早秋甘蓝品种的耐热性鉴定

邓耀华,程萍,侯晟灿,汪爱华,黄兴学,周国林,胡侦华

(1.武汉市蔬菜科学研究所,430345；2.华中农业大学园艺林学学院)

早秋甘蓝品种的耐热性鉴定

邓耀华1,程萍1,侯晟灿2,汪爱华1,黄兴学1,周国林1,胡侦华1

(1.武汉市蔬菜科学研究所,430345；2.华中农业大学园艺林学学院)

以进口强力50甘蓝为对照,对自主选育的3个早秋甘蓝品种（早秋一号、早秋七号、中y）,通过人工气候培养箱高温模拟培养,观察各品种的外观热害指数,同时测定各材料叶片脯氨酸含量和电解质渗透率。通过耐热性的初步综合鉴定,结果表明,自主选育的早秋一号甘蓝新品种抗热稳定性较好。

早秋甘蓝；耐热性；鉴定

高温是夏秋蔬菜生产中常见的逆境因子,严重影响蔬菜的产量和质量。耐热蔬菜品种的选育一直是我国蔬菜科技工作者的重要任务之一,并取得了重要进展,探索出一些针对不同蔬菜作物进行抗热性鉴定的方法[1～5]。武汉地区早秋甘蓝的种植效益好,播种面积较大,其6月中旬前后播种,7月底定植,国庆节上市,从定植到收获60 d左右,此时正值甘蓝上市淡季,价格较高且非常畅销。目前武汉本地种植的早秋甘蓝品种以从日本进口的强力50为主,该品种耐热性强、熟性较早、球色绿、品质较好,但其耐裂球能力较差。武汉市蔬菜所通过近10 a的工作,选育出几个具有自主知识产权且综合性状较好的早秋甘蓝新品种,可逐步取代进口种子。为检验这几个新品种的抗逆(抗热)能力,在田间直接鉴定的基础上,开展本次试验。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本次试验共选用4份甘蓝材料,其中早秋一号、早秋七号为自主选育的耐热能力突出的早秋甘蓝新组合,中y为自主选育的耐热能力一般的组合,以进口品种强力50为对照。

1.2 试验方法

①苗期人工气候模拟鉴定在装有优良基质的营养钵中育苗,每份材料育苗60株,苗5片叶时移到露地炼苗一周后,移入全智能人工气候植物培养箱,型号HP1500GS-D,光照20 000 lx,光周期12 h/12 h,每份材料每次处理10株,3次重复,程序升温,每3 h升高2℃,从26℃开始,至36℃止,在36℃条件下恒定处理48 h后,统计各材料的热害指数,计算平均值。热害处理及分级标准参照康俊根等[6]的方法,标准见表1。热害指数= [(∑热害级别×各级级株)/(最高级数×总株数)]× 100。

②电导率测定选取甘蓝各品种充分展开的健壮叶片,用去离子水洗净,避开主叶脉,用打孔器取5个直径1 cm的叶圆片放入试管,加入5 mL去离子水,充分摇动后测定初始电导率EC0,然后放入48℃恒温水浴锅中处理30 min,取出后迅速冷却,在室温下静置2 h,充分摇动后,用电导仪测定电导率EC1,然后将试管置于沸水中加热20 min,取出迅速冷却后测定终电导率EC2,设3次重复。电解质渗透率(%)=[(EC1-EC0)/(EC2-EC0)]×100%。

③游离脯氨酸含量测定称取新鲜甘蓝叶片0.5 g,剪碎混匀迅速置于试管中,然后向各管分别加入3%的磺基水杨酸溶液5 mL,在沸水中提取10 min (提取过程中要经常摇动),冷却后过滤于干净的试管中,滤液即为脯氨酸的提取液。吸取2 mL提取液于另一干净的试管中,加入2 mL冰醋酸及2 mL酸性茚三酮试剂,在沸水浴中加热30 min,溶液即呈红色。冷却后加入4 mL甲苯,振荡30 s,静置片刻,取上层液于酶标仪板上,在酶标仪上520 nm波长下测其吸光值。制作脯氨酸标准曲线,根据标准曲线计算脯氨酸的含量,测定数值差异过大的予以舍弃。

表1 甘蓝幼苗热害分级

2 结果与分析

2.1 各甘蓝品种热害指数比较

有关试验表明,甘蓝品种于36℃条件下在气候箱中处理2 d能有效鉴定出各品种的耐热性差异。本次试验测得4份材料的热害指数如下:早秋一号:0.54,早秋七号:0.63,中y:0.79,强力50:0.65,结果见图1。

图1 各甘蓝品种热害指数比较

利用人工气候箱对甘蓝不同材料进行耐热性检测,从外观形态上基本可以反映出各材料的抗热特性,结果较符合田间的实际情况。检测结果显示,早秋一号、早秋二号新组合有较强的耐热性,早秋一号热害指数最低,早秋七号略低于对照,中y抗热能力最差。

2.2 各甘蓝品种电解质渗透率比较

细胞质膜不仅是分隔细胞质与胞外物质的屏障,而且是细胞与环境进行物质交换的主要通道,还是细胞感受环境胁迫最敏感的部位。各种逆境如高温等的伤害,往往首先作用于质膜上,造成质膜差别透性的改变与丧失,致使细胞内的物质(尤其是电解质)大量外渗,导致组织浸泡液的电导率增大。膜结构的破环程度与高温的严重程度、持续时间及品种的抗热性等因素有关。通过测定外渗液电导率的变化即可反映质膜受害程度和品种抗热能力的强弱,早秋一号、早秋七号、中y、CK电解质渗透率平均值分别24.2%,36.7%,38.6%, 35.5%,见图2。早秋一号电解质渗透率最低,早秋七号比对照略高,中y最高,早秋七号在热害指数与电解质渗透率上的反映排序不尽相同,但基本上反映出了各品种的实际耐热情况。

2.3 各甘蓝品种游离脯氨酸含量比较

正常条件下,植物体内游离脯氨酸的含量并不高,占游离氨基酸总量的百分之几。当植物处于低温、高温、干旱、盐渍、大气污染等逆境下时,组织内游离脯氨酸能够保护酶的空间结构、稳定膜系统,提高植物的抗性,因此测定植物体内游离脯氨酸的含量,在一定程度上可了解植物受环境胁迫的情况,了解植物对高温等逆境胁迫的忍耐和抵抗力。

图2 各甘蓝品种电解质渗透率比较

图3 各甘蓝品种高温处理前后脯氨酸含量比较

从图3～4可看出,各品种在处理前游离脯氨酸含量相对较低,变幅在22.00～94.55 μg/g；经36℃高温处理后,各品种脯氨酸含量都显著增加,相应变幅达135.85～339.25 μg/g,早秋一号处理后的含量最高,其增加量也最高；早秋七号处理后的含量第二,增加量第二；对照品种的含量第三,其增加量第三；中y的含量最少,其增加值也最少。脯氨酸含量的变化是作物对热胁迫的应答反应之一,较高含量的脯氨酸有利于减轻高温等逆境因素对作物自身的伤害。此结果表明,早秋一号、早秋七号与对照品种相比具有较强的耐热适应性。

图4 各甘蓝品种高温处理后脯氨酸增加量比较

3 小结与讨论

康俊根等[6]研究表明,夏季日光温室高温形态鉴定基本能反映甘蓝耐热性差异,但难以区分耐热和较耐热品种差异,而以甘蓝叶片发黄萎蔫为热害指标的人工气候箱高温胁迫鉴定方法可明显反映出甘蓝材料的耐热性差异,并确定在36.5℃的恒温下对甘蓝幼苗处理6 d是甘蓝耐热性选择的适宜压力。

本次早秋甘蓝苗期热害外观形态试验以上述方法为参照,作了适当调整,将气候箱光照强度提高到20 000 lx,处理温度下调到36℃,处理时间缩短至2 d,结果表明,调整后的苗期热害外观形态及热害指数能鉴别出不同甘蓝的耐热性差异；而电导率的测定结果表明,部分材料(早秋七号、强力50、中y)之间数值差异不十分明显,这与康俊根等[6]报道结果相同。甘蓝游离脯氨酸含量生理指标测定法在甘蓝耐热性鉴定中具有灵敏、准确的特点。对早秋一号、早秋七号、中y及强力50四份甘蓝材料的耐热性进行综合鉴定,结果表明,早秋一号抗热性稳定突出,且强于对照。从甘蓝抗热性鉴定方法来讲,脯氨酸法过程较繁琐,热害指数形态法直观简便,利用脯氨酸含量测定法与苗期气候箱胁迫法相结合,可准确定性、定量测定出甘蓝材料的耐热性差异,2个方法结合更能全面揭示甘蓝品种的耐热特性与抗热机理,更好地指导育种。

[1]周群初,马艳青.蔬菜耐热性研究现状及展望[J].长江蔬菜,2000(3):1-3.

[2]尚庆茂,王光辉.蔬菜抗热性的鉴定方法[J].中国蔬菜, 1996(5):49-51.

[3]罗少波,周微波,罗剑宁,等.黄瓜品种耐热性强度鉴定方法比较[J].广东农业科学,1997(6):23-24.

[4]罗少波,李智军,周微波,等.大白菜品种耐热性的鉴定方法[J].中国蔬菜,1996(2):16-18.

[5]吴国胜,王永健,曹宛虹,等.大白菜热害发生规律及耐热性筛选方法的研究[J].华北农学报,1995,10(1):111-115. [6]康俊根,翟依仁,张京社,等.甘蓝耐热性鉴定方法[J].中国蔬菜,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

邓耀华（1967-）,男,正高职农艺师,主要从事甘蓝育种工作,电话:15337114722, E-mail:wy_ling@tom.com

2012-10-30