茄子耐热性苗期指标的筛选及耐热种质鉴定

张冉++贾利++方凌++张其安++刘童光++田红梅++江海坤++严丛生

摘 要：试验通过比较4个茄子品种在高温條件下6个生理生化指标和生长情况表现出的差异，筛选出热害指数、膜相对电导率和可溶性糖含量3个指标在幼苗期可一定程度反映茄子耐热性；基于以上3个指标对20份茄子种质进行苗期耐热鉴定，最终筛选出E-4、E-7、E-11、E-21这4个耐热性较强的材料。

关键词：茄子；耐热性；指标；鉴定

中图分类号：S641.1 文献标识码：A 文章编号：1001-3547（2017）12-0036-05

茄子是茄科茄属植物[1，2]，我国茄子品种类型丰富，栽培历史悠久，在各省各地均有栽培，为我国夏季的主要蔬菜之一[3]。茄子喜温，在日温25～30℃、夜温18～25℃下生长最为适宜[4，5]。研究发现，超过35℃的连续高温不利于茄子生长发育[6]，会导致花发育不良、花期缩短、花粉活力下降、落花落果增加，果实产量和品质下降等问题[7，8]。

目前在对茄子耐热性鉴定研究中，使用较为频繁的有热害指数测定法与生理生化指标测定法等。热害指数、细胞膜电导率和脯氨酸含量是目前鉴定茄子苗期耐热性普遍会使用的评价指标[1]。可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛含量、叶绿素含量以及各种抗氧化酶的活性等指标也有研究人员将其作为评价依据[9～11]。此外，田间的坐果率[12]、花粉活力[13]和结球率[14]等指标也被作为其他蔬菜进行田间耐热性品种选育鉴定的重要依据。

本试验选用了不同的茄子品种，从各个品种在高温条件下苗期所表现出的差异入手，通过比较生理生化和形态指标，以便寻找简单、快速、准确的茄子耐热性鉴定方法。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料共24份，分别为筛选耐热指标所用的4份不同类型的材料，包括长茄、线茄、卵茄、圆茄（分别记为E-C、E-X、E-L、E-Y），以及需进行耐热鉴定的20份茄子种质，编号分别为E-4、E-7、

E-10、E-11、E-12、E-16、E-21、E-23、E-24、E-27、E-29、E-32、E-36、E-37、E-41、E-45、E-47、E-49、E-50、E-55。试验材料均由安徽省农业科学院园艺研究所提供。

1.2 试验方法

试验在安徽省农业科学院日光温室内进行。选取均匀、饱满的种子，播于穴盘中，遮阳网覆盖、自然温度下育苗。待茄子幼苗长至4叶1心时，放入人工培养箱内进行高温处理。先在白天28℃、夜间25℃、12 h/12 h光暗交替条件下预培养24 h。然后进行高温处理，每处理重复3次，每个重复10株。高温处理1 d分为2个温度段，43℃处理12 h，38℃处理12 h，12 h/12 h昼夜光暗交替，光照强度

8 000 lx，相对湿度控制在70%～80%，对照组设置日温为28℃，夜温25℃。连续处理5 d，每天观察记录茄子生长情况，测定各项生理指标，筛选出能相对准确衡量茄子幼苗耐热性的指标；再用筛选出的指标对20份茄子种质进行耐热性鉴定，具体方法同上。

人工模拟气候下热害指数的测定：热害指数测定参照张志忠等[7]的分类方法略作调整，进行热害分级。分级标准为：0级，无热害症状；1级，下部第1片真叶零星或局部泛黄；2级，下部第1片真叶完全变黄；3级，下部第1片真叶脱落或者下部2片真叶泛黄；4级，下部2片真叶脱落；5级，下部第3片真叶变黄或者2片以上真叶脱落。热害指数=

∑各株级数/（最高级数×总株数）。

细胞膜相对电导率（REC）的测定：将每株茄苗取相同部位叶片，用打孔器在叶片上取相同数量的小圆片，放入烧杯中，用双蒸水洗净后，定容至

20 mL。静置2.5 h后测定初始电导率（R1），沸水浴15 min，杀死植物组织，取出冷却后在20℃恒温下测定电导率（R2），计算相对电导率（R'=R1/R2）。重复3次，以室温下叶片的电导率作照（RCK）。

叶片中的叶绿素相对含量（SPAD值）采用便携式叶绿素仪SPAD-502进行测量；丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法，脯氨酸含量用酸性茚三酮比色法，可溶性糖含量采用采用蒽酮法，具体方法分别参考《植物生理生化试验原理和技术》[15]。

1.3 数据处理

采用SPSS 22.0软件经Duncan's新复极差法进行差异显著性检验，Pearson双尾检验进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 茄子苗期耐热指标的筛选

①高温处理对4种茄子幼苗热害指数的影响 由图1、表1可以看出，高温胁迫后，4个品种均出现热害反应，但不同品种间热害指数有不同程度的差异。其中，E-Y品种热害指数较低，最为耐热；E-X与E-L间无明显差异；E-C品种热害指数值最大，最不耐热。因此可以判断苗期耐热性顺序排序为E-Y>E-L、E-X>E-C，该方法简单易操作，可以作为茄子耐热性的鉴定指标。

②高温处理对4种茄子膜相对电导率的影响 根据图2可知，高温处理后，热害组膜相对电导率与对照组有较大差异，热害组中，E-C品种的膜相对电导率显著高于其他品种且增加值最大，说明此品种在高温下细胞膜受到的伤害较大，受害比较严重，不耐热；E-X与E-L间增加量相似，无明显差异；E-Y品种膜相对电导率增加量最低，较为耐热。由表1可知，不同品种茄子幼苗在热害情况下膜相与电导率较对照组差异较为显著。

根据表2可知，热害后膜相对电导率与热害指数呈极显著相关r=0.822**（P<0.01），适合作为鉴定茄子耐热性的指标。

③高温处理对4种茄子叶片叶绿素相对含量的影响 由图3可知，热害处理前的茄子幼苗在适温条件下叶绿素相对含量差异较不明显，均在38～42；热害后茄子幼苗叶片的SPAD值均发生小幅度的变化，不同品种在热害下的叶绿素相对含量变化量不同。由表1可知，茄子幼苗在热害后SPAD值均呈小幅下降趋势，但热害组和对照组的SPAD值均无明显差异；表2显示，热害后SPAD值与热害指数的相关性为r=-0.304，且与膜相对电导率相关性较小，不适合作为衡量茄子品种耐热性的指标。

④高温处理对4种茄子幼苗丙二醛含量的影響 由图4可知，各品种MDA含量较不同，但差异不显著，总体数值在140～200 nmol/g；高温胁迫后，各个品种的丙二醛含量均有不同程度上升。由表1可知，各品种的MDA含量均不同，但差异不显著。经表2相关性分析，发现MDA含量与热害指数无显著性关系，不宜作为茄子耐热性检测指标。

⑤高温处理对4种茄子幼苗可溶性糖含量的影响 根据图5数据可知，茄子品种在受到伤害后，叶片中可溶性糖含量均呈下降趋势，其中以E-C下降最多；E-X和E-L降幅次之；E-Y降幅最少。由表1可知，各品种叶片可溶性糖含量在热害胁迫条件下较对照组差异显著。由表2可知，热害后可溶性糖含量与热害指数相关系数r=-0.811**，呈极显著相关；且与相对电导率的相关系数为r=

-0.922*，也呈极显著相关。因此，在本试验中可溶性糖含量可以较好地反映茄子幼苗的耐热性，可作为衡量茄子幼苗耐热性的辅助指标。

⑥高温处理对4种茄子幼苗脯氨酸含量的影响 由图6可知，各品种在热害胁迫后脯氨酸含量均有不同程度上升，其中E-Y品种增幅最大，可达47.7%；E-C增幅次之，为42.9%；E-X和E-L增幅较小，分别为26.3%和27.7%。由表1可知，热害组和对照组不同品种叶片脯氨酸含量较不显著。经表2分析发现，脯氨含量与热害指数相关性较小，因此不适合选作茄子耐热性鉴定指标。

2.2 20份茄子种质耐热性的鉴定

根据表3可知，各参试茄子材料在高温胁迫下均出现了热害反应，热害情况有一定差异。编号为E-4、E-7、E-11、E-21的这4份材料在热害条件下，热害症状不明显，热害指数较低，说明这4份材料耐热性较强；E-12、E-24、E-50的热害症状相对较轻，说明这3份材料相对比较耐热；E-41、E-55、E-27、E-29这4份材料热害症状比较严重，甚至出现了死株，说明耐热性较差。

20份茄子种质的幼苗在适温（日温28℃、夜温25℃）条件下相对电导率均保持在较低水平，但在高温胁迫后均有不同程度上升。其中，编号为E-4的茄子种质在热害后电导率上升最低且保持在20% 以下，说明耐热性较强；同时，E-11、E-7、E-21 3份材料在高温胁迫后电导率在38%以下，相对其他材料较为耐热；E-27、E-29、E-41、E-45、E-55这5份材料在热害后电导率上升较多，达50%以上，耐热性较差。

另外，参试茄子在适温条件下可溶性糖含量均处在一定范围内，差距比较小；热害处理后，虽有不同程度下降，但E-11、E-7、E-12、E-4、E-50这5份材料仍保持着较高水平，说明这些材料的耐热性较强；E-29、E-41、E-45、E-49这4份材料的可溶性糖含量下降得比较多，耐热性较差。

3 结论与讨论

研究表明，利用以热害症状表现为主的人工模拟气候研究法鉴定植物耐热性是一种准确稳定、简单可靠的方法[16]。热害指数是一种形态直观鉴定方法，要求苗期鉴定的温度设置和处理时间需合理，以便得到肉眼可区分的不同热害级别[9]。该方法简单易操作，可以作为茄子耐热性的鉴定指标。

高温胁迫下，膜相对电导率反映的是植物细胞膜的热稳定性，细胞膜的热稳定性反映了植物的耐热能力。已有研究结果认为，高温胁迫下，植物细胞膜透性增加为高温胁迫的本质现象之一[17]。本研究结果显示，高温胁迫后细胞膜相对电导率与热害指数呈极显著相关，可作为指标来衡量茄子幼苗耐热性。相对电导率变化值较小的茄子品种具有良好的热稳定性，耐热性较强。

可溶性糖作为主要的渗透调节物质，对植物提高抗高温能力具有重要的作用。在本试验中与热害指数和相对电导率均呈极显著相关，可作为参考指标协助评价茄子的耐热性。

叶片叶绿素含量变化是叶片生理活动变化的重要指标之一，与光合速率大小具有密切关系。叶绿素仪通过测量叶片对2个波长段里的吸收率来评估当前叶片中叶绿素的相对含量，方便测量且操作简便；但在本试验中热害组和对照组的SPAD值均无明显差异，且SPAD降低值与热害指数的相关性较小，不适合作为衡量茄子品种耐热性的指标。

丙二醛是细胞膜脂过氧化的产物，具有细胞毒性，会造成膜的损伤加剧。丙二醛含量的高低能反映膜脂过氧化的程度[18]，可作为衡量植物组织抗氧化能力高低的指标。本试验中经相关性分析发现，MDA含量与热害指数无显著性关系，不宜作为茄子耐热性检测指标。

脯氨酸在植物抗逆胁迫中具有防止水分散失和提高原生质体稳定性的作用[19]。但本试验中，由于脯氨酸与热害指数相关性较小且测量过程较为繁琐，不宜作为茄子耐热性鉴定的指标。

本试验表明，通过测量4个茄子品种在高温胁迫下各项生理生化指标的变化，发现热害指数、膜相对电导率可以在一定程度上反映茄子幼苗耐热性，可以作为衡量幼苗耐热性的指标；可溶性糖含量与热害指数、相对电导率呈显著相关，可以作为衡量茄子幼苗耐热性的辅助指标；而叶片叶绿素相对含量、脯氨酸含量和MDA含量与热害指数和相对电导率相关性较小，不能较好地反映各品种间的耐热性，在本次试验中不宜作为耐热指标使用。

通过测定20份茄子种质在高温条件下热害指数、细胞膜相对电导率和可溶性糖含量的变化，经综合分析发现E-4、E-7、E-11、E-21这4个材料在热胁迫条件下热害症状较为不明显，热害指数较低；在高温胁迫后电导率仍然保持较低水平；热害后可溶性糖含量下降幅度较小。因此，初步判断这4份茄子材料具有较强的耐热性。

参考文献

[1] 张志忠，吴菁华，黄碧琦，等.茄子耐热性苗期筛选指标的研究[J].中国蔬菜，2004（2）：4-7.

[2] 孙保娟，黎振兴，李植良，等.茄子分子生物学研究进展[J].吉林蔬菜，2010（4）：42-44.

[3] 中国科学院.中国植物志[M].北京：科学出版社，2004.

[4] 张志忠，黄碧琦，吕柳新，等.蔬菜作物的高温伤害及其耐热性研究进展[J].福建农林大学学报，2001，31（2）：203-207.

[5] 李合生.现代植物生理学[M].北京：高等教育出版社，2002.

[6] 陈世儒，王鸣.蔬菜育种学[M].北京：农业出版社，1986：300-303.

[7] 张志忠，黄碧琦.23个茄子品種抗热性鉴定及其抗热机理的初步研究[J].热带作物学报，2011，32（1）：61-65.

[8] 易金鑫，侯喜林.茄子耐热性遗传表现[J].园艺学报，2002，

29（6）：529-532.

[9] 孙保娟，李植良，黎振兴，等.茄子耐热性苗期鉴定研究[J].广东农业科学，2007（2）：27-29.

[10] Anil G， Dheeraj M， Manisha N. Generating high temperature tolerant transgenic plants： Achievements and challenges[J]. Plant Science， 2013， 205-206： 38-47.

[11] Gupta N K， Agarwal S， Agarwal V P. Effect of short-term heat stress on growth， physiology and antioxidative defence system in wheat seedlings[J]. Acta Physiologiae Plantarum，2013， 35（6）： 1 837-1 842.

[12] 刘进生，汪隆植，李式军，等.番茄耐热优良品种筛选初报[J].中国蔬菜，1994，14（6）：33-35.

[13] 尹贤贵，罗庆熙，王文强，等.番茄耐热性鉴定方法研究[J].西南农业学报，2001，14（2）：62-65.

[14] 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，1996，16（2）：16-18.

[15] 李合生.植物生理生化实验原理和技术[M].北京：高等教育出版社，2000.

[16] 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.

[17] Martineau J R， Specht J E. Temperature tolerance in soybeans[J]. Crop Science， 1979， 19： 75-81.

[18] 周人纲，李晓芝.高温锻炼对不同耐热性辣椒细胞膜热稳定性的影响[J].河北农业科学，1994（3）：14-15.

[19] 蒋明义，郭绍川，张学明.氧化胁迫下稻苗体内积累的脯氨酸的抗氧化作用[J].植物生理学报，1997，23（4）：347-352.