6個甘薯品種抗旱性的比較篩選與綜合評價

馬福剛 韓笑 金平

摘要 [目的]研究徐薯22號等6個甘薯品種（系）的抗旱性，為甘薯的抗旱育種和栽培提供理論依據(jù)。[方法]采用田間人工間隔灌水的方法施加干旱脅迫，測定干旱脅迫下的葉片丙二醛含量、游離脯氨酸含量、過氧化物酶活性，并應用隸屬函數(shù)方法對測定的指標進行抗旱性分析和綜合評價。[結(jié)果]6個不同抗旱性甘薯品種葉片丙二醛含量、游離脯氨酸含量、過氧化物酶活性在干旱脅迫下有顯著變化。隸屬函數(shù)法結(jié)果顯示，不同品種抗旱性由強到弱排序依次為蜂蜜罐、韓國紫薯、商薯6號、徐067715 、桂粉2號、徐薯22號。[結(jié)論]蜂蜜罐、韓國紫薯的抗旱性較好，而徐薯22號、桂粉2號的抗旱性相對較差。

關鍵詞 甘薯；抗旱性；生理響應；綜合評價

中圖分類號 S531 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2018）21-0050-02

Abstract [Objective]To research the drought resistance of six sweet potato cultivars such as Xushu 22， and to provide a theoretical basis for droughtresistance breeding and cultivation of sweet potato. [Method] Drought stress was applied by field artificial interval irrigation. The MDA content， free proline content and peroxidase （POD）activity in the leaves were detected. Evaluation of drought tolerance was analyzed with subordinate function.[Result]There were significant changes in MDA content， proline content and POD activity in 6 different droughtresistant sweet potato varieties. Results of membership function method showed that their comprehensive drought resistances from high to low were in the order of Honey Pot， Korea Zishu， Shangshu 6， Xu 067715， Guifen 2 and Xushu 22.[Conclusion]The drought resistance of Korea Zishu and Honey Pot were better， while Xushu 22 and Guifen 2 were relatively poor.

Key words Sweet potato；Drought resistance；Physiological response；Comprehensive evaluation

甘薯是世界主要糧食作物之一，也是重要的工業(yè)原料作物和飼料作物。作為世界上最大的甘薯生產(chǎn)國，中國用占世界60%左右的種植面積，收獲了世界總產(chǎn)的80%左右[1]。甘薯在平原地區(qū)的耕種面積逐年下降，非耕地資源（邊際土地）將成為甘薯種植的主要發(fā)展空間[2]。新疆地處西北，為干旱、內(nèi)陸鹽堿地。為使新疆的甘薯可持續(xù)發(fā)展，開展選育和推廣抗旱性強的高產(chǎn)甘薯品種是提高甘薯總體產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本的有效途徑之一。

前人對甘薯抗旱鑒定等方面已取得了一些研究進展。吳巧玉等[3]采用盆栽水分脅迫的方法，結(jié)果顯示持續(xù)干旱脅迫下甘薯材料葉片相對含水量不斷降低，葉綠素降解且含量持續(xù)減少，而丙二醛和脯氨酸含量不斷上升，超氧化物歧化酶表現(xiàn)為先增加后減少趨勢。張明生等[4]利用不同PEG濃度對甘薯進行根際滲透脅迫處理，在輕度水分脅迫（0～20% PEG）下，SOD 活性幾乎都呈上升趨勢，但在重度水分脅迫（大于20%PEG）下，多數(shù)品種SOD活性減弱。王忠安等[5]研究了水分脅迫對不同抗旱性甘薯品種膜脂過氧化和非酶促保護物質(zhì)的影響，結(jié)果顯示在水分脅迫條件下甘薯的抗壞血酸、丙二醛、電導率、超氧陰離子自由基和過氧化氫含量均有不同程度的增加，而類胡蘿卜素有不同程度的下降，還原型谷光氨肽含量先下降后上升。鑒于此，筆者2016 年在新疆進行了徐薯22號、徐067715、韓國紫薯、桂粉2號、商薯6號、蜂蜜罐共6個品種（系）甘薯的抗旱試驗。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2016年在新疆農(nóng)業(yè)科學院安寧渠試驗場進行。試驗區(qū)四周設保護行，每個品種3次重復，錯位旋轉(zhuǎn)排列。

1.2 材料

試驗甘薯品種共6個，為徐薯22號、徐067715、韓國紫薯、桂粉2號、商薯6號、蜂蜜罐。

1.3 方法

按照當?shù)胤N植甘薯模式進行灌水，直到薯塊膨大期開始，旱區(qū)進行間隔式灌水；水區(qū)正常灌水。在薯塊膨大期開始后（7—8月），分階段對旱區(qū)和水區(qū)的甘薯進行采樣，測定與抗旱相關的生理生化指標（POD、MDA、脯氨酸含量）。

1.4 指標測定

1.4.1 丙二醛（MDA）含量。采用硫代巴比妥（TBA）法[6]測定。

1.4.2 游離脯氨酸（Pro）含量。采用磺基水楊酸法[7]測定。

1.4.3

過氧化物酶（POD）活性。采用愈創(chuàng)木酚法[8]測定。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel、DPS 軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫處理對各品種（系）抗旱生理指標的影響

2.1.1 過氧化物酶（POD）活性。

POD 酶是植物細胞體內(nèi)活性氧清除酶系，可以用于防止細胞內(nèi)過量自由基對生物大分子與質(zhì)膜破壞。研究表明，水分脅迫后甘薯品種間的葉片POD 活性發(fā)生了變化。不同品種間變化幅度差異顯著。干旱脅迫下過氧化物酶增加越大的品種抗旱性越強。由圖1 可知，所有品種（系）經(jīng)干旱脅迫處理后過氧化物酶活性大幅升高，不同品種（系）間升幅差異明顯。各品種（系）干旱脅迫的過氧化物酶活性增幅由高到低依次為韓國紫薯、蜂蜜罐、商薯6號、徐067715、徐薯22號、桂粉2號。

2.1.2 丙二醛（MDA）含量。

丙二醛的積累是反映細胞膜脂過氧化作用強弱和質(zhì)膜破壞程度的重要指標，也是鑒定甘薯品種抗旱性強弱的重要指標，在相同干旱脅迫強度下，丙二醛含量增幅小的品種較耐旱，增幅大的品種耐旱性差。由圖2可知，所有品種（系）經(jīng)干旱脅迫處理后丙二醛含量都有不同程度的升高，不同品種（系）間升幅差異顯著。各品種（系）干旱脅迫的丙二醛含量增幅由大到小依次為徐薯22號、徐067715、桂粉2號、韓國紫薯、蜂蜜罐、商薯6號。

2.1.3 脯氨酸含量。

脯氨酸是氨基酸中最為有效的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，正常情況下在植物體內(nèi)的含量較低，干旱脅迫時會大幅增高，對維持細胞與環(huán)境的滲透平衡、穩(wěn)定生物大分子的結(jié)構(gòu)具有重要作用。干旱脅迫下葉片脯氨酸含量的高低和比受旱前提高的幅度均可以作為鑒定甘薯品種抗旱性的參考指標之一。干旱脅迫下葉片脯氨酸含量較高和升幅較大的甘薯品種耐旱性較強，含量較低和升幅較小的品種耐旱能力較差。由圖3 可知，所有品種（系）經(jīng)干旱脅迫后葉片游離脯氨酸含量除了徐薯22號其他品種均有提高，但增幅量差異很大，最大的韓國紫薯增幅為68.2%，最小的徐薯22號基本沒有增長。干旱脅迫處理的脯氨酸含量增幅由大到小依次為韓國紫薯、蜂蜜罐、商薯6號、桂粉2號、徐067715、徐薯22號。

2.2 用隸屬函數(shù)方法對6個甘薯草品種的抗旱性進行綜合評價

甘薯的抗旱性是一個受多因素影響的、復雜的數(shù)量性狀，用單一指標很難全面性地反映品種抗旱性的強弱，必須用多個指標進行綜合評價。筆者采用隸屬函數(shù)法，將各材料各項指標的隸屬函數(shù)值加起來求其平均值得其綜合評價值，綜合評價值越大，抗旱性越強，反之則弱。表1 為各甘薯品種3項抗旱參數(shù)的綜合評判結(jié)果，抗旱性由強到弱順序為蜂蜜罐、韓國紫薯、商薯6號、徐067715、桂粉2號、徐薯22號。

3 結(jié)論與討論

目前，作物抗旱鑒定主要包括形態(tài)指標和生理生化指標，其中形態(tài)指標包含各種農(nóng)藝性狀、生長速率、根系形態(tài)等，生理生化指標包含相對含水量、自由水、束縛水、過氧化物酶POD、滲透勢、脯氨酸、丙二醛、滲透調(diào)節(jié)等[9]。許多學者認為，采用單一指標評價作物綜合抗旱性有一定的局限性，綜合評價作物抗逆性常用方法有加權(quán)法[10]、模糊評判法[11]、隸屬函數(shù)法[12]等，其中隸屬函數(shù)法是一種較好的抗旱性綜合評價方法。

該試驗結(jié)果表明，不同品種甘薯對干旱脅迫的敏感程度差異明顯。在該研究中選用過氧化物酶、脯氨酸含量和MDA 含量3個抗旱性指標對6個甘薯品種進行性抗旱性分析、比較篩選以及綜合評價，結(jié)果表明6個甘薯品種在干旱脅迫下存在明顯的抗旱性差異。從試驗結(jié)果來看，以單一的指標為依據(jù)對抗旱性排序，每一指標得到的順序都不相同，這可能是各品種之間的抗旱機制存在著差異；從各個指標變化的趨勢上綜合考慮，采用隸屬函數(shù)法對6 個甘薯品種進行抗旱性的綜合評價和抗旱性排序，得到較為全面的結(jié)果。該試驗結(jié)果顯示，蜂蜜罐、韓國紫薯的抗旱性較好，而徐薯22號、桂粉2號的抗旱性相對較差。

參考文獻

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