鄧耀華,程萍,侯晟燦,汪愛華,黃興學(xué),周國林,胡偵華

(1.武漢市蔬菜科學(xué)研究所,430345；2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院)

早秋甘藍(lán)品種的耐熱性鑒定

鄧耀華1,程萍1,侯晟燦2,汪愛華1,黃興學(xué)1,周國林1,胡偵華1

(1.武漢市蔬菜科學(xué)研究所,430345；2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院)

以進(jìn)口強(qiáng)力50甘藍(lán)為對照,對自主選育的3個(gè)早秋甘藍(lán)品種（早秋一號、早秋七號、中y）,通過人工氣候培養(yǎng)箱高溫模擬培養(yǎng),觀察各品種的外觀熱害指數(shù),同時(shí)測定各材料葉片脯氨酸含量和電解質(zhì)滲透率。通過耐熱性的初步綜合鑒定,結(jié)果表明,自主選育的早秋一號甘藍(lán)新品種抗熱穩(wěn)定性較好。

早秋甘藍(lán)；耐熱性；鑒定

高溫是夏秋蔬菜生產(chǎn)中常見的逆境因子,嚴(yán)重影響蔬菜的產(chǎn)量和質(zhì)量。耐熱蔬菜品種的選育一直是我國蔬菜科技工作者的重要任務(wù)之一,并取得了重要進(jìn)展,探索出一些針對不同蔬菜作物進(jìn)行抗熱性鑒定的方法[1～5]。武漢地區(qū)早秋甘藍(lán)的種植效益好,播種面積較大,其6月中旬前后播種,7月底定植,國慶節(jié)上市,從定植到收獲60 d左右,此時(shí)正值甘藍(lán)上市淡季,價(jià)格較高且非常暢銷。目前武漢本地種植的早秋甘藍(lán)品種以從日本進(jìn)口的強(qiáng)力50為主,該品種耐熱性強(qiáng)、熟性較早、球色綠、品質(zhì)較好,但其耐裂球能力較差。武漢市蔬菜所通過近10 a的工作,選育出幾個(gè)具有自主知識產(chǎn)權(quán)且綜合性狀較好的早秋甘藍(lán)新品種,可逐步取代進(jìn)口種子。為檢驗(yàn)這幾個(gè)新品種的抗逆(抗熱)能力,在田間直接鑒定的基礎(chǔ)上,開展本次試驗(yàn)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本次試驗(yàn)共選用4份甘藍(lán)材料,其中早秋一號、早秋七號為自主選育的耐熱能力突出的早秋甘藍(lán)新組合,中y為自主選育的耐熱能力一般的組合,以進(jìn)口品種強(qiáng)力50為對照。

1.2 試驗(yàn)方法

①苗期人工氣候模擬鑒定在裝有優(yōu)良基質(zhì)的營養(yǎng)缽中育苗,每份材料育苗60株,苗5片葉時(shí)移到露地?zé)捗缫恢芎?移入全智能人工氣候植物培養(yǎng)箱,型號HP1500GS-D,光照20 000 lx,光周期12 h/12 h,每份材料每次處理10株,3次重復(fù),程序升溫,每3 h升高2℃,從26℃開始,至36℃止,在36℃條件下恒定處理48 h后,統(tǒng)計(jì)各材料的熱害指數(shù),計(jì)算平均值。熱害處理及分級標(biāo)準(zhǔn)參照康俊根等[6]的方法,標(biāo)準(zhǔn)見表1。熱害指數(shù)= [(∑熱害級別×各級級株)/(最高級數(shù)×總株數(shù))]× 100。

②電導(dǎo)率測定選取甘藍(lán)各品種充分展開的健壯葉片,用去離子水洗凈,避開主葉脈,用打孔器取5個(gè)直徑1 cm的葉圓片放入試管,加入5 mL去離子水,充分搖動(dòng)后測定初始電導(dǎo)率EC0,然后放入48℃恒溫水浴鍋中處理30 min,取出后迅速冷卻,在室溫下靜置2 h,充分搖動(dòng)后,用電導(dǎo)儀測定電導(dǎo)率EC1,然后將試管置于沸水中加熱20 min,取出迅速冷卻后測定終電導(dǎo)率EC2,設(shè)3次重復(fù)。電解質(zhì)滲透率(%)=[(EC1-EC0)/(EC2-EC0)]×100%。

③游離脯氨酸含量測定稱取新鮮甘藍(lán)葉片0.5 g,剪碎混勻迅速置于試管中,然后向各管分別加入3%的磺基水楊酸溶液5 mL,在沸水中提取10 min (提取過程中要經(jīng)常搖動(dòng)),冷卻后過濾于干凈的試管中,濾液即為脯氨酸的提取液。吸取2 mL提取液于另一干凈的試管中,加入2 mL冰醋酸及2 mL酸性茚三酮試劑,在沸水浴中加熱30 min,溶液即呈紅色。冷卻后加入4 mL甲苯,振蕩30 s,靜置片刻,取上層液于酶標(biāo)儀板上,在酶標(biāo)儀上520 nm波長下測其吸光值。制作脯氨酸標(biāo)準(zhǔn)曲線,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算脯氨酸的含量,測定數(shù)值差異過大的予以舍棄。

表1 甘藍(lán)幼苗熱害分級

2 結(jié)果與分析

2.1 各甘藍(lán)品種熱害指數(shù)比較

有關(guān)試驗(yàn)表明,甘藍(lán)品種于36℃條件下在氣候箱中處理2 d能有效鑒定出各品種的耐熱性差異。本次試驗(yàn)測得4份材料的熱害指數(shù)如下:早秋一號:0.54,早秋七號:0.63,中y:0.79,強(qiáng)力50:0.65,結(jié)果見圖1。

圖1 各甘藍(lán)品種熱害指數(shù)比較

利用人工氣候箱對甘藍(lán)不同材料進(jìn)行耐熱性檢測,從外觀形態(tài)上基本可以反映出各材料的抗熱特性,結(jié)果較符合田間的實(shí)際情況。檢測結(jié)果顯示,早秋一號、早秋二號新組合有較強(qiáng)的耐熱性,早秋一號熱害指數(shù)最低,早秋七號略低于對照,中y抗熱能力最差。

2.2 各甘藍(lán)品種電解質(zhì)滲透率比較

細(xì)胞質(zhì)膜不僅是分隔細(xì)胞質(zhì)與胞外物質(zhì)的屏障,而且是細(xì)胞與環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的主要通道,還是細(xì)胞感受環(huán)境脅迫最敏感的部位。各種逆境如高溫等的傷害,往往首先作用于質(zhì)膜上,造成質(zhì)膜差別透性的改變與喪失,致使細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)(尤其是電解質(zhì))大量外滲,導(dǎo)致組織浸泡液的電導(dǎo)率增大。膜結(jié)構(gòu)的破環(huán)程度與高溫的嚴(yán)重程度、持續(xù)時(shí)間及品種的抗熱性等因素有關(guān)。通過測定外滲液電導(dǎo)率的變化即可反映質(zhì)膜受害程度和品種抗熱能力的強(qiáng)弱,早秋一號、早秋七號、中y、CK電解質(zhì)滲透率平均值分別24.2%,36.7%,38.6%, 35.5%,見圖2。早秋一號電解質(zhì)滲透率最低,早秋七號比對照略高,中y最高,早秋七號在熱害指數(shù)與電解質(zhì)滲透率上的反映排序不盡相同,但基本上反映出了各品種的實(shí)際耐熱情況。

2.3 各甘藍(lán)品種游離脯氨酸含量比較

正常條件下,植物體內(nèi)游離脯氨酸的含量并不高,占游離氨基酸總量的百分之幾。當(dāng)植物處于低溫、高溫、干旱、鹽漬、大氣污染等逆境下時(shí),組織內(nèi)游離脯氨酸能夠保護(hù)酶的空間結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定膜系統(tǒng),提高植物的抗性,因此測定植物體內(nèi)游離脯氨酸的含量,在一定程度上可了解植物受環(huán)境脅迫的情況,了解植物對高溫等逆境脅迫的忍耐和抵抗力。

圖2 各甘藍(lán)品種電解質(zhì)滲透率比較

圖3 各甘藍(lán)品種高溫處理前后脯氨酸含量比較

從圖3～4可看出,各品種在處理前游離脯氨酸含量相對較低,變幅在22.00～94.55 μg/g；經(jīng)36℃高溫處理后,各品種脯氨酸含量都顯著增加,相應(yīng)變幅達(dá)135.85～339.25 μg/g,早秋一號處理后的含量最高,其增加量也最高；早秋七號處理后的含量第二,增加量第二；對照品種的含量第三,其增加量第三；中y的含量最少,其增加值也最少。脯氨酸含量的變化是作物對熱脅迫的應(yīng)答反應(yīng)之一,較高含量的脯氨酸有利于減輕高溫等逆境因素對作物自身的傷害。此結(jié)果表明,早秋一號、早秋七號與對照品種相比具有較強(qiáng)的耐熱適應(yīng)性。

圖4 各甘藍(lán)品種高溫處理后脯氨酸增加量比較

3 小結(jié)與討論

康俊根等[6]研究表明,夏季日光溫室高溫形態(tài)鑒定基本能反映甘藍(lán)耐熱性差異,但難以區(qū)分耐熱和較耐熱品種差異,而以甘藍(lán)葉片發(fā)黃萎蔫為熱害指標(biāo)的人工氣候箱高溫脅迫鑒定方法可明顯反映出甘藍(lán)材料的耐熱性差異,并確定在36.5℃的恒溫下對甘藍(lán)幼苗處理6 d是甘藍(lán)耐熱性選擇的適宜壓力。

本次早秋甘藍(lán)苗期熱害外觀形態(tài)試驗(yàn)以上述方法為參照,作了適當(dāng)調(diào)整,將氣候箱光照強(qiáng)度提高到20 000 lx,處理溫度下調(diào)到36℃,處理時(shí)間縮短至2 d,結(jié)果表明,調(diào)整后的苗期熱害外觀形態(tài)及熱害指數(shù)能鑒別出不同甘藍(lán)的耐熱性差異；而電導(dǎo)率的測定結(jié)果表明,部分材料(早秋七號、強(qiáng)力50、中y)之間數(shù)值差異不十分明顯,這與康俊根等[6]報(bào)道結(jié)果相同。甘藍(lán)游離脯氨酸含量生理指標(biāo)測定法在甘藍(lán)耐熱性鑒定中具有靈敏、準(zhǔn)確的特點(diǎn)。對早秋一號、早秋七號、中y及強(qiáng)力50四份甘藍(lán)材料的耐熱性進(jìn)行綜合鑒定,結(jié)果表明,早秋一號抗熱性穩(wěn)定突出,且強(qiáng)于對照。從甘藍(lán)抗熱性鑒定方法來講,脯氨酸法過程較繁瑣,熱害指數(shù)形態(tài)法直觀簡便,利用脯氨酸含量測定法與苗期氣候箱脅迫法相結(jié)合,可準(zhǔn)確定性、定量測定出甘藍(lán)材料的耐熱性差異,2個(gè)方法結(jié)合更能全面揭示甘藍(lán)品種的耐熱特性與抗熱機(jī)理,更好地指導(dǎo)育種。

[1]周群初,馬艷青.蔬菜耐熱性研究現(xiàn)狀及展望[J].長江蔬菜,2000(3):1-3.

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Heat Resistance Identification of Early Autumn Cabbage Cultivars

Taking the introduced cabbage cultivar Qiangli 50 as control,we cultivated three early autumn cabbage cultivars Zaoqiu No.1,Zaoqiu No.7 and Zhong-y under the high temperature condition in the artificial climate incubator,and then recorded their heat injury indexes,at the same time,we determined the materials'proline content and electrolyte permeability.The results showed that the new cabbage cultivar Zaoqiu No.1 possessed stable heat resistance.

Early autumn cabbage；Heat resistance；Identification

10.3865/j.issn.1001-3547.2013.02.006

鄧耀華（1967-）,男,正高職農(nóng)藝師,主要從事甘藍(lán)育種工作,電話:15337114722, E-mail:wy_ling@tom.com

2012-10-30