杂种幼苗为材料，研究其对水分胁迫和恢复的响应。结果发现渗透调节在耐旱中作用关键，该研究为培育耐旱阿月浑子砧木提供依据。
在广袤的农业领域，干旱始终是影响作物生长的一大难题，阿月浑子（Pistacia vera L.）也深受其扰。这种风媒传粉的落叶坚果树，虽能在一定程度上忍受缺水环境，但干旱还是会让其生长受限、产量降低、品质下滑。在伊朗等阿月浑子主产区，干旱问题尤为突出，严重制约了阿月浑子产业的发展。为了破解这一困境，培育出更耐旱的阿月浑子品种显得尤为重要。在此背景下，来自伊朗德黑兰大学农业技术学院等机构的研究人员开展了一项深入研究，相关成果发表在《BMC Plant Biology》上。
研究人员为了探究阿月浑子的耐旱策略，选用了 7 种阿月浑子无性系杂种（C1、C2、C16 - 1、C8 - 3、C4 - 2、C9 - 4 和 UCB1）的 9 个月大幼苗作为实验材料。他们采用随机完全区组设计，设置了对照和缺水处理组，模拟自然干旱环境，观察这些幼苗在水分胁迫和恢复过程中的生长及生理变化。实验过程中，研究人员运用了多种技术方法，如通过测量植物的干重、叶面积等指标评估生长状况；采用特定公式计算相对水含量（RWC），用压力室测定叶片水势（Ψw） ，并使用渗透压计测量叶片和根的渗透势（ΨS）；利用分光光度法测定甘氨酸甜菜碱、脯氨酸和总可溶性碳水化合物（TSC）等渗透调节物质的含量 ；通过指甲油印迹法观察气孔形态特征。
生长对水分胁迫的响应
研究发现，水分胁迫对阿月浑子无性系杂种的生长参数产生了显著影响。在干旱处理期间，所有杂种的地上部干重（SDW）和地下部干重（RDW）都有所下降，但 C1 的下降幅度相对较小。在根冠比方面，C2、C8 - 3、UCB1 和 C4 - 2 在胁迫下根冠比增加，而其他克隆无明显变化。恢复浇水后，C4 - 2 和 C1 的地上部干重显著增加，表现出较强的再生能力，而 C8 - 3 的恢复能力较弱。同时，大多数克隆在恢复浇水后的根冠比与对照组相比无显著差异。在叶面积方面，干旱导致所有克隆的叶面积显著减小，C1 和 C2 的叶面积减小幅度较小，C8 - 3 和 C4 - 2 受影响最大。恢复浇水后，只有 C1 和 C9 - 4 的叶面积比对照组有所增加。
水分关系的变化
相对水含量（RWC）在不同克隆和处理之间存在显著差异。轻度干旱胁迫下，C9 - 4、C16 - 1 和 C1 的 RWC 在干旱和正常浇水处理之间无显著差异，而 C2、C4 - 2、C8 - 3 和 UCB1 的 RWC 显著下降。严重干旱胁迫后，所有克隆的 RWC 都显著降低，C8 - 3 和 C4 - 2 的下降幅度最大，C9 - 4 和 C1 的变化最小。恢复浇水后，C1、C16 - 1、C2 和 C9 - 4 的 RWC 恢复良好，与对照组无显著差异，C8 - 3 的 RWC 最低。叶片水势（Ψw）在干旱胁迫下也显著下降，C8 - 3 和 C4 - 2 受影响最大。恢复浇水后，大多数克隆的叶片水势有所增加，接近对照组水平，但 C8 - 3 的叶片水势仍然最低。叶片和根的渗透势（ΨS）在干旱胁迫下也发生了变化，C9 - 4 的叶片渗透势下降最明显，表明其在胁迫下积累了更多的渗透溶质；C1 的根渗透势在干旱胁迫下显著降低，说明其根中渗透溶质积累增加。恢复浇水后，大多数克隆的叶片和根渗透势与对照组无显著差异。
渗透调节物质的变化
在干旱胁迫下，所有克隆的叶片和根中的甘氨酸甜菜碱、脯氨酸和总可溶性碳水化合物（TSC）含量都有所增加。其中，C9 - 4、C1 和 C2 的甘氨酸甜菜碱含量增加显著，C9 - 4 和 C1 的脯氨酸含量增加最多。恢复浇水后，这些渗透调节物质的含量在叶片和根中都有所下降，但 C9 - 4、C2 和 C1 的含量仍然高于对照组。
气孔特征和叶片温度
研究人员对气孔形态参数（气孔密度、气孔长度、气孔宽度、孔径、孔长）和叶片温度进行了测定，结果表明，干旱胁迫和恢复处理对这些指标均无显著影响。这说明在这些阿月浑子无性系杂种中，气孔调节可能不是耐旱的主要机制。
聚类分析和主成分分析
通过聚类热图分析，研究人员将 7 种杂种分为耐旱、中度耐旱和敏感三组。耐旱组（C9 - 4、C1 和 C2）具有较高的 RWC、甘氨酸甜菜碱、脯氨酸等胁迫相关性状，以及较低的渗透势。主成分分析（PCA）确定了 18 个显著的主成分，前 6 个成分解释了严重干旱胁迫下总变异的 88% 以上。PC1 与多个渗透调节物质和水分相关性状显著相关，PC2 与叶面积、地上部干重和地下部干重等生长性状相关。
综合研究结果和讨论，该研究揭示了阿月浑子无性系杂种在干旱胁迫下的复杂响应机制。不同克隆对干旱的耐受性存在显著差异，C1 和 C9 - 4 等克隆表现出较强的耐旱性。渗透调节在阿月浑子的耐旱过程中起着关键作用，耐旱克隆能够通过积累更多的渗透调节物质，如甘氨酸甜菜碱和脯氨酸，来降低渗透势，维持细胞的水分平衡，从而更好地适应干旱环境。此外，研究还发现气孔调节在这些克隆的耐旱机制中可能并不重要。这些发现为阿月浑子的遗传育种提供了重要依据，有助于筛选和培育出更耐旱的阿月浑子品种，提高其在干旱地区的产量和适应性，对推动阿月浑子产业的可持续发展具有重要意义。
