模拟自然涝害对丝瓜品种耐涝性的影响研究_辛亚宁.pdf

2022 年第 3 期 种植技术 收稿日期 2021 9 15 基金项目 成都农业科技职业学院院级科研基金项目 cny19 16 成都农业科技职业学院院级科研基金项目 cny19 14 作者简介 辛亚宁 1992 女 助教 研究方向 园艺植物育种 与栽培 E mail 2152105162 qq com 模拟自然涝害对丝瓜品种耐涝性的影响研究 辛亚宁 1 梁 艳 2 关 雎 2 脱飞飞 1 练华山 1 1 成都农业科技职业学院 成都 611130 2 西昌学院农业科学学院 四川 西昌 615013 摘 要 以成都地方品种 系 蒲江 B 金友 和 WJ 1 为试验材料 采用双套盆法研究湿害 涝害交替胁迫对丝瓜耐涝性的影响 结果表明 淹水胁迫后丝瓜叶片中超氧化物歧化酶 SOD 活性 蒲江 B WJ 1 下降显著 金友 下降不显著 过氧化物酶 POD 活性和过氧化氢酶 CAT 活性变化不显著 丙二醛 MDA 含量变化显著 可溶性蛋白含量变化不显著 叶绿素含量 WJ 1 变化显 著 蒲江 B 和 金友 变化不显著 蒲江 B 株高变化显著 WJ 1 和 金友 株高变化不显著 通过计算不同品种 系 间指标的 平均隶属函数值 对 3 个丝瓜品种 系 的耐涝性进行综合评价 得出各品种 系 耐涝性大小排序为 金友 蒲江 B WJ 1 可优先选择 金友 作为其他瓜类蔬菜的嫁接砧木 以此来提高其抗涝性 关键词 丝瓜 涝害 隶属函数 近年来 全球洪涝灾害显著增加 受涝面积逐渐 扩大 1 尤其在我国降雨量较多的江南 华南以及 西南地区 出现雨涝的概率极高 涝害通过改变土 壤理化性质 降低土壤含氧量 从而影响植物根系生 长 茎叶生长 花和果实的生长 以及抗氧化酶活性 及根系活力 2 进而严重影响作物产量和品质 3 丝瓜 Luffa cylindrica Roem 起源于亚洲南部 热带多雨地区 根系发达 耐高温能力强 是瓜类蔬 菜中最耐潮湿的一种 4 阳燕娟等 5 研究发现 较 耐涝的丝瓜品种作为嫁接砧木 可以提高瓜类蔬菜 的耐涝性 还有研究表明 同等涝害胁迫下 丝瓜作 为砧木嫁接的黄瓜根系活力比南瓜砧木更强 6 本试验在前人研究的基础上 以成都常见丝瓜栽培 品种为试验材料 模拟自然涝害条件 观察分析丝瓜 的耐涝性 筛选出选择耐涝性强的丝瓜砧木品种 为 瓜类蔬菜选择嫁接砧木提供理论依据 并为其高产 稳产提供一定的基础 null 材料与方法 null null 试验材料 供试材料通过调研选自成都市蒲江县 金堂县 温江区的地方品种 系 分别为 蒲江 B 金友 WJ 1 试验采用穴盘育苗 2020 年 3 月 24 日 在成都农业科技职业学院实训场开始播种 4 月 16 日选择长势一致的穴盘苗移栽到营养钵 每钵 1 苗 移栽 5d 后采用双套盆法进行试验处理 null null 试验处理 试验中每个品种均设置对照组和处理组 每个 对照和处理均为 24 钵 进行 3 次重复 所有对照组 均不作处理 按照正常田间栽培方式管理 所有处 理组采取湿害 涝害 2 种方式交替进行 共 4 次处 理 4 月 21 日开始 5 月 5 日结束 试验处理中湿害 指水面刚淹没土面 涝害指水面比土层高 2cm 左 右 湿害 涝害交替处理 每次处理后 立即排水恢 复 一段时间后继续进行下一次处理 处理最小单 位为 24h 每次处理时间为 9 00 最后一次处理完成 时 排尽水分 将样品带到实验室测定生理指标 最 后一次处理完成 5d 后 测定其形态指标 生理指标 及生物量 表 null 供试材料 品种 来源 编号 处理 数量 盆 共计 盆 浦江 B 成都市蒲江县 A 淹水 24 72 a 对照 24 72 金友 成都市金堂县 B 淹水 24 72 b 对照 24 72 WJ 1 成都市温江区 C 淹水 24 72 c 对照 24 72 null null 试验测定指标及方法 试验测定形态指标包括叶片数 茎长 根体积 最长根长 干鲜重等 茎长和根长用卷尺测量 叶面 积 0 743 长 宽进行计算 7 根体积采用体积 差的方法测量 8 地上 地下部鲜重用电子天平称 量 称量后烘干测量其干重 8 试验测定生理指标 包括叶绿素含量 可溶性蛋白含量 超氧化物歧化酶 SOD 活性 过氧化物酶 POD 活性 过氧化氢酶 CAT 活性以及丙二醛 MDA 含量等 叶绿素含 91 种植技术 2022 年第 3 期 量采用用乙醇法进行测量 可溶性蛋白含量采用考 马斯亮蓝法测量 SOD 活性采用氮蓝四唑比色法测 量 POD 活性采用愈创木酚法测量 CAT 活性采用 高锰酸钾滴定法测量 9 MDA 含量采用分光光度计 法进行测量 null null 数据分析 耐涝性综合评价用隶属函数法综合各项指标进 行评价 求出丝瓜各品种 系 各指标的具体隶属 度 各指标的隶属函数计算公式如下 与耐涝性呈正相关的指标的隶属函数值的计算 公式为 U X j X j X min X max X min j 1 2 3 与耐涝性呈负相关的指标的隶属函数值的计算 公式为 U X j 1 X j X min X max X min j 1 2 3 U X j 为每种指标的耐涝隶属函数 式中 X j 为 第 j 个指标的测定值 X max 和 X min 表示第 j 个指标的 最大测量值和最小测量值 10 最后将各指标的隶属函数值进行累加求其平均 值 平均值越大 其耐涝性越强 反之则耐涝性越弱 试验数据采用 Microsoft Excel 2016 进行计算 采用 SPSS 16 0 进行分析 null 结果与分析 null null 淹水胁迫对丝瓜幼苗叶片抗氧化酶活性影响 由表 2 可知 涝害胁迫后 3 个丝瓜品种 系 叶 片的 SOD 活性都下降了 下降幅度依次为 蒲江 B WJ 1 金友 分别下降了 160 90 9 70 和 48 76U g 其中 蒲江 B WJ 1 下降显著 金 友 下降不显著 涝害胁迫后 金友 的 SOD 活性 变化较稳定 涝害胁迫后 3 个丝瓜品种 系 叶片的 POD 活 性变化都不明显 其中 蒲江 B 下降了 1629 10 U g min 1 金友 和 WJ 1 分别增加了 1108 22 U g min 1 和 541 42 U g min 1 涝害胁迫后 3 个品种 系 叶片中的 CAT 活性 变化均不显著 其中 蒲江 B 和 WJ 1 均呈上升 趋势 分别上升了 7 74 和 3 14 而 金友 下降 了 3 28 表 null 淹水胁迫后丝瓜幼苗叶片抗氧化酶活性的变化 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 表中数据均为平均值 标准误差 A B C 表示处理 a b c 表示对照 表示差异显著 P 小于 0 05 表示升高 表示降低 下同 表 null 处理后丙二醛 nullnullnull 含量的变化 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 淹水胁迫后对丝瓜幼苗叶片丙二醛及可溶性 蛋白含量的分析 由表 3 知 涝害胁迫后 3 个丝瓜品种 系 叶片 中 MDA 活性变化显著 均呈下降趋势 分别下降了 30 80 35 79 和 41 84 下降幅度为 WJ 1 金友 蒲江 B 涝害胁迫下 3 个丝瓜品种 系 叶片中的可溶性蛋白含量变化都不明显 null null 淹水胁迫后对丝瓜幼苗叶片中光合色素含量 的分析 由表 4 可知 涝害胁迫后 WJ 1 中光合色素 含量均显著降低 蒲江 B 中光合色素的变化除类 胡萝卜素含量显著降低 其它含量变化不明显 金 友 中光合色素含量变化均不明显 且为三者中最 小 三者中光合色素含量变化大小为 WJ 1 02 2022 年第 3 期 种植技术 蒲江 B 金友 null null 生长指标和生物量 从表 5 可看出 涝害胁迫后 蒲江 B 金友 的 叶片数都有所减少 分别减少了 6 89 和 12 31 而 WJ 1 的叶片数增加 3 个品种 系 的叶面积都 有所减小 分别减小了 27 45 31 50 和 3 41 涝 害胁迫后 蒲江 B 的株高显著降低 24 76 金友 的 株高降低 2 66 而 WJ 1 的株高增加 6 27 3 个 品种 系 的最长根长变化都不明显 其中 蒲江 B 金友 分别增加了 2 6 和 8 1 而 WJ 1 减少 了 13 0 表 null 处理后光合色素的变化 蒲江 B 金友 WJ 1 A a 均值差 B b 均值差 C c 均值差 叶绿素 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 叶绿素总量 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 类胡萝卜素 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 处理后生长指标的比较 蒲江 B 金友 WJ 1 A a 均值差 B b 均值差 C c 均值差 叶片数 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 叶面积 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 根长 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 处理后生物量的比较 蒲江 B 金友 WJ 1 A a 均值差 B b 均值差 C c 均值差 根体积 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 地上鲜重 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 地下鲜重 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 从表 6 可看出 涝害胁迫后 蒲江 B 金友 WJ 1 三者的根体积分别增加了 13 92 75 16 24 61 变化大小顺序为 金友 WJ 1 蒲江 B 地上鲜重 蒲江 B 显著减少 35 28 金友 减少 11 76 WJ 1 增加 3 47 地上干重 三者变化均显著 其中 蒲江 B 和 金友 分别减少 22 96 和 25 93 WJ 1 增加了 14 81 地下 鲜重三者分别增加 68 12 25 14 和 11 47 其 中 蒲江 B 和 金友 变化显著 增加的大小顺序为 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 变化显著 增加的大小顺序为 金友 WJ 1 蒲江 B null null 耐涝性综合评价结果分析 通过隶属函数法得出每个丝瓜品种 系 的每 个指标的隶属值 最终得出每个丝瓜品种 系 的平 均隶属值 平均隶属值越大则耐涝性越强 根据平 均隶属值可以得出 3 个丝瓜品种 系 的耐涝性顺 序为 金友 蒲江 B WJ 1 12 种植技术 2022 年第 3 期 表 null 丝瓜品种耐涝性综合评价 品种 系 隶属函数值 U X 超氧化 物歧化酶 过氧化 物酶 过氧化 氢酶 丙二醛 可溶性 蛋白 叶绿素 叶片数 叶面积 株高 根长 根体积 地上 鲜重 地上 干重 地下 鲜重 地下 干重 平均隶 属值 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 结论与讨论 淹水胁迫条件下 为了抵御活性氧的毒害作用 植物会调整一系列体内的代谢机制来适应环境的变 化 作为植物酶促防御系统的 3 种重要保护酶 CAT POD SOD 能够清除自由基 缓解淹水胁迫对 植物造成的危害 11 张永平等 12 的研究发现 甜 瓜幼苗叶片 SOD 活性随着涝害胁迫时间的延长表 现出先下降后升高的趋势 胁迫解除后 SOD 活性 逐渐下降 舒正悦等 13 的研究发现 随着淹水时间 延长 竹叶花椒叶片 SOD 的活性一直处于较高水 平 本研究发现 涝害胁迫后 与对照相比 3 个丝瓜 品种 系 SOD 活性均降低 其中 蒲江 B 和 WJ 1 显著降低 金友 差异不显著 抗逆性强的植物 的 SOD 活性保持稳定或降低较小 甚至增加 经过 适度的逆境胁迫能提高植物的 SOD 酶活性 增强其 抗逆性 14 15 本研究中 金友 SOD 活性维持在 较稳定水平 原因可能是该丝瓜品种 系 具有较强 的抗逆性 膜脂过氧化的最终产物 MDA 的含量能够反映 植物膜脂过氧化的程度 其含量越高 膜脂的过氧化 程度就越严重 植物损伤也就越严重 16 本研究 中 涝害胁迫下的丝瓜幼苗 MDA 含量与对照相比 均显著降低 说明短时间内的淹水对丝瓜幼苗没有 造成伤害 反而促进了丝瓜幼苗的生长 这与朱 进 16 的研究结果一致 植物体内可溶性蛋白含量 的变化是反映逆境胁迫下植物代谢变化较为敏感的 指标 17 本研究中 与对照相比 淹水胁迫后 3 个 丝瓜品种 系 叶片中可溶性蛋白含量均降低 但差 异不显著 这可能是由于淹水胁迫抑制了植株体内 蛋白质的合成 从而造成可溶性蛋白含量的降低 叶绿素的含量可以直观表现植物叶片的光合性能 营养状况以及衰老程度 17 是鉴定涝害的一个有效 指标 18 本试验中 3 个丝瓜品种 系 的叶绿素含 量均有所下降 和朱进 16 的研究结果一致 这是可 能是由于在淹水环境下 植株的无氧呼吸使根系能 量缺乏 阻碍了矿物质的吸收 造成叶片营养不良 导致叶片发黄 叶绿素含量下降 18 陈嵘峰 19 在 黄瓜的耐涝性研究中发现 植物遭受涝害胁迫后 叶 片的叶绿素含量与蛋白质含量会下降 但抗涝性相 对较强的品种其含量则会下降的较慢 以此来延缓 植物的衰老和死亡 研究表明 淹水胁迫后植株保 存叶绿素的能力越强 生理功能受到的伤害就越 小 20 说明试验中的 3 个丝瓜品种 系 的生理功能 受到的伤害较小 也都为较抗涝品种 在涝害胁迫下 植物为了能够适应已改变的环 境 会在形态和代谢方面发生相应的变化 16 本试 验在模拟自然涝害处理后 外部形态指标与王露 等 21 在蔬菜耐涝性研究中的结果一致 当植物受 到涝淹时 外部形态会发生影响而变化 本试验中外 部形态指标都有所变化 植物的耐涝性是一个受多因素影响的复杂数量 性状 22 因此本试验将各种指标综合起来利用隶属 函数法对丝瓜耐涝性的高低进行综合性评价 用平 均隶属度来评价植物的耐涝性较全面 代表性强 对 鉴定丝瓜耐涝种质资源和选育耐涝新品种的应用将 有较大价值 22 根据隶属函数综合评价的结果 耐 涝性强弱为 金友 蒲江 B WJ 1 因此 在生产中可优先选择成都金堂的 金友 丝瓜品种作为苦瓜及其他瓜类蔬菜的嫁接砧木 以 此来提高其抗涝性 参考文献 1 陈杰 高青海 马横宇 等 西瓜砧木苗期耐涝性鉴定及指标选择 J 北方园艺 2018 08 7 13 2 Kuai J Zhou Z G Wang Y H et al The effects of short term water logging on the lint yield and yieldcomponents of cotton with respect to boll position J EuropeanJoumal of Agronomy 2015 67 61 74 3 Li C Y Jiang D Wollenweber B et 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