十四种商业杏仁（Prunus sp.）基因型在干旱胁迫下的生长情况及其生化特性，包括营养成分的变化

《Ecological Genetics and Genomics》：The growth and biochemical traits including nutrient contents of fourteen commercial almond ( Prunus sp.) genotypes affected by drought stress

研究采用两年田间试验，以14种商业杏仁基因型为试材，在干旱胁迫（灌溉量70%和30%田间持水量）下评估其生长和生理反应。结果表明，干旱显著降低株高、茎粗和叶面积，并增加叶片脱落。不同基因型在H2O2含量和营养元素吸收（N、Fe等）方面存在显著差异，其中砧木为GN的胁迫Mamaei基因型H2O2含量最高（19.99 μmol/g FW）。耐旱砧木能改善水分利用效率，建议结合钾肥施用以提高干旱条件下杏仁生长和生理特性。

　　在干旱胁迫的背景下，杏仁（*Prunus* sp.）因其在健康和经济上的重要性，成为干旱和半干旱地区广泛种植的作物之一。为了深入了解杏仁在不同生长阶段对干旱胁迫的反应，本研究在田间环境下对14个年轻杏仁基因型进行了实验分析。实验分别在2020年和2021年进行，采用随机完全区组设计（RCBD），将水分供应设置为田间持水量的70%和30%作为主因素，而杏仁的14个无性繁殖砧木基因型则作为次因素，嫁接在GN砧木上。通过这种方式，研究人员能够系统地评估不同基因型在面对干旱时的反应差异。

实验结果显示，不同基因型对干旱胁迫的反应存在显著差异。虽然对照处理下的杏仁树在高度、茎粗和叶面积方面表现最佳，但干旱胁迫明显抑制了杏仁树的生长，并增加了叶片脱落率。在两年的研究期间，杏仁树在生长季节中表现出不同的水分过氧化物（H?O?）含量和营养元素含量。例如，在受干旱胁迫的Mamaei基因型中，其生长速度最慢，但H?O?含量却最高，达到了19.99 μmol g?1 FW。这表明，某些基因型在干旱条件下可能会产生更多的活性氧物质，从而引发氧化应变，影响其生理机能。

此外，受干旱胁迫的杏仁树在营养元素吸收方面也表现出变化。实验发现，除了钾（K）和铁（Fe）以外，其他营养元素的吸收量在受干旱胁迫的基因型中均有所下降。GN基因型在对照和干旱胁迫条件下均表现出较高的氮（N）含量，分别达到了3.54%和2.52%。这说明，氮元素在杏仁树的生长过程中扮演着重要角色，其含量变化可能与植物的生长状态和胁迫反应密切相关。而在受干旱胁迫的GN基因型中，铁元素含量反而增加，这可能表明铁在植物应对干旱胁迫时具有一定的积极作用，如增强细胞膜稳定性或促进抗氧化系统的激活。

在不同生长阶段，干旱胁迫对杏仁树的生长和营养吸收也产生了不同的影响。例如，在中期生长阶段，受干旱胁迫的Shahrood 13和Shahrood 7基因型表现出最低的铁含量，而在后期生长阶段，这一趋势依然存在。这表明，铁元素的吸收可能受到干旱胁迫和生长阶段的双重影响，因此在不同阶段的管理策略可能需要有所调整。与此同时，实验还发现，受干旱胁迫的杏仁树在叶面积和生长速率方面存在显著差异，这提示我们，不同基因型对干旱胁迫的适应能力可能存在遗传差异，因此在选择耐旱基因型时需要考虑其生长阶段和环境条件的相互作用。

在干旱胁迫的背景下，植物的适应策略通常包括多种生理和生化机制。这些机制可能包括改变形态特征、调整渗透势、激活抗氧化防御系统以及优化气孔开度和蒸腾作用以减少水分流失。在本研究中，研究人员观察到，干旱胁迫显著影响了杏仁树的生长形态和生理特征，例如植物高度、茎粗和叶面积的变化，以及叶片脱落率的增加。这些变化表明，杏仁树在面对干旱时会启动一系列自我保护机制，以维持其基本的生命活动和生长状态。

通过嫁接技术，研究人员发现，将杏仁树的枝条嫁接在具有耐旱特性的砧木上，可以显著提高其对干旱胁迫的适应能力。例如，某些基因型在嫁接后表现出更高的水分利用效率，这可能与其砧木的特性有关。此外，实验还发现，嫁接后的杏仁树在营养元素的吸收和利用方面也表现出不同的表现。这表明，嫁接不仅能够改善植物的形态特征，还可能通过影响植物的生理机制来增强其对干旱的耐受性。

在研究过程中，研究人员还关注了植物基因型对干旱胁迫的反应差异。他们发现，不同基因型在面对干旱时会表现出不同的生理和生化反应，例如H?O?含量的变化和营养元素的吸收差异。这些差异可能与植物的遗传背景、生长阶段以及环境条件有关。例如，在中期生长阶段，某些基因型可能表现出更高的水分保持能力，而在后期生长阶段，这种差异可能被进一步放大。因此，在选择耐旱基因型时，需要综合考虑其生长阶段和环境条件的影响。

通过本研究，研究人员希望揭示杏仁树在干旱胁迫下的适应机制，并为提高其生长和生理表现提供科学依据。他们发现，干旱胁迫对杏仁树的生长和生理特征产生了显著影响，这可能与植物的基因型、水分供应方式以及嫁接技术的选择密切相关。此外，实验还发现，某些基因型在面对干旱时能够维持较高的营养元素含量，这可能与其抗氧化能力有关。

为了进一步提高杏仁树在干旱条件下的生长和生理表现，研究人员建议在种植过程中采用耐旱基因型，并结合钾肥施用等措施。这种策略可能有助于提高杏仁树的抗旱能力，减少其在干旱条件下的生长损失。此外，研究人员还发现，嫁接技术可以显著改善杏仁树的生长表现，这可能与其砧木的特性有关。因此，在实际生产中，选择合适的砧木和基因型可能是提高杏仁树抗旱能力的重要手段。

本研究还强调了干旱胁迫对植物生长和生理特征的复杂影响。例如，干旱胁迫不仅会影响植物的形态特征，如高度、茎粗和叶面积，还可能影响其营养元素的吸收和利用。这表明，植物在面对干旱时需要协调多种生理机制，以维持其正常的生长和代谢活动。此外，实验还发现，不同生长阶段对干旱胁迫的反应可能存在差异，这提示我们，干旱胁迫的影响可能随着时间的推移而变化，因此在管理策略上需要动态调整。

综上所述，本研究通过对杏仁树在不同生长阶段和不同基因型下的反应进行分析，揭示了干旱胁迫对植物生长和生理特征的复杂影响。这些发现不仅有助于我们理解杏仁树在干旱条件下的适应机制，还为提高其生长表现和抗旱能力提供了科学依据。未来的研究可以进一步探讨不同基因型和砧木组合在干旱条件下的表现，以及如何通过优化管理措施来提高杏仁树的抗旱能力。