兩個早熟白菜品種對秋冬低溫的適應性

衣寧　王鳳德　王琳等

摘要： 為分析早熟白菜品種對秋冬低溫的適應性，在大田自然降溫條件下測定了早熟5號和863快菜兩個早熟白菜品種功能葉片的光合能力和質膜穩定性。結果顯示，隨著氣溫的下降，兩個早熟白菜品種的凈光合速率逐漸下降，光反應活性逐漸減小，表現為PSⅡ最大光化學效率（Fv/Fm）、單位激發態面積反應中心數目（RC/CSo）、單位激發態面積用于電子傳遞的能量（ETo/CSo）以及葉片綜合性能指數（PI）等參數均隨著氣溫的下降而降低。零上低溫下，兩個白菜品種的功能葉片均具有一定的光合能力，質膜透性相對穩定，但6℃及以下低溫顯著抑制其PSⅡ最大光化學效率，-5℃則直接導致其凍死。兩個早熟白菜品種不耐凍與其胞內結冰破壞質膜透性有關。上述結果表明，兩個早熟白菜品種雖能耐受零上低溫，但耐寒性較差。

關鍵詞：早熟白菜；葉片；光合作用；低溫

中圖分類號：S634.101文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2014）07-0047-04

AbstractTo analyze the adaptation of precocious cabbage to low temperature in autumn and winter， the stability of cell membrane and photosynthetic capacity of two precocious cabbage varieties were determined under nature low temperature. The results showed that the net photosynthetic rates and light reaction activity of the two precocious cabbage varieties declined gradually with the decrease of temperature. The maximal photochemical efficiency of PSⅡ （Fv/Fm）， RC （PSⅡ reaction centre） density per excited cross section （CSo）， energy fluxes per excited cross section for electron transport （ETo/CSo） and leaf overall performance index （PI） were all declined with the decrease of temperature. The functional leaves of the two precocious cabbage varieties both had certain photosynthetic function and stable membrane permeability at low temperature above zero， but the maximal photochemical efficiency of PSⅡ （Fv/Fm） decreased significantly at 6℃ and lower temperature. However， two precocious cabbages were frozen to death at -5℃. The freeze intolerance of precocious cabbage might relate to the injury of cell membrane caused by intracellular freezing. The above results suggested that the two precocious cabbage varieties could survive at low temperature above zero， but had poor cold tolerance.

Key wordsPrecocious cabbage； Leaf； Photosynthesis； Low temperature

早熟白菜生長期短（30天左右即可采收上市），耐熱性好，播種彈性大（4～10月份均可種植），且凈菜率高，口感優良，是實現我國白菜周年供應的重要品種[1]。目前早熟白菜品種的生理特性研究多關注其早熟性、耐熱性、抗病性和豐產性，其耐寒能力還未見詳細報道[1～3]，只是在生產上觀察到早熟白菜品種耐寒性較差，不耐冬儲。而我國北方往往在10月份即出現大風降溫天氣，0℃以下低溫也時有發生。詳細分析早熟白菜品種的耐寒能力對于預防早熟白菜凍害、培育耐寒品種、延長生長時間、增加白菜產量等方面均具有重要的現實意義。光合作用是白菜生長發育的物質基礎，也是研究植物適應逆境的敏感探針[4]。本試驗以浙江省農業科學院選育的優良早熟品種早熟5號和山東省微山縣華興種苗研究所選育的863快菜為試驗材料，主要從光合作用角度分析了早熟白菜對冬季低溫的適應能力，為早熟白菜生產和育種提供參考。

1材料與方法

1.1材料的處理

兩個早熟白菜品種（Brassica rapa L.ssp.pekinensis）早熟5號和863快菜的種子由山東省農業科學院蔬菜花卉研究所提供，2012年9月7日種植在山東省曲阜市（35° 36′ N， 116° 58′ E）西郊試驗田內，試驗地海拔60.5 m， 屬于暖溫帶季風性大陸氣候，當地年均氣溫13.6℃，最低氣溫-15℃。試驗地施足基肥，日常管理同大田。至10月上旬開始降溫時，每降溫3～5℃測定一次白菜耐冷性指標，記錄當日的最低溫度和最高溫度（選擇晴好天氣），至受凍白菜外葉死亡時結束試驗。測定日期及當日最高溫和最低溫見表1，以10月12日測定結果為對照。生理參數均以最大功能葉為測試對象。

1.2試驗方法

3結論與討論

早熟白菜喜涼、耐高溫，但不耐冷凍和冬儲。大田試驗結果顯示：863快菜和早熟5號的凈光合速率隨著氣溫的下降均顯著下降；而當溫度降至-5℃時，即受凍致死，這種凍害與細胞結冰破壞了質膜透性有重要關系[6]。低溫對光合作用光反應和暗反應均有影響。首先，低溫抑制碳同化相關酶的活性并影響CO2的吸收，導致暗反應活性下降[7]。其次，低溫影響類囊體膜的透性和流動性，從而影響葉片的光反應活性[8]。低溫對白菜光反應的影響也是如此，表現為Fv/Fm、ETo/CSo、PI等參數均隨著氣溫的下降而降低；光反應結構發生改變（RC/CSo減小）；電子傳遞速率變慢（Tfm增大）；熱耗散 （DIo/CSo）增大也是光反應活性降低的表現。溫度降至-5℃時，兩個早熟白菜品種光反應活性劇降，Tfm和Sm比低溫V時（2℃）劇減，說明光合膜結構被破壞，吸收的光能不能有效轉化和傳遞。-5℃時兩個早熟白菜品種的質膜透性迅速增大也可以解釋這一現象發生的原因。零上低溫下，雖然兩個早熟白菜品種未出現明顯的表觀癥狀，但隨著氣溫的下降，葉片光合活性尤其是葉片綜合性能指數（PI）逐漸減小，經過6℃及以下低溫后，PSⅡ最大光化學效率（Fv/Fm）也開始顯著降低，說明光系統Ⅱ結構受到損傷。葉片光合能力的下降與功能葉片的衰老可能也有一定關系。

上述試驗結果表明，低溫對兩個早熟白菜品種的光合能力具有顯著的抑制作用，雖然在零上低溫下能存活，并具有一定的光合能力，但對-5℃冷凍低溫敏感，發生嚴重凍害。本試驗結果還證明，光合參數尤其是熒光參數PI可以作為檢測大白菜耐冷性的靈敏參數。本項研究對早熟白菜秋冬季節的栽培、耐冷品種的選育以及早熟大白菜抗凍性研究等方面提供了一定的參考依據。

參考文獻：

[1]劉衛紅， 路翠玲， 曾維銀， 等. 耐熱早熟白菜新品種鄭早60 [J]. 長江蔬菜， 2004（6）： 15.

[2]李停停， 徐文玲， 張友民， 等. 白菜耐熱性研究進展[J]. 北方園藝，2011（1）： 208-211.

[3]苗立強， 張耀偉， 崔崇士. 我國白菜抗病育種研究進展[J]. 東北農業大學學報， 2006，37（4）： 529-533.

[4]Biswal B， Joshi P N， Raval M K， et al. Photosynthesis， a global sensor of environmental stress in green plants： stress signalling and adaptation[J]. Current Science， 2011，101（1）： 47-56.

[5]Strasser R， Srivastava A， Tsimilli-Michael M. The fluorescence transient as a tool to characterise and screen photosynthetic samples[M]//Junus M， Pathre U， Mohanty P.Probing photosynthesis： mechanisms， regulation and adaptation. London：Taylor and Francis Press， 2000：445-483.

[6]李先文， 黃新華， 劉京， 等. 植物凍害發生的機制及預防措施[J]. 湖北農業科學，2010， 49（10）：2579-2581.

[7]吳廣霞， 唐獻龍， 楊德光， 等. 植物低溫脅迫生理研究進展[J]. 作物雜志，2008（3）：17-19.

[8]代玉華， 劉訓言， 孟慶偉， 等. 低溫脅迫對類囊體膜脂代謝的影響[J]. 植物學通報， 2004， 21（4）： 506-511.

1.2試驗方法

3結論與討論

早熟白菜喜涼、耐高溫，但不耐冷凍和冬儲。大田試驗結果顯示：863快菜和早熟5號的凈光合速率隨著氣溫的下降均顯著下降；而當溫度降至-5℃時，即受凍致死，這種凍害與細胞結冰破壞了質膜透性有重要關系[6]。低溫對光合作用光反應和暗反應均有影響。首先，低溫抑制碳同化相關酶的活性并影響CO2的吸收，導致暗反應活性下降[7]。其次，低溫影響類囊體膜的透性和流動性，從而影響葉片的光反應活性[8]。低溫對白菜光反應的影響也是如此，表現為Fv/Fm、ETo/CSo、PI等參數均隨著氣溫的下降而降低；光反應結構發生改變（RC/CSo減小）；電子傳遞速率變慢（Tfm增大）；熱耗散 （DIo/CSo）增大也是光反應活性降低的表現。溫度降至-5℃時，兩個早熟白菜品種光反應活性劇降，Tfm和Sm比低溫V時（2℃）劇減，說明光合膜結構被破壞，吸收的光能不能有效轉化和傳遞。-5℃時兩個早熟白菜品種的質膜透性迅速增大也可以解釋這一現象發生的原因。零上低溫下，雖然兩個早熟白菜品種未出現明顯的表觀癥狀，但隨著氣溫的下降，葉片光合活性尤其是葉片綜合性能指數（PI）逐漸減小，經過6℃及以下低溫后，PSⅡ最大光化學效率（Fv/Fm）也開始顯著降低，說明光系統Ⅱ結構受到損傷。葉片光合能力的下降與功能葉片的衰老可能也有一定關系。

上述試驗結果表明，低溫對兩個早熟白菜品種的光合能力具有顯著的抑制作用，雖然在零上低溫下能存活，并具有一定的光合能力，但對-5℃冷凍低溫敏感，發生嚴重凍害。本試驗結果還證明，光合參數尤其是熒光參數PI可以作為檢測大白菜耐冷性的靈敏參數。本項研究對早熟白菜秋冬季節的栽培、耐冷品種的選育以及早熟大白菜抗凍性研究等方面提供了一定的參考依據。

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[8]代玉華， 劉訓言， 孟慶偉， 等. 低溫脅迫對類囊體膜脂代謝的影響[J]. 植物學通報， 2004， 21（4）： 506-511.

1.2試驗方法

3結論與討論

早熟白菜喜涼、耐高溫，但不耐冷凍和冬儲。大田試驗結果顯示：863快菜和早熟5號的凈光合速率隨著氣溫的下降均顯著下降；而當溫度降至-5℃時，即受凍致死，這種凍害與細胞結冰破壞了質膜透性有重要關系[6]。低溫對光合作用光反應和暗反應均有影響。首先，低溫抑制碳同化相關酶的活性并影響CO2的吸收，導致暗反應活性下降[7]。其次，低溫影響類囊體膜的透性和流動性，從而影響葉片的光反應活性[8]。低溫對白菜光反應的影響也是如此，表現為Fv/Fm、ETo/CSo、PI等參數均隨著氣溫的下降而降低；光反應結構發生改變（RC/CSo減小）；電子傳遞速率變慢（Tfm增大）；熱耗散 （DIo/CSo）增大也是光反應活性降低的表現。溫度降至-5℃時，兩個早熟白菜品種光反應活性劇降，Tfm和Sm比低溫V時（2℃）劇減，說明光合膜結構被破壞，吸收的光能不能有效轉化和傳遞。-5℃時兩個早熟白菜品種的質膜透性迅速增大也可以解釋這一現象發生的原因。零上低溫下，雖然兩個早熟白菜品種未出現明顯的表觀癥狀，但隨著氣溫的下降，葉片光合活性尤其是葉片綜合性能指數（PI）逐漸減小，經過6℃及以下低溫后，PSⅡ最大光化學效率（Fv/Fm）也開始顯著降低，說明光系統Ⅱ結構受到損傷。葉片光合能力的下降與功能葉片的衰老可能也有一定關系。

上述試驗結果表明，低溫對兩個早熟白菜品種的光合能力具有顯著的抑制作用，雖然在零上低溫下能存活，并具有一定的光合能力，但對-5℃冷凍低溫敏感，發生嚴重凍害。本試驗結果還證明，光合參數尤其是熒光參數PI可以作為檢測大白菜耐冷性的靈敏參數。本項研究對早熟白菜秋冬季節的栽培、耐冷品種的選育以及早熟大白菜抗凍性研究等方面提供了一定的參考依據。

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