10份青梗菜苗期耐熱性評價

中圖分類號：S634.3 文獻標識碼：A 文章編號：0488-5368（2025）04-0030-06

Abstract：To comprehensively evaluate the heat tolerance of green-petiole，non - heading cabbage seedlings，1O germplasm materials were exposed to high-temperature stress in a light incubator.The effects of high -temperature stress on seedling growth and physiological parameters were analyzed using the heat damage index and the afflition function method.The results indicated that high-temperature stress generallyreduced growth parameters，including plant height，plant width，dryand fresh weight，and the root-to-shoot ratio of sedlings. At the same time，high -temperature stress also increased relative conductivity，prolinecontent，superoxide dismutase，catalaseactivities，and malondialdehyde content while decreasing soluble protein content in green -petiole，non-heading cabbage seedlings.Based on clustering analysis using the heat damage index and the afiliation function method，two highly heat-tolerant materials（22XS15，2XS156）and two heat-sensitive materials （22XS44，22XS56） were identified.

Key Words：Green petiole non - heading cabbage； Seedling；Heat tolerance；Heat damage index；Affilia-tion function method；Cluster analysis

不結球白菜（Brassica campestrisL. ssp.chinen-sisMakino）又稱小白菜，是十字花科蕓臺屬，源于長江中下游地區，目前我國各地均有栽培，主要集中在南方地區，是我國廣泛栽培的大宗蔬菜之一，種質資源豐富[]。青梗菜作為不結球白菜的一種，其口感清爽，含有豐富的營養物質，可提高人體免疫力，深受消費者的青睞[2]。在青梗菜的周年生產中，夏秋季節高溫是關鍵限制性因素之—[3]，青梗菜病蟲害發病機率增加，生長受到限制，營養價值降低，商品性和產量也隨之下降4，高溫脅迫已成為制約產量的重要因素之一[5]。因此解決高溫脅迫對植物的危害這一問題迫在眉睫，認識和了解青梗菜高溫脅迫生理響應情況，有助于采取措施提高青梗菜的耐熱性，同時合理評價青梗菜耐熱種質資源，對種質創新及篩選耐熱新品種具有重要的意義。

自前，我國已有從農藝性狀、生理特性等方面開展了青梗菜耐熱性的鑒定及評價指標的篩選等相關研究。在青梗菜農藝性狀研究方面，通過調查夏季高溫環境下植株田間表現，篩選出與青梗菜耐熱性相關的農藝性狀指標。張玉明研究表明不結球白菜苗期時葉柄長度、葉面積大小可以作為鑒定植物耐熱性的指標；通過夏季高溫環境中不結球白菜的生長動態發現，根的干重、鮮重方面，耐熱性強的材料明顯高于耐熱性弱的材料7；在青梗菜生理特性研究方面，不結球白菜為了適應外界高溫不良環境，植株內部會積聚一些可溶性糖來降低細胞內的滲透勢[8]。研究認為高溫脅迫會對不結球白菜葉片的葉綠素含量、細胞膜透性、丙二醛、抗氧化酶活及脯氨酸含量影響顯著

植物的耐熱性受多個基因調控，受內部基因型和外界環境的影響，因此單一指標并不能準確評價出各品種的耐熱性。羅少波等[10]，在對大白菜品種耐熱性分析時便采用了統計分析與相關分析的方法；陳志晟等[\"]采用多元統計方式對19份不結球白菜進行耐熱性評價，并用聚類分析篩選出青13、青11、青9品種耐熱性較強。目前，對于青梗菜苗期耐熱性的評價，多采用熱害指數或隸屬函數法單獨評價，而綜合兩種方法進行聚類分析的研究少有報道。本研究結合前人對青梗菜和其他作物的研究，對熱害指數及生長生理指標進行測定，通過隸屬函數法綜合評價青梗菜材料的耐熱能力。以1份青梗菜商品種及9份青梗菜試驗品種為試驗材料，通過高溫脅迫處理，開展不同材料苗期的熱害指數及生長生理響應情況和耐熱能力分析，以期為后續青梗菜耐熱育種、中間材料的篩選與研究提供參考依據。

1材料和方法

1.1 試驗材料

試驗在光照培養箱中進行。在118份材料中選出10份形態差異較大材料，如表1所示，包括9份試驗品種22XS8、22XS15、22XS17、22XS23、22XS34、22XS44、22XS56、22XS78和22XS87及1份商品種君川瑪克（22XS156）。

將選好的種子經溫湯浸種后，進行催芽，露白后播種于消毒后、裝滿基質的50孔育苗穴盤中，常規管理。當幼苗長至4～5片真葉時，選取長勢一致的幼苗，分別進行對照處理和高溫處理（前期進行預試驗，已選出最適宜的高溫脅迫條件），對照處理溫度為 ，光照為 光照 1 2 h 濕度為 70 % ～ 8 0 % ，高溫處理溫度為38 ，其他條件與對照組相同。每個處理重復3次，按完全隨機區組排列，共處理 。

1.2 熱害指數統計

高溫脅迫8d后，每個小區隨機選取10株材料，觀察葉片外部形態的變化，進行表型觀察及熱害指數計算。分級標準如下：0級：植株正常生長，葉片無任何熱害損傷；1級：植株心葉輕微卷曲，葉片無卷曲皺縮；2級：植株心葉葉緣卷曲，葉片輕微卷曲但不皺縮；3級：植株心葉和葉片均有皺縮，且嚴重卷曲;4級：植株整體葉片皺縮卷曲嚴重，生長發育不正常。

熱害指數（heating-injuryindex，HII）

公式中，xi表示不同材料的熱害級別；ni表示每個熱害級別中出現的株數;i是不同級別；N是統計的株數。熱害指數為百分制，數目越大則說明耐熱性越差，反之，耐熱性越強。

1.3 生長指標測定

處理結束后，兩個區組內，各小區隨機選取5株幼苗，清洗并擦干，測量幼苗的株高（PH）、根長（RL）地上鮮重（AFW）和地下鮮量（UFW）。隨后將幼苗烘干，測定地上干重（ADW）和地下干重（UDW），計算根冠比（RR）（地下干重/地上干重），依照《不結球白菜種質資源數據質量控制規范》測量。

1.4 生理指標測定

處理結束后，隨機選取每個重復內5株幼苗，取第2和第3片真葉剪碎混勻，測定各生理指標，重復3次。葉綠素（Chlorophyll，Chl）采用丙酮浸泡法；超氧化物歧化酶含量（SOD）采用氮藍四唑（NBT光化還原法測定；脯氨酸（Pro）采用水楊酸法測定；丙二醛含量（MDA）利用三氯乙酸法測定；可溶性蛋白（Solubleprotein，SP）采用考馬斯亮藍G-250染色法測定;過氧化氫酶含量（CAT）通過過氧化氫法測定；電導率（REC）通過電導儀法測定。

1.5 數據分析

利用Excel2021軟件整理數據及制圖，用SPSS27.0軟件對數據進行標準化處理并分析。相關計算公式為：

相對變化率 X= （ D S- C K） / C K

公式中：DS表示高溫組內各指標的平均值，CK為室溫組內各指標的平均值;X為正數說明變化率為增幅，X為負值說明變化率為降幅。

當性狀的相對變化率為負值時，隸屬函數值為

當性狀的相對變化率為正值時，隸屬函數值為

公式中：X表示每個指標的相對變化率， 表示每個指標中的最大值， 表示每個指標中的最小值。

2 結果與分析

2.1高溫脅迫下10份青梗菜幼苗熱害指數及耐 熱性比較

熱害指數是指通過觀察植株熱害表現對植株的耐熱性進行評價，熱害指數越大，說明材料的耐熱性越差，反之越強。經過前期的預處理試驗，對高溫條件進行篩選，已確定最適脅迫溫度為 ，光照強度為 ，光周期為 1 4 h / 1 0 h ，濕度為 70 % ～ 8 0 % 條件下處理 ，材料出現熱害表現比較明顯。

當高溫脅迫2d時，材料基本無明顯的熱害表現，隨著脅迫時間的增加，溫度不斷的升高，當高溫脅迫5d時，部分材料已出現了葉片卷曲皺縮等較明顯的熱害表現，但熱害表現在不同材料間有一定的熱害差異。當高溫脅迫8d時，根據材料表現統計熱害指數，最小的熱害指數為 2 7 . 5 % （22XS156），最大的熱害指數為 6 7 . 5 % （22XS44）。根據各材料熱害指數（表2），對10份材料的耐熱性進行初步比較，其強弱順序為： 2 2 X S1 5 6 gt; 2 2 X S1 5 gt; 2 2 X S2 3 gt; 2 2 X S 8 7gt; 2 2 X S 1 7gt; 2 2 X S 8gt; 2 2 X S 3 4gt; 2 2 X S 7 8gt; 2 2 X S 5 6gt; 2 2 X S 4 4 。

2.2 高溫脅迫下10份青梗菜幼苗生長指標變化

室溫環境下，青梗菜幼苗可以正常生長發育，但不同品種各指標也有不同程度的差異，這是由各材料基因組背景不同所導致的差異，因此計算各指標的相對變化率來分析各指標，消除誤差，量化數據來準確對各材料的耐熱性進行評價。如表3所示，高溫脅迫下所有材料的株高均降低，大部分降幅在2 0 % ～ 3 0 % ，22XS15的降幅低于 10 % ，為 7 . 7 1 % ，22XS17的降幅高于 4 0 % ，為 4 0 . 8 9 % ；不同材料根長的表現不同，如材料22XS8、22XS23、22XS44和22XS56根系伸長得到促進，增幅最大的是22XS23，為 3 5 . 1 % ，而22XS15、22XS17、22XS156和22XS87根長受到抑制，降幅最大的是22XS17，為 2 9 . 3 9 % ;所有材料地上鮮重和地下鮮重在高溫下均減少，地下鮮重的降幅大于地上鮮重，地下鮮重降幅最大的是22XS17，為 8 7 . 6 1 % ，地上鮮重降幅最大的也是22XS17，為 7 7 . 8 3 % ；高溫脅迫材料干物質積累減少，22XS17的地上干重降幅為 5 8 . 3 9 % ，地下干重的降幅為 6 7 . 3 7 % ，在所有材料中降幅最大，達到顯著差異，反之材料22XS23和22XS44干物質積累量上升，但均未達到顯著差異。研究中所有材料的根冠比均下降，降幅最大的是22XS15，為7 3 . 4 2 % ，降幅最小的是22XS44，為 1 0 . 0 7 % ，表明高溫脅迫嚴重抑制了所有材料幼苗的生長。

2.3 高溫脅迫下10份青梗菜幼苗生理指標變化

如表4所示，高溫脅迫導致7份材料葉綠素含量降低，降幅最大的是22XS44，為 4 9 . 0 7 % ，達到極顯著差異水平，而22XS8、22XS15、22XS156的葉綠素含量升高，增幅最大的是22XS15，為 4 5 . 2 1 % ；高溫脅迫導致植株葉片中的丙二醛含量升高，其中增幅最大的材料是22XS8，為 1 5 9 . 4 9 % ，達到極顯著差異水平，增幅最小的材料是22XS34，為 1 . 9 6 % ，但材料22XS78丙二醛含量反而降低，降幅為3 1 . 6 % ，達到極顯著差異水平；所有材料的相對電導率均有不同幅度的增加，其中增幅最大的材料是22XS56，增幅為 9 6 . 2 2 % ，達到極顯著差異水平，增幅最小的材料為22XS17，但22XS15的相對電導率反而降低，降幅為 3 3 . 3 2 % ，且與22XS156相比達到極顯著差異水平。高溫脅迫使各材料的脯氨酸含量增加，均達到極顯著差異水平，增幅均大于

5 0 % ，22XS87的脯氨酸含量增幅最大，為3 4 7 . 2 5 % ;高溫脅迫降低了9份材料的可溶性蛋白含量，但22XS87可溶性蛋白含量增加，材料22XS44降幅為 8 3 . 1 5 % ，降幅最大，且與22XS156相比達到差異極顯著水平，相反材料22XS87的增幅為 8 . 9 2 % ，略有增加，但與22XS156相比未達到顯著水平；高溫脅迫后8份材料的超氧化物歧化酶活性均有不同程度的增強，增幅最大的材料是22XS8，為 5 5 4 . 8 1 % ，但材料22X S56和22XS156的活性反而降低，材料22XS56的降幅最大，為2 9 . 5 4 % ；高溫脅迫不同程度地增加了多數材料的過氧化氫酶活性，增幅為 8 . 7 5 % ～ 1 4 1 . 2 1 % ，范圍較大，增幅最大的為22XS8，與22XS156相比達到極顯著差異水平，但材料22XS17的活性反而降低，降幅為 3 4 . 5 8 % 。

2.4基于隸屬函數評價10份青梗菜耐熱性

為綜合全面評價不同材料的耐熱性，計算隸屬函數值進行分析。如表5所示，材料22XS15和

22XS156的平均隸屬函數值為0.76和0.70，在試驗材料中屬于高耐熱材料；22XS23和22XS44的值為0.34和0.30，在試驗材料中為對溫度響應敏感的材料；另外6份材料的平均隸屬函數值在0.49＼～0.64范圍內，在試驗材料中屬于中耐熱材料，對溫度不是十分敏感。依據數值供試材料的耐熱性為：C 2 2 X S 1 5gt; 2 2 X S 1 5 6gt; 2 2 X S 8 7gt; 2 2 X S 1 7gt; 2 2 X S 7 8gt; 。兩種方法中除了22XS23這一材料結果不一致外，其余材料兩種分析結果相吻合。

2.5利用熱害指數與隸屬函數評價10份青梗菜耐熱性

通過觀察的熱害指數直接評價，材料22XS23熱害指數為 3 2 . 5 % ，屬于耐熱材料，但通過相對變化率計算出的隸屬函數法對材料的耐熱性進行評價，材料22XS23的隸屬函數值為0.34，排序為9是熱敏感材料，評價結果不同。為驗證二者的一致性，通過分析兩種方法數據的相關性關系，結果表明兩組數據的相關系數為-0.684，兩組數據間呈顯著負相關， P = 0 . 0 4 2 ，證明兩種評價耐熱性的方法相關性較密切，分析結果一致性較好，均科學可靠；在排除22XS23的兩組數據后再次分析相關性，相關系數為 - 0 . 9 4 ， P 小于0.001，達到極顯著水平，說明熱害指數和隸屬函數值評價方法分析的結果一致性較高。

基于熱害指數和隸屬函數對青梗菜進行聚類分析，聚類分析將所有材料劃分3類，如圖1所示：2份高耐熱材料22XS15、22XS156，該類材料在高溫脅迫下熱害表現不明顯，心葉輕微卷曲，葉片沒有出現明顯的皺縮萎蔫；6份中耐熱材料22XS34、22XS78、22XS8、22XS17、22XS23、22XS87，該類材料心葉卷曲較嚴重，葉片出現輕微的皺縮;2份熱敏感材料22XS44、22XS56，該類材料心葉和葉片嚴重皺縮、卷曲，植株生長不正常。

3 討論與結論

近年來青梗菜的栽培面積不斷擴大，已成為人們喜食的綠葉蔬菜之一，但其性喜冷涼，夏季的高溫是制約其周年生產的重要因素之一，高溫脅迫嚴重抑制植物生長，降低產量[12]。因此，作為青梗菜耐熱育種的基礎，優良耐熱資源的篩選與應用，對青梗菜產業的發展具有重要的現實意義。

植株的耐熱性鑒定有自然高溫和人工模擬兩種方法，人工模擬高溫鑒定法能克服田間的不利因素，且可進行重復試驗。趙靜珂等[13]利用人工模擬高溫進行脅迫，可有效解決環境等因素造成的影響，重復性試驗大多為苗期試驗，周期短，因此人為模擬高溫鑒定法在耐熱研究中廣泛應用[14]。植物幼苗對溫度高度敏感，能很快表現出對高溫脅迫的響應。

植株在高溫脅迫下外部形態特征是最直觀的反應，如生長發育受抑制、品質變差、整株死亡等[15]。本試驗中的生長指標均有不同程度的降低，說明高溫脅迫嚴重抑制了青梗菜的生長發育。高溫脅迫下不結球白菜的POD活性明顯高于室溫對照組，CAT活性顯著低于室溫對照組，并清除了體內多余的ROS，保護了細胞膜結構，提高了不結球白菜的耐熱性[16]。本研究發現可溶性蛋白含量變化趨勢與其他指標不同，在高溫初期可維持細胞滲透壓平衡，而高溫后期脯氨酸則替代了可溶性蛋白的作用，因此與前人研究相一致。高溫逆境中植物多個生理過程都會受到損傷，但損傷程度有差異，已知植物耐熱性由多個基因調控，因此單一指標并不能準確評價出各品種的耐熱性。因此，通過建立隸屬函數等多元綜合分析方法對植物的耐熱性進行評價分析，可減少誤差，結果更科學合理，更有說服性。研究發現抗逆指數可以直觀反映出逆境脅迫下植株的受損程度，而隸屬函數可對植物抗逆指標合理轉化，評價更加科學準確；本研究基于熱害指數直接評價和生長生理指標建立隸屬函數綜合評價，評價出22XS15和22XS156為高耐熱材料，22XS56和22XS44為熱敏感材料，其余材料屬于中耐熱材料。兩種評價方法經分析后發現具有高度統一性，證明兩種耐熱性評價方法均科學可靠，22XS23的耐熱性在兩種評價方法中差異較大，后期還需進一步分析。

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