早秋甘藍品種的耐熱性鑒定

鄧耀華,程萍,侯晟燦,汪愛華,黃興學,周國林,胡偵華

(1.武漢市蔬菜科學研究所,430345；2.華中農業大學園藝林學學院)

早秋甘藍品種的耐熱性鑒定

鄧耀華1,程萍1,侯晟燦2,汪愛華1,黃興學1,周國林1,胡偵華1

(1.武漢市蔬菜科學研究所,430345；2.華中農業大學園藝林學學院)

以進口強力50甘藍為對照,對自主選育的3個早秋甘藍品種（早秋一號、早秋七號、中y）,通過人工氣候培養箱高溫模擬培養,觀察各品種的外觀熱害指數,同時測定各材料葉片脯氨酸含量和電解質滲透率。通過耐熱性的初步綜合鑒定,結果表明,自主選育的早秋一號甘藍新品種抗熱穩定性較好。

早秋甘藍；耐熱性；鑒定

高溫是夏秋蔬菜生產中常見的逆境因子,嚴重影響蔬菜的產量和質量。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之一,并取得了重要進展,探索出一些針對不同蔬菜作物進行抗熱性鑒定的方法[1～5]。武漢地區早秋甘藍的種植效益好,播種面積較大,其6月中旬前后播種,7月底定植,國慶節上市,從定植到收獲60 d左右,此時正值甘藍上市淡季,價格較高且非常暢銷。目前武漢本地種植的早秋甘藍品種以從日本進口的強力50為主,該品種耐熱性強、熟性較早、球色綠、品質較好,但其耐裂球能力較差。武漢市蔬菜所通過近10 a的工作,選育出幾個具有自主知識產權且綜合性狀較好的早秋甘藍新品種,可逐步取代進口種子。為檢驗這幾個新品種的抗逆(抗熱)能力,在田間直接鑒定的基礎上,開展本次試驗。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本次試驗共選用4份甘藍材料,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新組合,中y為自主選育的耐熱能力一般的組合,以進口品種強力50為對照。

1.2 試驗方法

①苗期人工氣候模擬鑒定在裝有優良基質的營養缽中育苗,每份材料育苗60株,苗5片葉時移到露地煉苗一周后,移入全智能人工氣候植物培養箱,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,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,統計各材料的熱害指數,計算平均值。熱害處理及分級標準參照康俊根等[6]的方法,標準見表1。熱害指數= [(∑熱害級別×各級級株)/(最高級數×總株數)]× 100。

②電導率測定選取甘藍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個直徑1 cm的葉圓片放入試管,加入5 mL去離子水,充分搖動后測定初始電導率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,充分搖動后,用電導儀測定電導率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率EC2,設3次重復。電解質滲透率(%)=[(EC1-EC0)/(EC2-EC0)]×100%。

③游離脯氨酸含量測定稱取新鮮甘藍葉片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 (提取過程中要經常搖動),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,取上層液于酶標儀板上,在酶標儀上520 nm波長下測其吸光值。制作脯氨酸標準曲線,根據標準曲線計算脯氨酸的含量,測定數值差異過大的予以舍棄。

表1 甘藍幼苗熱害分級

2 結果與分析

2.1 各甘藍品種熱害指數比較

有關試驗表明,甘藍品種于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。本次試驗測得4份材料的熱害指數如下:早秋一號:0.54,早秋七號:0.63,中y:0.79,強力50:0.65,結果見圖1。

圖1 各甘藍品種熱害指數比較

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

2.2 各甘藍品種電解質滲透率比較

細胞質膜不僅是分隔細胞質與胞外物質的屏障,而且是細胞與環境進行物質交換的主要通道,還是細胞感受環境脅迫最敏感的部位。各種逆境如高溫等的傷害,往往首先作用于質膜上,造成質膜差別透性的改變與喪失,致使細胞內的物質(尤其是電解質)大量外滲,導致組織浸泡液的電導率增大。膜結構的破環程度與高溫的嚴重程度、持續時間及品種的抗熱性等因素有關。通過測定外滲液電導率的變化即可反映質膜受害程度和品種抗熱能力的強弱,早秋一號、早秋七號、中y、CK電解質滲透率平均值分別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與電解質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際耐熱情況。

2.3 各甘藍品種游離脯氨酸含量比較

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

圖2 各甘藍品種電解質滲透率比較

圖3 各甘藍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36℃高溫處理后,各品種脯氨酸含量都顯著增加,相應變幅達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答反應之一,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。此結果表明,早秋一號、早秋七號與對照品種相比具有較強的耐熱適應性。

圖4 各甘藍品種高溫處理后脯氨酸增加量比較

3 小結與討論

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

本次早秋甘藍苗期熱害外觀形態試驗以上述方法為參照,作了適當調整,將氣候箱光照強度提高到20 000 lx,處理溫度下調到36℃,處理時間縮短至2 d,結果表明,調整后的苗期熱害外觀形態及熱害指數能鑒別出不同甘藍的耐熱性差異；而電導率的測定結果表明,部分材料(早秋七號、強力50、中y)之間數值差異不十分明顯,這與康俊根等[6]報道結果相同。甘藍游離脯氨酸含量生理指標測定法在甘藍耐熱性鑒定中具有靈敏、準確的特點。對早秋一號、早秋七號、中y及強力50四份甘藍材料的耐熱性進行綜合鑒定,結果表明,早秋一號抗熱性穩定突出,且強于對照。從甘藍抗熱性鑒定方法來講,脯氨酸法過程較繁瑣,熱害指數形態法直觀簡便,利用脯氨酸含量測定法與苗期氣候箱脅迫法相結合,可準確定性、定量測定出甘藍材料的耐熱性差異,2個方法結合更能全面揭示甘藍品種的耐熱特性與抗熱機理,更好地指導育種。

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

[2]尚慶茂,王光輝.蔬菜抗熱性的鑒定方法[J].中國蔬菜, 1996(5):49-51.

[3]羅少波,周微波,羅劍寧,等.黃瓜品種耐熱性強度鑒定方法比較[J].廣東農業科學,1997(6):23-24.

[4]羅少波,李智軍,周微波,等.大白菜品種耐熱性的鑒定方法[J].中國蔬菜,1996(2):16-18.

[5]吳國勝,王永健,曹宛虹,等.大白菜熱害發生規律及耐熱性篩選方法的研究[J].華北農學報,1995,10(1):111-115. [6]康俊根,翟依仁,張京社,等.甘藍耐熱性鑒定方法[J].中國蔬菜,2002(1):4-7.

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,正高職農藝師,主要從事甘藍育種工作,電話:15337114722, E-mail:wy_ling@tom.com

2012-10-30