節(jié)瓜耐熱性指標(biāo)的篩選與資源耐熱性評(píng)價(jià)

林錦英 喬燕春 謝偉平 李兆龍 張偉安 賀立紅 譚雪

摘 要 通過(guò)對(duì)其苗期相對(duì)電導(dǎo)率、疫病、病毒病、葉片萎蔫指數(shù)、發(fā)芽率及胚根生長(zhǎng)速度測(cè)定的實(shí)驗(yàn)方法對(duì)35份節(jié)瓜自交系材料的耐熱性鑒定和評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：葉片萎蔫指數(shù)、苗期相對(duì)電導(dǎo)率、發(fā)芽率以及胚根生長(zhǎng)速度、45 ℃處理存活率可以綜合評(píng)價(jià)節(jié)瓜的耐熱性，并且利用這幾個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)了35份材料的耐熱性。

關(guān)鍵詞 節(jié)瓜；耐熱性測(cè)定；評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào) S642.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

Screening of Heat Resistance Indices and Heat Resistance

Evaluation of Benincasa hispida cogn. var. chieh-qua

LIN Jinying1， QIAO Yanchun1 *， XIE Weiping1， LI Zhaolong1，

ZHANG Weian2， HE Lihong2， TAN Xue1

1 Guangzhou Academy of Agricultural Sciences， Guangzhou， Guangdong， 510308， China

2 College of Life Science， Zhongkai University of Agriculture and Engineering， Guangzhou， Guangdong， 510225， China

Abstract By determining the conductivities of seedling stage， phytophthora blight， virus disease， leaf wilting index， germination percentage and growth rate of radical， the identification of heat resistance of 35 Benincasa hispida cogn. var. chieh-qua materials was investigated. The results showed that leaf wilting index， the conductivities of seedling stage， germination percentage， growth rate of radical and survival rate under 45 temperature could be a comprehensive evaluation of heat resistance of B. hispida， and the heat resistance of the 35 materials was evaluated.

Key words Benincasa hispida Cogn. var. chieh-qua； heat resistance measurement； evaluation

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.01.012

節(jié)瓜（Benincasa hispida Cogn. var. chieh-qua）為葫蘆科冬瓜屬的一個(gè)變種，又名毛瓜、北瓜，是中國(guó)的特產(chǎn)蔬菜之一，原產(chǎn)于中國(guó)南方，華南地區(qū)春、秋季均可栽培。節(jié)瓜具有清熱解毒、消暑、利尿等功能，深受港澳同胞以及東南亞人們的喜愛(ài)，是中國(guó)蔬菜出口的重要品種之一。

近年來(lái)，盛夏季節(jié)華南地區(qū)高溫高濕天氣頻繁，栽培過(guò)程中存在病害重、產(chǎn)量低、品質(zhì)差等問(wèn)題。彭慶務(wù)等[1]開(kāi)展了節(jié)瓜耐熱材料創(chuàng)制及新品種選育等工作，希望能夠選育出適應(yīng)更高溫生長(zhǎng)環(huán)境的品種。同一物種不同材料的耐熱性衡量標(biāo)準(zhǔn)也有差異，謝大森等[2]研究認(rèn)為節(jié)瓜耐熱性研究應(yīng)側(cè)重于生殖階段。除了開(kāi)展節(jié)瓜耐熱性研究外，其他瓜類蔬菜也有相關(guān)研究，饒貴珍等[3]研究認(rèn)為高溫座果率、產(chǎn)量、病毒病病情指數(shù)、苗期相對(duì)電導(dǎo)率都可以作為觀賞南瓜耐熱性鑒定指標(biāo)。吳攀建等[4]研究認(rèn)為高溫脅迫下黃瓜體內(nèi)蛋白質(zhì)的變性和凝聚等是黃瓜耐熱性研究的重要指標(biāo)。王濤等[5]研究認(rèn)為溫度是影響植物生長(zhǎng)發(fā)育的主要環(huán)境因子，高溫脅迫下植物生理生化變化對(duì)植物耐熱性提出思考。在前人研究基礎(chǔ)上，本實(shí)驗(yàn)將采用高溫條件下栽培的不同節(jié)瓜作為材料，對(duì)其苗期電導(dǎo)率、疫病、病毒病、葉片萎蔫指數(shù)、生長(zhǎng)勢(shì)等開(kāi)展實(shí)驗(yàn)及調(diào)查，采用人工氣候箱持續(xù)恒定高溫測(cè)定不同節(jié)瓜品種在高溫下的存活率，從而鑒定出耐熱性品種。通過(guò)計(jì)算各種性狀之間的相關(guān)性，確定節(jié)瓜生理指標(biāo)與耐熱性的關(guān)系。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為35份節(jié)瓜高代自交材料，供試材料均來(lái)自廣州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院花都基地。

1.2 方法

試驗(yàn)在廣州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院育種實(shí)驗(yàn)室內(nèi)及花都基地大田進(jìn)行，2015年6月18日播種，每份材料各90株，實(shí)驗(yàn)室選擇營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)土育苗，大田播種選擇地力一致的田快，每小區(qū)面積15 m2，30株苗；隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)選擇同一時(shí)期調(diào)查。

1.2.1 苗期45 ℃恒溫耐熱性觀察 供試節(jié)瓜材料生長(zhǎng)到2～3片真葉時(shí)，將節(jié)瓜材料置于實(shí)驗(yàn)室人工培養(yǎng)箱中，培養(yǎng)溫度為45 ℃，每種培養(yǎng)溫度設(shè)3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)數(shù)量為30株，培養(yǎng)時(shí)間為48 h，觀察材料對(duì)高溫的反應(yīng)情況，調(diào)查植株存活率。

1.2.2 苗期相對(duì)電導(dǎo)率的測(cè)定 苗期相對(duì)電導(dǎo)率測(cè)定采用梅特勒電導(dǎo)儀測(cè)定，測(cè)定方法參照謝大森[2]等方法進(jìn)行。

1.2.3 田間性狀的調(diào)查 供試材料盛花期的2015年8月2～8日，連續(xù)1周11 ： 00～13 ： 00點(diǎn)（氣溫在35～37 ℃，地表溫在45～50 ℃）進(jìn)行調(diào)查，各材料連續(xù)調(diào)查30株，分別調(diào)查疫病、病毒病、葉片萎蔫指數(shù)。疫病分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參照楊宇紅等[6]、翟玉蘭等[7]，病毒病分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參照翟玉蘭等[7]，葉片萎蔫指數(shù)參照謝大森等[2]進(jìn)行。

疫病田間調(diào)查的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：0級(jí)：無(wú)病斑；Ⅰ級(jí)：病斑占整個(gè)葉面積5%以下；Ⅲ級(jí)：病斑占整個(gè)葉面積6%～10%，或莖部水浸狀，梢變黃，葉片不萎蔫；Ⅴ級(jí)：病斑占整個(gè)葉面積11%～20%，或基部水浸狀，病斑超過(guò)2 cm，梢縊縮或葉片萎蔫；Ⅶ級(jí)：病斑占整個(gè)葉面積21%～50%或基部病斑超過(guò)3 cm，或莖部縊縮明顯，葉片萎蔫；Ⅸ級(jí)：病斑占整個(gè)葉面積50%以上或植株萎蔫死亡。

病毒病田間調(diào)查的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：0級(jí)：無(wú)癥；Ⅰ級(jí)：輕微花葉；Ⅲ級(jí)：心葉及中下部葉片花葉；Ⅴ級(jí)：心葉及中下部葉片花葉，少數(shù)葉畸型；Ⅶ級(jí)：多數(shù)葉畸形、皺縮；Ⅸ級(jí)：嚴(yán)重花葉、畸形甚至死亡。

葉片萎蔫分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：0級(jí)：無(wú)萎蔫程度；Ⅰ級(jí)：20%以下；Ⅲ級(jí)：20%～40%；Ⅴ級(jí)：40%～60%；Ⅶ級(jí)：60%～80%；Ⅸ級(jí)：80%以上。

1.2.4 發(fā)芽率、胚根生長(zhǎng)速度的測(cè)定 對(duì)節(jié)瓜種子進(jìn)行4 h浸種處理，然后用擰干的濕紗布把節(jié)瓜種子包裹起來(lái)，每處理種子100粒，3次重復(fù)。在28 ℃左右常溫和45 ℃高溫條件下進(jìn)行催芽處理，3 d后對(duì)種子進(jìn)行發(fā)芽情況的統(tǒng)計(jì)：發(fā)芽率=發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%，用胚根生長(zhǎng)的長(zhǎng)度表示其生長(zhǎng)速度（單位：mm）。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用EXCEL統(tǒng)計(jì)軟件，開(kāi)展方差分析和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 耐熱性測(cè)定

不同節(jié)瓜材料在45 ℃高溫條件下連續(xù)處理48 h后的存活率見(jiàn)表1。從表1可看出，35份材料的平均存活率為44.05%，將供試材料按照100%制自行分成7級(jí)，每級(jí)標(biāo)準(zhǔn)間隔14.3%，0～14.3%為0級(jí)高溫存活率，14.4%～28.6%為Ⅰ級(jí)高溫存活率，28.7%～42.9%為Ⅱ級(jí)高溫存活率，43.0%～57.2%為Ⅲ級(jí)高溫存活率，57.3%～71.5%為Ⅳ級(jí)高溫存活率，71.6%～85.8%為Ⅴ級(jí)高溫存活率、為85.9%～100%為Ⅵ級(jí)高溫存活率，按照七級(jí)分級(jí)，15008、15024為Ⅵ級(jí)高溫存活率，存活率最高，15006、15015、15021、15025、15026為Ⅴ級(jí)高溫存活率，15017、15018、15019、15027、15031、15035為Ⅳ級(jí)高溫存活率，這13份材料在45 ℃高溫下存活率比較高，說(shuō)明這些節(jié)瓜自交系的耐熱性相對(duì)較好。

2.2 電導(dǎo)率測(cè)定

節(jié)瓜相對(duì)電導(dǎo)率的值越大，細(xì)胞膜系統(tǒng)被破壞的程度越大，說(shuō)明耐熱性越低。相反，如果測(cè)定相對(duì)電導(dǎo)率的值越小，則耐熱性越強(qiáng)。通過(guò)對(duì)35份節(jié)瓜材料進(jìn)行相對(duì)電導(dǎo)率的測(cè)定，結(jié)果表明（表2），供試的材料相對(duì)電導(dǎo)率平均值為（25.6±1.09）%，按照相對(duì)電導(dǎo)率值從小到大的順序編號(hào)為：15024、15025、15006、15008、15009、15026、15016、15019、15020、15035、15031、15018、15027、15028、15017、15034、15029、15030、15032、15015、15007相對(duì)電導(dǎo)率均低于平均值，說(shuō)明20份自交系材料相對(duì)耐熱性在中等以上，其中以15024、15025、15006、15008、15009、15026的6份自交系材料相對(duì)電導(dǎo)率值較低，耐熱性較好。

2.3 田間抗性表現(xiàn)

通過(guò)對(duì)節(jié)瓜材料田間抗性調(diào)查，結(jié)果如表3。從表3可看出，節(jié)瓜的疫病發(fā)病程度主要圍繞在Ⅰ級(jí)，少數(shù)在Ⅲ級(jí)與Ⅴ級(jí)之間；而病毒病發(fā)病程度全部在Ⅰ級(jí)，基本沒(méi)有發(fā)病，葉片萎蔫指數(shù)則相對(duì)程度較嚴(yán)重，主要在Ⅲ級(jí)Ⅴ級(jí)萎蔫程度，少數(shù)部分在Ⅰ級(jí)，也存在少數(shù)部分萎蔫程度達(dá)到比較嚴(yán)重的Ⅶ級(jí)，綜合表現(xiàn)可見(jiàn)15015、15016、15018、15026、15030、15031、15035抗病性和耐萎蔫性較好；其次是15001、15002、15006、15007、15008、15017、15019、15020、15021、15024、15025、15027、15032、15034；不耐疫病和萎蔫的是15005、15009、15010、15014、15028、15029，，耐疫病不耐萎蔫的是15022、15003、15004、15012、15013、15023、15033。

2.4 高溫對(duì)節(jié)瓜發(fā)芽率、胚根伸長(zhǎng)的影響

通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知（表4），高溫下節(jié)瓜種子的萌發(fā)和生長(zhǎng)速度大大受到抑制，相比之下，節(jié)瓜種子在28 ℃左右常溫條件下萌發(fā)和生長(zhǎng)的速度明顯比高溫條件下的好。高溫條件抑制節(jié)瓜種子萌發(fā)，高溫脅迫下對(duì)不同節(jié)瓜材料的發(fā)芽率和胚根的影響不完全相同。經(jīng)數(shù)據(jù)分析，種子萌發(fā)的抑制程度平均值為68.66%，種子在高溫處理下發(fā)芽率抑制程度最大為85.43%，最小為52.26%；材料15006、15008、15009、15015、15016、15017、15018、15019、15021、15022、16023、15024、15025、15026、15027、15028、15030、15031、15035均高于平均值，尤以15006、15008、15019、15021、15024、15025、15026、15027、15031、15035材料抑制程度較??；胚根生長(zhǎng)速度的抑制程度平均值為57.78%，胚根生長(zhǎng)速度抑制程度最大為85.80%，最小為23.46%，15006、15008、15012、15017、15018、15019、16020、15021、15023、15024、15025、15026、15027、15028、15030、15031、15032、15033、15035，尤以15012、15019、16023、15024、15025、15026抑制程度較小。35份材料中發(fā)芽率和胚根生長(zhǎng)速度的變異系數(shù)分別16.51%和27.11%，說(shuō)明高溫對(duì)胚根生長(zhǎng)速度比種子發(fā)芽率影響明顯。

2.5 耐熱性參數(shù)指標(biāo)的相關(guān)分析

從節(jié)瓜耐熱性參數(shù)指標(biāo)的相關(guān)分析（表5）可知，疫病與葉片萎蔫指數(shù)和相對(duì)電導(dǎo)率呈正相關(guān)，與發(fā)芽率、胚根生長(zhǎng)速度和45 ℃處理存活率呈負(fù)相關(guān)；葉片萎蔫指數(shù)則與相對(duì)電導(dǎo)率呈正相關(guān)，與發(fā)芽率、胚根生長(zhǎng)速度和45 ℃處理存活率呈負(fù)相關(guān)；相對(duì)電導(dǎo)率與發(fā)芽率、胚根生長(zhǎng)速度和45 ℃處理存活率呈負(fù)相關(guān)；發(fā)芽率與胚根生長(zhǎng)速度和45 ℃處理存活率呈正相關(guān)；胚根生長(zhǎng)速度與45 ℃處理存活率也是呈正相關(guān)。理論上，相關(guān)系數(shù)r的絕對(duì)值越接近于1相關(guān)性就越強(qiáng)，從表5可得到，葉片萎蔫指數(shù)與電導(dǎo)率的r=0.705，葉片萎蔫指數(shù)與45 ℃處理存活率的r=-0.5262，相對(duì)電導(dǎo)率與45 ℃處理存活率的r=-0.783，發(fā)芽率與45 ℃處理存活率的r=0.902，胚根生長(zhǎng)速度與45 ℃處理存活率的r=0.910，說(shuō)明葉片萎蔫指數(shù)、苗期相對(duì)電導(dǎo)率、發(fā)芽率、胚根生長(zhǎng)速度和耐熱性相關(guān)性較明顯，45 ℃處理存活率和耐熱性存在一定的相關(guān)性，綜合分析這5項(xiàng)指標(biāo)，可以用來(lái)鑒定節(jié)瓜材料的耐熱性。

3 討論

前人對(duì)蔬菜耐熱性方面的研究報(bào)道較多，但每種蔬菜衡量指標(biāo)存在一定差異，劉進(jìn)生等[8]研究認(rèn)為在一定的高溫條件下可以用番茄的座果率來(lái)預(yù)測(cè)耐熱性，羅少波等[9]研究認(rèn)為在高溫條件下的大白菜結(jié)球性可以作為鑒定耐熱性的重要指標(biāo)，吳建攀等[4]認(rèn)為高溫下蛋白質(zhì)的變性和凝聚是可以作為衡量耐熱性的指標(biāo)，韓笑冰等[10]研究認(rèn)為蘿卜葉的外形變化可以作為耐熱性衡量的指標(biāo)。陳清華等[11]通過(guò)篩選抗逆性強(qiáng)的節(jié)瓜進(jìn)行一系列雜交配置的相關(guān)研究進(jìn)行節(jié)瓜品種選育；謝大森等[2]認(rèn)為節(jié)瓜商品產(chǎn)量是作為衡量節(jié)瓜品種的耐熱性差異的主要指標(biāo)，而電導(dǎo)率、病毒性是作為次要指標(biāo)，輔助性指標(biāo)是座果率、畸形瓜率和疫病等。

本試驗(yàn)在前人研究的基礎(chǔ)上，綜合分析認(rèn)為葉片萎蔫指數(shù)、苗期相對(duì)電導(dǎo)率、發(fā)芽率以及胚根生長(zhǎng)速度、45 ℃處理存活率可以綜合評(píng)價(jià)節(jié)瓜的耐熱性。經(jīng)五組數(shù)據(jù)分析顯示，35份材料中表現(xiàn)抗（較耐）熱的材料是15024，其次是15008、15019、15025、15026、15027耐熱性較好，耐熱性中等（一般）的材料是15001、15002、15006、15007、15012、15015、15017、15018、15020、15021、15031、15032、15034、15035，耐熱性相對(duì)差的材料是15003、15004、15009、15011、15013、15016、15022、15023、15028、15030、15033。耐熱性較差的材料是15005、15010、15014、15029。

結(jié)合前人研究和本試驗(yàn)結(jié)果，節(jié)瓜的耐熱性評(píng)價(jià)指標(biāo)受多種因素的影響，可以從多個(gè)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行綜合考量，如葉片萎蔫指數(shù)、苗期相對(duì)電導(dǎo)率、發(fā)芽率以及胚根生長(zhǎng)速度、45 ℃處理存活率、疫病等，利用本試驗(yàn)篩選的評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)35份材料進(jìn)行耐熱性鑒定，確立了一批耐熱性較好的材料，可為節(jié)瓜抗逆性研究提供參考。

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