2021-4-9 | 農業
0引言
溫度對植物的生命活動至關重要,影響植物的產量和質量。全球范圍的溫室效應增加了低溫、高溫、洪澇及干旱等災害性天氣的發生頻率,加強逆境下作物生長發育及其抗逆性改良研究,對作物生產的可持續發展具有重要意義[1-6]。許多學者對煙草逆境危害成因及其反應機制等問題進行了探討,取得了一定的進展[7-15]。煙草生長最適溫度為25~28℃。當溫度超過35℃造成煙苗徒長,壯苗率下降,甚至出現燒苗現象;當溫度降低到12℃以下,則造成出苗慢,出苗率受到影響,苗期生長緩慢。因此,高溫和低溫脅迫都將嚴重影響煙苗素質,影響優質特色煙葉生產。目前,烤煙大多采用工廠化集約漂浮育苗,雖然育苗小環境有所改善,但受自然氣溫影響仍然很大,育苗期間采取“防止高溫燒苗前提下,盡量提高棚內積溫”的控溫原則。南方很多煙區在早春季節常有“倒春寒”等低溫危害發生,而在煙苗生長后期溫度回升很快,常常可達35℃以上,有時甚至達到40℃以上。因此,在一定程度上限制了壯苗的培育,苗質差導致移栽后緩苗期長,進而影響煙葉的產量和質量。關于煙草溫度脅收稿日期:2011-06-09基金項目:重慶市科委自然科學基金項目(cstc2011jjA0326);中央高校基本科研業務費專項資金項目(XDJK2011C002)作者簡介:崔翠(1974-),女,內蒙古赤峰人,副教授,在讀博士,(E-mail)cuigreeny@163.com。通訊作者:王龍昌(1964-),男,陜西周至人,教授,博士生導師。迫后的生理生態研究主要集中在低溫脅迫生理[11-15]和外源化學物質對煙草低溫及高溫脅迫后的生理效應的研究[16-19],而對不同烤煙品種幼苗生長期間高溫與低溫脅迫后的生理生態響應對比研究較少。本研究以云煙87、貴煙4號、MsK326和中煙103等4個品種烤煙幼苗為試驗材料,探討不同品種在高溫和低溫脅迫后的生理生態適應性差異表現,為煙草逆境生理研究及育苗溫度調控提供一定參考,為進一步指導煙草培育壯苗提供理論基礎。
1材料和方法
1.1材料
試驗材料為生產上大面積栽培的云煙87(YY87),Msk326(K326),中煙103(ZY103)以及貴煙4號(GY4)等4個品種的裸種。選取各品種大小一致且飽滿的烤煙種子浸種催芽后分別播于裝有營養土的塑料缽內培養,在25℃下培養生長;至煙苗長至6葉時,每個品種各選取生長一致的植株10株,分別置于不同溫度(低溫組為8℃;CK為25℃;高溫組為39℃)、光照強度為2500lx的光照培養箱內處理3天,每天光照為12h,每個處理3次重復。
1.2指標測定方法
葉綠素含量測定采用乙醇浸提法;根系活力測定采用α-萘胺法測定;電解質滲透率用DDS-11A型電導儀法測定;脯氨酸含量測定采用磺基水楊酸法;可溶性糖含量的測定采用蒽酮法;過氧化物酶(POD)活性測定采用愈創木酚法。以上指標測定均參照《植物生理學實驗技術》[20]進行。丙二醛含量的測定采用硫代巴比妥酸法[21];過氧化氫酶(CAT)活性采用碘量法測定[22]。
1.3數據處理利用Microsoftexcel對測定的各項數據進行計算和整理,并用DPS3.01數據處理系統進行方差分析和多重比較。
2結果與分析
2.1溫度脅迫對烤煙幼苗葉綠素含量及根系活力的影響
溫度是影響植物葉綠素形成的主要因素之一。溫度脅迫使植物葉片受到一定程度的傷害,葉綠素的正常代謝出現紊亂,葉綠素合成下降。通過高溫和低溫脅迫烤煙幼苗,其葉綠素a/b及總葉綠素含量變化如表1所示。結果表明:4個品種受到高溫及低溫脅迫后,Chla/b均上升,但除低溫脅迫下K326Chla/b顯著上升外,其它處理Chla/b與對照差異均不顯著;就總葉綠素含量來看,同對照相比較,受到39℃和8℃脅迫時,K326總葉綠素含量略有上升,而ZY103總葉綠素含量則略有下降,但差異均未達到顯著水平;YY87和GY4煙苗受到溫度脅迫后,總葉綠素含量表現為YY87在低溫脅迫后其總葉綠素含量顯著降低,而GY4在高溫脅迫后總葉綠素含量顯著下降。根系活力大小直接影響水分與養分的吸收,進而影響物質同化、轉化或合成。不同烤煙品種根系對溫度脅迫的耐受程度不同,表現在根系活力的變化見表1所示。結果表明:高溫脅迫后,YY87,K326,ZY103與GY4所有品種根系活力均降低,與對照根系活力341.20(μg•g-1)/(Fw•h-1)相比,差異均達到顯著水平;對于K326,ZY103及GY4等3個品種而言,根系活力降低甚至達到極顯著水平,YY87根系活力也達顯著水平。低溫脅迫后,YY87,K326與GY4根系活力與對照相比,差異未達顯著水平;ZY103根系活力劇烈下降,差異達到極顯著水平。高溫與低溫脅迫后煙苗根系活力比較,YY87和ZY103兩個品種間根系活力差異不顯著,而GY4與K326兩個品種間根系活力差異均達極顯著水平。
2.2溫度脅迫對烤煙幼苗膜損傷程度的影響
細胞膜物理特性的變化一直被認為是溫度脅迫傷害的原初因子,膜功能的受損或結構破壞會使其透性增大,電解質滲透率是評價細胞膜透性的一種有效方法。溫度脅迫對烤煙幼苗摸損傷程度的影響如表2所示。表2表明:高溫脅迫下,YY87,K326和GY4電解質滲透率分別為對照的1.20,1.20和1.09倍,差異達到極顯著水平,而ZY103電解質滲透率為對照的1.02倍,差異達到顯著水平;低溫脅迫后,YY87,K326,ZY103和GY4電解質滲透率分別為對照的1.21,1.27,1.11和1.15倍,均達到極顯著差異。高溫與低溫脅迫之間進行比較表明,所有品種在低溫8℃處理后,電解質滲透率均大于高溫處理,且K326,ZY103和GY4電解質滲透率差異均達極顯著水平,而YY87在高溫與低溫脅迫間電解質滲透率分別為37.47%和37.93%,差異不顯著。植物在低溫脅迫下,往往發生膜質過氧化作用,MDA是膜質過氧化的最終分解產物,MDA的積累可能對膜和細胞造成傷害,其含量與植物逆境傷害的程度有密切關系。對4個品種在不同溫度脅迫處理下的MDA含量進行多重比較,結果如表3所示。由表3可知:烤煙幼苗在受到溫度脅迫時,MDA含量上升,但不同品種在不同溫度脅迫條件下上升幅度不同;高溫脅迫下,YY87K326,ZY103和GY4葉片MDA含量比較對照分別上升43.05%,35.15%,32.99%和51.89%,差異均達到顯著水平,GY4甚至達到極顯著水平;低溫脅迫下,YY87,K326,ZY103和GY44個品種葉片MDA含量較對照分別上升59.60%,74.75%,48.73%和95.67%,差異均達到極顯著水平;對高溫和低溫兩種脅迫直接進行比較可以發現,低溫脅迫造成烤煙幼苗MDA含量增加更多,其中GY4和K326兩種脅迫后MDA含量差異達到顯著水平,ZY103和YY87的差異則不顯著。