茄子耐熱性苗期指標(biāo)的篩選及耐熱種質(zhì)鑒定

張冉++賈利++方凌++張其安++劉童光++田紅梅++江海坤++嚴(yán)叢生

摘 要：試驗(yàn)通過(guò)比較4個(gè)茄子品種在高溫條件下6個(gè)生理生化指標(biāo)和生長(zhǎng)情況表現(xiàn)出的差異，篩選出熱害指數(shù)、膜相對(duì)電導(dǎo)率和可溶性糖含量3個(gè)指標(biāo)在幼苗期可一定程度反映茄子耐熱性；基于以上3個(gè)指標(biāo)對(duì)20份茄子種質(zhì)進(jìn)行苗期耐熱鑒定，最終篩選出E-4、E-7、E-11、E-21這4個(gè)耐熱性較強(qiáng)的材料。

關(guān)鍵詞：茄子；耐熱性；指標(biāo)；鑒定

中圖分類(lèi)號(hào)：S641.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-3547（2017）12-0036-05

茄子是茄科茄屬植物[1，2]，我國(guó)茄子品種類(lèi)型豐富，栽培歷史悠久，在各省各地均有栽培，為我國(guó)夏季的主要蔬菜之一[3]。茄子喜溫，在日溫25～30℃、夜溫18～25℃下生長(zhǎng)最為適宜[4，5]。研究發(fā)現(xiàn)，超過(guò)35℃的連續(xù)高溫不利于茄子生長(zhǎng)發(fā)育[6]，會(huì)導(dǎo)致花發(fā)育不良、花期縮短、花粉活力下降、落花落果增加，果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)下降等問(wèn)題[7，8]。

目前在對(duì)茄子耐熱性鑒定研究中，使用較為頻繁的有熱害指數(shù)測(cè)定法與生理生化指標(biāo)測(cè)定法等。熱害指數(shù)、細(xì)胞膜電導(dǎo)率和脯氨酸含量是目前鑒定茄子苗期耐熱性普遍會(huì)使用的評(píng)價(jià)指標(biāo)[1]?？扇苄蕴?、可溶性蛋白、丙二醛含量、葉綠素含量以及各種抗氧化酶的活性等指標(biāo)也有研究人員將其作為評(píng)價(jià)依據(jù)[9～11]。此外，田間的坐果率[12]、花粉活力[13]和結(jié)球率[14]等指標(biāo)也被作為其他蔬菜進(jìn)行田間耐熱性品種選育鑒定的重要依據(jù)。

本試驗(yàn)選用了不同的茄子品種，從各個(gè)品種在高溫條件下苗期所表現(xiàn)出的差異入手，通過(guò)比較生理生化和形態(tài)指標(biāo)，以便尋找簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確的茄子耐熱性鑒定方法。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料共24份，分別為篩選耐熱指標(biāo)所用的4份不同類(lèi)型的材料，包括長(zhǎng)茄、線(xiàn)茄、卵茄、圓茄（分別記為E-C、E-X、E-L、E-Y），以及需進(jìn)行耐熱鑒定的20份茄子種質(zhì)，編號(hào)分別為E-4、E-7、

E-10、E-11、E-12、E-16、E-21、E-23、E-24、E-27、E-29、E-32、E-36、E-37、E-41、E-45、E-47、E-49、E-50、E-55。試驗(yàn)材料均由安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所提供。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)在安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院日光溫室內(nèi)進(jìn)行。選取均勻、飽滿(mǎn)的種子，播于穴盤(pán)中，遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋、自然溫度下育苗。待茄子幼苗長(zhǎng)至4葉1心時(shí)，放入人工培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行高溫處理。先在白天28℃、夜間25℃、12 h/12 h光暗交替條件下預(yù)培養(yǎng)24 h。然后進(jìn)行高溫處理，每處理重復(fù)3次，每個(gè)重復(fù)10株。高溫處理1 d分為2個(gè)溫度段，43℃處理12 h，38℃處理12 h，12 h/12 h晝夜光暗交替，光照強(qiáng)度

8 000 lx，相對(duì)濕度控制在70%～80%，對(duì)照組設(shè)置日溫為28℃，夜溫25℃。連續(xù)處理5 d，每天觀(guān)察記錄茄子生長(zhǎng)情況，測(cè)定各項(xiàng)生理指標(biāo)，篩選出能相對(duì)準(zhǔn)確衡量茄子幼苗耐熱性的指標(biāo)；再用篩選出的指標(biāo)對(duì)20份茄子種質(zhì)進(jìn)行耐熱性鑒定，具體方法同上。

人工模擬氣候下熱害指數(shù)的測(cè)定：熱害指數(shù)測(cè)定參照張志忠等[7]的分類(lèi)方法略作調(diào)整，進(jìn)行熱害分級(jí)。分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為：0級(jí)，無(wú)熱害癥狀；1級(jí)，下部第1片真葉零星或局部泛黃；2級(jí)，下部第1片真葉完全變黃；3級(jí)，下部第1片真葉脫落或者下部2片真葉泛黃；4級(jí)，下部2片真葉脫落；5級(jí)，下部第3片真葉變黃或者2片以上真葉脫落。熱害指數(shù)=

∑各株級(jí)數(shù)/（最高級(jí)數(shù)×總株數(shù)）。

細(xì)胞膜相對(duì)電導(dǎo)率（REC）的測(cè)定：將每株茄苗取相同部位葉片，用打孔器在葉片上取相同數(shù)量的小圓片，放入燒杯中，用雙蒸水洗凈后，定容至

20 mL。靜置2.5 h后測(cè)定初始電導(dǎo)率（R1），沸水浴15 min，殺死植物組織，取出冷卻后在20℃恒溫下測(cè)定電導(dǎo)率（R2），計(jì)算相對(duì)電導(dǎo)率（R'=R1/R2）。重復(fù)3次，以室溫下葉片的電導(dǎo)率作照（RCK）。

葉片中的葉綠素相對(duì)含量（SPAD值）采用便攜式葉綠素儀SPAD-502進(jìn)行測(cè)量；丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法，脯氨酸含量用酸性茚三酮比色法，可溶性糖含量采用采用蒽酮法，具體方法分別參考《植物生理生化試驗(yàn)原理和技術(shù)》[15]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 22.0軟件經(jīng)Duncan's新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)，Pearson雙尾檢驗(yàn)進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 茄子苗期耐熱指標(biāo)的篩選

①高溫處理對(duì)4種茄子幼苗熱害指數(shù)的影響 由圖1、表1可以看出，高溫脅迫后，4個(gè)品種均出現(xiàn)熱害反應(yīng)，但不同品種間熱害指數(shù)有不同程度的差異。其中，E-Y品種熱害指數(shù)較低，最為耐熱；E-X與E-L間無(wú)明顯差異；E-C品種熱害指數(shù)值最大，最不耐熱。因此可以判斷苗期耐熱性順序排序?yàn)镋-Y>E-L、E-X>E-C，該方法簡(jiǎn)單易操作，可以作為茄子耐熱性的鑒定指標(biāo)。

②高溫處理對(duì)4種茄子膜相對(duì)電導(dǎo)率的影響 根據(jù)圖2可知，高溫處理后，熱害組膜相對(duì)電導(dǎo)率與對(duì)照組有較大差異，熱害組中，E-C品種的膜相對(duì)電導(dǎo)率顯著高于其他品種且增加值最大，說(shuō)明此品種在高溫下細(xì)胞膜受到的傷害較大，受害比較嚴(yán)重，不耐熱；E-X與E-L間增加量相似，無(wú)明顯差異；E-Y品種膜相對(duì)電導(dǎo)率增加量最低，較為耐熱。由表1可知，不同品種茄子幼苗在熱害情況下膜相與電導(dǎo)率較對(duì)照組差異較為顯著。

根據(jù)表2可知，熱害后膜相對(duì)電導(dǎo)率與熱害指數(shù)呈極顯著相關(guān)r=0.822**（P<0.01），適合作為鑒定茄子耐熱性的指標(biāo)。

③高溫處理對(duì)4種茄子葉片葉綠素相對(duì)含量的影響 由圖3可知，熱害處理前的茄子幼苗在適溫條件下葉綠素相對(duì)含量差異較不明顯，均在38～42；熱害后茄子幼苗葉片的SPAD值均發(fā)生小幅度的變化，不同品種在熱害下的葉綠素相對(duì)含量變化量不同。由表1可知，茄子幼苗在熱害后SPAD值均呈小幅下降趨勢(shì)，但熱害組和對(duì)照組的SPAD值均無(wú)明顯差異；表2顯示，熱害后SPAD值與熱害指數(shù)的相關(guān)性為r=-0.304，且與膜相對(duì)電導(dǎo)率相關(guān)性較小，不適合作為衡量茄子品種耐熱性的指標(biāo)。

④高溫處理對(duì)4種茄子幼苗丙二醛含量的影響 由圖4可知，各品種MDA含量較不同，但差異不顯著，總體數(shù)值在140～200 nmol/g；高溫脅迫后，各個(gè)品種的丙二醛含量均有不同程度上升。由表1可知，各品種的MDA含量均不同，但差異不顯著。經(jīng)表2相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)MDA含量與熱害指數(shù)無(wú)顯著性關(guān)系，不宜作為茄子耐熱性檢測(cè)指標(biāo)。

⑤高溫處理對(duì)4種茄子幼苗可溶性糖含量的影響 根據(jù)圖5數(shù)據(jù)可知，茄子品種在受到傷害后，葉片中可溶性糖含量均呈下降趨勢(shì)，其中以E-C下降最多；E-X和E-L降幅次之；E-Y降幅最少。由表1可知，各品種葉片可溶性糖含量在熱害脅迫條件下較對(duì)照組差異顯著。由表2可知，熱害后可溶性糖含量與熱害指數(shù)相關(guān)系數(shù)r=-0.811**，呈極顯著相關(guān)；且與相對(duì)電導(dǎo)率的相關(guān)系數(shù)為r=

-0.922*，也呈極顯著相關(guān)。因此，在本試驗(yàn)中可溶性糖含量可以較好地反映茄子幼苗的耐熱性，可作為衡量茄子幼苗耐熱性的輔助指標(biāo)。

⑥高溫處理對(duì)4種茄子幼苗脯氨酸含量的影響 由圖6可知，各品種在熱害脅迫后脯氨酸含量均有不同程度上升，其中E-Y品種增幅最大，可達(dá)47.7%；E-C增幅次之，為42.9%；E-X和E-L增幅較小，分別為26.3%和27.7%。由表1可知，熱害組和對(duì)照組不同品種葉片脯氨酸含量較不顯著。經(jīng)表2分析發(fā)現(xiàn)，脯氨含量與熱害指數(shù)相關(guān)性較小，因此不適合選作茄子耐熱性鑒定指標(biāo)。

2.2 20份茄子種質(zhì)耐熱性的鑒定

根據(jù)表3可知，各參試茄子材料在高溫脅迫下均出現(xiàn)了熱害反應(yīng)，熱害情況有一定差異。編號(hào)為E-4、E-7、E-11、E-21的這4份材料在熱害條件下，熱害癥狀不明顯，熱害指數(shù)較低，說(shuō)明這4份材料耐熱性較強(qiáng)；E-12、E-24、E-50的熱害癥狀相對(duì)較輕，說(shuō)明這3份材料相對(duì)比較耐熱；E-41、E-55、E-27、E-29這4份材料熱害癥狀比較嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)了死株，說(shuō)明耐熱性較差。

20份茄子種質(zhì)的幼苗在適溫（日溫28℃、夜溫25℃）條件下相對(duì)電導(dǎo)率均保持在較低水平，但在高溫脅迫后均有不同程度上升。其中，編號(hào)為E-4的茄子種質(zhì)在熱害后電導(dǎo)率上升最低且保持在20% 以下，說(shuō)明耐熱性較強(qiáng)；同時(shí)，E-11、E-7、E-21 3份材料在高溫脅迫后電導(dǎo)率在38%以下，相對(duì)其他材料較為耐熱；E-27、E-29、E-41、E-45、E-55這5份材料在熱害后電導(dǎo)率上升較多，達(dá)50%以上，耐熱性較差。

另外，參試茄子在適溫條件下可溶性糖含量均處在一定范圍內(nèi)，差距比較小；熱害處理后，雖有不同程度下降，但E-11、E-7、E-12、E-4、E-50這5份材料仍保持著較高水平，說(shuō)明這些材料的耐熱性較強(qiáng)；E-29、E-41、E-45、E-49這4份材料的可溶性糖含量下降得比較多，耐熱性較差。

3 結(jié)論與討論

研究表明，利用以熱害癥狀表現(xiàn)為主的人工模擬氣候研究法鑒定植物耐熱性是一種準(zhǔn)確穩(wěn)定、簡(jiǎn)單可靠的方法[16]。熱害指數(shù)是一種形態(tài)直觀(guān)鑒定方法，要求苗期鑒定的溫度設(shè)置和處理時(shí)間需合理，以便得到肉眼可區(qū)分的不同熱害級(jí)別[9]。該方法簡(jiǎn)單易操作，可以作為茄子耐熱性的鑒定指標(biāo)。

高溫脅迫下，膜相對(duì)電導(dǎo)率反映的是植物細(xì)胞膜的熱穩(wěn)定性，細(xì)胞膜的熱穩(wěn)定性反映了植物的耐熱能力。已有研究結(jié)果認(rèn)為，高溫脅迫下，植物細(xì)胞膜透性增加為高溫脅迫的本質(zhì)現(xiàn)象之一[17]。本研究結(jié)果顯示，高溫脅迫后細(xì)胞膜相對(duì)電導(dǎo)率與熱害指數(shù)呈極顯著相關(guān)，可作為指標(biāo)來(lái)衡量茄子幼苗耐熱性。相對(duì)電導(dǎo)率變化值較小的茄子品種具有良好的熱穩(wěn)定性，耐熱性較強(qiáng)。

可溶性糖作為主要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，對(duì)植物提高抗高溫能力具有重要的作用。在本試驗(yàn)中與熱害指數(shù)和相對(duì)電導(dǎo)率均呈極顯著相關(guān)，可作為參考指標(biāo)協(xié)助評(píng)價(jià)茄子的耐熱性。

葉片葉綠素含量變化是葉片生理活動(dòng)變化的重要指標(biāo)之一，與光合速率大小具有密切關(guān)系。葉綠素儀通過(guò)測(cè)量葉片對(duì)2個(gè)波長(zhǎng)段里的吸收率來(lái)評(píng)估當(dāng)前葉片中葉綠素的相對(duì)含量，方便測(cè)量且操作簡(jiǎn)便；但在本試驗(yàn)中熱害組和對(duì)照組的SPAD值均無(wú)明顯差異，且SPAD降低值與熱害指數(shù)的相關(guān)性較小，不適合作為衡量茄子品種耐熱性的指標(biāo)。

丙二醛是細(xì)胞膜脂過(guò)氧化的產(chǎn)物，具有細(xì)胞毒性，會(huì)造成膜的損傷加劇。丙二醛含量的高低能反映膜脂過(guò)氧化的程度[18]，可作為衡量植物組織抗氧化能力高低的指標(biāo)。本試驗(yàn)中經(jīng)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，MDA含量與熱害指數(shù)無(wú)顯著性關(guān)系，不宜作為茄子耐熱性檢測(cè)指標(biāo)。

脯氨酸在植物抗逆脅迫中具有防止水分散失和提高原生質(zhì)體穩(wěn)定性的作用[19]。但本試驗(yàn)中，由于脯氨酸與熱害指數(shù)相關(guān)性較小且測(cè)量過(guò)程較為繁瑣，不宜作為茄子耐熱性鑒定的指標(biāo)。

本試驗(yàn)表明，通過(guò)測(cè)量4個(gè)茄子品種在高溫脅迫下各項(xiàng)生理生化指標(biāo)的變化，發(fā)現(xiàn)熱害指數(shù)、膜相對(duì)電導(dǎo)率可以在一定程度上反映茄子幼苗耐熱性，可以作為衡量幼苗耐熱性的指標(biāo)；可溶性糖含量與熱害指數(shù)、相對(duì)電導(dǎo)率呈顯著相關(guān)，可以作為衡量茄子幼苗耐熱性的輔助指標(biāo)；而葉片葉綠素相對(duì)含量、脯氨酸含量和MDA含量與熱害指數(shù)和相對(duì)電導(dǎo)率相關(guān)性較小，不能較好地反映各品種間的耐熱性，在本次試驗(yàn)中不宜作為耐熱指標(biāo)使用。

通過(guò)測(cè)定20份茄子種質(zhì)在高溫條件下熱害指數(shù)、細(xì)胞膜相對(duì)電導(dǎo)率和可溶性糖含量的變化，經(jīng)綜合分析發(fā)現(xiàn)E-4、E-7、E-11、E-21這4個(gè)材料在熱脅迫條件下熱害癥狀較為不明顯，熱害指數(shù)較低；在高溫脅迫后電導(dǎo)率仍然保持較低水平；熱害后可溶性糖含量下降幅度較小。因此，初步判斷這4份茄子材料具有較強(qiáng)的耐熱性。

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