山核桃(Carya cathayensis Sarg.)是江浙地区的重要经济作物,本研究以两年生山核桃实生苗为试验材料,对山核桃实生苗施用1/4霍格兰营养液配制的不同浓度的PEG溶液进行模拟干旱胁迫试验。本试验共8个处理,分别为不喷施褪黑素的对照组(CK)、不喷施褪黑素的轻度干旱P1(15%PEG)、不喷施褪黑素的中度干旱P2(25%PEG)、不喷施褪黑素的重度干旱P3(35%PEG)、喷施褪黑素的对照组(M)、喷施褪黑素的轻度干旱M-Pl(M+15%PEG)、喷施褪黑素的中度干旱M-P2(M+25%PEG)、喷施褪黑素的重度度干旱M-P3(M+35%PEG),喷施的褪黑素浓度为100 μ mol·L-1,探究褪黑素对干旱胁迫条件下山核桃生理生化特性的影响。试验结果表明:1.干旱胁迫会严重地影响山核桃叶片的表型、降低山核桃叶片中的相对含水量(RWC)和叶绿素含量(CHl)。褪黑素可以有效地提高干旱胁迫条件下植物叶片中的相对含水量和叶绿素含量。2.在干旱胁迫条件下,经过褪黑素预处理的山核桃叶片的净光合速率和气体交换参数均保持在较高水平且有效的保护了光系统Ⅱ(PSII)的功能,从而使植物的同化能力保持在较高水平。干旱胁迫条件下山核桃可以通过提高自身的水分利用率增强对干旱的适应能力,并且我们发现经过褪黑素预处理的山核桃叶片的水分利用率会进一步提高。30d时干旱胁迫条件下山核桃叶片光系统Ⅱ最大光合效率(Fv/Fm)、光系统Ⅱ实际光合效率(Y(Ⅱ))和电子传递效率(ETR)均下降,其中重度干旱胁迫组降低幅度最大(P3),而经过褪黑素预处理之后,山核桃的光系统Ⅱ(PSII)的相关参数均有提高,这说明喷施褪黑素可以有效地降低干旱胁迫对山核桃叶片的光系统Ⅱ(PSII)的影响。3.褪黑素作为一种可以直接清除植物体内过氧化氢(H2O2)的广谱抗氧化剂,还具有上调逆境胁迫下抗氧化酶基因表达和提高其活性的功能。本研究表明,干旱胁迫下SOD、POD和APX的活性均上升,且经过褪黑素预处理的处理组这几种抗氧化酶的活性进一步上升,这可以有效的清除植物体内过多的活性氧,维持植物体内的正常氧化还原平衡。4.干旱胁迫引起植物体内的MDA和Proline的含量上升,这表明干旱胁迫下植物细胞的膜脂过氧化程度加深,而植物对干旱的抗逆性也逐渐加强。经过褪黑素处理后,相较于没有喷施褪黑素的处理组,MDA呈现下降的趋势,而Proline则呈现上升的趋势。褪黑素通过提高植物体内的抗氧化能力和渗透调节物质的含量降低植物体内的膜脂过氧化程度。本研究表明,干旱胁迫显著降低了山核桃的光合作用能力,长期的干旱会破坏植物的光系统Ⅱ(PSII)。喷施褪黑素可以提高干旱胁迫下植物体内的抗氧化酶的活性及含量,维持植物体内的氧化还原平衡,保护叶绿体的正常形态和生理功能,增强植物体内的渗透调节物质的含量最终达到维持干旱胁迫下山核桃较高光合速率的作用。