摘要
为掌握紫叶油菜对高温干旱胁迫的耐受能力，以及利用紫叶性状进行油菜杂种优势利用和干旱区油菜品种筛选利用提供理论参考，以油菜紫叶-绿叶近等基因系紫叶、浅紫叶、绿叶等 3 种油菜为对象，分析了其在高温干旱胁迫条件下不同时期（胁迫前对照、胁迫 3 d、胁迫 5 d、复水）土壤含水量（Swc）及 3 种油菜的气孔导度 （Gs）、胞间 CO2 浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）、净光合速率（Pn）、鲜重（Fw）、叶片叶绿素（Chl）、相对含水量 （Rwc）、花青素（Ant）、丙二醛（MDA）、相对电导率（Rec）、超氧阴离子产生速率（Sagr）、脯氨酸（Pro）、可溶性糖（Ss）含量的变化趋势及差异，结果发现：（1）3 种叶色油菜叶片的 Ci、Gs、Pn、Chlb 及 Chla+b 呈下降趋势，复水后上升；Tr 和 Rwc 在胁迫 3 d 后变化不大，胁迫 5 d 后迅速下降，复水后上升；Rec、Pro 含量则在高温干旱胁迫后（3、5 d）显著上升，复水后降低；MDA、Sagr、Ss 含量在胁迫 3 d 后变化不大、胁迫 5 d 后上升，复水后降低。紫叶、浅紫叶油菜的 Ant 含量均在胁迫 3 d 后下降，胁迫 5 d 后上升，复水后降低，绿叶油菜 Ant 含量无明显变化。（2）紫叶油菜的 Gs、Ci、Tr、Pn、Chla、Chlb、Chla+b、Fw、Rwc 和 Sagr 与浅紫叶、绿叶差异不显著，但其 Ant、MDA、Pro（仅胁迫 3、5 d 时）、Ss 含量显著高于浅紫叶、绿叶油菜（紫叶＞浅紫叶＞绿叶）。 （3）经隶属函数综合评价，各油菜抗旱性表现为紫叶＞浅紫叶＞绿叶（得分依次为 0.49、0.38、0.37）。因此，紫叶油菜的抗旱性高于浅紫叶、绿叶油菜，紫叶性状可以进行油菜杂种的优势利用。
Abstract
The research aimed to understand the tolerance of purple leaf rapeseed to high temperature and drought stress， and to provide theoretical reference for utilizing purple leaf traits for the utilization of rapeseed hybrid vigor and the screening and utilization of rapeseed varieties in arid areas. Taking the rapeseed purple leaf-green leaf nearly isogenic lines（three types of rapeseed：purple leaf，light purple leaf，green leaf）as objects，this study analyzed the changes and differences in soil moisture content（Swc），stomatal conductance（Gs），intercellular CO2 concentration（Ci），transpiration rate（Tr）， net photosynthetic rate（Pn），fresh weight（Fw），leaf chlorophyll（Chl），relative water content（Rwc），anthocyanin （Ant），malondialdehyde（MDA），relative conductivity（Rec），superoxide anion production rate（Sagr），proline（Pro）， and soluble sugar（Ss）content of three types of rapeseed under high temperature and drought stress conditions at different stages（control，stress 3 days，stress 5 days，rehydration）. The results showed that，（1）Ci，Gs，Pn，Chlb and Chla+b showed a decreasing trend，but increased after rehydration，Tr and Rwc showed little change after 3 days of stress， were rapidly decreased after 5 days of stress，and were increased after rehydration. Rec and Pro contents were significantly increased after high temperature and drought stress（3 days，5 days）and decreased after rehydration. MDA，Sagr，and Ss contents showed little change after 3 days of stress，increased after 5 days of stress，and decreased after rehydration. The Ant content of purple leaf and shallow purple leaf rapeseed was decreased after 3 days of stress，increased after 5 days of stress， and decreased after rehydration，while the Ant content of green leaf rapeseed showed no significant change.（2）The Gs， Ci，Tr，Pn，Chlb，Chla+b，Fw，Rwc，and Sagr of purple leaf rapeseed were not significantly different from those of light purple leaf and green leaf，but their Ant，MDA，Ss，and Pro（under stress for 3 and 5 days）contents were significantly higher than those of light purple leaf and green leaf rapeseed（purple leaf>light purple leaf>green leaf）.（3）According to the comprehensive evaluation of the membership function，the drought resistance scores of rapeseed were as follows：purple leaves> light purple leaves>green leaves（the scores were 0.49，0.38，0.37，respectively）. The drought resistance of purple leaf rapeseed was higher than that of light purple leaf and green leaf rapeseed. Therefore，the purple leaf trait could be used for the advantage utilization of rapeseed hybrids.
Keywords
油菜是一种重要的油料作物，在我国种植面积约 6.67×106 hm2[1]，油菜产量对农业生产及群众的生活有着巨大的影响。随着全球气候变暖，高温和干旱等极端天气时常发生，当干旱和高温达到一定程度时，则抑制油菜的生长发育，影响油菜籽的产量[2]。研究作物对高温干旱的耐性机理，筛选高温干旱耐性品种，对保障作物产量具有重要意义。
有研究报道，植物紫叶性状与其抗逆性有一定的相关性，如耐盐、耐寒、耐高温等[3]。隋益虎[4]发现，在高温、干旱条件下紫色辣椒品种净光合速率（Pn）达极大值时的光合有效辐射（PAR）、光补偿点（LCP）和光饱和点（LSP）、在一天中的高温时段实际 Pn 均显著高于绿色品种，表观量子效率（AQY）低于绿色品种，说明紫色品种耐强光、高温的能力更强；紫叶酢浆草的 Pn 在干旱胁迫 14～20 d 时有明显下降，且可变荧光（Fv）/ 最大荧光（Fm）和光合速率出现明显变化的时间比土壤含水量明显变化的时间晚 2～4 d，说明其对干旱胁迫有较强的耐性[5]；而紫色小白菜叶片花青苷、可溶性糖（Ss）及叶绿素（Chl）（a+b）含量均随干旱程度的加重呈先升后降趋势，叶片 Pn、气孔导度 （Gs）和蒸腾速率（Tr）呈逐渐下降趋势[6]。缪依琳[7]研究发现，聚乙二醇（PEG）模拟干旱处理降低了油菜幼苗生物量、光合作用活力、叶片含水量，而活性氧、脯氨酸（Pro）和 Ss 含量、叶片电导率显著提高，且干旱胁迫能诱导花青素（Ant）合成相关基因的表达，促进植株合成与积累 Ant，紫茎油菜干旱适应能力更好。在非胁迫条件下，紫叶、绿叶、浅紫叶油菜的 Pn 差异不显著[8]，但目前针对紫叶油菜的高温干旱耐性研究尚未见报道。
紫叶油菜因其上表皮富含 Ant 而具有紫叶性状[9]，因其独特的颜色特征成为研究热点。目前对紫叶油菜的研究主要集中在生理特性、基因定位等方面[10-11]，紫叶甘蓝型油菜对干旱和高温胁迫的耐受能力如何有待深入研究。本研究从高温干旱对紫叶、浅紫叶、绿叶油菜生长、光合作用及生理生化指标的影响，分析紫叶油菜对高温干旱的适应能力及其与浅紫叶、绿叶油菜的差异，为油菜新品种选育提供理论依据。
本研究以油菜紫叶-绿叶近等基因系（紫叶、浅紫叶、绿叶）为对象，通过测定其在高温和干旱胁迫下光合作用参数 Tr、胞间 CO2 浓度（Ci）、 Gs、Pn 及油菜地上部鲜重（Fw）、叶片相对含水量（Rwc）、Ss、Chl 含量、叶片质膜透性、丙二醛 （MDA）含量、超氧阴离子产生速率（Sagr）、Pro、 Ss 等指标，研究其对高温和干旱胁迫耐受能力及差异，为利用紫叶性状进行油菜杂种优势利用提供理论参考。
1 材料与方法
1.1 供试材料
18 甘 5-1：甘蓝型油菜紫叶-绿叶近等基因系，遗传组成为[（6-1029×6-1025）×6-1025] BC11F2，其中 6-1029 为紫叶品系、6-1025 为绿叶品系，该群体表现型为紫叶、浅紫叶、绿叶。
1.2 试验方法
试验在韶关学院英东生态园进行。2023 年 11 月 2 日育苗，12 月 29 日移栽入盆，置于人工气候箱培养，2024 年 1 月 2 日取对照（ 胁迫前）样后，开始高温干旱胁迫，胁迫期间取胁迫 3 d、胁迫 5 d 样品，胁迫 5 d 后复水，复水 4 d 后（2024 年 1 月 11 日）取复水样品，具体方法如下：选取颜色一致、饱满的种子在 50 穴的育苗盘里催芽，待幼苗 4～5 叶期移栽入盆。试验设对照、胁迫 3 d、胁迫 5 d和复水共4个处理。盆栽土壤采自生态园，经自然风干后过 2 mm 土筛装盆，每盆装 1.5 kg 土，其土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量分别为 23.18 g/kg、 40.11 mg/kg、23.18 mg/kg、110.04 mg/kg，土壤含水量设为风干土的 60%。每个处理在油菜 5～6 叶期选择生长状况良好、长势一致、无病虫害的紫叶、浅紫叶、绿叶单株各 5 盆（即 5 次重复）放入人工气候箱培养。胁迫处理前进行适应性培养，人工气候箱条件设置为 25℃，60% 湿度，12 h 光照；22℃，70% 湿度，12 h 黑暗，期间正常浇水（称重法），4 d 后进行胁迫。高温和干旱双重胁迫时，人工气候箱条件设置为 35℃，40% 湿度，12 h 光照； 28℃，50% 湿度，12 h 黑暗，期间不补水（高温导致土壤变干、同时实现干旱），胁迫 5 d 后复水，复水时长为 4 d（称重法补水）。分别在胁迫处理前 1 d（对照）、胁迫第 3 d、胁迫第 5 d 和复水第 4 d 取样。
1.3 测定内容
土壤含水量（Swc）的测定，取每盆原状土样 200 g，200℃连续烘干 4 h，计算以土壤鲜重为基础的重量百分数[12]，土壤含水量 =（鲜重-烘干重）/ 鲜重 ×100%。油菜光合参数采用 LI-6400 便携式光合仪测定[13]，于晴朗无风天气 9：00— 11：00，每个处理选取 5 株，每株从上至下选取第 2、3 上部完全展开的功能叶片中段测 Gs、Ci、 Tr、Pn，而后选 5 株长势一致的油菜，以称重法测定 Fw，而后每株从下至上选第 2、3 片老叶叶片，剪碎、混匀，以 3 次重复测定生理指标，Chl 含量参考 Arnon[14] 的方法测定，Ant 含量参考 Fuleki 等[15] 的方法测定，Rwc 以饱和称重法测定[16]，质膜透性以电导法测定相对电导率（Rec）[17]， Sagr 以羟胺法测定[18]，MDA、Ss 含量以硫代巴比妥酸法测定、Pro 含量以磺基水杨酸法测定[19]。
1.4 数据分析
数据利用 Excel 2003、SPSS Statistics V17.0 进行分析与绘图。
2 结果与分析
2.1 不同处理土壤含水量
对照的土壤含水量为 75% 左右，随着干旱胁迫时间延长逐渐降低，胁迫 3、5 d 后分别达到 45%、 35%，复水后达到 70% 左右，同一时期的处理，油菜各叶色间土壤含水量差异不显著（表1）。
2.2 不同处理油菜的生长情况
对照的 3 种油菜植株挺拔，叶片舒展、叶色鲜明（图1A），高温干旱胁迫 3 d 时叶片有不同程度的萎蔫、叶缘皱缩，叶片表面出现一层薄薄的蜡质层，植株仍然挺立（图1B），胁迫 5 d 时叶片严重萎蔫、变干、颜色变暗，植株不再挺立（图1C），复水后植株重新挺立，心叶长出，萎蔫的叶片舒展开、颜色鲜亮（图1D）。
表1不同处理土壤含水量
注：不同小写字母表示处理间差异显著（P<0.05）；不同大写字母表示叶色间差异显著（P<0.05）。下同。
图1不同处理绿叶、浅紫叶、紫叶油菜叶片
注：A 为对照，B 为胁迫 3 d，C 为胁迫 5 d，D 为复水；G 为绿叶，QP 为浅紫叶，P 为紫叶。
2.3 不同处理光合作用指标
2.3.1 光合参数
不同处理，随着高温干旱胁迫时间的延长，各油菜 Tr 在胁迫 3 d 时变化不大，胁迫 5 d时显著下降，复水后上升，且显著高于对照、胁迫 3 和 5 d（复水＞胁迫 3 d ＞对照＞胁迫 5 d）；与对照相比，胁迫 3 d、胁迫 5 d 和复水后，绿叶、浅紫叶、紫叶油菜 Tr 变幅分别为-11.32%、-4.09%、-6.47%，-57.29%、-63.54%、-67.22% 和 53.09%、 48.98%、40.80%（变幅中负数为降幅，正数为增幅，下同）。同一处理，各油菜间 Tr 差异不显著 （图2A）。
图2不同处理各油菜光合参数
注：不同小写字母表示处理间差异显著（P<0.05）；不同大写字母表示叶色间差异显著（P<0.05）。下同。
随着高温干旱胁迫时间的延长，不同处理油菜 Gs、Ci 变化趋势一致，均显著下降，胁迫 5 d 降至最低，复水后显著上升，但低于对照（对照＞复水＞胁迫 3 d ＞胁迫 5 d）；与对照相比，胁迫 3 d、胁迫 5 d 和复水后，绿叶、浅紫叶、紫叶油菜 Gs 变幅分别为 75.33%、79.37%、74.42%，85.70%、 94.43%、91.94% 和-63.05%、-68.12%、-61.92%， Ci 变幅分别为-24.71%、-19.46%、-21.31%，-31.91%、-29.72%、-32.92% 和-18.39%、-20.23%、-20.74%。同一处理，各油菜间 Gs 和 Ci 差异均不显著（图2B、C）。
随着高温干旱胁迫时间的延长，不同处理油菜 Pn 显著下降，胁迫 3 d 与 5 d 间差异不显著，复水后显著上升，但显著低于对照（对照＞复水＞胁迫 3 d 和胁迫 5 d）。与对照相比，胁迫 3 d、胁迫 5 d 和复水后，绿叶、浅紫叶、紫叶油菜 Pn 变幅分别为 49.77%、49.18%、49.35%，46.64%、49.74%、 45.86% 和-19.55%、-19.05%、-11.20%。同一处理，各油菜间 Pn 差异不显著（图2D）。
2.3.2 光合色素含量
随着高温干旱胁迫时间的延长，不同处理油菜 Chla 含量变化不大，与对照相比，胁迫 3 d、胁迫 5 d 和复水后，绿叶、浅紫叶、紫叶油菜 Chla 含量的变幅分别为 8.34%、8.79%、 9.02%，3.32%、1.21%、3.75% 和 8.84%、8.08%、 8.00%。同一处理，各油菜间 Chla 含量差异不显著 （图3A）。
随着高温干旱胁迫时间的延长，不同处理油菜 Chlb、Chla+b 均显著下降，胁迫 3 d 与 5 d 间差异不显著，复水后上升，但显著低于对照 （对照＞复水＞胁迫3 d＞胁迫5 d）。与对照相比，胁迫 3 d、胁迫 5 d 和复水后，绿叶、浅紫叶、紫叶油菜 Chlb 变幅分别为-63.45%、-53.96%、-60.73%，-68.00%、-56.75%、-62.53% 和-42.30%、-29.52%、-31.83%，Chla+b 变幅分别为-34.95%、-30.44%、-35.13%，-36.43%、-34.70%、-38.17% 和-22.85%、-20.15%、-24.25%。同一处理，各油菜间 Chlb 和 Chla+b 含量差异均不显著 （图3B、C）。
2.4 不同处理油菜的生长及生理指标
2.4.1 鲜重
随着高温干旱胁迫时间的延长，不同处理油菜 Fw 呈先增后降趋势，胁迫 3 d 显著上升，胁迫 5 d 后迅速下降，复水后上升，且显著高于其他 3 个处理（复水＞胁迫 3 d ＞对照、胁迫 5 d）。与对照相比，胁迫 3 d、胁迫 5 d 和复水后，绿叶、浅紫叶、紫叶油菜 Fw 变幅分别为 69.61%、63.34%、 61.84%，16.16%、14.27%、0.63% 和 151.99%、 161.59%、133.56%。同一处理，各油菜间 Fw 差异不显著（图4）。
图3不同处理各油菜的叶绿素含量
图4不同处理各油菜的鲜重
2.4.2 相对含水量
随着高温干旱胁迫时间的延长，各处理油菜叶片 Rwc 呈下降趋势，与对照相比，胁迫 3 d 下降不显著，胁迫 5 d 下降显著，复水后显著上升，但与对照、胁迫 3 d 相比差异不显著（对照＞复水、胁迫 3 d ＞胁迫 5 d）。与对照相比，胁迫 3 d，胁迫 5 d 和复水后，绿叶、浅紫叶、紫叶油菜 Rwc 变幅分别为 9.22%、6.64%、5.28%，34.20%、31.91%、 28.14% 和 1.90%、-2.78%、-9.46%。同一处理，各油菜间 Rwc 差异不显著（图5）。
图5不同处理各油菜的叶片相对含水量
2.4.3 花青素
绿叶、浅紫叶、紫叶油菜叶片的 Ant 提取液依次为藏青色、蓝紫色、紫红色（图6A）。随着高温干旱胁迫时间的延长，各处理紫叶、浅紫叶油菜叶片 Ant 含量呈先降后增趋势（胁迫 3 d 下降、胁迫 5 d 上升），复水后有所下降，但仍低于对照，且与胁迫 3 d 相比差异不显著（胁迫 5 d ＞ 对照＞胁迫 3 d、复水）；绿叶油菜因 Ant 含量极低，各处理间差异均不显著。与对照相比，胁迫 3 d，胁迫 5 d 和复水后，绿叶、浅紫叶、紫叶油菜叶片 Ant 含量的变幅分别为 4.74%、-10.21%、-19.31%，16.76%、26.09%、4.65% 和 4.10%、-10.32%、-20.30%。同一处理，各油菜间 Ant 含量差异显著，紫叶油菜最高、绿叶油菜最低（紫叶 >浅紫叶 >绿叶）（图6B）。
2.4.4 膜损伤指标
随着高温干旱胁迫时间的延长，不同处理绿叶、浅紫叶油菜叶片 MDA 含量变化不大，紫叶油菜呈先降后增趋势（胁迫 3 d 显著下降、胁迫 5 d 显著上升），复水后迅速下降，且与胁迫 3 d 相比差异不显著（胁迫 5 d ＞对照＞胁迫 3 d、复水）。与对照相比，胁迫 3 d、胁迫 5 d和复水后，绿叶、浅紫叶、紫叶油菜叶片 MDA 含量的变幅分别为-41.54%、-16.86%、-15.76%，32.87%、 29.88%、19.99% 和-16.78%、-0.22%、-5.86%。同一处理，紫叶油菜 MDA 含量显著高于浅紫叶、绿叶油菜，后两者差异不显著（紫叶 >浅紫叶 >绿叶）（图7A）。
随着高温干旱胁迫时间的延长，各处理油菜叶片 Rec 呈显著增加趋势，复水后有所下降，与胁迫 3 d和 5 d 相比差异不显著，但仍然显著高于对照（胁迫 5 d ＞胁迫 3 d、复水＞对照），与对照相比，胁迫 3 d、胁迫 5 d 和复水后，绿叶、浅紫叶、紫叶油菜叶片 Rec 变幅分别为164.04%、112.15%、112.63%，235.92%、164.64%、 162.75% 和 200.99%、143.68%、144.12%。同一处理，各油菜的叶片 Rec 差异不显著（图7B）
图6不同处理各油菜的花青素浸提液及花青素含量
注：A 图中从左至右依次为绿叶、浅紫叶、紫叶。
图7不同处理各油菜的丙二醛、相对电导率、超氧阴离子产生速率
随着高温干旱胁迫时间的延长，各处理油菜叶片 Sagr 呈先降后升趋势，胁迫 3 d 后变化不大，胁迫 5 d 后显著上升，复水后有所下降，胁迫 5 d 显著高于对照、胁迫 3 d、复水（胁迫 5 d ＞复水 ＞胁迫 3 d ＞对照）；与对照相比，胁迫 3 d、胁迫 5 d 和复水后，绿叶、浅紫叶、紫叶油菜 Sagr 变幅分别为-7.17%、-8.58%、-8.66%，25.74%、 16.09%、15.13% 和 3.59%、4.29%、3.51%。同一处理，绿叶、浅紫叶、紫叶油菜的 Sagr 差异不显著 （图7C）。
2.4.5 渗透调节物质
随着高温干旱胁迫时间的延长，不同处理各油菜叶片 Pro 含量呈逐渐增加趋势（胁迫 3 d 迅速增加、胁迫 5 d 增幅变小），胁迫 5 d显著高于胁迫3 d，复水后迅速下降，但仍高于对照（胁迫 5 d＞胁迫 3 d ＞复水＞对照）；与对照相比，胁迫 3 d、胁迫 5 d 和复水后，绿叶、浅紫叶、紫叶油菜 Pro 的变幅分别为 489.5%、 897.3%、2088.0%，630.7%、1192.8%、2432.0% 和 160.70%、262.38%、537.68%。同一处理，各油菜 Pro 含量在对照、复水时差异均不显著，但在高温干旱胁迫期间（3 d、5 d），紫叶油菜 Pro 含量均显著高于绿叶、浅紫叶，绿叶和浅紫叶油菜间差异不显著（紫叶＞浅紫叶、绿叶） （图8A）。
随着高温干旱胁迫时间的延长，不同处理各油菜叶片 Ss 含量在胁迫 3 d 时变化不大，胁迫 5 d 时，迅速增加，且显著高于胁迫 3 d和对照，复水后迅速下降，与对照和胁迫 3 d差异不显著（ 胁迫 5 d＞胁迫3 d、复水、对照）； 与对照相比，胁迫 3 d、胁迫 5 d 和复水后，绿叶、浅紫叶、紫叶油菜 Ss 变幅分别为-24.56%、-19.81%、-4.65%，64.91%、71.84%、79.05% 和-24.74%、-26.17%、17.94%。同一处理，各油菜间 Ss 含量紫叶油菜最高，绿叶油菜最低，且紫叶油菜显著高于绿叶油菜（紫叶＞浅紫叶＞绿叶） （图8B）。
图8不同处理各油菜的脯氨酸、可溶性糖含量
2.5 油菜生理指标及光合参数间相关性分析
生理指标：Rwc、Chl 与 Rec、Pro 间呈极显著负相关，Rwc、Chl 间呈极显著正相关，Rwc、Ss 间呈极显著负相关；MDA、Ant、Sagr 两两之间呈极显著正相关，MDA、Sagr 与 Ss 呈极显著或显著正相关，Rec 与 Sagr 呈极显著负相关，与 Pro 呈极显著正相关，Sagr 与 Pro 呈显著负相关。
光合参数：Gs、Ci、Tr 均与 Pn 间呈极显著正相关或显著正相关，Ci 与 Gs 呈极显著正相关。
生理指标与光合参数：Ci、Gs、Pn 与 Rwc、 Chl 含量、Sagr 呈极显著正相关或显著正相关，与 Rec、Pro 呈显著负相关。Ci、Gs 与 Ant 呈显著正相关，Tr、Pn 与 Ss 呈极显著负相关，Tr 与 Rwc 呈极显著正相关、与 Pro 呈显著负相关（表2）
表2各指标相关性分析
注：** 在 0.01 水平（双侧）上极显著相关；* 在 0.05 水平（双侧）上显著相关。
2.6 综合评价
不同油菜品种的耐高温干旱性能差异较大，单一指标只反映耐高温干旱能力的某一方面，为了避免评价的片面性并全面反映不同油菜品种的耐性差异，对多项指标进行隶属函数综合评价，根据评价结果对 3 种油菜的耐旱能力进行排序。
因 Ant、Rec、MDA、Sagr、Pro、Ss 是正向指标，以正隶属函数公式计算；Rwc、Chl、Gs、Ci、Tr、Pn 是负向指标，以反隶属函数公式计算。隶属函数值计算公式中，X（u）为测定指标的隶属函数值，X、 Xmin、Xmax 分别表示该指标的平均值、最小值和最大值。若该指标与植物的耐旱能力呈正相关则用正隶属函数值计算公式，反之则用反隶属函数值计算公式。油菜的耐旱能力综合评价结果显示，紫叶油菜隶属函数排名第 1（得分 0.49），耐高温干旱能力要略高于浅紫叶（得分 0.38）、绿叶油菜（得分 0.37）（表3）。
表3不同油菜品种耐高温干旱能力综合评价
注：X1 为相对含水量、X2 为叶绿素、X3 为花青素、X4 为丙二醛、X5 为相对电导率、X6 为超氧阴离子产生速率、X7 为脯氨酸、X8 为可溶性糖、X9 为气孔导度、X10 为胞间 CO2 浓度、X11 为蒸腾速率、X12 为净光合速率。
3 讨论
3.1 光合作用指标
高温干旱胁迫影响作物的光合作用及其光合色素含量。Chl 是植物体进行光合作用最重要的色素，逆境对 Chl 含量的降低会抑制植物光合作用。干旱胁迫损害可能影响植物气孔的开合、渗透稳态、抗氧化系统、激素信号转导、光保护和代谢途径。由于气孔关闭和 CO2 扩散的减少，干旱胁迫降低了叶片的光合能力，导致离子失衡，严重影响植物的生长发育，降低作物产量[20]。干旱胁迫使植物光合色素（Chl 等）含量下降[21]，进而影响其光合作用。本研究中，高温干旱胁迫后，3 种油菜的 Chlb、Chla+b 与对照相比，均有所下降，复水后有所上升，这与李高飞等[22]的结论类似。随着高温干旱程度的加剧，Gs、Ci、Tr、Pn 与 Chlb、Chla+b 的变化一致，总体有所下降，说明油菜的光合作用受到了抑制，而复水能使光合作用恢复到一定的程度[23]。这与前人的研究结果类似，干旱降低了植物的 Pn、Gs、Tr 与 Ci[24-26]。复水后 Pn、Chlb、 Chla+b 仍低于对照，可能与复水天数较短有关。另外，Ant 可通过吸收蓝绿光来保护光合组织免受光抑制，从而限制到达叶绿体的光量，如干旱显著抑制了紫茎、绿茎两种基因型油菜的生长，与对照相比，干旱导致绿茎的 Chla、Chlb 以及 Pn、Gs、Ci、 Tr 在第 4、8 d 的降幅均高于紫茎，紫茎保持了比绿茎更高的光合色素和 Pn[20]。同一处理，紫叶、绿叶、浅紫叶油菜间光合属性差异不大，说明叶色差异并未影响到不同叶色油菜的光合作用，这可能与三者 Chl 含量差异不显著有关，或与三者 Ant 含量的差别未达到影响其光合作用的程度有关[8]。光合作用直接影响有机物的合成、积累，进而影响作物产量，同一处理 3 种油菜 Fw 差异不大，也说明叶色未影响到其产量属性，因此，紫叶性状可以进行油菜杂种的优势利用。
3.2 生长及生理指标
高温可使油菜发育期提前，提前抽薹，影响产量和质量[27]，干旱胁迫会抑制油菜的生长发育，降低油菜的干质量、生物量等[28]。高温干旱胁迫 3 d 后，3 种油菜的 Fw 仍呈增加趋势，但胁迫 5 d 后迅速下降，复水后恢复至对照水平。高温干旱影响了油菜正常生长，使得植株萎蔫失水，造成其 Fw 明显降低。据报道，油菜幼苗叶片 Rwc 随着干旱时间的延长呈下降趋势，复水后才有所上升[29]。高温干旱胁迫下，3 种油菜的叶片 Rwc 在胁迫 3 d 时，下降趋势较为缓慢，此时土壤水分（45%）仍能满足油菜叶片水分供应，油菜 Fw 呈增加趋势，胁迫 5 d 后，土壤水分大幅度降低（35%），导致叶片明显萎蔫失水，Rwc 和 Fw 急剧下降，复水后上升到对照水平。同一处理，3 种油菜 Rwc 未体现出明显差异，说明不同叶色油菜的水分含量差别不大。
Ant 含量直接影响植物叶色，其在逆境中对植物细胞和光合机构有保护作用，Ant 含量增加是植物应对逆境的一种自我保护措施[30]。同一处理，叶片 Ant 含量均为紫叶＞浅紫叶＞绿叶，即 Ant 含量差异致使不同油菜叶色产生差异。高温干旱胁迫期间，紫叶、浅紫叶油菜叶片 Ant 含量呈先降后升趋势，但复水后仍低于对照，而绿叶油菜叶片 Ant 含量较低，且在整个胁迫和复水期间变化不大。说明紫叶、浅紫叶油菜在胁迫 3 d 时，感应到外界环境变化，迅速降低了 Ant 含量，而胁迫 5 d 时，受高温干旱持续影响，则通过增加 Ant 含量来适应逆境。据报道[7]，干旱可显著提高紫茎油菜叶片的 Ant 含量（在处理 4、8 d 后，其分别是第 0 d 的 3.73、6.00 倍），且 Ant 合成相关基因在紫茎油菜中的表达量增加明显，与 Ant 的测定结果一致，说明干旱胁迫能诱导 Ant 的合成。这也证实了本文结论。
Rec 可以衡量细胞电解质外渗量，确定细胞膜伤害程度[31]。植物器官在逆境条件下会发生膜脂的过氧化作用产生 MDA[32]，还可产生对细胞膜造成严重伤害的活性氧[33]，其中超氧阴离子是活性氧的一种，其产生速率的快慢可反映植物受胁迫的程度。Pro 和 Ss 均是渗透调节物质，可增强植株调控水分的能力、提高植株抗旱性[34]。3 种油菜叶片 Rec、MDA、Sagr、Pro、Ss 含量均在胁迫 5 d 后达到最大值，复水后有所下降，除 Rec 外，均恢复到对照水平，说明高温干旱胁迫导致 Sagr 增加，使油菜叶片膜受到一定的损伤、膜脂过氧化，Rec、渗透调节物质升高，且各指标在胁迫期间均为紫叶＞浅紫叶＞绿叶，但变幅有所不同：与对照相比，胁迫 5 d 后，绿叶、浅紫叶、紫叶油菜的 MDA、Rec 增幅均为绿叶＞浅紫叶＞紫叶，Pro、Ss 含量增幅均为紫叶＞浅紫叶＞绿叶，说明紫叶油菜的膜损伤程度更小、分泌的渗透调节物质更多，更有利于抵抗干旱胁迫。各油菜在胁迫 5 d 后 Sagr 增幅最大，但同一处理各油菜 Sagr 差异不显著，说明油菜叶色未影响到 Sagr。此外， MDA、Pro、Ss 在复水后基本恢复到对照水平，说明 MDA、Pro、Ss 对环境变化响应迅速，在油菜长势（Fw）、水分（Rwc）恢复到对照水平后，活性氧（Sagr）降低到对照水平，使得膜脂过氧化产物 （MDA）、渗透调节物质（Pro、Ss）均回落到对照水平。
据报道，随着干旱胁迫天数的增加，植物的 Rwc 有所降低，Rec、Pro、Ss、MDA 含量则增加[29，35]。干旱期间 Ant 积累的主要作用是增强甘蓝型油菜的抗氧化能力和抗逆性，且绿茎、紫茎两种基因型油菜均表现出活性氧和 MDA 的过度积累，但绿茎（GS）比紫茎（PS）对干旱胁迫更敏感[20]。缪依琳[7]研究发现，在干旱处理 4、8 d 后，紫茎油菜中 Rec、MDA 含量增加倍数均低于绿茎油菜，但紫茎油菜中 Pro 和 Ss 含量增加倍数则高于绿茎油菜，表明紫茎油菜中活性氧的增加量比绿茎油菜少，膜系统受损程度比绿茎油菜轻，但紫茎油菜中渗透物质的增幅高于绿茎油菜。干旱胁迫时，抗旱性强的植株 Pro 和 Ss 含量高于干旱敏感型植株[36]，说明紫茎油菜抗旱性更强。另据报道，干旱胁迫使长李 15 号和紫叶李的 Ant、Ss、MDA 含量明显升高，但紫叶李 MDA 含量始终高于长李 15 号[21，37]，这均证实了本文的结论。
本研究中，Ant 与 MDA 含量、Sagr 呈极显著正相关。而 MDA 的积累会对植物造成毒害，MDA 含量呈上下波动状态，与 Ant 的变化趋势较为一致。Sagr 与 MDA 的变化类似，均随着 Ant 含量的减少而降低，超氧阴离子自由基的清除能力与 Ant 含量成正比，这跟姜平平[38]的研究结果类似。由此说明，紫叶单株相对于浅紫叶、绿叶具有更强的耐受性。
如果选择单一指标评价植物的抗逆性可能有失偏颇，选择多个指标对不同品种的抗旱性进行综合评价则更为客观，隶属函数法是通过多种指标计算进行植物抗旱性综合评价的有效方法，被众多学者广泛应用于植物抗旱性研究中，其平均值越大则抗旱性越强[39-41]。本研究中，隶属函数得分为紫叶＞ 浅紫叶＞绿叶，综合各指标分析，紫叶油菜具有相对较高的耐旱能力，其 Ant、Pro、MDA、Rec 等呈现出明显优势，得分较高，后续可深入研究其抗旱机理和分子机制，以便为后续推广应用提供理论依据。
4 结论
（1）随着高温干旱胁迫时间延长，各油菜叶片的 Ci、Gs、Pn、Chlb 及 Chla+b 呈下降趋势，复水后上升；Tr 和 Rwc 在胁迫 3 d 后变化不大，胁迫 5 d 后迅速下降，复水后上升；Rec、Pro 含量在高温干旱胁迫后（3 和 5 d）显著上升，复水后降低； MDA、Sagr、Ss 含量在胁迫 3 d 后变化不大，胁迫 5 d 后上升，复水后降低，恢复至对照水平。紫叶、浅紫叶油菜的 Ant 含量在胁迫 3 d 后下降，胁迫 5 d 后上升，复水后降低，绿叶油菜 Ant 含量变化不大。
（2）同一处理，以紫叶油菜的 Ant、MDA、Ss 含量最高，其次是浅紫叶，绿叶最低，且紫叶油菜均显著高于绿叶油菜（紫叶＞浅紫叶＞绿叶）； 高温干旱胁迫期间（3 和 5 d）紫叶油菜的 Pro 含量显著高于浅紫叶、绿叶油菜（紫叶＞浅紫叶＞ 绿叶）。
（3）隶属函数法综合评价结果显示：紫叶油菜的抗旱性略高于浅紫叶和绿叶油菜[紫叶（得分 0.49）＞浅紫叶（得分 0.38）、绿叶（得分 0.37）]，后续可进行深入研究和推广。