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10个黑麦草品种叶片SPAD值_叶绿素含量和蛋白质含量的相关性研究

中国农学通报2012,28(27):83-86

Chinese Agricultural Science Bulletin

0引言

黑麦草(Lolium perenne L.)为禾本科黑麦草属一年生或多年生禾本植物。在春、秋季节生长繁茂,营养丰富,经济价值高,是饲养各种家畜和草食性鱼类的优

良饲料,被誉为“鱼料之王”[1-2]

。黑麦草的供草期为10月至次年5月,夏天不能生长。黑麦草具有优质高产

抗性强的特点,因此在世界各地广泛种植。

SPAD-502叶绿素仪(SPAD 值是表示叶绿素的相对含量)通过测量叶片在2种波长下(650、940nm )光学浓度差的方式来确定叶片当前叶绿素的相对含量或“绿色程度”,从而可以了解植物真实的硝基需求量并且帮助人们了解土壤硝基的缺乏程度或是否过多地施

基金项目:安徽高等学校省级自然科学研究项目“高粱褐色中脉的遗传规律及其在高丹草育种中的应用”(KJ2011Z075);国家自然科学基金项目“高粱褐色中脉基因bmr-6的图位克隆”(31071470);安徽省“115”产业创新团队“饲草育种‘115’产业创新团队”(皖人才办[2009]2号);安徽科技学院青年基金“高蛋白玉米种质筛选及蛋白质指纹图谱构建”(ZRC2011280)。

第一作者简介:刘井良,男,1969年出生,安徽五河人,农艺师,主要从事基层农业技术推广。通信地址:233300安徽省五河县沱胡乡农业技术推广站,Tel :0552-*******,E-mail :thuljl@https://www.doczj.com/doc/e26594991.html, 。

通讯作者:李杰勤,男,1980年出生,四川人,讲师,硕士,主要从事牧草遗传育种。通信地址:233100安徽省凤阳县安徽科技学院植物科学学院,Tel :0550-*******,E-mail :wlhljq@https://www.doczj.com/doc/e26594991.html, 。收稿日期:2012-03-09,修回日期:2012-05-12。

10个黑麦草品种叶片SPAD 值、叶绿素含量和

蛋白质含量的相关性研究

刘井良1,王丽华2,李杰勤2,刘睿2

(1沱湖乡农技站,安徽五河233300;2

安徽科技学院,安徽凤阳233100)

摘要:为了了解不同黑麦草品种的叶片SPAD 值与叶绿素含量及蛋白质含量的关系,通过测定了10个黑麦草品种叶片SPAD 值、叶绿素和蛋白质含量,对这10个品种的SPAD 值、叶绿素和蛋白质含量进行了比较,同时分析了SPAD 值与叶绿素含量和蛋白质含量的关系。结果表明:10个黑麦草品种SPAD 值、叶绿素含量和蛋白质含量之间差异显著,其中A25、A22品种在SPAD 值、叶绿素含量及蛋白质含量都优于其他品种。10个黑麦草品种SPAD 值与叶绿素含量、蛋白质含量直线回归显著。这为进一步利用SPAD 值来判断黑麦草的叶绿素含量和蛋白质含量提供了依据。关键词:黑麦草;SPAD 值;叶绿素;蛋白质中图分类号:S311

文献标志码:A

论文编号:2012-0826

The Correlation of SPAD,Chlorophyll Content and Protein Content in 10Ryegrass Varieties

Liu Jingliang 1,Wang Lihua 2,Li Jieqin 2,Liu Rui 2

(1Tuohu Town Agriculture Technology Station ,Wuhe Anhui 233300;

2

Anhui Science and Technology University ,Fengyang Anhui 233100)

Abstract:To understand the relationship among SPAD,chlorophyll and protein content,SPAD,chlorophyll

and protein content were measured and compared in 10ryegrass varieties.At the same time,the correlation between the SPAD and chlorophyll,protein content were analyzed.The results showed that,SPAD value,

chlorophyll and protein content in the 10ryegrass varieties were significant.The varieties of A25and A22were

superior to the others in the 3traits SPAD values,chlorophyll and protein content.There was significant linear

correlation between SPAD value and chlorophyll content,protein content in the 10ryegrass varieties.The

results provided the basis to judge the content of chlorophyll and protein by SPAD.Key words:ryegrass;SPAD value;chlorophyll;protein 叶绿素含量仪https://www.doczj.com/doc/e26594991.html,/

中国农学通报https://www.doczj.com/doc/e26594991.html,

加了氮肥[3]。目前国内外对于叶绿素计测量的SPAD 值研究已经推广到了很多方面,如应用SPAD-502型

叶绿素计进行水稻、油菜和小麦等作物叶片营养快速

诊断[4-6];

预测玉米、棉花及许多园艺作物叶片单位面积的叶绿素含量[7-8];

监测农作物氮素营养水平和及时提供追肥所需的信息,估计叶片单位重量及单位面积的含氮量[9-10]。但利用SPAD 来预测叶绿素含量和叶片含氮量,进而进行施肥指导,需要建立这两者之间的线性关系。

因此,笔者通过测定10个黑麦草品种叶片的SPAD 值、叶绿素含量、蛋白质含量,建立SPAD 值与叶绿素含量和蛋白质含量的相互关系,为利用SPAD 值判断黑麦草的叶绿素含量和蛋白质含量提供依据。1材料与方法1.1试验时间、地点

研究田间试验于2009年在安徽科技种植科技园中进行,3月21日播种,株距10cm ,行距20cm ,常规田间管理。2009年7月(刈割期)随机选取10个品种中2株无病害、无生理病斑、无机械损失的健康植株分蘖的上两层叶片。在田间直接使用SPAD-502型叶绿素计测定叶片,取下样品保鲜迅速带回实验室。1.2试验材料

具体的试验材料名称编号、产地及种属的信息见表1。

1.3试验方法

1.3.1试验设计本试验采用随机区组设计。种植地点

为安徽科技学院种植科技园。小区面积为6m 2,播种行距为20cm ,株距15cm 。常规肥水管理。

1.3.2SPAD 值和叶绿素含量的测定在大田中随机选

取黑麦草植株,去除叶片的污物,直接使用SPAD-502

型叶绿素计测定所选取的该品种4片叶片的SPAD 值,得出平均值,记录数值。并取下该叶片用于叶绿素、蛋白质含量测定。将每个品种测量过SPAD 值的叶片剪碎混匀,称取0.20g 样品研磨,利用N722型号分光光度计,用波长665、649、470nm 分别测量。

1.3.3蛋白质含量的测定叶片利用凯氏定氮法测量所选样品叶片的蛋白质含量,采下新鲜叶片放入烘箱105℃杀青。70℃烘干24h 。称取烘干叶片0.3g 样品,用消化炉消化,再利用半自动凯氏定氮仪KDN-04A 蒸馏,用硼酸吸收,最后用稀盐酸滴定[11]。1.4数据分析

试验数据在SPSS 16.0中进行。2结果与分析

2.110个黑麦草品种SPAD 值、叶绿素含量和蛋白质含量的比较

从SPAD 值来看,SPAD 值的变化范围为45.4~62.5,A25、A22与A3、A23、A24、A18、A34、A12、A29、A20之间差异显著,A3与A23、A24、A18、A34、A12、A2、A20之间差异不显著。从叶绿素含量来看,叶绿素含量的变化范围为1.71~2.95;A24、A25、A22、A3、A23、A12与A20差异显著,A3、A23、A12、A18之间差异不显著。从蛋白质含量来看,蛋白质含量的变化范围为2.5~28.82,在5%显著水平下A22、A24、A25、A23与A12、A3、A34、A20、A18、A29之间差异显著,A23与

A12、A3之间差异不显著(表2)。

综上的分析可知,A24号品种在SPAD 值和蛋白质含量的性状表现方面不如A22和A25号品种,A22与A25号品种在SPAD 值、叶绿素含量和蛋白质含量的性状表现方面很相近,而且各个指标的含量上差距很小,A22、A25

在实验所测的各个指标中明显好于其

表1试验材料名称、编号、

产地及种属

表210个黑麦草SPAD 值、叶绿素含量、蛋白质含量比较

注:表中标以不同小写字母的数值在0.05水平上差异显著。

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刘井良等:10个黑麦草品种叶片SPAD 值、叶绿素含量和蛋白质含量的相关性研究

他的8个品种。因此,从叶绿含量和蛋白质含量来看,

A22、A25较其他品种优良。2.210个黑麦草品种SPAD 值与叶绿素含量以及与蛋白质含量之间的相关性

2.2.110个黑麦草品种叶片所含SPAD 值与叶绿素含量之间的关系对10个所选黑麦草品种叶片SPAD 值与叶绿素含量进行线性回归分析,相关系数为0.7743,回归显著。由此可知叶片SPAD 值与叶绿素含量具有线性回归关系如图1所示。从图1中可以看出,黑麦草叶片SPAD 值与叶绿素含量均为正相关,随着SPAD 值的增加叶绿素含量也呈增加的趋势。这说明黑麦草叶片的SPAD 值基本能反映叶绿素含量水平。

2.1.210个黑麦草品种叶片所含SPAD 值与蛋白质含量之间的关系对10个所选黑麦草品种叶片SPAD 值与蛋白质含量进行线性回归分析,相关系数为0.82。由此可知叶片SPAD 值与叶绿素含量具有线性相关关系如图2所示。从图2中可以看出,黑麦草叶片SPAD 值与蛋白质含量均为正相关,随着SPAD 值的增加蛋

白质含量也呈增加的趋势。这说明黑麦草叶片的

SPAD 值基本能反映蛋白质含量水平。3结论

通过对10个黑麦草品种SPAD 值、叶绿素含量和蛋白质含量进行方差分析,可知A22、A25品种在实验所测的各个指标中明显好于其他的8个品种。

黑麦草叶片SPAD 值与其叶绿素含量呈显著正相关,黑麦草叶片SPAD 值与其蛋白质含量呈显著正相关,因此可以用SPAD 值来对不同黑麦草品种的叶片含氮量进行比较。由于SPAD 值的测定快速简便,因此完全可以用SPAD 值对黑麦草种质资源的粗蛋白质性状进行鉴定筛选。4讨论

叶绿素计(SPAD-502)根据叶片叶绿素对有色光的吸收特性,通过测量一定波长的发射光强和透过叶片后的光强进行叶片叶绿素含量的测定[9]。叶绿素计的读数受作物品种、发育时期、测定叶位等多个因素的影

响[12]。因此,

选择多个品种来研究SPAD 值与叶绿素及蛋白质含量的关系能够更好地反应这两者之间的关系,而且这对于利用SPAD 值来进行氮素诊断和后代单株的品质育种选择更可靠。由于SPAD 值间接反映了作物叶片叶绿素的含量及含氮量。因此,利用

SPAD 值来氮素诊断已经进行了大量的研究,而且在水稻、玉米、烟草等作物里面都取得了较大的进展[13-15]。这些研究都于本研究结果基本一致,即不同品种的SPAD 值相差较大,而且SPAD 值与叶片叶绿含量显著相关。因此可以利用SPAD 值来进行氮素的快速

诊断。

相比于收获籽粒的作物,SPAD 值虽然能反映出叶片的蛋白质含量,但并不能反映籽粒的蛋白质含量。而对于饲用作物来讲,由于采收的部分即为植株的叶片,因此可以利用SPAD 值来筛选杂交后代单株进行品质育种。目前,黄勤楼等[16]研究了墨西哥玉米的SPAD 值与叶片粗蛋白质含量的关系,结果表明SPAD 值与叶片粗蛋白质含量相关显著。而张贤等[17]对白三叶的研究结果也表明SPAD 值与叶片蛋白质含量回归显著。这与本实验室前期利用的2个黑麦草品

种的研究结果一致[18]。在本研究中,

利用了10个品种进行了研究,在决定系数上比单个品种有所提高,本研

究中决定系数为0.672,而前期研究的决定系数为

0.574。这可能是前期研究是利用了同一个品种的不

同部位,而本研究则是利用每个品种的SPAD 值进行了平均,因而提高的实验精度。因此,本研究对于利用SPAD

值来进行快速的氮素诊断和品质育种具有重要

0.0

0.51.01.52.02.53.03.5SPAD值

叶绿素含量/%

图110个黑麦草品种SPAD

值与叶绿素含量线性回归

05101520253035SPAD值

蛋白质含量/%

图210个黑麦草品种SPAD 值与蛋白质含量线性回归

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意义,而且为其他牧草的利用SPAD值进行品质育种提供了参考依据。

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