荷花耐深水評價體系及耐深水鑒定

李祥志等

摘要 [目的]為發(fā)掘耐深水荷花（Nelumbo nucifera Gaertn），建立荷花苗期耐深水性評價體系。[方法]根據(jù)逐步增加水深過程中盆栽荷花表型變化，將深水脅迫指數(shù)劃分為7個等級；采用葉色、葉形態(tài)、葉柄高度、葉柄粗度、成活率5個外觀形態(tài)指標，進行定量分級，制定等級得分標準，然后以各指標的得分總和對耐深水性進行綜合評價，建立評價體系，對20個荷花品種耐深水性鑒定。[結(jié)果]不同荷花品種對水深要求差異較大，初步篩選結(jié)果為：極不耐深水品種2個，分別為“紅飛天”和“貴妃醉酒”；不耐深水品種8個，分別為“友誼牡丹蓮”、“歡慶”、“粉牡丹”、“紅臺蓮”、“金碧輝煌”、“伯里之子”、“似彩云”和“似粉黛”；較耐深水品種8個，分別為“深情”、“新統(tǒng)帥”、“上海一號”、“普者黑白荷”、“碧云”、“梨花白”、“金色年華”和“紅巨子”；高度耐深水品種2個，分別為“臺城拂翠”和“秦淮花燈”。耐深水荷花以1.2 m水深為宜。[結(jié)論]該研究初步篩選出2個高度耐深水荷花品種“臺城拂翠”和“秦淮花燈”，可為荷花耐深水育種奠定基礎。

關鍵詞 荷花；耐深水性；形態(tài)指標；評價體系

中圖分類號 S682.32 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）03-00679-04

荷花（Nelumbo nucifera Gaertn）是睡蓮科蓮屬多年生大型挺水植物，又名蓮或蓮花，原產(chǎn)我國。目前有中國蓮種系、中國蓮亞種蓮種系和中美雜種蓮種系3個種系[1]。荷花是我國的10大傳統(tǒng)名花之一，迎驕陽而不懼，其觀賞價值很高，深受人們喜愛，在園林實踐中廣泛應用[2]。荷花分布范圍廣，遍及全國各地，具有很高的觀賞價值及經(jīng)濟價值，卻因大多數(shù)荷花品種只能種植于淺水區(qū)，在相當程度上制約了荷花的廣泛栽培和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

洪澇災害是世界上許多國家的重大自然災害，隨著季節(jié)變換，水位也會發(fā)生相當大的改變，特別是平原地帶表現(xiàn)更加明顯。國內(nèi)外很多學者都在進行耐澇、耐淹、耐深水相關的研究，在水稻[3-6]、玉米[7]、大豆[8]、小麥[9]、紙莎草[10]、水生植物[11-13]等植物上都有大量的研究。同時，植物處于淹澇情況下

還伴隨著低氧、細胞伸長，對此，Vartapetian等進行了深入的機理研究[14-18]。

盡管耐淹澇、耐深水機理研究已相當成熟，但在荷花耐深水方面尚未報道。雨季暴風雨往往導致荷花大面積死亡，深水脅迫已成為荷花大面積栽培生產(chǎn)的瓶頸，因此，深水荷花育種至關重要。

育種過程中對目標基因型的高效選擇要求建立適宜的耐性鑒定評價體系[19]。為此，筆者擬采用外觀形態(tài)指標，基本上客觀地反映荷花深水脅迫真實情況的耐深水性評價方法，并對荷花品種進行鑒定，篩選耐深水種質(zhì)資源，為荷花耐深水育種奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

20個荷花品種均取自南京藝蓮苑（表1）。

1.2 方法

2012年5～8月，選取頂芽飽滿的生長一致的兩節(jié)半藕盆栽作為試驗材料，單株重復，樣本數(shù)為10。深水脅迫處理采用盆栽淹水法。植株定植于裝有等量土壤（園土∶菜子餅=1盆∶50 g）的直徑30 cm、高20 cm的大盆中，50 g菜子餅可以保證充足的肥料。設3個處理：①淺水處理：將20個品種的大盆投入1.0 m水深的池子里，定時補水以保證水位，持續(xù)21 d；②深水處理：待處理①結(jié)束，增高水位至1.2 m，定時補水以保證水位，持續(xù)21 d；③極限處理：待處理②結(jié)束，增高水位至1.4 m，定時補水以保證水位，持續(xù)7 d之后恢復水位1.2 m。試驗在自然條件下的水池中進行，觀察記錄植株的形態(tài)變化，包括葉色變化、黃葉程度及葉柄高度、粗度等。表型變化通過數(shù)碼相機拍照記錄，葉柄高度和粗度用卷尺、游標卡尺測量，基于直接觀察和數(shù)碼相機記錄，綜合評價確定深水脅迫指數(shù)。荷花深水脅迫形態(tài)指數(shù)分級見表2。

2 結(jié)果與分析

2.1 盆栽荷花沉水處理后的表型變化

觀察發(fā)現(xiàn)不同荷花品種對深水脅迫表型癥狀相似，大部分材料在沉水處理后葉片開始發(fā)生變化，葉柄不同程度伸長，葉片卷曲或皺縮，邊緣浸水處褐化、焦枯、萎蔫。隨著水深增加，植株不能繼續(xù)伸長生長，葉片失去光澤，浮葉漸漸腐爛或枯死，灰褐色；葉柄水漬狀腐爛，最終導致植株死亡。可見，深水脅迫對荷花外觀形態(tài)的影響主要體現(xiàn)在葉形態(tài)、葉色、葉柄高度等方面的變化，且隨著水位上升，外觀的變化越明顯。

2.2 荷花耐深水性分級評分評價體系的建立

2.2.1 形態(tài)脅迫指數(shù)的確定。

根據(jù)連續(xù)觀測和記錄苗期在持續(xù)深水脅迫過程中植株表型變化，將荷花形態(tài)深水脅迫指數(shù)確定為7級（表2）。參照尹冬梅等在菊屬植物耐澇性評價[20]和劉建秀在草坪坪用價值綜合評價體系的方法[21]進行表型觀察及描述。

2.2.2 耐深水形態(tài)評價指標及評價等級的制定。

根據(jù)荷花在深水處理過程中的表型變化選擇葉形態(tài)、葉色，根據(jù)植株對深水脅迫的差異和個體差異選擇葉柄高度、葉柄粗度、成活率，共5個指標對耐深水性進行評價。各指標定級范圍及等級得分標準結(jié)合實際情況，借鑒劉曉靜[22]草坪質(zhì)量評價新方法，詳見表3～7，評價方案及級別命名見表8。

2.2.3 荷花耐深水等級的確定。

對上述5個指標，根據(jù)表3～7確定的各指標等級定級范圍和得分，在不進行加權處理條件下計算5項指標的總得分，按表8命名，以表2確定20個荷花品種耐深水等級及命名。

3 討論與結(jié)論

3.1 荷花耐深水篩選的意義

荷花是水生植物，水分條件是其生長的重要環(huán)境因子。荷花喜相對穩(wěn)定的平靜湖面，過深的源潭、水庫不能生長。我國屬于大陸季風性氣候，每年7～9月降雨集中，此時正值荷花盛花期，常常對荷花造成不同程度的傷害，影響荷花的生長發(fā)育和觀賞品質(zhì)。若水患嚴重，當立葉被水淹沒，3～5 d還不致死，10 d以上必然遭受覆滅之災[23]。因此，受深水脅迫影響是荷花栽培推廣的重要問題。目前，深水荷花栽培推廣多采取立柱式懸浮栽培、由潛水向深水逐步延伸等措施來發(fā)展深水荷花，但這些基本措施較費時費力，且不能從根本上解決問題。

除了基本的設備及措施外，最根本的方法是選育耐深水性較好的品種應用到實際生產(chǎn)，而建立深水荷花的評價體系是基礎。植物對逆境的反應，因不同植物材料、不同品種而有很大差異。荷花耐深水性研究尚未見報道，因此，建立荷花耐深水性評價體系和篩選耐深水品種，可為深水荷花品種的培育奠定基礎，為進一步研究深水荷花的機理提供依據(jù)。

3.2 耐深水性評價指標

在大多數(shù)淹澇情況下，植物

的根系是主要的受淹組織，會誘發(fā)通氣組織。其原因是根系和微生物活動消耗氧氣，根系的厭氧環(huán)境促進植物乙烯的生成和積累，覆蓋根系的水又會通過降低乙烯的釋放而加劇這種積累[24]。但是，對于水生植物來說，荷花自身就具有發(fā)達的通氣組織。植物葉片和葉柄常因受水淹而出現(xiàn)萎蔫、黃化、褐化，繼而死亡、腐爛。因此，對于深水荷花來說，葉片、葉柄的形態(tài)相對于根系有更高的相關性。

關于耐深水的評價指標，目前尚無明確的標準。該研究基于荷花葉片、葉柄的特性及形態(tài)變化，建立了荷花耐深水性的評價體系，通過對20個荷花品種的耐深水性評價，初步驗證了該評價體系的可靠性。

3.3 耐深水荷花的選育前景

荷花的耐深水性遺傳背景差異十分明顯，初步篩選出2個耐深水很好的品種，可用于荷花的耐深水育種。首次科學地將1.2 m水深作為評價深水荷花品種的重要指標，取代現(xiàn)在市場上對深水荷花的模糊定義。植物的耐性是一個受多種因素影響的復雜問題，可能與不同原生環(huán)境下形成的不同基因型有關[25]。在該試驗中，還驗證了市場上報道的可耐3.2 m水深的荷花品種“普者黑白荷”的耐深水性，結(jié)果表明，其耐深水性一般，不如“臺城拂翠”和“秦淮花燈”。荷花的耐深水性，可能還伴隨與形態(tài)、結(jié)構和生理變化相關的基因的表達。因此，在發(fā)掘荷花耐深水品種的基礎上，還需要進一步研究其耐深水的形態(tài)、生理、生化、遺傳與分子調(diào)控機制，以揭示荷花的耐深水機理，為選育深水荷花新品種奠定基礎。

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