王瑞霞 杜海平 田宏先
摘 要 为了鉴定、筛选出抗旱的芥菜型春油菜材料,为抗旱品种选育以及当地推广耐旱品种奠定基础,以芥菜型春油菜(Brassica juncea L.)晋油12号、78-1、内引2号和自选X0为试材,设置65%~75%(CK)、40%~50%(中度干旱MD)和20%~30%(重度干旱SD)3个水分梯度,给予持续12、19、24、33、38 d 5个时期干旱处理,研究苗期干旱对油菜幼苗生长特性的影响。结果表明:干旱胁迫造成春油菜幼苗的株高、地上部干质量和叶面积的明显下降,对叶绿素含量影响不明显;4个品种的脯氨酸含量随干旱时间的延长不断增加,丙二醛含量随干旱程度的加剧而升高。4个油菜品种苗期抗旱能力排序为晋油12号>78-1>内引2号>自选X0。
关键词 芥菜型春油菜;干旱胁迫;生长指标;苗期抗旱性
中图分类号:F302.1 文献标志码:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.26.070
以山西的芥菜型春油菜品种和品系为材料,通过称重补水法设置不同水分梯度的盆栽试验,研究苗期干旱胁迫下幼苗的生长及生理特性,分析其耐旱潜力,以便于鉴定与筛选出芥菜型春油菜抗旱品种以及品系,为抗旱机理的完善和抗旱品种的选育和推广奠定基础,对实现晋北旱作区芥菜型春油菜优质、丰产具有重要的理论价值和生产指导意义。
1 材料和方法
1.1 试验材料
本试验于2016年在山西省農科院高寒区作物研究所试验基地的遮雨棚内进行,芥菜型春油菜(Brassica juncea L.)品种78-1(晚熟品种)、晋油12号(中熟品种)、内引2号和自选X0(早熟品种)均由山西省农业科学院高寒区作物研究所油菜课题组提供。
1.2 试验方法
在苗期选择长势一致的植株进行干旱处理。设置3个水分梯度,基质水分含量分别为65%~75%(CK)、40%~50%(中度干旱胁迫MD)和20%~30%(重度干旱胁迫SD),持续12、19、24、33、38 d 5个时期的干旱处理,每个处理3次重复。每天8:00和20:00用称重法补充损失的水分,使基质含水量维持在各预定胁迫水平。胁迫试验持续38 d,期间盆栽苗接受自然光照,阴雨天不受干扰。各处理达到胁迫水平起的第12、19、24、33、38 d分别对幼苗进行取样测定。
1.3 测定项目及方法
1.3.1 生长指标的测定
将各处理分别用流水冲松盆土,取幼苗地上部,用蒸馏水洗净吸干,参照吴起明[1]的方法测量叶面积和株高。
1.3.2 叶片叶绿素含量的测定
叶绿素含量用丙酮提取法测定[2]。
1.3.3 生理生化指标的测定
叶片脯氨酸(Pro)含量的测定,参照张志良[3]茚三酮溶液显色法;叶片丙二醛(MDA)含量的测定,参照陈建勋等[4]的硫代巴比妥酸(TBA)比色法。
1.4 数据统计
采用Microsoft Excel 2016、SPSS 17.0软件进行数据处理与作图,多重比较和隶属函数分析。
2 结果与分析
2.1 干旱胁迫对油菜幼苗地上部干质量的影响
干旱胁迫对油菜幼苗地上部干质量的影响见表1所示。可以看出,干旱处理不同程度降低了油菜的干质量,且随干旱程度的加深,油菜干物质积累能力降低,但不同品种间表现有差异。晋油12号、内引2号、自选X0从干旱胁迫开始,干旱处理较对照就表现出差异显著性;而78-1品种在干旱处理初期,干物质积累的变化不显著,SD处理下胁迫24 d时干物质才显著低于对照,胁迫持续到38 d时,MD处理下的干物质含量才表现出显著低于对照。随着干旱延长,自选X0表现为对不同程度的干旱胁迫敏感,SD、MD和对照之间差异显著,而晋油12号、内引2号则对干旱胁迫较为敏感,干旱处理与对照之间差异显著,但不同程度的干旱胁迫间差异不显著。
2.2 干旱胁迫对油菜幼苗株高的影响
干旱胁迫对油菜株高的影响见表2。可以看出,干旱胁迫影响了不同品种油菜的株高,总体来看,不同程度的干旱都有降低油菜株高的作用。在干旱处理初期,78-1的株高受胁迫影响不明显,直到干旱胁迫持续到24 d时株高才受到影响。其余品种在干旱胁迫开始后,株高就受到干旱胁迫的影响,且SD处理的株高始终显著低于对照。
2.3 干旱胁迫对油菜幼苗叶面积的影响
干旱胁迫对油菜幼苗叶面积的影响如表3所示。78-1品种的叶面积在胁迫前期受不同程度干旱影响不明显,直到胁迫持续到38 d时才逐渐显现,SD处理与MD处理和CK间表现出显著差异性,而MD处理和CK间差异不显著。晋油12号、内引2号、自选X0三个品种的叶面积受干旱胁迫影响都很明显,内引2号和自选X0在SD处理下与CK一直表现出显著差异,但在38 d时内引2号和自选X0与对照之间差异不显著。
2.4 干旱胁迫对幼苗叶片叶绿素含量的影响
干旱胁迫对幼苗叶片叶绿素含量的影响见表4。胁迫时间在33 d及以前,油菜叶片的叶绿素含量受干旱胁迫影响不大。干旱胁迫持续38 d时,晋油12号表现为中度干旱胁迫叶绿素含量显著高于对照,自选X0品种表现出两干旱处理差异显著,但均与对照差异不显著,而78-1和内引2号对照与不同干旱处理间差异都不显著。
2.5 干旱胁迫对幼苗叶片脯氨酸含量的影响
干旱胁迫对幼苗叶片脯氨酸含量的影响见表5。78-1从胁迫19 d开始,一直表现为重度胁迫显著高于对照和中度胁迫,且随干旱持续,脯氨酸含量不断增加,至胁迫38 d时两种干旱处理的脯氨酸含量差异不显著,但均显著高于对照。内引2号在胁迫12 d时,各处理间差异不显著,随着生长发育,重度干旱处理显著高于中度干旱,但到38 d时则低于中度干旱处理。自选X0品种在胁迫
12 d时表现为重度干旱处理显著高于其他处理,随干旱持续,脯氨酸含量不断增加,从胁迫19 d开始,中度干旱处理高于其他处理且显著高于对照,至胁迫38 d,重度干旱處理高于其他处理且显著高于对照。
2.6 干旱胁迫对幼苗叶片丙二醛含量的影响
干旱胁迫对幼苗叶片丙二醛含量的影响如表6。不同品种在干旱胁迫下,丙二醛含量都有增加,且随干旱程度的加剧而升高。在干旱处理初期,胁迫24 d以前,各处理间丙二醛含量差异均不显著。胁迫33 d时,晋油12号表现为重度干旱处理显著高于对照,内引2号中度干旱处理显著低于对照。当干旱胁迫38 d时,晋油12号和内引2号各处理间丙二醛含量差异均显著,而78-1表现为重度干旱显著高于其他处理。
2.7 幼苗抗旱性的综合评价
4个油菜品种抗旱性综合评定指数与排序见表7。隶属函数值大于0.5的为晋油12号和78-1,即抗旱性较强;其余2个品种隶属函数值均小于0.5,说明抗旱性较弱。结果表明,4个油菜品种的抗旱性顺序为晋油12号>78-1>内引2号>自选X0。
3 结论与讨论
本试验中,干旱胁迫对春油菜品种地上部干质量和株高的影响基本一致。晋油12号、内引2号和自选X03个品种在重度干旱处理下,当胁迫12 d时,地上部干质量和株高显著低于对照,而78-1在胁迫24 d时才受到影响;当胁迫19 d时,上述3个品种叶面积显著低于对照,而78-1在胁迫持续至38 d时叶面积的增长才受到影响。干旱胁迫下植株生长受到抑制,幼苗叶面积减小,地上茎叶部分生物量随着土壤含水量的递减呈下降趋势。
植物的抗旱性是一个复杂的综合性状,它受多种因素共同影响,多个抗旱相关生理指标的综合评价能够较全面反映植物的综合抗性。在本研究中,4个芥菜型春油菜幼苗6个形态及生理指标在不同干旱胁迫下发生变化,能够反映出不同品种间抗旱性的差异。隶属函数法结果准确,能综合评价植物的抗旱能力。隶属函数对4个油菜品种幼苗的6个形态及生理指标进行综合评定显示,抗旱性排序依次为晋油12号>78-1>内引2号>自选X0。
参考文献:
[1] 吴起明.绿竹叶面积指数测定[J].福建林业科技,2001(2):68-70.
[2] Jiang YW,Huang BR.Protein alterations in tall fescue in response to drought stress and abscisic acid[J].Crop Science,2002,42(1):202-207.
[3] 张志良,瞿伟菁.植物生理学实验指导(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2003.
[4] 陈建勋,王晓峰.植物生理学实验指导(第二版)[M].广州:华南理工大学出版社,2006.
(责任编辑:刘昀)