甘蔗品種間抗寒性比較試驗初報

韋巧云，潘介春

（1.廣西南亞熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，廣西龍州532415；2.廣西大學(xué)，南寧530004）

甘蔗品種間抗寒性比較試驗初報

韋巧云1，2，潘介春2*

（1.廣西南亞熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，廣西龍州532415；2.廣西大學(xué)，南寧530004）

為了研究不同甘蔗品種的抗寒性，在大田低溫條件下，以抗寒性較弱的新臺糖22（ROC22）為對照，以臺04/32、柳城03/182、柳城06/241、海大28、柳城03/1137、柳城05/137、柳城03/362、柳城05/ 126共9個甘蔗品種為試材，取甘蔗+1葉測定了葉綠素含量、丙二醛、細胞膜透性3個生理生化指標并進行品種間抗寒性比較研究。綜合評定抗寒性由強到弱的順序為：柳城05/137＞海大28＞柳城06/ 241＞柳城03/1137＞柳城05/126＞柳城03/182＞臺04/32＞新臺糖22號＞柳城03/362。

甘蔗；生理生化；葉綠素含量；丙二醛含量；細胞膜透性；抗寒性

甘蔗是重要的糖料作物。隨著品種的改良，甘蔗的種植區(qū)域已從熱帶地區(qū)擴大到亞熱帶和溫帶地區(qū)，但在亞熱帶、溫帶地區(qū)種植的甘蔗經(jīng)常受到低溫的影響。低溫不僅嚴重影響甘蔗產(chǎn)量和質(zhì)量，還影響蔗農(nóng)的收益、糖業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，并且冷害造成的危害的后效長。因此，研究甘蔗的寒害機理，提高甘蔗的抗寒力，在理論研究和生產(chǎn)實踐方面都具有重要意義。本試驗以新臺糖22號（ROC22）為對照，在大田低溫條件下，對臺04/ 32、柳城03/182、柳城06/241、海大28、柳城03/1137、柳城05/137、柳城03/362、柳城05/126共9個品種抗寒性進行了研究。測定了與作物抗寒性相關(guān)的3個生理生化指標，探討了甘蔗發(fā)生寒害的相關(guān)機理，同時分析了甘蔗品種間的抗寒性差異，為今后新品種的選育提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試甘蔗品種：臺04/32、柳城03/182、柳城06/241、海大28、柳城03/1137、柳城05/137、柳城03/362、柳城05/126和新臺糖22號（ROC22），其中新臺糖22號（ROC22）為對照品種。

1.2 田間試驗設(shè)計

本試驗在廣西柳城縣太平鎮(zhèn)試驗地進行。試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，每個品種為一個處理，共9個處理，每個處理2次重復(fù)。小區(qū)行長28m，行距1.2m，兩行一小區(qū)，小區(qū)面積67.2m2，試驗地總面積為907.2m2。每米下6節(jié)蔗種，雙芽節(jié)，即保證每節(jié)蔗種有兩個活芽，每米保證12個活芽。在2014年2月25日下種種植，種植前試驗地經(jīng)拖拉機進行精耕細作，蔗種經(jīng)過2%的石灰水浸泡12h和0.1%的甲基多菌靈消毒10min。生物肥料[有效活菌數(shù)≥0.2億/g，有機質(zhì)含量≥20%，總養(yǎng)分（N+P+K）≥8%]與尿素配合施用作為基肥，施用量：生物肥料254 kg/667m2，尿素10 kg/667m2。由于天氣非常干旱，蓋土后還需淋水，以及覆蓋地膜。6月初施攻莖肥，施用生物肥料250 kg/667m2。2015年1月13日砍收甘蔗。

1.3 測定方法與統(tǒng)計分析

天氣資料表明2014年12月份為低溫冷害天氣，溫度連續(xù)20d在3～6℃范圍內(nèi)。本試驗在12月27日進行一次寒害的調(diào)查，并與前3次調(diào)查進行比較。本試驗取甘蔗+1葉測定葉綠素含量、丙二醛、細胞膜透性3個生理生化指標并對各品種的抗寒性進行分析。葉片葉綠素含量的測定，參照劉紹棣的混合法[4]；葉片丙二醛含量的測定，采用硫代巴比妥酸（TBA）比色法[5]；葉片膜透性率的測定，參考郝再斌等的方法[6]。

應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法[7]對參試品種抗寒性評判，若指標與抗寒性呈正相關(guān)，U（Xi）=（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin）；若為負相關(guān)，U（Xi）=1-（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin）。式中：U（Xi）為隸屬函數(shù)值，Xi為指標測定值，Xmax、Xmin為所有處理的最大值和最小值。各指標的隸屬函數(shù)值累加平均值越大，抗寒性則越強。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同甘蔗品種+1葉片葉綠素含量比較

葉綠素是綠色植物吸收光能及將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的活性物質(zhì)，也是最主要的光合色素。當甘蔗受到低溫脅迫時，在田間可觀察到受凍的甘蔗葉片萎蔫發(fā)黃甚至有些枯死，導(dǎo)致光合作用下降，呼吸作用增強，葉綠素含量顯著下降。在低溫條件下，抗寒性強的甘蔗品種葉綠素含量下降的速度比抗寒性弱的甘蔗品種慢。由表1可知，本試驗在前3次測試中各品種均受到輕度干旱脅迫，但對葉綠素含量影響不是很大，各品種均能保持較高的葉綠素含量。由于12月份出現(xiàn)了極端低溫的天氣，復(fù)水后12月27日所取樣品的葉綠素含量均出現(xiàn)了一定的下降。這就說明了低溫脅迫對甘蔗葉綠素含量的影響比輕度干旱對甘蔗葉綠素含量的影響要大得多。葉綠素含量比較抗旱性由強到弱依次為：柳城05/137＞海大28＞柳城03/182＞臺04/ 32＞柳城03/1137＞柳城06/241＞柳城05/126＞ROC22＞柳城03/362。

2.2 不同甘蔗品種+1葉片丙二醛含量比較

表1 不同甘蔗品種+1葉片葉綠素含量

丙二醛是細胞膜脂過氧化的產(chǎn)物，其含量的高低反映了細胞膜脂過氧化水平。通常將丙二醛作為膜質(zhì)過氧化指標。低溫脅迫下，植物膜脂過氧化產(chǎn)物丙二醛大量積累，會造成膜透性上升，電解質(zhì)外滲，使電導(dǎo)率值變大，導(dǎo)致細胞膜系統(tǒng)的嚴重損傷。丙二醛含量的增加意味著抗壞血酸鹽的氧化增加或抗壞血酸鹽再生效率降低或是兩者皆有。因此抗寒性強的品種其丙二醛含量增加得少，抗寒性弱的品種丙二醛含量增加得多。表2可知，在12月27日復(fù)水之后，葉片丙二醛含量由少到多排列順序為：臺04/32＞海大28＞柳城05/137＞柳城06/241＞柳城03/1137＞柳城05/126＞柳城03/182＞ROC22＞柳城03/362。丙二醛含量12月27日與前期平均比沒有明顯的升降，可能是前期輕度干旱脅迫作用掩蓋了低溫脅迫作用，也就是干旱脅迫使丙二醛含量增加，而復(fù)水后解除了干旱脅迫，但又增加了低溫脅迫；干旱與低溫脅迫交互作用有待研究。

表2 各品種+1葉丙二醛含量及細胞膜透性比較

2.3 不同甘蔗品種細胞膜透性比較

低溫對植物細胞膜系統(tǒng)的傷害是導(dǎo)致植物寒害的根本原因。低溫脅迫會促進毒害物質(zhì)如活性氧和自由基的產(chǎn)生，加速膜脂過氧化和膜蛋白間的聚合，從而損傷膜系統(tǒng)。在低溫脅迫下，膜透性增大，膜內(nèi)水溶性物質(zhì)大量向膜外滲透，破壞了細胞內(nèi)的離子平衡，同時膜上結(jié)合酶活力降低，代謝失調(diào)。由于以上的一系列變化，表現(xiàn)出呼吸作用下降，能量供應(yīng)減少，電解質(zhì)外滲，外滲率越低抗寒能力越強。在前3次試驗中各品種均受輕度干旱脅迫，并且細胞膜系統(tǒng)均遭受到傷害。由表3可知，在12月27日復(fù)水后，細胞膜透性與前期平均比沒有明顯的升降，各品種都解除了干旱脅迫，但都受到了低溫脅迫，品種間細胞膜透性的抗寒性由強到弱依次為：柳城05/126＞柳城06/241＞柳城05/137＞海大28＞柳城03/362＞ROC22＞柳城03/1137＞柳城03/182＞臺04/32。

表3 依隸屬函數(shù)值對甘蔗品種抗寒性綜合評價

2.4 抗寒性的綜合比較

計算模糊隸屬函數(shù)值對各品種的抗寒性進行綜合測評，一個品種的各指標平均值越大，說明該品種抗寒性越強。由表3可知，抗寒性比由強到弱依次為：柳城05/137＞海大28＞柳城06/241＞柳城03/1137＞柳城05/ 126＞柳城03/182＞臺04/32＞ROC22（CK）＞柳城03/362。

3 討論

甘蔗的抗寒性是綜合性狀，選用抗寒性強的品種是減少寒害對蔗糖產(chǎn)業(yè)影響最為有效的措施之一。甘蔗抗寒性根據(jù)不同的要求其測定指標方法不同，任何一種鑒定方法和指標都有局限性。選擇多個生理生化指標，運用隸屬函數(shù)方法綜合評價甘蔗抗寒性，分析品種間的抗寒性差異，可為今后新品種的選育提供參考。

[1]陳超君，韋漢文，吳建明，等．引進甘蔗品種抗寒性評價[J]．南方農(nóng)業(yè)學(xué)報，2012，43（6）：744－748．

[2]李雪．園林6號等甘蔗新品種（系）抗旱性及抗寒性研究[D]．廣西：廣西大學(xué)，2007：1－5．

[3]黃有總，徐建云，陳超君，等．幾個甘蔗新品種的抗旱性和抗寒性比較研究[J]．廣西農(nóng)業(yè)生物科學(xué)，2002，21（2）：101－104．

[4]劉紹棣．作物生理研究法[M]．北京：農(nóng)業(yè)出版社，1988：55－56．

[5]張治安，陳展宇．植物生理學(xué)實驗技術(shù)[M]．吉林：吉林大學(xué)出版社，2008：192－193．

[6]郝再斌，蒼晶，徐仲．植物生理實驗[M]．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004：22－24，101－103．

[7]龔明．作物抗旱性鑒定方法與指標及其綜合評價[J]．云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，1989，4（1）：73－81．

A Preliminary Report on the Cold Resistance of Different Sugarcane Varieties

WEI Qiao－yun1,2,PAN Jie－chun2
（1.Guangxi South Subtropical Agricultural Science Research Institute,Longzhou Guangxi 532415; 2.Guangxi University,Nanning 530004,China)

With weak cold resistance of the new Taiwan Sugar 22(ROC22)as the control,a total of 9 sugarcane varieties(Taiwan04/32,Liucheng03/182,Liucheng 06/241,Haida 28,Liucheng03/1137,Liucheng 05/137, Liucheng03/362,Liucheng 05/126)was elected as trial materials．A comparative study on 3 physiological and biochemical indexes of sugarcane+1 leaves in the field under low temperature condition was carried out to estimate the ability of cold resistance of 9 varieties．The cold resistance order of the 9 sugarcane varieties were as follows:Liucheng 05/137＞Haida 28＞Liucheng 06/241＞Liucheng 03/1137＞Liucheng 05/126＞Liucheng03/182＞Taiwan04/32＞New Taiwan Sugar 22＞Liucheng 03/362．

sugarcane;chlorophyll content;malonaldehyde content;cell membrane permeability;cold resistance

S566.1

A

1007－2624（2016）06－0015－02

10.13570/j.cnki.scc.2016.06.006

2016-06-19

甘蔗高產(chǎn)、高糖、高抗、適機械化新品系培育，廣西公益基金項目（CXNYRKS201602）。

韋巧云，女，廣西柳城人，大學(xué)本科，助理翻譯，研究方向為作物栽培和品種選育。E-mail：weiqiaoyu123@163.com

潘介春，男，副教授，E-mail：markpan2004@126.com