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摘 要 以6份柱花草（Stylosanthes guianensis）种质为材料，采用水培法，分析15% PEG-6000模拟干旱处理对柱花草生长的影响，并综合评价柱花草种质的抗旱性。结果表明：15% PEG处理显著抑制了柱花草的生物量、根系生长、叶绿素浓度（SPDA）及最大光化学效率（Fv/Fm），并显著增加了丙二醛（MDA）含量，但不同种质的抗旱性存在差异。运用隶属函数法对柱花草抗旱性进行综合分析，结果表明：种质TF227和TF210抗旱能力最强，为抗旱型柱花草，R2和R5次之，TF226和TF244抗旱能力最弱。植株鲜重、地上部鲜重、丙二醛含量、叶绿素浓度和Fv/Fm可作为评价柱花草抗旱能力的指标。
关键词 柱花草；干旱胁迫；抗旱性；综合评价
中图分类号 S541 文献标识码 A
Analysis of Drought Resistance in Six Stylosanthes Accessions
CHEN Zhijian1， LUO Jiajia1，2， PENG Xiru1，2， LIU Pandao1，
HUAN Hengfu1， LIU Guodao1， BAI Changjun1 *
1 Institute of Tropical Crop Genetic Resources， Chinese Academy of Tropical Agriculture Sciences / Key Laboratory of Crop Gene
Resources and Germplasm Enhancement in Southern China， Ministry of Agriculture， Danzhou， Hainan 571737， China
2 Institute of Tropical Agriculture and Forestry， Hainan University， Haikou， Hainan 570228， China
Abstract Plant growth and drought resistance of six Stylosanthes guianensis（stylo）accessions were investigated under 15% PEG-induced drought stress in hydroponics. Results showed that plant biomass， root growth， chlorophyll concentration（SPDA）and the maximum photochemical efficiency（Fv/Fm）of stylo accessions were differentially inhibited by 15% PEG treatment， whereas malondialdehyde（MDA）content in stylo increased under drought stress. Comprehensive analysis showed that TF227 and TF210 exhibited the superior ability of drought stress resistance， followed by R2 and R5， while TF226 and TF224 were susceptible stylo accessions. Furthermore， the changes in plant fresh weight， shoot fresh weight， MDA content， SPDA and Fv/Fm were regarded as the reference indices used for the evaluation of drought resistance in stylo.
Key words Stylosanthes； drought stress； drought resistance； comprehensive evaluation
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.10.004
由于全球氣温变暖，1950～2008年间，全球土地的干旱面积以每10 a 1.74%的速率快速增长[1]。自1980年以来，中国东北部、北部以及西北部的干旱地区也快速增加[2]。干旱胁迫已成为限制作物生长及产量的重要障碍因素之一。水分的亏缺会影响植物许多生理生化过程，包括光合作用、呼吸作用、物质运输、能量传递和信号传导等[3]。并且，干旱胁迫会破坏细胞膜和细胞壁结构，影响细胞分裂，产生活性氧自由基并导致膜脂过氧化[4-5]。
植物在长期进化过程中形成了复杂的适应干旱胁迫的机制，包括形态、生理、生化和分子水平等方面的变化[6]。植物可以通过增加气孔导度、提高光合作用能力以及快速生长的策略抵抗干旱胁迫[7]。在干旱胁迫下，植物会促进主根和侧根生长，增加对深层土壤水分的吸收[8]。并且，酚类化合物在植物抵抗干旱胁迫造成的氧化性损伤中具有重要作用[9]。此外，植物可以通过增强脱落酸信号通路相关基因的表达，从而增强其抵抗干旱胁迫的能力[6]。
柱花草（Stylosanthes spp.）是热带和亚热带地区的重要豆科牧草，主要用于牧草饲料、天然草地改良和绿肥覆盖等，其具有耐贫瘠和酸性土壤等特点[10]。目前，柱花草已在中国海南、广东、广西和云南等省（区）推广种植[11]。然而，干旱胁迫严重限制了柱花草的种植和生产[12]。虽然干旱胁迫影响柱花草种子萌发、开花期和植株生物量等方面已有文献报道[12-14]，但是，植物响应干旱胁迫是一个复杂生理过程，不同植物品种、不同生长期的抗旱性也有所差异，单一评价指标难以准确地衡量和评价植物的抗旱性[12]。因此，本研究以6份柱花草为材料，分析干旱胁迫对柱花草鲜重、根系生长、丙二醛含量、叶绿素浓度及最大光化学效率（Fv/Fm）的影响，通过隶属函数法对柱花草的抗旱性进行综合评价，以期筛选出抗旱性强的柱花草种质，为后续挖掘柱花草抗旱相关基因资源提供种质材料。 1 材料与方法
1.1 实验材料
供试柱花草为圭亚那柱花草（Stylosanthes guianensis），种质编号分别为RY2、RY5、TF210、TF226、TF227和TF244，共6份材料，供试种子由中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所草业研究室提供。
1.2 实验方法
1.2.1 实验设计 本实验在中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所草业研究室的大棚进行。柱花草种子除去外种皮后，80 ℃加热2 min，冷却至室温后，于28 ℃的黑暗条件下催芽。柱花草种子萌发后，参照陈志坚等[15]方法，幼苗移栽至1/2 Hoagland营养液中进行培养。幼苗正常培养1个月后，进行PEG-6000处理。参照王利彬等方法[16]，实验设置2个PEG-6000浓度处理，分别为0（对照组，CK）和15%（W/V） PEG-6000（处理组，PEG），每个处理设置3个重复。处理5 d后收获样品。
1.2.2 指标测定 根系经扫描仪（EPSON 1640XL，日本）扫描后，用图像分析软件WinRhizo（Regent Instruments，加拿大），计算总根长和根表面积。丙二醛（MDA）含量的测定参照Lu等[17]方法，即通过三氯乙酸从叶片中提取丙二醛，以硫代巴比妥酸显色后，用分光光度法测定。叶片叶绿素含量采用SPAD502型叶绿素分析儀测定。叶片最大光化学效率（Fv/Fm）用便携式荧光仪Pocket PEA（Hansatech，英国）测定。以上每个指标测定设置3个生物学重复。
1.3 统计分析
实验数据采用Microsoft Excel 2003进行处理，采用SPSS11.5软件（SPSS Institute，美国）进行统计分析。参照王赞等[18]的方法，计算隶属函数值（D值），综合评价柱花草的抗旱能力，各测定指标与D值的相关性采用Pearson相关系数进行双侧检验。
2 结果与分析
2.1 PEG处理对柱花草生长的影响
15% PEG处理显著抑制了柱花草地上部和根部鲜重，但不同种质材料受15% PEG处理的抑制程度不同（图1）。相对对照（CK）处理，TF227、TF210和TF244地上部鲜重在15% PEG处理下分别降低了32.0%、41.1%和76.6%，但15% PEG处理对RY2、RY5和TF226的地上部鲜重影响不明显（图1-A）。15% PEG处理显著降低了RY2、RY5和TF244根部鲜重，但对TF227、TF210和TF226的根部鲜重影响不明显。相对对照处理，RY2、RY5和TF244根部鲜重在15% PEG处理下分别降低了27.9%、39.1%和33.1%（图1-B）。从图1-C可以看出，相对对照处理，TF227、TF210、RY2、RY5、TF226、TF244植株鲜重在15% PEG处理下分别降低了32.7%、38.7%、47.2%、42.5%、67.4%、67.9%。以上结果表明，15% PEG处理显著影响柱花草的生长，TF227和TF210植株生长受抑制程度低于其他种质。
2.2 PEG处理对柱花草根系生长的影响
15% PEG处理显著影响柱花草总根长和根表面积，但不同柱花草种质根系生长对15% PEG处理的响应不同（图2）。相对对照（CK）处理，TF210、RY5、TF226、TF244的总根长在15% PEG处理下降低了24.5%～44.2%，但15% PEG处理对TF227和RY2的总根长影响不明显（图2-A）。此外，15% PEG处理显著降低了RY2，TF226和TF244的根表面积，但对其他柱花草种质的根表面积影响不明显。RY2，TF226和TF244的根表面积在15% PEG处理下降低了22.4%～47.2%（图2-B）。
2.3 PEG处理对柱花草叶片丙二醛含量、叶绿素浓度和Fv/Fm的影响
从图3-A可以看出，15% PEG处理显著增加了柱花草叶片的丙二醛含量。相对对照（CK）处理，TF210、RY2、TF226和TF244的叶片丙二醛含量在15% PEG处理下分别增加了61.2%、72.9%、102.3%和80.3%，但15% PEG处理对TF227和RY5的叶片丙二醛含量影响不明显（图3-A）。15% PEG处理显著降低了TF210、RY2、RY5、TF226和TF244的叶绿素浓度（SPAD值），但对TF227的影响不明显。TF210、RY2、RY5、TF226和TF244的SPAD值在15% PEG处理下降低了35.3%～55.4%（图3-B）。类似的，15% PEG处理显著降低了6份柱花草种质的叶片Fv/Fm值，TF227和TF210叶片Fv/Fm在15% PEG处理下降低了约28.0%，而RY2、RY5、TF226和TF244降低了51.0%～62.7%（图3-C）。以上结果表明，TF227和TF210能够维持干旱胁迫下较低的叶片丙二醛含量和较高的叶绿素浓度及Fv/Fm值。
2.4 柱花草抗旱性综合评价
本研究进一步对柱花草种质总生物量、地上部生物量等8个指标进行分析，计算隶属函数值（D值），综合评价柱花草的抗旱能力。从表1可以看出，TF227和TF210综合评价D值最大，分别为0.9345和0.8101，R2和R5次之，TF226和TF224最小，分别为0.1372和0.1835。以上结果表明，TF227和TF210抗旱能力最强，为抗旱型柱花草，R2和R5抗旱能力中等，TF226和TF224抗旱能力最弱。此外，与D值显著负相关的指标是植株鲜重、地上部鲜重、丙二醛含量、叶绿素浓度和Fv/Fm（表1），说明以上5个指标可作为柱花草抗旱能力评价和鉴定的参考指标。
3 讨论
植物的生长和发育受到干旱胁迫的影响。干旱胁迫对植物光合作用、呼吸作用、离子吸收以及物质分配产生有害的影响[19]。PEG-6000是一种高分子渗压剂，能通过调节溶液的渗透压来限制水分进入植物细胞内，其常被作为模拟干旱胁迫的渗透胁迫剂[16]。本研究以15% PEG-6000模拟干旱处理不同的柱花草种质，发现不同种质间存在抗旱性差异，其中，TF227和TF210植株生物量受抑制程度低于其他4份种质（图1），暗示了这2份种质具有较强的抗旱能力。类似的，薛瑞等[12]研究发现，不同柱花草种质对干旱胁迫的响应不一样，认为植株生物量受干旱胁迫影响越小的种质，其抗旱性越强。植株鲜重、干重等被认为是评价植物抗旱性的重要指标，如鹰嘴豆和玉米等[20-21]。 根系是植物吸收水分和营养元素的主要器官，也是感知环境水分缺乏的重要部位[22]，根系生长是评价植物适应干旱环境的重要指标。干旱条件下，植物根系生长会发生适应性变化[23]。Zhong等[24]研究表明，在干旱下，促进根系生长是抗旱性植株的主要特征。本研究发现，在干旱条件下，相对其他种质，TF227、TF210和TF226的根系鲜重受干旱胁迫影响不明显，并且在6份柱花草中，15% PEG处理对TF227的总根长和根表面积无显著影响，而干旱胁迫显著抑制了其他种质总根长和根表面积（图1、2）。因此，干旱胁迫下，维持根系生长可能有助于促进柱花草根系对水分的吸收。
干旱胁迫下植物细胞会大量产生活性氧，导致膜脂过氧化，增加丙二醛含量。丙二醛是植物抗旱性评价的生理指标之一，丙二醛积累越多，表明植物受干旱胁迫伤害程度越大[25]。Raluca等[26]研究表明，在干旱胁迫下，丙二醛含量与万寿菊耐旱能力呈现负相关，耐旱的万寿菊品种丙二醛含量较低。本研究中，15% PEG处理显著增加了4份柱花草种质叶片丙二醛的含量，但15% PEG处理对TF227和RY5的叶片丙二醛含量影响不明显（图3-A），暗示了在干旱胁迫下，这2份柱花草种质细胞膜受伤害程度较小。叶绿素和最大光化学效率（PSⅡ）与植物的光合作用密切相关，是评价植物抗旱性的重要指标[27-28]。本研究发现，干旱胁迫显著降低了柱花草的叶绿素浓度（SPAD值）和Fv/Fm。在6份柱花草中，柱花草TF227和TF210能够维持较高的叶绿素浓度及Fv/Fm值（图3）。类似的，Faraloni等[29]利用叶绿素荧光技术筛选耐旱型橄榄树，发现抗旱性强的橄榄树品种，其具有较高的Fv/Fm。因此，在干旱胁迫下，柱花草TF227和TF210可能通过维持根系生长和对水分的吸收，降低了干旱胁迫对细胞膜的伤害，从而维持了较高的SPAD和Fv/Fm以适应干旱胁迫环境。
植物抗旱性与植物品种、表型性状、生理生化性状等密切相关，因此，对不同的指标进行综合评价分析，才能够客观、有效地反映植物的抗旱能力[30-32]。胡标林等[32]通过比较5种不同的抗旱性评价方法，认为利用隶属函数的综合抗旱能力（D值）法，能够系统准确地评价水稻的抗旱性。Liu等[33]运用隶属函数法综合评价了白羊草的抗旱性，从而筛选出具有不同抗旱性的白羊草材料。本研究对柱花草总生物量、地上部生物量等8个指标进行综合评价分析，隶属函数值（D值）表明TF227和TF210抗旱能力最强，为抗旱型柱花草，R2和R5抗旱能力中等，TF226和TF224抗旱能力最弱（表1）。并且植株总生物量、地上部生物量、丙二醛含量、叶绿素浓度和Fv/Fm可作为柱花草抗旱能力评价和鉴定的参考指标。因此，本研究为抗旱柱花草种质筛选和遗传改良提供了理论依据和种质材料，并为挖掘柱花草抗旱基因奠定基础。
参考文献
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关键词 柱花草；干旱胁迫；抗旱性；综合评价
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CHEN Zhijian1， LUO Jiajia1，2， PENG Xiru1，2， LIU Pandao1，
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2 Institute of Tropical Agriculture and Forestry， Hainan University， Haikou， Hainan 570228， China
Abstract Plant growth and drought resistance of six Stylosanthes guianensis（stylo）accessions were investigated under 15% PEG-induced drought stress in hydroponics. Results showed that plant biomass， root growth， chlorophyll concentration（SPDA）and the maximum photochemical efficiency（Fv/Fm）of stylo accessions were differentially inhibited by 15% PEG treatment， whereas malondialdehyde（MDA）content in stylo increased under drought stress. Comprehensive analysis showed that TF227 and TF210 exhibited the superior ability of drought stress resistance， followed by R2 and R5， while TF226 and TF224 were susceptible stylo accessions. Furthermore， the changes in plant fresh weight， shoot fresh weight， MDA content， SPDA and Fv/Fm were regarded as the reference indices used for the evaluation of drought resistance in stylo.
Key words Stylosanthes； drought stress； drought resistance； comprehensive evaluation
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.10.004
由于全球氣温变暖，1950～2008年间，全球土地的干旱面积以每10 a 1.74%的速率快速增长[1]。自1980年以来，中国东北部、北部以及西北部的干旱地区也快速增加[2]。干旱胁迫已成为限制作物生长及产量的重要障碍因素之一。水分的亏缺会影响植物许多生理生化过程，包括光合作用、呼吸作用、物质运输、能量传递和信号传导等[3]。并且，干旱胁迫会破坏细胞膜和细胞壁结构，影响细胞分裂，产生活性氧自由基并导致膜脂过氧化[4-5]。
植物在长期进化过程中形成了复杂的适应干旱胁迫的机制，包括形态、生理、生化和分子水平等方面的变化[6]。植物可以通过增加气孔导度、提高光合作用能力以及快速生长的策略抵抗干旱胁迫[7]。在干旱胁迫下，植物会促进主根和侧根生长，增加对深层土壤水分的吸收[8]。并且，酚类化合物在植物抵抗干旱胁迫造成的氧化性损伤中具有重要作用[9]。此外，植物可以通过增强脱落酸信号通路相关基因的表达，从而增强其抵抗干旱胁迫的能力[6]。
柱花草（Stylosanthes spp.）是热带和亚热带地区的重要豆科牧草，主要用于牧草饲料、天然草地改良和绿肥覆盖等，其具有耐贫瘠和酸性土壤等特点[10]。目前，柱花草已在中国海南、广东、广西和云南等省（区）推广种植[11]。然而，干旱胁迫严重限制了柱花草的种植和生产[12]。虽然干旱胁迫影响柱花草种子萌发、开花期和植株生物量等方面已有文献报道[12-14]，但是，植物响应干旱胁迫是一个复杂生理过程，不同植物品种、不同生长期的抗旱性也有所差异，单一评价指标难以准确地衡量和评价植物的抗旱性[12]。因此，本研究以6份柱花草为材料，分析干旱胁迫对柱花草鲜重、根系生长、丙二醛含量、叶绿素浓度及最大光化学效率（Fv/Fm）的影响，通过隶属函数法对柱花草的抗旱性进行综合评价，以期筛选出抗旱性强的柱花草种质，为后续挖掘柱花草抗旱相关基因资源提供种质材料。 1 材料与方法
1.1 实验材料
供试柱花草为圭亚那柱花草（Stylosanthes guianensis），种质编号分别为RY2、RY5、TF210、TF226、TF227和TF244，共6份材料，供试种子由中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所草业研究室提供。
1.2 实验方法
1.2.1 实验设计 本实验在中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所草业研究室的大棚进行。柱花草种子除去外种皮后，80 ℃加热2 min，冷却至室温后，于28 ℃的黑暗条件下催芽。柱花草种子萌发后，参照陈志坚等[15]方法，幼苗移栽至1/2 Hoagland营养液中进行培养。幼苗正常培养1个月后，进行PEG-6000处理。参照王利彬等方法[16]，实验设置2个PEG-6000浓度处理，分别为0（对照组，CK）和15%（W/V） PEG-6000（处理组，PEG），每个处理设置3个重复。处理5 d后收获样品。
1.2.2 指标测定 根系经扫描仪（EPSON 1640XL，日本）扫描后，用图像分析软件WinRhizo（Regent Instruments，加拿大），计算总根长和根表面积。丙二醛（MDA）含量的测定参照Lu等[17]方法，即通过三氯乙酸从叶片中提取丙二醛，以硫代巴比妥酸显色后，用分光光度法测定。叶片叶绿素含量采用SPAD502型叶绿素分析儀测定。叶片最大光化学效率（Fv/Fm）用便携式荧光仪Pocket PEA（Hansatech，英国）测定。以上每个指标测定设置3个生物学重复。
1.3 统计分析
实验数据采用Microsoft Excel 2003进行处理，采用SPSS11.5软件（SPSS Institute，美国）进行统计分析。参照王赞等[18]的方法，计算隶属函数值（D值），综合评价柱花草的抗旱能力，各测定指标与D值的相关性采用Pearson相关系数进行双侧检验。
2 结果与分析
2.1 PEG处理对柱花草生长的影响
15% PEG处理显著抑制了柱花草地上部和根部鲜重，但不同种质材料受15% PEG处理的抑制程度不同（图1）。相对对照（CK）处理，TF227、TF210和TF244地上部鲜重在15% PEG处理下分别降低了32.0%、41.1%和76.6%，但15% PEG处理对RY2、RY5和TF226的地上部鲜重影响不明显（图1-A）。15% PEG处理显著降低了RY2、RY5和TF244根部鲜重，但对TF227、TF210和TF226的根部鲜重影响不明显。相对对照处理，RY2、RY5和TF244根部鲜重在15% PEG处理下分别降低了27.9%、39.1%和33.1%（图1-B）。从图1-C可以看出，相对对照处理，TF227、TF210、RY2、RY5、TF226、TF244植株鲜重在15% PEG处理下分别降低了32.7%、38.7%、47.2%、42.5%、67.4%、67.9%。以上结果表明，15% PEG处理显著影响柱花草的生长，TF227和TF210植株生长受抑制程度低于其他种质。
2.2 PEG处理对柱花草根系生长的影响
15% PEG处理显著影响柱花草总根长和根表面积，但不同柱花草种质根系生长对15% PEG处理的响应不同（图2）。相对对照（CK）处理，TF210、RY5、TF226、TF244的总根长在15% PEG处理下降低了24.5%～44.2%，但15% PEG处理对TF227和RY2的总根长影响不明显（图2-A）。此外，15% PEG处理显著降低了RY2，TF226和TF244的根表面积，但对其他柱花草种质的根表面积影响不明显。RY2，TF226和TF244的根表面积在15% PEG处理下降低了22.4%～47.2%（图2-B）。
2.3 PEG处理对柱花草叶片丙二醛含量、叶绿素浓度和Fv/Fm的影响
从图3-A可以看出，15% PEG处理显著增加了柱花草叶片的丙二醛含量。相对对照（CK）处理，TF210、RY2、TF226和TF244的叶片丙二醛含量在15% PEG处理下分别增加了61.2%、72.9%、102.3%和80.3%，但15% PEG处理对TF227和RY5的叶片丙二醛含量影响不明显（图3-A）。15% PEG处理显著降低了TF210、RY2、RY5、TF226和TF244的叶绿素浓度（SPAD值），但对TF227的影响不明显。TF210、RY2、RY5、TF226和TF244的SPAD值在15% PEG处理下降低了35.3%～55.4%（图3-B）。类似的，15% PEG处理显著降低了6份柱花草种质的叶片Fv/Fm值，TF227和TF210叶片Fv/Fm在15% PEG处理下降低了约28.0%，而RY2、RY5、TF226和TF244降低了51.0%～62.7%（图3-C）。以上结果表明，TF227和TF210能够维持干旱胁迫下较低的叶片丙二醛含量和较高的叶绿素浓度及Fv/Fm值。
2.4 柱花草抗旱性综合评价
本研究进一步对柱花草种质总生物量、地上部生物量等8个指标进行分析，计算隶属函数值（D值），综合评价柱花草的抗旱能力。从表1可以看出，TF227和TF210综合评价D值最大，分别为0.9345和0.8101，R2和R5次之，TF226和TF224最小，分别为0.1372和0.1835。以上结果表明，TF227和TF210抗旱能力最强，为抗旱型柱花草，R2和R5抗旱能力中等，TF226和TF224抗旱能力最弱。此外，与D值显著负相关的指标是植株鲜重、地上部鲜重、丙二醛含量、叶绿素浓度和Fv/Fm（表1），说明以上5个指标可作为柱花草抗旱能力评价和鉴定的参考指标。
3 讨论
植物的生长和发育受到干旱胁迫的影响。干旱胁迫对植物光合作用、呼吸作用、离子吸收以及物质分配产生有害的影响[19]。PEG-6000是一种高分子渗压剂，能通过调节溶液的渗透压来限制水分进入植物细胞内，其常被作为模拟干旱胁迫的渗透胁迫剂[16]。本研究以15% PEG-6000模拟干旱处理不同的柱花草种质，发现不同种质间存在抗旱性差异，其中，TF227和TF210植株生物量受抑制程度低于其他4份种质（图1），暗示了这2份种质具有较强的抗旱能力。类似的，薛瑞等[12]研究发现，不同柱花草种质对干旱胁迫的响应不一样，认为植株生物量受干旱胁迫影响越小的种质，其抗旱性越强。植株鲜重、干重等被认为是评价植物抗旱性的重要指标，如鹰嘴豆和玉米等[20-21]。 根系是植物吸收水分和营养元素的主要器官，也是感知环境水分缺乏的重要部位[22]，根系生长是评价植物适应干旱环境的重要指标。干旱条件下，植物根系生长会发生适应性变化[23]。Zhong等[24]研究表明，在干旱下，促进根系生长是抗旱性植株的主要特征。本研究发现，在干旱条件下，相对其他种质，TF227、TF210和TF226的根系鲜重受干旱胁迫影响不明显，并且在6份柱花草中，15% PEG处理对TF227的总根长和根表面积无显著影响，而干旱胁迫显著抑制了其他种质总根长和根表面积（图1、2）。因此，干旱胁迫下，维持根系生长可能有助于促进柱花草根系对水分的吸收。
干旱胁迫下植物细胞会大量产生活性氧，导致膜脂过氧化，增加丙二醛含量。丙二醛是植物抗旱性评价的生理指标之一，丙二醛积累越多，表明植物受干旱胁迫伤害程度越大[25]。Raluca等[26]研究表明，在干旱胁迫下，丙二醛含量与万寿菊耐旱能力呈现负相关，耐旱的万寿菊品种丙二醛含量较低。本研究中，15% PEG处理显著增加了4份柱花草种质叶片丙二醛的含量，但15% PEG处理对TF227和RY5的叶片丙二醛含量影响不明显（图3-A），暗示了在干旱胁迫下，这2份柱花草种质细胞膜受伤害程度较小。叶绿素和最大光化学效率（PSⅡ）与植物的光合作用密切相关，是评价植物抗旱性的重要指标[27-28]。本研究发现，干旱胁迫显著降低了柱花草的叶绿素浓度（SPAD值）和Fv/Fm。在6份柱花草中，柱花草TF227和TF210能够维持较高的叶绿素浓度及Fv/Fm值（图3）。类似的，Faraloni等[29]利用叶绿素荧光技术筛选耐旱型橄榄树，发现抗旱性强的橄榄树品种，其具有较高的Fv/Fm。因此，在干旱胁迫下，柱花草TF227和TF210可能通过维持根系生长和对水分的吸收，降低了干旱胁迫对细胞膜的伤害，从而维持了较高的SPAD和Fv/Fm以适应干旱胁迫环境。
植物抗旱性与植物品种、表型性状、生理生化性状等密切相关，因此，对不同的指标进行综合评价分析，才能够客观、有效地反映植物的抗旱能力[30-32]。胡标林等[32]通过比较5种不同的抗旱性评价方法，认为利用隶属函数的综合抗旱能力（D值）法，能够系统准确地评价水稻的抗旱性。Liu等[33]运用隶属函数法综合评价了白羊草的抗旱性，从而筛选出具有不同抗旱性的白羊草材料。本研究对柱花草总生物量、地上部生物量等8个指标进行综合评价分析，隶属函数值（D值）表明TF227和TF210抗旱能力最强，为抗旱型柱花草，R2和R5抗旱能力中等，TF226和TF224抗旱能力最弱（表1）。并且植株总生物量、地上部生物量、丙二醛含量、叶绿素浓度和Fv/Fm可作为柱花草抗旱能力评价和鉴定的参考指标。因此，本研究为抗旱柱花草种质筛选和遗传改良提供了理论依据和种质材料，并为挖掘柱花草抗旱基因奠定基础。
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