模擬自然澇害對(duì)絲瓜品種耐澇性的影響研究_辛亞寧.pdf

2022 年第 3 期 種植技術(shù) 收稿日期 2021 9 15 基金項(xiàng)目 成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院院級(jí)科研基金項(xiàng)目 cny19 16 成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院院級(jí)科研基金項(xiàng)目 cny19 14 作者簡(jiǎn)介 辛亞寧 1992 女 助教 研究方向 園藝植物育種 與栽培 E mail 2152105162 qq com 模擬自然澇害對(duì)絲瓜品種耐澇性的影響研究 辛亞寧 1 梁 艷 2 關(guān) 雎 2 脫飛飛 1 練華山 1 1 成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院 成都 611130 2 西昌學(xué)院農(nóng)業(yè)科學(xué)學(xué)院 四川 西昌 615013 摘 要 以成都地方品種 系 蒲江 B 金友 和 WJ 1 為試驗(yàn)材料 采用雙套盆法研究濕害 澇害交替脅迫對(duì)絲瓜耐澇性的影響 結(jié)果表明 淹水脅迫后絲瓜葉片中超氧化物歧化酶 SOD 活性 蒲江 B WJ 1 下降顯著 金友 下降不顯著 過(guò)氧化物酶 POD 活性和過(guò)氧化氫酶 CAT 活性變化不顯著 丙二醛 MDA 含量變化顯著 可溶性蛋白含量變化不顯著 葉綠素含量 WJ 1 變化顯 著 蒲江 B 和 金友 變化不顯著 蒲江 B 株高變化顯著 WJ 1 和 金友 株高變化不顯著 通過(guò)計(jì)算不同品種 系 間指標(biāo)的 平均隸屬函數(shù)值 對(duì) 3 個(gè)絲瓜品種 系 的耐澇性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià) 得出各品種 系 耐澇性大小排序?yàn)?金友 蒲江 B WJ 1 可優(yōu)先選擇 金友 作為其他瓜類(lèi)蔬菜的嫁接砧木 以此來(lái)提高其抗?jié)承?關(guān)鍵詞 絲瓜 澇害 隸屬函數(shù) 近年來(lái) 全球洪澇災(zāi)害顯著增加 受澇面積逐漸 擴(kuò)大 1 尤其在我國(guó)降雨量較多的江南 華南以及 西南地區(qū) 出現(xiàn)雨澇的概率極高 澇害通過(guò)改變土 壤理化性質(zhì) 降低土壤含氧量 從而影響植物根系生 長(zhǎng) 莖葉生長(zhǎng) 花和果實(shí)的生長(zhǎng) 以及抗氧化酶活性 及根系活力 2 進(jìn)而嚴(yán)重影響作物產(chǎn)量和品質(zhì) 3 絲瓜 Luffa cylindrica Roem 起源于亞洲南部 熱帶多雨地區(qū) 根系發(fā)達(dá) 耐高溫能力強(qiáng) 是瓜類(lèi)蔬 菜中最耐潮濕的一種 4 陽(yáng)燕娟等 5 研究發(fā)現(xiàn) 較 耐澇的絲瓜品種作為嫁接砧木 可以提高瓜類(lèi)蔬菜 的耐澇性 還有研究表明 同等澇害脅迫下 絲瓜作 為砧木嫁接的黃瓜根系活力比南瓜砧木更強(qiáng) 6 本試驗(yàn)在前人研究的基礎(chǔ)上 以成都常見(jiàn)絲瓜栽培 品種為試驗(yàn)材料 模擬自然澇害條件 觀察分析絲瓜 的耐澇性 篩選出選擇耐澇性強(qiáng)的絲瓜砧木品種 為 瓜類(lèi)蔬菜選擇嫁接砧木提供理論依據(jù) 并為其高產(chǎn) 穩(wěn)產(chǎn)提供一定的基礎(chǔ) null 材料與方法 null null 試驗(yàn)材料 供試材料通過(guò)調(diào)研選自成都市蒲江縣 金堂縣 溫江區(qū)的地方品種 系 分別為 蒲江 B 金友 WJ 1 試驗(yàn)采用穴盤(pán)育苗 2020 年 3 月 24 日 在成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院實(shí)訓(xùn)場(chǎng)開(kāi)始播種 4 月 16 日選擇長(zhǎng)勢(shì)一致的穴盤(pán)苗移栽到營(yíng)養(yǎng)缽 每缽 1 苗 移栽 5d 后采用雙套盆法進(jìn)行試驗(yàn)處理 null null 試驗(yàn)處理 試驗(yàn)中每個(gè)品種均設(shè)置對(duì)照組和處理組 每個(gè) 對(duì)照和處理均為 24 缽 進(jìn)行 3 次重復(fù) 所有對(duì)照組 均不作處理 按照正常田間栽培方式管理 所有處 理組采取濕害 澇害 2 種方式交替進(jìn)行 共 4 次處 理 4 月 21 日開(kāi)始 5 月 5 日結(jié)束 試驗(yàn)處理中濕害 指水面剛淹沒(méi)土面 澇害指水面比土層高 2cm 左 右 濕害 澇害交替處理 每次處理后 立即排水恢 復(fù) 一段時(shí)間后繼續(xù)進(jìn)行下一次處理 處理最小單 位為 24h 每次處理時(shí)間為 9 00 最后一次處理完成 時(shí) 排盡水分 將樣品帶到實(shí)驗(yàn)室測(cè)定生理指標(biāo) 最 后一次處理完成 5d 后 測(cè)定其形態(tài)指標(biāo) 生理指標(biāo) 及生物量 表 null 供試材料 品種 來(lái)源 編號(hào) 處理 數(shù)量 盆 共計(jì) 盆 浦江 B 成都市蒲江縣 A 淹水 24 72 a 對(duì)照 24 72 金友 成都市金堂縣 B 淹水 24 72 b 對(duì)照 24 72 WJ 1 成都市溫江區(qū) C 淹水 24 72 c 對(duì)照 24 72 null null 試驗(yàn)測(cè)定指標(biāo)及方法 試驗(yàn)測(cè)定形態(tài)指標(biāo)包括葉片數(shù) 莖長(zhǎng) 根體積 最長(zhǎng)根長(zhǎng) 干鮮重等 莖長(zhǎng)和根長(zhǎng)用卷尺測(cè)量 葉面 積 0 743 長(zhǎng) 寬進(jìn)行計(jì)算 7 根體積采用體積 差的方法測(cè)量 8 地上 地下部鮮重用電子天平稱(chēng) 量 稱(chēng)量后烘干測(cè)量其干重 8 試驗(yàn)測(cè)定生理指標(biāo) 包括葉綠素含量 可溶性蛋白含量 超氧化物歧化酶 SOD 活性 過(guò)氧化物酶 POD 活性 過(guò)氧化氫酶 CAT 活性以及丙二醛 MDA 含量等 葉綠素含 91 種植技術(shù) 2022 年第 3 期 量采用用乙醇法進(jìn)行測(cè)量 可溶性蛋白含量采用考 馬斯亮藍(lán)法測(cè)量 SOD 活性采用氮藍(lán)四唑比色法測(cè) 量 POD 活性采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)量 CAT 活性采用 高錳酸鉀滴定法測(cè)量 9 MDA 含量采用分光光度計(jì) 法進(jìn)行測(cè)量 null null 數(shù)據(jù)分析 耐澇性綜合評(píng)價(jià)用隸屬函數(shù)法綜合各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn) 行評(píng)價(jià) 求出絲瓜各品種 系 各指標(biāo)的具體隸屬 度 各指標(biāo)的隸屬函數(shù)計(jì)算公式如下 與耐澇性呈正相關(guān)的指標(biāo)的隸屬函數(shù)值的計(jì)算 公式為 U X j X j X min X max X min j 1 2 3 與耐澇性呈負(fù)相關(guān)的指標(biāo)的隸屬函數(shù)值的計(jì)算 公式為 U X j 1 X j X min X max X min j 1 2 3 U X j 為每種指標(biāo)的耐澇隸屬函數(shù) 式中 X j 為 第 j 個(gè)指標(biāo)的測(cè)定值 X max 和 X min 表示第 j 個(gè)指標(biāo)的 最大測(cè)量值和最小測(cè)量值 10 最后將各指標(biāo)的隸屬函數(shù)值進(jìn)行累加求其平均 值 平均值越大 其耐澇性越強(qiáng) 反之則耐澇性越弱 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用 Microsoft Excel 2016 進(jìn)行計(jì)算 采用 SPSS 16 0 進(jìn)行分析 null 結(jié)果與分析 null null 淹水脅迫對(duì)絲瓜幼苗葉片抗氧化酶活性影響 由表 2 可知 澇害脅迫后 3 個(gè)絲瓜品種 系 葉 片的 SOD 活性都下降了 下降幅度依次為 蒲江 B WJ 1 金友 分別下降了 160 90 9 70 和 48 76U g 其中 蒲江 B WJ 1 下降顯著 金 友 下降不顯著 澇害脅迫后 金友 的 SOD 活性 變化較穩(wěn)定 澇害脅迫后 3 個(gè)絲瓜品種 系 葉片的 POD 活 性變化都不明顯 其中 蒲江 B 下降了 1629 10 U g min 1 金友 和 WJ 1 分別增加了 1108 22 U g min 1 和 541 42 U g min 1 澇害脅迫后 3 個(gè)品種 系 葉片中的 CAT 活性 變化均不顯著 其中 蒲江 B 和 WJ 1 均呈上升 趨勢(shì) 分別上升了 7 74 和 3 14 而 金友 下降 了 3 28 表 null 淹水脅迫后絲瓜幼苗葉片抗氧化酶活性的變化 蒲江 B 金友 WJ 1 A a 均值差 B b 均值差 C c 均值差 SOD U g 87 05 10 15 247 95 11 45 160 90 14 70 272 90 11 60 282 60 8 50 9 70 14 70 210 85 14 15 259 60 8 50 48 76 14 70 POD U g min 1 4935 55 1633 62 6564 64 1099 41 1629 10 1150 60 5341 74 167 24 4233 52 6 16 1108 22 1150 60 3000 49 252 08 2459 08 51 76 541 42 1150 60 CAT mg g min 1 7 28 0 07 6 76 0 03 0 52 0 38 7 15 0 03 7 40 0 30 0 24 0 38 6 98 0 39 6 77 0 43 0 21 0 38 注 表中數(shù)據(jù)均為平均值 標(biāo)準(zhǔn)誤差 A B C 表示處理 a b c 表示對(duì)照 表示差異顯著 P 小于 0 05 表示升高 表示降低 下同 表 null 處理后丙二醛 nullnullnull 含量的變化 蒲江 B 金友 WJ 1 A a 均值差 B b 均值差 C c 均值差 丙二醛 mol kg FW 117 66 0 00 170 03 0 48 52 37 1 08 62 18 0 53 96 83 1 68 34 65 1 08 80 22 0 08 137 92 0 40 57 70 1 08 可溶性蛋白 mg g 0 45 0 17 0 51 0 02 0 05 0 13 0 34 0 44 0 40 0 12 0 06 0 13 0 56 0 01 0 58 0 57 0 02 0 13 null null 淹水脅迫后對(duì)絲瓜幼苗葉片丙二醛及可溶性 蛋白含量的分析 由表 3 知 澇害脅迫后 3 個(gè)絲瓜品種 系 葉片 中 MDA 活性變化顯著 均呈下降趨勢(shì) 分別下降了 30 80 35 79 和 41 84 下降幅度為 WJ 1 金友 蒲江 B 澇害脅迫下 3 個(gè)絲瓜品種 系 葉片中的可溶性蛋白含量變化都不明顯 null null 淹水脅迫后對(duì)絲瓜幼苗葉片中光合色素含量 的分析 由表 4 可知 澇害脅迫后 WJ 1 中光合色素 含量均顯著降低 蒲江 B 中光合色素的變化除類(lèi) 胡蘿卜素含量顯著降低 其它含量變化不明顯 金 友 中光合色素含量變化均不明顯 且為三者中最 小 三者中光合色素含量變化大小為 WJ 1 02 2022 年第 3 期 種植技術(shù) 蒲江 B 金友 null null 生長(zhǎng)指標(biāo)和生物量 從表 5 可看出 澇害脅迫后 蒲江 B 金友 的 葉片數(shù)都有所減少 分別減少了 6 89 和 12 31 而 WJ 1 的葉片數(shù)增加 3 個(gè)品種 系 的葉面積都 有所減小 分別減小了 27 45 31 50 和 3 41 澇 害脅迫后 蒲江 B 的株高顯著降低 24 76 金友 的 株高降低 2 66 而 WJ 1 的株高增加 6 27 3 個(gè) 品種 系 的最長(zhǎng)根長(zhǎng)變化都不明顯 其中 蒲江 B 金友 分別增加了 2 6 和 8 1 而 WJ 1 減少 了 13 0 表 null 處理后光合色素的變化 蒲江 B 金友 WJ 1 A a 均值差 B b 均值差 C c 均值差 葉綠素 b mg g 0 78 0 93 0 94 0 04 0 16 0 08 0 49 0 70 0 54 0 36 0 06 0 08 0 64 0 25 0 95 0 53 0 31 0 08 葉綠素總量 mg g 2 26 0 21 2 67 0 15 0 40 0 23 1 39 0 19 1 53 0 12 0 14 0 23 1 82 0 11 2 71 0 15 0 89 0 23 類(lèi)胡蘿卜素 mg g 0 42 0 31 0 54 0 23 0 11 0 04 0 28 0 37 0 32 0 01 0 04 0 04 0 37 0 02 0 55 0 04 0 17 0 04 表 null 處理后生長(zhǎng)指標(biāo)的比較 蒲江 B 金友 WJ 1 A a 均值差 B b 均值差 C c 均值差 葉片數(shù) 片 6 00 0 17 6 44 0 24 0 44 0 30 6 33 0 29 7 22 0 22 0 89 0 30 8 00 0 17 7 56 0 18 0 44 0 30 葉面積 cm 2 46 77 2 8 64 47 3 51 17 70 4 76 39 64 2 02 57 86 4 92 18 22 4 76 61 27 3 71 63 43 2 78 2 17 4 76 株高 cm 34 44 1 25 45 78 2 68 11 33 5 34 66 24 4 36 68 06 6 16 1 81 5 40 80 62 3 31 75 87 3 26 4 76 5 40 根長(zhǎng) cm 24 04 1 80 23 42 0 87 0 62 2 21 29 30 2 29 27 10 1 41 2 20 2 21 22 14 0 97 25 44 1 59 3 30 2 21 表 null 處理后生物量的比較 蒲江 B 金友 WJ 1 A a 均值差 B b 均值差 C c 均值差 根體積 cm 3 6 46 0 72 5 67 0 50 0 79 0 76 5 00 0 61 2 88 0 19 2 17 0 76 7 20 0 49 5 78 0 59 1 42 0 76 地上鮮重 g 9 11 0 35 14 08 0 88 4 97 0 97 10 03 0 74 11 37 0 81 1 34 0 97 15 55 0 65 15 03 0 53 0 52 0 97 地上干重 g 1 61 0 03 2 09 0 02 0 48 0 60 1 20 0 07 1 62 0 01 0 42 0 60 2 17 0 01 1 89 0 72 0 28 0 60 地下鮮重 g 6 97 0 62 5 57 0 43 1 34 0 59 3 31 0 39 1 97 0 32 1 40 0 59 5 06 0 32 4 54 0 34 0 52 0 59 地下干重 g 0 47 0 03 0 37 0 03 0 10 0 58 0 38 0 07 0 21 0 05 0 17 0 06 0 46 0 10 0 20 0 03 0 26 0 06 從表 6 可看出 澇害脅迫后 蒲江 B 金友 WJ 1 三者的根體積分別增加了 13 92 75 16 24 61 變化大小順序?yàn)?金友 WJ 1 蒲江 B 地上鮮重 蒲江 B 顯著減少 35 28 金友 減少 11 76 WJ 1 增加 3 47 地上干重 三者變化均顯著 其中 蒲江 B 和 金友 分別減少 22 96 和 25 93 WJ 1 增加了 14 81 地下 鮮重三者分別增加 68 12 25 14 和 11 47 其 中 蒲江 B 和 金友 變化顯著 增加的大小順序?yàn)?金友 蒲江 B WJ 1 地下干重三者均 增加 金友 增加 81 52 WJ 1 增加 63 79 變化顯著 增加的大小順序?yàn)?金友 WJ 1 蒲江 B null null 耐澇性綜合評(píng)價(jià)結(jié)果分析 通過(guò)隸屬函數(shù)法得出每個(gè)絲瓜品種 系 的每 個(gè)指標(biāo)的隸屬值 最終得出每個(gè)絲瓜品種 系 的平 均隸屬值 平均隸屬值越大則耐澇性越強(qiáng) 根據(jù)平 均隸屬值可以得出 3 個(gè)絲瓜品種 系 的耐澇性順 序?yàn)?金友 蒲江 B WJ 1 12 種植技術(shù) 2022 年第 3 期 表 null 絲瓜品種耐澇性綜合評(píng)價(jià) 品種 系 隸屬函數(shù)值 U X 超氧化 物歧化酶 過(guò)氧化 物酶 過(guò)氧化 氫酶 丙二醛 可溶性 蛋白 葉綠素 葉片數(shù) 葉面積 株高 根長(zhǎng) 根體積 地上 鮮重 地上 干重 地下 鮮重 地下 干重 平均隸 屬值 蒲江 B 0 50 0 50 0 50 0 23 0 50 0 49 0 5 0 43 0 49 0 54 0 45 0 44 0 60 0 60 0 21 0 47 金友 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 0 67 0 38 0 59 0 48 0 40 0 61 0 5 0 38 0 50 0 50 WJ 1 0 50 0 50 0 50 0 50 0 00 0 50 0 50 0 44 0 53 0 56 0 47 0 52 0 33 0 46 0 50 0 45 null 結(jié)論與討論 淹水脅迫條件下 為了抵御活性氧的毒害作用 植物會(huì)調(diào)整一系列體內(nèi)的代謝機(jī)制來(lái)適應(yīng)環(huán)境的變 化 作為植物酶促防御系統(tǒng)的 3 種重要保護(hù)酶 CAT POD SOD 能夠清除自由基 緩解淹水脅迫對(duì) 植物造成的危害 11 張永平等 12 的研究發(fā)現(xiàn) 甜 瓜幼苗葉片 SOD 活性隨著澇害脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)表 現(xiàn)出先下降后升高的趨勢(shì) 脅迫解除后 SOD 活性 逐漸下降 舒正悅等 13 的研究發(fā)現(xiàn) 隨著淹水時(shí)間 延長(zhǎng) 竹葉花椒葉片 SOD 的活性一直處于較高水 平 本研究發(fā)現(xiàn) 澇害脅迫后 與對(duì)照相比 3 個(gè)絲瓜 品種 系 SOD 活性均降低 其中 蒲江 B 和 WJ 1 顯著降低 金友 差異不顯著 抗逆性強(qiáng)的植物 的 SOD 活性保持穩(wěn)定或降低較小 甚至增加 經(jīng)過(guò) 適度的逆境脅迫能提高植物的 SOD 酶活性 增強(qiáng)其 抗逆性 14 15 本研究中 金友 SOD 活性維持在 較穩(wěn)定水平 原因可能是該絲瓜品種 系 具有較強(qiáng) 的抗逆性 膜脂過(guò)氧化的最終產(chǎn)物 MDA 的含量能夠反映 植物膜脂過(guò)氧化的程度 其含量越高 膜脂的過(guò)氧化 程度就越嚴(yán)重 植物損傷也就越嚴(yán)重 16 本研究 中 澇害脅迫下的絲瓜幼苗 MDA 含量與對(duì)照相比 均顯著降低 說(shuō)明短時(shí)間內(nèi)的淹水對(duì)絲瓜幼苗沒(méi)有 造成傷害 反而促進(jìn)了絲瓜幼苗的生長(zhǎng) 這與朱 進(jìn) 16 的研究結(jié)果一致 植物體內(nèi)可溶性蛋白含量 的變化是反映逆境脅迫下植物代謝變化較為敏感的 指標(biāo) 17 本研究中 與對(duì)照相比 淹水脅迫后 3 個(gè) 絲瓜品種 系 葉片中可溶性蛋白含量均降低 但差 異不顯著 這可能是由于淹水脅迫抑制了植株體內(nèi) 蛋白質(zhì)的合成 從而造成可溶性蛋白含量的降低 葉綠素的含量可以直觀表現(xiàn)植物葉片的光合性能 營(yíng)養(yǎng)狀況以及衰老程度 17 是鑒定澇害的一個(gè)有效 指標(biāo) 18 本試驗(yàn)中 3 個(gè)絲瓜品種 系 的葉綠素含 量均有所下降 和朱進(jìn) 16 的研究結(jié)果一致 這是可 能是由于在淹水環(huán)境下 植株的無(wú)氧呼吸使根系能 量缺乏 阻礙了礦物質(zhì)的吸收 造成葉片營(yíng)養(yǎng)不良 導(dǎo)致葉片發(fā)黃 葉綠素含量下降 18 陳嶸峰 19 在 黃瓜的耐澇性研究中發(fā)現(xiàn) 植物遭受澇害脅迫后 葉 片的葉綠素含量與蛋白質(zhì)含量會(huì)下降 但抗?jié)承韵?對(duì)較強(qiáng)的品種其含量則會(huì)下降的較慢 以此來(lái)延緩 植物的衰老和死亡 研究表明 淹水脅迫后植株保 存葉綠素的能力越強(qiáng) 生理功能受到的傷害就越 小 20 說(shuō)明試驗(yàn)中的 3 個(gè)絲瓜品種 系 的生理功能 受到的傷害較小 也都為較抗?jié)称贩N 在澇害脅迫下 植物為了能夠適應(yīng)已改變的環(huán) 境 會(huì)在形態(tài)和代謝方面發(fā)生相應(yīng)的變化 16 本試 驗(yàn)在模擬自然澇害處理后 外部形態(tài)指標(biāo)與王露 等 21 在蔬菜耐澇性研究中的結(jié)果一致 當(dāng)植物受 到澇淹時(shí) 外部形態(tài)會(huì)發(fā)生影響而變化 本試驗(yàn)中外 部形態(tài)指標(biāo)都有所變化 植物的耐澇性是一個(gè)受多因素影響的復(fù)雜數(shù)量 性狀 22 因此本試驗(yàn)將各種指標(biāo)綜合起來(lái)利用隸屬 函數(shù)法對(duì)絲瓜耐澇性的高低進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià) 用平 均隸屬度來(lái)評(píng)價(jià)植物的耐澇性較全面 代表性強(qiáng) 對(duì) 鑒定絲瓜耐澇種質(zhì)資源和選育耐澇新品種的應(yīng)用將 有較大價(jià)值 22 根據(jù)隸屬函數(shù)綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果 耐 澇性強(qiáng)弱為 金友 蒲江 B WJ 1 因此 在生產(chǎn)中可優(yōu)先選擇成都金堂的 金友 絲瓜品種作為苦瓜及其他瓜類(lèi)蔬菜的嫁接砧木 以 此來(lái)提高其抗?jié)承?參考文獻(xiàn) 1 陳杰 高青海 馬橫宇 等 西瓜砧木苗期耐澇性鑒定及指標(biāo)選擇 J 北方園藝 2018 08 7 13 2 Kuai J Zhou Z G Wang Y H et al The effects of 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