竹節(jié)草種質(zhì)資源抗寒性初步評價研究

廖麗 蔣仁嬌 劉建秀 張欣怡 陳菊梅 白昌軍 王志勇 徐毓皎

摘 要 以85份竹節(jié)草種質(zhì)資源為材料，利用2014年和2015年觀測的葉片電導率、田間枯黃率和形態(tài)數(shù)據(jù)為指標進行抗寒性分析。結(jié)果表明：不同竹節(jié)草種質(zhì)資源間抗寒性達極顯著相關(guān)（p<0.01），在一定程度范圍內(nèi)，植株密度越大，葉片寬度越大，坪用質(zhì)量越高，則電導率越小，抗寒性越強。相關(guān)性分析結(jié)果表明，竹節(jié)草的葉片電導率和田間枯黃率與外部形態(tài)指標間存在極顯著相關(guān)（p<0.01），相關(guān)系數(shù)最高達到0.867。竹節(jié)草抗寒性與植株密度、葉寬、坪用質(zhì)量呈顯著相關(guān)（p<0.05）。本研究為進一步開展竹節(jié)草優(yōu)異種質(zhì)選育提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 竹節(jié)草；種質(zhì)資源；抗寒性；相關(guān)性

中圖分類號 S543.9 文獻標識碼 A

Evaluation of Chrysopogon aciculatus Accessions for Cold Tolerance

LIAO Li1， JIANG Renjiao1， LIU Jianxiu2， ZHANG Xinyi1，

CHEN Jumei1， BAI Changjun3， WANG Zhiyong1*， XU Yujiao1

1 Key Laboratory of Protection and Developmental Utilization of Tropical Crop Germplasm Resources，

Ministry of Education/ College of Agronomy， Hainan University， Haikou，Hainan 570228，China

2 Institute of Botany， Jiangsu Province and Chinese Academy of Sciences， Nanjing， Jiangsu 210014，China

3 Tropical Crops Genetic Resources Institute， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences， Danzhou， Hainan 571737，China

Abstract The cold resistance of Eighty-five Chrysopogon aciculatus（Retz.）Trin accessions were evaluated based on conductivity， leaf yellow rate and morphological characteristics. The results showed different C. aciculatus accessions were of extremely significant level（p<0.01）. Within a certain degree， larger plant density led to wider leaf， and greater flat with higher quality resulted in smaller conductivity and stronger cold hardiness. There was extremely related（p<0.01） among conductivity， leaf yellow rate and morphological characteristics and the highest correlation index was 0.867. This study would provide a theoretical basis for the further development of excellent C. aciculatus accessions.

Key words Chrysopogon aciculatus；Germplasm resource；Cold resistance；Correlation analysis

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2016.02.004

竹節(jié)草[Chrysopogon aciculatus（Retz.）Trin]分布于世界熱帶和亞熱帶地區(qū)，在臺灣、廣東、廣西、陜西及云南等省分布[1]。竹節(jié)草屬于禾本科（Gramineae）金須茅（Chysopogon Trin.）屬多年生草本植物，具根莖和匍匐莖。稈高20～50 cm，葉鞘無毛，葉多聚集于匍匐莖和稈的基部，稈生者稀疏或短于節(jié)間。葉片條形，頂端鈍，長2～5 cm，寬3～6 mm。圓錐花序帶紫色，長5～9 cm；分枝細弱；小穗數(shù)枚生于頂端。金須茅屬植物在世界上約有20種，在中國有3個種，分別是刺金須茅（C. echinulatus）、金須茅（C. orientalis）和竹節(jié)草[2]。竹節(jié)草是金須茅屬中唯一適合作草坪草的草種，由于植株低矮，彈性好，易繁殖，蔓延快，優(yōu)良的水土保持植物，且成坪性好，是用于庭園、運動場和固土護坡的優(yōu)良暖季型草坪草之一。但冬季低溫，竹節(jié)草葉色變成黃褐色，降低了其觀賞價值和應(yīng)用前景[3]。

目前國內(nèi)外學者對竹節(jié)草研究甚少[2]。在國內(nèi)，廖麗等[2]對一些竹節(jié)草的種質(zhì)資源進行搜集整理，并在田間對其進行過一些生態(tài)適應(yīng)性進行相關(guān)評價。劉世忠等[4]用不同水肥處理對竹節(jié)草等3種草坪草延長冬季綠期的效果進行研究。劉建秀等[5]對竹節(jié)草在中國的分布范圍進行調(diào)查。由于暖季型草坪草的抗寒性較弱，冬季都出現(xiàn)一定的枯黃休眠期，導致其觀賞價值和使用價值降低[6]。但對竹節(jié)草種質(zhì)資源的抗寒性研究尚未開展。本研究利用兩年的觀測指標（電導率和枯黃率）對85份竹節(jié)草的種質(zhì)資源抗寒性進行初步評定，以明確竹節(jié)草抗寒性差異，進而鑒定竹節(jié)草種質(zhì)資源抗寒性，對指導抗寒竹節(jié)草的育種及栽培具有重大意義，為選育優(yōu)質(zhì)品系奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗基地概況 實驗基地位于海南大學海甸校區(qū)農(nóng)學院實驗基地，地理坐標為北緯20°03′，東經(jīng)110°19′，海拔22.9 m，屬于熱帶季風氣候，太陽輻射強，光熱充足。實驗前該地肥力中等，有灌溉條件。

1.1.2 試驗材料 85份竹節(jié)草種植資源主要來源云南、廣東、廣西、福建和海南5個省如表1所示。

1.2 方法

1.2.1 指標的測定和計算 （1）生殖枝高度。分別測量每塊地的竹節(jié)草的生殖枝高度（從地面到花穗頂部的自然高度），重復10次。

（2）葉長和葉寬。匍匐莖的倒數(shù)第四葉片的長和寬，用米尺測量，重復10次。

（3）密度。草坪密度是指單位面積上草坪植物個體或枝條的數(shù)量。選擇目測法，是以目測估計單位面積內(nèi)的草坪植物的數(shù)量，并人為地劃分一些密度等級，以此來對草坪密度進行分級或打分。本實驗采用十分制，其中1表示極差，5表示中等，10表示優(yōu)。

（4）坪用質(zhì)量。根據(jù)草坪的剛性，彈性、光滑度、青綠度等的指標綜合考慮。采用十分制定分[7]。

（5）花序分枝數(shù)。隨機選取小區(qū)內(nèi)的10枝花序，計算每個花序的分枝數(shù)，求平均值。

（6）電導率測定。以健康的竹節(jié)草為樣品，采集時需要注意采集同一位置的葉片，在現(xiàn)場選擇完好的葉片裝入保鮮袋中，帶回實驗室做葉片的電導率測定。竹節(jié)草帶回實驗室中，并在12 h內(nèi)，用去離子水清洗采集來的樣品，剪成0.5～1.0 cm，每份稱取1 g，每份3個平行樣，并將它們分別放入試管中，貼好標簽。在常溫下，分別在試管中加入30 mL去離子水，用保鮮膜封好試管，靜置24 h。24 h之后開始測第一次電導率（R1）。將測完電導率的樣品放入沸水恒溫水浴鍋中，水煮30 min，煮好后冷卻，待測它的電導率（R2）。

葉片相對電導率=R1/R2[8]。

（7）葉片枯黃率。葉片枯黃率采用目測打分法記錄各材料葉片枯黃率（采用百分制，5%以下表示竹節(jié)草沒有黃葉出現(xiàn)；50%表示竹節(jié)草有一半枯黃；95%以上表示基本沒有綠葉而死亡）[9]。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理 運用EXCEL 2000和SPSS16.0 軟件對數(shù)據(jù)進行分析和處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 竹節(jié)草種質(zhì)資源的相對電導率與葉片枯黃率、形態(tài)指標的相關(guān)性

從表2可知枯黃率與花序分枝數(shù)存在顯著正相關(guān)（p<0.05），相關(guān)系數(shù)為0.233。從表3可知相對電導率與花序分枝數(shù)存在顯著正相關(guān)（p<0.05），相關(guān)系數(shù)為0.239；枯黃率與密度存在極顯著正相關(guān)（p<0.05），相關(guān)系數(shù)為0.298；枯黃率與坪用質(zhì)量存在顯著正相關(guān)（p<0.05），相關(guān)系數(shù)為0.265。從表4可見，相對電導率與坪用質(zhì)量和密度存在極顯著負相關(guān)（p<0.01），相關(guān)系數(shù)為-0.388和-0.347，與葉寬存在顯著正相關(guān)（p<0.05），相關(guān)系數(shù)為0.249；坪用質(zhì)量與密度存在極顯著正相關(guān)（p<0.01），相關(guān)系數(shù)為0.867；生殖枝高度與花序分枝數(shù)存在極顯著正相關(guān)（p<0.01），相關(guān)系數(shù)為0.475，與匍匐葉寬存在顯著正相關(guān)（p<0.05），相關(guān)系數(shù)為0.257；花序分枝數(shù)與葉寬存在極顯著正相關(guān)（p<0.01），相關(guān)系數(shù)為0.368，與密度存在極顯著負相關(guān)（p<0.01），相關(guān)系數(shù)為-0.313；匍匐葉寬與匍匐葉長存在極顯著正相關(guān)（p<0.01），相關(guān)系數(shù)為0.464。竹節(jié)草抗寒性越強，植株密度越大，匍匐葉片寬度越大，坪用質(zhì)量越高。

2.1.1 竹節(jié)草相對電導率和葉片枯黃率的相關(guān)性 從表5可見，2014年和2015年的相對電導率和葉片枯黃率相關(guān)性不顯著。

2.2 竹節(jié)草種質(zhì)資源間枯黃率和相對電導率之間的差異分析

85份竹節(jié)草種質(zhì)資源的相對電導率和相對枯黃率的多重比較結(jié)果表明如表6，不同地域竹節(jié)草間抗寒性達到顯著（p<0.05）或極顯著水平（p<0.01）。相對電導率1的變異范圍是12.67%～43.33%，變異系數(shù)是36.80%；葉片枯黃率1的變異范圍是3.9%～57.1%，變異系數(shù)是50.16%；相對電導率2的變異范圍是10.0%～85.0%，變異系數(shù)是47.22%；葉片枯黃率2的變異范圍是6.67%～95.67%，變異系數(shù)是43.39%；相對電導率的變異范圍是12.40%～81.10%，變異系數(shù)是43.195%；葉片枯黃率的變異范圍是11.20%～46.00%，變異系數(shù)是38.23%。變異范圍表明不同的種質(zhì)間的差異大小，對品種抗寒性選育中有一定的參考價值。

3 討論與結(jié)論

植物的相對電導率的變化能反應(yīng)出植株抗寒性的大小，可作為抗寒性篩選的指標。本試驗主要是對85份自然低溫條件下，竹節(jié)草種質(zhì)資源的抗寒性進行研究。通過對竹節(jié)草外部性狀與相對電導率的相關(guān)性分析，相對電導率與坪用質(zhì)量和密度存在極顯著負相關(guān)（p<0.01），與葉寬存在顯著正相關(guān)（p<0.05）；坪用質(zhì)量與密度存在極顯著正相關(guān)；生殖枝高度與花序分枝數(shù)存在極顯著正相關(guān)（p<0.01），與葉寬存在顯著正相關(guān)（p<0.05）；花序分枝數(shù)與匍匐葉寬存在極顯著正相關(guān)（p<0.01），與密度存在極顯著負相關(guān)（p<0.01）；匍匐葉寬與匍匐葉長存在極顯著正相關(guān)（p<0.01）。這說明在一定程度范圍內(nèi)，植株密度越大，葉片寬度越大，坪用質(zhì)量越高，則電導率越小，抗寒性越。

但從表2可知枯黃率與花序分枝數(shù)存在顯著正相關(guān)（p<0.05），相關(guān)系數(shù)為0.233。而從表3可知相對電導率與花序分枝數(shù)存在顯著正相關(guān)（p<0.05），相關(guān)系數(shù)為0.239；枯黃率與密度存在極顯著正相關(guān)（p<0.01），相關(guān)系數(shù)為0.298，與坪用質(zhì)量存在顯著正相關(guān)（p<0.05），相關(guān)系為0.265。然而，本研究中竹節(jié)草相對電導率與枯黃率相關(guān)性不顯著（p<0.05）。

本研究以2015年（相對電導率1和葉片枯黃率1）、2014年（相對電導率2和葉片枯黃率2）以及2014年與+2015年（相對電導率3和葉片枯黃率3）相對電導率和葉片枯黃率對竹節(jié)草抗寒性進行研究，其中，2015年的相對電導率1的變異范圍是12.67%～43.33%，葉片枯黃率1的變異范圍是3.9%～57.1%；2014年相對電導率2的變異范圍是10.0%～85.0%，葉片枯黃率2的變異范圍是6.67%～95.67%；2014年與2015年的相對電導率3的變異范圍是12.40%～81.10%，葉片枯黃率3的變異范圍是11.20%～46.00%，這6個指標的變異范圍均達極顯著（p<0.01）水平。本研究表明葉片枯黃率對葉片相對電導率存在影響，進而使竹節(jié)草種質(zhì)資源的抗寒性表現(xiàn)出豐富的差異。王曉玲等[10]已證明在植物抗寒性中，電導率越大抗寒性越低。

85份竹節(jié)草種質(zhì)分別從廣東，廣西，福建，云南等地收集，竹節(jié)草的抗寒性的差異原因可能是地域差異造成植物對外界生境適應(yīng)行差異。總之，我國華南地區(qū)蘊藏豐富的竹節(jié)草種質(zhì)資源，本研究結(jié)果將對今后深入開展竹節(jié)草抗寒性機理和優(yōu)異抗逆育種提供參考。

參考文獻

[1] 鄭玉忠， 徐嘉賓， 楊中藝，等. 中國竹節(jié)草野生種質(zhì)資源調(diào)查及生物學特性研究[J]. 草業(yè)學報， 2005， 14（3）： 117-122..

[2] 廖 麗， 王志勇， 白昌軍，等. 竹節(jié)草種質(zhì)資源形態(tài)多樣性研究究[J]. 熱帶作物學報， 2011， 32（11）： 2 042-2 047.

[3] 王鵬良， 徐 洋， 呂智鵬， 等. 假儉草雜種F1抗寒性遺傳分析[J]. 草業(yè)學報， 2011， 20（2）： 290-294.

[4] 劉世忠， 夏漢平， 蔡錫安， 等. 不同水肥處理對三種草坪草延遲冬綠期效果比較[J]. 中國草地， 2002， 24（4）： 25-30.

[5] 劉建秀， 劉永東， 賀善安， 等. 中國暖季型草坪草物種多樣性及其地理分布特點[J]. 草地學報， 1998， 6（1）： 45-52.

[6] 劉 琳， 毛 凱， 干友民，等. 暖地型草坪草抗寒性的研究概況[J]. 草原與草坪， 2004（1）： 8-14.

[7] 劉建秀. 草坪坪用價值綜合評價體系的探討I.評價體系的建立[J]. 中國草地， 1998（1）： 44-47.

[8] 林 艷， 郭偉珍， 徐振華，等. 大葉女貞抗寒性及冬季葉片電導率變化的研究[J]. 天津農(nóng)業(yè)科學， 2012， 18（5）： 145-149.

[9] 廖 麗， 張 靜， 吳東德，等. 竹節(jié)草種質(zhì)資源耐鹽性初步評價[J]. 熱帶作物學報， 2014， 35（10）： 1 905-1 911.

[10] 王曉玲， 胡亞嵐， 毛麗衡，等. 不同棗品種抗寒性的比較[J]. 北方園藝， 2012， 19： 1-4.

[11] Subba R C， Raju N S N， Subba R M V. Pollination and seed set in tropical wetland grasses[J]. Nordic Journal of Botany， 2010， 28（3）： 354-365.