干旱胁迫是植物经常遭受的主要环境胁迫之一。由干旱引起的氧化胁迫，通过活性氧对膜系统损伤而对植物造成伤害。但植物在长期进化过程中形成了抵抗氧化胁迫的机制，能通过感受刺激和传导信号，进而启动各种生理生化反应响应干旱胁迫。以超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）等抗氧化酶类组成的酶促清除系统在植物抵抗氧化胁迫中具有重要作用，它们协同作用可清除由干旱胁迫形成的大量活性氧，进而抑制膜脂过氧化反应，使代谢活动正常进行，增强植株的抗旱能力。
1、试验材料
供试材料为温室种植的3个百合品种‘诺宾’（Robina）、‘索蚌’（Sorbonne）、‘西伯利亚’（Siberia）。试验设干旱组（百合置于空的500 mL锥形瓶中持续干旱胁迫处理，直至试验结束）和正常补水对照组（百合置于装有蒸馏水的500 mL锥形瓶中）；分组后放入光照培养箱中（昼温22°C/夜温17°C，光照16 h/黑暗8 h，相对湿度控制为60%左右）；每隔24 h取样1次，样品迅速置于液氮中，然后于–80°C超低温冰箱保存，以备测定3种百合花瓣的各生理生化和分子指标。
2、 相对含水量
剪取花瓣样品迅速称出鲜样质量（Wf）。将花瓣样品放入已升温至 105 ℃的烘箱中 15 min，然后于 80 ℃下烘干，称出干样质量（Wd）。在称鲜样质量后，将样品浸入蒸馏水中或包裹在吸饱水分的湿纱布中 6 ~ 8 h，取出用吸水纸擦干样品表面水分，称质量；再次将材料放入水中浸泡一段时间后取出，吸干表面水分，称质量，直到两次的结果基本相等，最后的结果即为饱和鲜样质量（WT）。百合花瓣相对含水量（RWC）指组织含水量占饱和含水量百分数：RWC =（Wf–Wd）/（Wt–Wd）× 100。
3、MDA 以及抗氧化酶活性
MDA 含量测定采用硫代巴比妥酸（TBA）法；可溶性蛋白质（SPC）含量测定采用考马斯亮蓝 G-250 染色法；过氧化物酶（POD）活性测定采用愈创木酚法；超氧化物歧化酶（SOD）活性测定采用氮蓝四唑（NBT）法。
4、基因表达分析
用实时荧光定量 PCR（qPCR）进行基因表达定量分析。各材料 RNA 用 Trizol 提取，cDNA 合成用 PrimeScriptTM RT reagent Kit with gDNA Eraser（Perfect Real Time）试剂盒。荧光定量 PCR 用SYBR®Premix Ex TaqTM Ⅱ（Tli RNaseH Plus）试剂盒，在罗氏 LightCycler 480 系统上进行，定量引物序列如下表。每个材料做3 次独立重复，采用 2-ΔΔCT 方法分析处理数据。
5、结果与分析
（1）干旱胁迫对百合花瓣相对含水量的影响
相同干旱胁迫时间处理下，西伯利亚相对含水量下降最快，干旱胁迫后含水率显著低于其他 2 个百合品种（P < 0.05），表明西伯利亚的持水能力较其他 2 个品种差。
（2）干旱胁迫对百合花瓣生理生化的影响
3 种百合花品种在整个干旱胁迫中可溶性蛋白均呈现下降趋势，干旱处理下降幅度显著高于对照组（P < 0.05），表明干旱加速了百合可溶性蛋白的分解。3 个百合花品种花瓣的 MDA 含量在整个开花衰老过程中随着时间逐渐升高，其中西伯利亚MDA含量高于其他2个品种，说明干旱胁迫对其细胞膜的伤害程度最大。各百合品种干旱处理 MDA 含量显著高于对照（P < 0.05），表明干旱加剧了 MDA 的产生，加速了膜系统的损伤和细胞的死亡。
随着干旱胁迫的增强，百合花花瓣SOD活性总体呈现先上升后下降趋势，3种百合都在胁迫处理3 d时达到峰值后下降。干旱处理SOD活性均大于对照，索蚌SOD酶活性最大。随着干旱胁迫加强，3种百合花瓣POD活性均呈现先上升后下降趋势，对照组均低于干旱组，索蚌POD活性最高，胁迫3 d达到最大值，是诺宾的1.8倍，西伯利亚的2.53倍（P< 0.05）。
（3）干旱胁迫对百合花瓣抗氧化酶基因表达的影响
用qPCR研究干旱胁迫下诺宾花瓣中抗氧化酶基因表达的变化。如表2所示，3种SOD酶基因
中，Cu-ZnSOD和MnSOD的表达首先升高然后下降，其中Cu-ZnSOD在3 d时达到高峰，而MnSOD在5 d时开始下降，Fe-SOD则是一直降低；CAT、APX和GR先增加然后降低，CAT在3 d时达到峰值，但GR只是略微增加，从4 d开始下降；APX在2 d时最高；POD一直保持上升趋势。
综上所述，可溶性蛋白具有明显的增强细胞的持水能力、增加束缚水含量和原生质弹性等功能，是细胞内重要的渗透调节物质和营养物质，对细胞的生命物质及生物膜起到保护作用。干旱处理百合花瓣可溶性蛋白含量随着时间的延长显著下降，与花瓣相对含水量成正相关关系，这可能是蛋白的合成需要水参与，而抵抗干旱胁迫加速了蛋白的分解。MDA是膜脂过氧化作用的产物之一，是检测膜损伤程度的公认指标，MDA不断积累引起酶和细胞膜的破坏。随着干旱胁迫增强，花瓣相对含水量和可溶性蛋白含量下降，而代表膜质过氧化程度的丙二醛（MDA）含量持续上升。干旱胁迫下花瓣的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性在处理的前期、中期持续上升，后期下降，说明前中期有较高的活性氧（ROS）清除能力，之后抗氧化能力下降；抗氧化酶基因Cu-ZnSOD、MnSOD、CAT、APX和GR的表达先升后降，而Fe-SOD的表达一直下降，POD则一直保持升高的趋势。根据隶属函数平均值大小百合品种抗旱性由强到弱为：‘索蚌’>‘诺宾’>‘西伯利亚’。
主要参考文献
Hodges D M，Delong J M，Fomey C F，Prange R K. 1999. Improving the thiobarbituric acid-reactive-substances assay for estimating lipid peroxidation in plant tissues containing anthocyanin and other interfering compounds. Planta，207：604–611.
Jolán C，Agnes G，Edit H，Piroska D，Magdolna G，Zsolt V，Lászlóet E，János G，Irma T. 2012. Different peroxidase activities and expression of abiotic stress-related peroxidases in apical root segments of wheat genotypes with different drought stress tolerance under osmotic stress.Plant Physiology and Biochemistry，52：119–129.
Li He-sheng. 2000. Principles and techniques of plant physiological and biochemical experiment. Beijing：Higher Education Press：164–169. (in Chinese)
Livak K J，Schmittgen T D. 2001. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2 −ΔΔCT method. Methods，25：402–408.
Long Hai-tao，Li Li-mei，Xie Ze-hong，Liu Shuai，Li Xiao-yun，Deng Bin，Liu Hai-yan，Li Ling. 2015. Relationship between drought resistance evaluated by comprehensive subordinate function values and AhNCED1 expression in peanut varieties. Chinese Bulletin of Botany，50 (6)：706–712. (in Chinese)
