低温胁迫下菠萝幼苗生长与生理特性变化
- 格式:pdf
- 大小:241.45 KB
- 文档页数:7
西北植物学报,2010,30(10):2054-2060ActaBot.Boreal.Occident.Sin.
文章编号:10004025(2010)10205407
低温胁迫下菠萝幼苗生长与生理特性变化
陆新华1,3,孙德权1,叶春海2,李映志2,孙光明1,3*
(1中国热带农业科学院南亚热带作物研究所,广东湛江524091;2广东海洋大学农学院,广东湛江524088;3国家重要热带作
物工程技术研究中心,海南海口571101)
摘要:以国内外10个菠萝品种幼苗为材料,研究了它们在低温胁迫下的生长及其渗透调节物质、细胞膜透性的
变化特征,并综合评价它们的耐寒性。结果表明:(1)随低温处理时间的延续,各品种幼苗单株干重虽然均呈逐渐
增加趋势,但不同品种生物量增加幅度存在显著差异。(2)随着低温处理时间的延长,各品种叶片脯氨酸含量和细
胞膜相对透性逐渐升高;可溶性蛋白含量总体上初期升高后期降低,而 巴厘!、 珍珠!、 台农17号!、 台农19号!
和 MD2!的可溶性蛋白在处理末期又有所上升;可溶性糖含量变化趋势复杂。(3)低温胁迫处理9d后,各菠萝
品种叶片中的脯氨酸和可溶性蛋白含量及细胞膜相对透性均增加;可溶性糖含量除 珍珠!略有减少外,其余均增
加。(4)经过各指标赋分分级综合评价后认为, MD2!和 巴厘!品种耐寒性最强; 台农17号!、 台农16号!、 巴
厘突变体!、 台农13号!、 台农19号!和 无刺卡因!耐寒性中等; 珍珠!和 台农6号!耐寒性最弱。研究发现,菠
萝耐寒性强弱可根据干物质积累结合其它生理指标来综合评判。
关键词:菠萝;低温胁迫;生长;渗透调节;细胞膜透性
中图分类号:Q945.78文献标识码:A
Growth,PhysiologicalCharacteristicsandEvaluationofCold
ToleranceofPineappleSeedlingsunderLowTemperatureStress
LUXinhua1,3,SUNDequan1,YEChunhai2,LIYingzhi2,SUNGuangming1,3*
(1SouthSubtropicalCropsResearchInstituteofCATAS,Zhanjiang,Guangdong524091,China;2CollegeofAgronomy,Guang
dongOceanUniversity,Zhanjiang,Guangdong524088,China;3NationalCenterofImportantTropicalCropsEngineeringand
TechnologyResearch,Haikou,Hainan571101,China)
Abstract:Tostudythecoldtoleranceof10pineapplevarieties,thegrowth,osmoregulationsubstancesand
cellmembranepermeabilityweredeterminedunderlowtemperaturestress.Theresultsshowedthatthedry
weightofallseedlingsincreaseddramaticallyafterlowtemperaturetreatment,andsignificantdifferencesof
biomassaccumulationamongvarietieswereobserved.Underlowtemperaturetreatment,theprolinecon
tentsandrelativemembranepermeabilityincreasedwiththepassageoftime.Ingeneral,thesolubleprotein
contentsincreasedfirstly,thendecreased,butitincreasedagainatterminalstageinthevarietiesof Comte
deParis!, Pearl!, TainongNo.17!, TainongNo.19!and MD2!;Whilethechangesofsolublesugar
contentswerecomplicated.Theprolinecontents,solubleproteincontentsandrelativemembranepermea
bilityincreasedinleavesofall10pineapplevarietiesafter9daysoflowtemperaturestress,whilethesolu
blesugarcontentsinalltheleavesincreasedexceptfor Pearl!inwhichitdecreasedslightly.Accordingto
thevariationoftherelatedparameters,thecomprehensiveevaluationwasmadeandtheresultsshowedthat
收稿日期:20100426;修改稿收到日期:20100819基金项目:农业部948项目[2006G34(A)];农业行业计划(nyhyzx07030);中央级公益研究院所基本业务费专项(sscri201003)作者简介:陆新华(1975-),女(汉族),硕士,助理研究员,主要从事菠萝种质资源鉴定评价。Email:sdqlxh@yahoo.com.cn*通讯作者:孙光明,硕士,研究员,主要从事热带果树研究。Email:gmsun@163.com10pineapplevarietieswereclassifiedinto3groups:strongcoldtolerance( MD2!and ComtedeParis!),
moderatecoldtolerance( TainongNo.17!, TainongNo.16!, MutantofComtedeParis!, TainongNo.
13!, TainongNo.19!and SmoothCayenne!)andweakcoldtolerance( Pearl!and TainongNo.6!).
Thecoldtoleranceofpineappleseedlingscouldbeproperlyevaluatedbycomprehensiveindexesofdry
weightaccumulationcombinedwithotherphysiologicalcharacteristics.
Keywords:pineapple;lowtemperaturestress;growth;osmoregulation;cellmembranepermeability
菠萝[Ananascomosus(L.)Merrill]原产于南
美洲巴西、阿根廷和巴拉圭一带的热带雨林地区。
中国是世界菠萝生产大国之一,但目前国内菠萝栽
培品种单一,品种老化退化严重,产量低。另外,由
于中国菠萝产区冬季多处于霜冻和寒害威胁之下,
每隔数年要遭受一次寒冻害,因而低温是限制中国
菠萝产业发展的一个重要因素,提高耐寒性是中国
菠萝新品种选育中的紧迫任务和重要目标。
植物受到环境胁迫时,一方面需要降低细胞质
离子浓度,另一方面可通过植物体内生理生化反应,
如形成胁迫蛋白、增加渗透调节物质和脱落酸含量
等方式[1],增强细胞的渗透压,稳定细胞质膜及酶类
结构,提高细胞对各种逆境的抵抗能力。目前,有关
菠萝耐寒性的研究报道特别少,仅有的几篇文献也
主要是针对菠萝受寒害后的外观形态及个别生理指
标进行描述[24],并没有对菠萝幼苗生长、生理特性
变化及其耐寒性进行深入、系统的研究。本试验以
国内外收集的优良品种和国内主栽品种为试材,研
究低温胁迫对菠萝幼苗植株生长、叶片渗透调节物
质和细胞膜透性的影响,并对各种质的耐寒性进行
比较科学的综合评价,旨在为菠萝种质资源的引种
筛选和耐寒育种提供理论依据。
1材料和方法
1.1材料
供试材料选用 巴厘!、 无刺卡因!2个目前国
内主栽品种,以及 巴厘突变体!(红色冠芽)、 珍
珠!、 台农6号!、 台农13号!、 台农16号!、 台农
17号!、 台农19号!、 MD2!等8个从国内外引进
的优良菠萝品种。2008年初进行了田间寒害调查,
上述品种( 台农16号!和 巴厘突变体!于2008年
10月引入)耐寒性级别分别为: MD2!2级, 台农
13号!、 台农17号!、 台农19号!2~3级, 巴
厘!、 无刺卡因!3级, 台农6号!3~4级, 珍珠!
5级,级别越小,耐寒性越强[5]。所有材料均取自中
国热带农业科学院南亚热带作物研究所菠萝种质圃。试验于2008年10月~12月分别在大棚和实验室进行。
1.2材料培养与处理
分别选取10个菠萝品种健康母株上大小一致、
长约20cm的吸芽或托芽。栽种于塑料盆中,盆上
口直径18cm,高13cm,每盆装土2kg,每盆定植
1株。所用土壤为大田表土,速效氮8.31mg/kg,
速效磷0.01mg/kg,速效钾33mg/kg,pH值4.63。
每品种26盆,共260盆。栽种后每周浇水2次,保
持盆中土壤湿润。待幼苗培养30d,根已布满整个
塑料盆时准备进行低温处理。
将试验材料放在人工气候培养箱中,采用人工
控制低温模拟冬春低温阴冷气候条件,设置温度为
5∀,湿度80%,光照时间8h,光照度为1500lx。
在处理后0和9d分别随机取幼苗5株,测定幼苗
干重。同时于处理后0、1、3、5、7、9d采样进行相关
指标测定。采样部位为离心叶附近完全展开的第1
至3片叶。每个处理采集3株,采后立即用重蒸水
清洗,擦干备用。
1.3测定指标及方法
叶片脯氨酸含量的测定用酸性茚三酮比色法;
可溶性糖含量的测定用蒽酮比色法;可溶性蛋白含
量的测定用考马斯亮蓝G250法;细胞膜透性采用
电导法测定。以上指标的具体测定方法见参考文
献[6]。每项指标测定均为3次重复。
1.4数据分析
采用Excel软件和DPS数据处理系统对实验
数据进行统计分析。
2结果与分析
2.1低温胁迫对菠萝幼苗生长的影响
从表1可以看出,10个菠萝品种幼苗单株干重
在处理前存在显著差异,其中 珍珠!的干重最大,而
MD2!的干重最小,这与菠萝不同品种特性有关。
本实验虽然选取了大小一致的吸芽或托芽,但是由
于不同品种单株叶片数存在明显差异,从而导致幼
苗单株干重不一致。低温胁迫9d后,各品种的干
重仍存在显著差异,其大小顺序与低温处理前不尽205510期陆新华,等:低温胁迫下菠萝幼苗生长与生理特性变化