27份番茄種質(zhì)資源種子萌發(fā)期耐低溫性評價

趙云霞 裴紅霞 高晶霞 顏秀娟 王學(xué)梅

摘要?以27份不同番茄資源為供試材料，測定常溫（25 ℃）和低溫（15 ℃）下種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽受損率等指標(biāo)，探討低溫對不同番茄資源種子萌發(fā)期的影響，以期為鑒定和培育耐低溫番茄品種提供參考。根據(jù)隸屬函數(shù)值的大小可得出不同番茄材料的耐低溫性，4個耐低溫性強(qiáng)的番茄資源為櫻桃番茄85號、109號、88-2號、大番茄60號。

關(guān)鍵詞?番茄;種子萌發(fā);耐低溫性

中圖分類號?S?641.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼?A

文章編號?0517-6611（2019）23-0045-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.23.016

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Evaluation of Low Temperature Resistance of 27 Tomato Germplasm Resources during Seed Germination

ZHAO Yun?xia，PEI Hong?xia，GAO Jing?xia et al

（Institute of Germplasm Resource，Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Science，Yinchuan，Ningxia 750002）

Abstract?Taking 27 different tomato resources as test materials， the germination rate， germination potential， germination index and germination damage rate of seeds under normal temperature （25 ℃） and low temperature （15 ℃） were measured to investigate the seed germination of different tomato resources at low temperature， in order to provide a reference for the identification and cultivation of low temperature tomato varieties. According to the size of the membership function， the low temperature resistance of different tomato materials can be obtained. Four tomato resources with low temperature tolerance were cherry tomatoes 85， 109， 88-2 and large tomato 60.

Key words?Tomato;Seed germination;Low temperature resistance

番茄（Lycopersicon esculentum Mill）是一種喜溫蔬菜，在生長發(fā)育過程中，溫度對其生長發(fā)育起著至關(guān)重要的作用，低溫甚至亞適溫是番茄在反季節(jié)設(shè)施栽培和早春露地栽培中的關(guān)鍵限制因子，低溫往往造成其生長發(fā)育受阻，嚴(yán)重影響成株期的生長發(fā)育、早期產(chǎn)量和果實(shí)的商品性[1]。因此耐低溫育種是番茄等茄果類蔬菜育種的主要目標(biāo)，優(yōu)良的耐低溫種質(zhì)資源是培育耐低溫性品種的依據(jù)。在耐低溫種質(zhì)資源篩選中，可在種子萌發(fā)期、幼苗期或開花結(jié)果期進(jìn)行。由于幼苗期和開花結(jié)果期階段的篩選費(fèi)時費(fèi)力，且開花結(jié)果期階段的篩選需要借助自然環(huán)境，人工很難創(chuàng)造適宜的篩選低溫環(huán)境。因此，在種子萌發(fā)期進(jìn)行耐低溫篩選具有簡單、易操作的優(yōu)點(diǎn)。許多科技工作者對影響番茄種子萌發(fā)的因素進(jìn)行了研究[2-8]，但大多集中在水分脅迫、鹽脅迫、重金屬脅迫、生化試劑對番茄種子萌發(fā)的影響方面。

種子萌發(fā)期對溫度的變化比較敏感，低溫是種子萌發(fā)的障礙因子之一，番茄種子最佳發(fā)芽溫度為20～30 ℃，在10 ℃ 時播后20 d只有6%發(fā)芽率，40 d時發(fā)芽率約為75%，15 ℃時發(fā)芽速率明顯遲緩[9]。由于番茄種子萌發(fā)期的耐低溫性能夠反映幼苗期、開花結(jié)果期耐低溫性能，在低溫條件下，不同種質(zhì)資源種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽受損率等是鑒定番茄種子耐低溫性能的重要指標(biāo)。因此，筆者以27份不同番茄資源為供試材料，測定常溫（25 ℃）和低溫（15 ℃）下種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽受損率等指標(biāo)，探討低溫對不同番茄資源種子萌發(fā)期的影響，以期為鑒定和培育耐低溫番茄品種提供參考。

1?材料與方法

1.1?試驗(yàn)材料

以27份番茄種質(zhì)資源為供試材料，供試材料編號分別為35號、41號、57號、58號、59號、60號、61號、78號、78-2號、78-3號、85號、85-1號、85-2號、88-1號、88-2號、88-3號、88-4號、87號、89號、90-1號、92號、100號、108號、109號、109-1號、109-2號、136號。

1.2?試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2018年3—5月開展。選取籽粒飽滿的番茄種子，置于55 ℃的水中浸種，室溫自然冷卻2 h，將種子平放于鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿中，每個培養(yǎng)皿放30粒，完全隨機(jī)排列，每品種重復(fù)3次，將培養(yǎng)皿置于（15±1）℃的恒溫培養(yǎng)箱，以25 ℃培養(yǎng)為對照，種子每天用蒸餾水沖洗2次。

1.3?測定項(xiàng)目與方法

1.3.1?單一指標(biāo)的鑒定。

將番茄材料分別放入（15±1）℃的恒溫培養(yǎng)箱中使其萌發(fā)，每天觀察其發(fā)芽情況，以胚根長超過種子長度的50%為標(biāo)準(zhǔn)，記錄番茄種子的發(fā)芽數(shù)。統(tǒng)計低溫處理下10 d的發(fā)芽勢，12 d的發(fā)芽率;常溫處理下4 d的發(fā)芽勢，7 d的發(fā)芽率。并計算相對發(fā)芽指數(shù)及發(fā)芽受損率。計算公式[11]：

發(fā)芽勢=4 d（10 d）內(nèi)正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%

發(fā)芽率=發(fā)芽終期正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%

發(fā)芽指數(shù)=∑（日發(fā)芽數(shù)/發(fā)芽天數(shù)）

發(fā)芽受損率=（對照發(fā)芽數(shù)-處理發(fā)芽數(shù)）/對照發(fā)芽數(shù)×100%

1.3.2?綜合指標(biāo)的鑒定。

以15 ℃低溫條件下的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)為指標(biāo)，計算這些指標(biāo)的綜合隸屬函數(shù)值。根據(jù)隸屬函數(shù)值的大小，確定番茄品種耐低溫性的差異，從中篩選出耐低溫性最強(qiáng)的番茄品種。耐低溫隸屬函數(shù)值Xij用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)值方法。

計算公式：Xij′=（Xij-Xjmin）/（Xjmax-Xjmin）

式中，Xij′表示i種類j指標(biāo)的耐冷隸屬值，Xij表示i種類j指標(biāo)的測定值，Xjmax、Xjmin分別表示指標(biāo)的最大值和最小值[10]。

1.4?數(shù)據(jù)處理

采用Excle 2010表格和DPS進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，表中數(shù)據(jù)均為 3 次重復(fù)的平均值。

2?結(jié)果與分析

2.1?低溫對番茄種質(zhì)資源種子發(fā)芽勢的影響

由圖1可知，種子在低溫處理下的發(fā)芽勢低于常溫處理下的發(fā)芽勢。在低溫處理下發(fā)芽勢在46%～100%，27份番茄資源中，發(fā)芽勢在70%以下占11%，在70%～90%占22%，在90%以上占67%。在低溫處理下，41、57、59、60、78、78-2、78-3、85-1、85-2、87、90-1、108、109-1這13份資源的發(fā)芽勢超過90%，88-2、88-4、89、109、109-2這5份資源的發(fā)芽勢均為100%。由此可知，18個資源的發(fā)芽勢最強(qiáng)，低溫對發(fā)芽勢影響較小。35、58、61、88-3、85、92這6個番茄資源次之，表現(xiàn)為一般耐低溫性。低溫對種子的發(fā)芽勢影響最大的資源有88-1、100、136，表現(xiàn)為耐低溫性較弱。

2.2?低溫對番茄種質(zhì)資源種子發(fā)芽率的影響

由圖2可知，種質(zhì)資源常溫下發(fā)芽率與低溫處理下的發(fā)芽率變化較大。在常溫處理下，27份番茄資源種子的發(fā)芽率均超過90%，說明這些資源的種子是合格的。低溫條件下，27份番茄資源中，18份資源在低溫與常溫下的發(fā)芽率無變化，分別為41、57、60、78、78-2、78-3、85、85-1、85-2、88-2、88-4、87、89、90-1、108、109、109-1、109-2，說明這18份資源有較高的耐低溫性。35、58、59、61、88-3、92這6份資源為一般耐低溫性。88-1、100、136這3份資源耐低溫較差。

2.3?低溫對番茄種質(zhì)資源種子發(fā)芽指數(shù)的影響

由圖3可知，與常溫相比，低溫處理下番茄各品種的發(fā)芽指數(shù)降低。低溫處理下，發(fā)芽指數(shù)為8.03～21.86。其中60、78、78-2、78-3、85、87、88-2、88-4、90-1、109的發(fā)芽指數(shù)最高，發(fā)芽速度快，表現(xiàn)為耐低溫強(qiáng)。35、85-2、88-1、100的發(fā)芽指數(shù)受低溫影響較大，發(fā)芽指數(shù)較低，表現(xiàn)為耐低溫性較弱。其余41、57、58、59、61、85-1、88-3、89、92、108、109-2、109-1、136資源低溫對發(fā)芽指數(shù)的影響一般，表現(xiàn)為一般耐低溫性。

2.4?低溫對番茄種質(zhì)資源種子發(fā)芽受損率的影響

由圖4可知，低溫處理下番茄各品種發(fā)芽受損率的變化幅度不大，為0%～23%。低溫處理下，41、57、60、78、78-2、78-3、85、85-1、85-2、88-2、88-4、87、89、90-1、108、109、109-1、109-2的發(fā)芽受損率為0，耐低溫性較強(qiáng)。35、58、59、61、88-3、92這6個資源的發(fā)芽受損率低于10%，表現(xiàn)為一般耐低溫性。88-1、100、136資源的發(fā)芽受損率較高，表現(xiàn)為耐低溫性較弱。

2.5?番茄不同種質(zhì)資源種子萌發(fā)期耐低溫性綜合評價

隸屬函數(shù)值能鑒定植物的耐冷性，為了更準(zhǔn)確地表示番茄種子的活力，可以用相對發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)三者構(gòu)建綜合活力指標(biāo)，三者的隸屬函數(shù)平均值表示種子活力。平均隸屬函數(shù)值越小，說明該番茄種質(zhì)資源低溫處理后的變化較大，從而說明該番茄種質(zhì)資源不耐低溫;反之，平均隸屬函數(shù)值越大，該番茄種質(zhì)資源低溫處理后的變化較小，說明該番茄種質(zhì)資源耐低溫。

由表1可知，平均函數(shù)值排名在前10的種質(zhì)資源有85、109、88-2、109-1、85-1、109-2、60、78-3、87、108;11～20名有78-2、57、41、88-4、78、89、90-1、59、85-2、58;最后7種種質(zhì)資源有35、88-3、61、92、136、88-1、100。平均隸屬函數(shù)值中，85的隸屬函數(shù)值最大為0.94，說明85的耐低溫性最強(qiáng);100的隸屬函數(shù)值最小為0.13，說明100 的耐低溫性最弱。

3?結(jié)論與討論

不同番茄種質(zhì)資源種子萌芽期的耐低溫性不同，種質(zhì)資源發(fā)芽勢隸屬函數(shù)值、發(fā)芽率隸屬函數(shù)值、發(fā)芽指數(shù)隸屬函數(shù)值3項(xiàng)指標(biāo)存在顯著差異;根據(jù)隸屬函數(shù)度數(shù)值大小以及種質(zhì)資源之間的顯著性可以將27個番茄資源耐低溫性分為4個類型。耐低溫性強(qiáng)的種質(zhì)資源有85、109、88-2、109-1、85-1、109-2、60、78-3、87、108;耐低溫性中等的種質(zhì)資源有78-2、57、41、88-4、78、89、90-1;耐低溫性弱的種質(zhì)資源有59、85-2、58、35、88-3、61、92;極不耐低溫資源有136、88-1、100。根據(jù)隸屬函數(shù)值的大小可得出不同番茄材料的耐低溫性，4個耐低溫性強(qiáng)的番茄資源為櫻桃番茄85、109、88-2、大番茄60號。

發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)等常作為評價種子發(fā)芽的指標(biāo)，番茄種子在萌發(fā)過程中，可以反映種子的發(fā)芽速度、發(fā)芽整齊度及種子的發(fā)芽活力，可用于萌芽期耐低溫材料的篩選。不同番茄種質(zhì)資源之間的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽受損率有明顯變化。一方面是由于15 ℃的低溫處理延遲了種子的發(fā)芽速度以及抑制了部分種子的萌發(fā)，另一方面由于種子成熟度、種子年齡、種子生產(chǎn)環(huán)境及貯藏條件的差異導(dǎo)致種子活力的不同，進(jìn)而影響種子在低溫處理下的反應(yīng)。因此，在評價同種植物不同品種的低溫發(fā)芽能力時應(yīng)考慮種子自身活力的因素[11]。該試驗(yàn)采用低溫與常溫下種子發(fā)芽能力的相對值對不同品種材料的耐低溫性進(jìn)行評價，可以有效克服種子本身活力差異所產(chǎn)生的影響。

該試驗(yàn)僅研究了番茄不同種質(zhì)資源種子萌發(fā)期的耐低溫性，為篩選番茄耐低溫品種提供理論依據(jù)，但整個生育期過程的耐低溫性比較有待進(jìn)一步研究。

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