低溫弱光處理對絲瓜苗期形態(tài)的影響

閔子揚(yáng) 李勇奇 韓小霞 胡新軍

（湖南省蔬菜研究所， 長沙 410125）

絲瓜（Luffa cylindrica）為葫蘆科絲瓜屬一年生攀緣性草本植物，是我國重要的夏季蔬菜作物之一，具有重要的食用和藥用價值，我國長江流域及華南地區(qū)廣泛栽培[1]。絲瓜喜較高溫度，耐熱性強(qiáng),生長適宜溫度為18～24 ℃，在30 ℃以上也能正常生長，開花坐果期需較高溫度，以25～30 ℃適宜,幼苗期低于10 ℃時生長受到抑制。春提早設(shè)施栽培能夠顯著提早絲瓜上市時間，種植效益好，是目前湖南地區(qū)的重要栽培方式。湖南地區(qū)早春低溫寡照天氣導(dǎo)致早春栽培的絲瓜幼苗面臨凍害、黃化、早期產(chǎn)量低等風(fēng)險，是目前制約我省絲瓜生產(chǎn)的主要障礙之一[2]，選育耐低溫弱光絲瓜新品種已成為當(dāng)前我省絲瓜產(chǎn)業(yè)亟需解決的問題。

近年來，人們已在黃瓜[3]、西瓜[4]、西葫蘆[5]、苦瓜[6]、辣椒[7]、番茄[8]等作物的耐低溫弱光篩選指標(biāo)探討及機(jī)理方面做了大量工作，并從不同方面提出了耐低溫弱光的綜合評價方法。絲瓜耐低溫弱光的研究報(bào)導(dǎo)較少，目前還沒有建立起完善的評價體系，嚴(yán)重制約絲瓜種質(zhì)資源耐低溫弱光性的鑒定和耐低溫弱光絲瓜新品種的選育。耐低溫弱光鑒定是根據(jù)作物對低溫弱光的響應(yīng)進(jìn)行篩選、評價和歸類的過程，既要有合適的篩選方法也要有建立在篩選方法上的量化指標(biāo)。目前對作物耐低溫弱光性的評價大多采用生理指標(biāo)[9-11]，操作非常復(fù)雜，難以大規(guī)模利用于種質(zhì)資源的篩選上，而形態(tài)指標(biāo)則可直觀反映出作物對低溫弱光逆境的響應(yīng)，在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中意義重大。本研究對10份來自不同地區(qū)、不同類型的絲瓜高代自交系進(jìn)行低溫弱光處理，綜合評價處理后不同材料的形態(tài)變化，探究不同絲瓜材料在苗期的耐低溫弱光能力，并初步建立較為可靠的形態(tài)指標(biāo)評價體系，以期為絲瓜種質(zhì)資源耐低溫弱光性評價和新品種選育提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用的10份材料均為高代自交系，由湖南省蔬菜研究所絲瓜課題提供，各材料的類型及來源不同，具體情況如表1所示。

表1 供試材料來源情況統(tǒng)計(jì)

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2019年3月在湖南省蔬菜研究所長沙示范園進(jìn)行。選取籽粒飽滿、大小均勻一致、無病蟲害的絲瓜種子，浸種4 h后置于28 ℃培養(yǎng)箱中催芽，36 h待種子露白后播種于直徑9 cm的營養(yǎng)缽中育苗，常規(guī)管理。待植株長至2葉1心時，將其置于RDN-800D-4型人工氣候箱中進(jìn)行培養(yǎng)，處理?xiàng)l件參照高山等[6]低溫弱光選擇鑒定指標(biāo)并進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，晝夜溫度13 ℃/7 ℃（12 h/12 h）、光照4 000 lx（12 h/12 h），相對濕度80%±5%。每個材料設(shè)對照，晝夜溫度25 ℃/18 ℃（12 h/12 h）、光照20 000 lx（12 h/12 h），相對濕度80%±5%，處理7 d后隨機(jī)選取絲瓜幼苗進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的測定，每個材料測定10株，試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)。

1.3 測定指標(biāo)及方法

低溫弱光條件下處理7 d后統(tǒng)計(jì)各材料受冷害情況，分級標(biāo)準(zhǔn)參照許勇等[12]的方法，計(jì)算各材料的冷害指數(shù)，其計(jì)算公式如下：

冷害指數(shù)=∑(冷害級數(shù)×該級株數(shù))/(最高冷害級數(shù)×調(diào)查株數(shù))×100%

其他形態(tài)指標(biāo)測定按如下方法：（1）株高測定：以直尺測定植株根莖部到生長點(diǎn)的距離；（2）莖粗測定：用游標(biāo)卡尺測量緊貼基質(zhì)表面處的莖部；（3）葉片數(shù)測定：記錄完全展開的真葉數(shù)；（4）植株鮮質(zhì)量測定：用百分之一天平稱量植株全株鮮質(zhì)量。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

計(jì)算各個指標(biāo)低溫弱光處理后的數(shù)值與對照條件下的比值，記為相對值，采用Excel 2013軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫弱光處理對絲瓜幼苗冷害指數(shù)的影響

冷害指數(shù)能夠直接從幼苗的形態(tài)上反映出低溫脅迫對絲瓜幼苗的傷害程度。如圖1所示，不同絲瓜幼苗在低溫弱光條件下處理7 d后其冷害指數(shù)差異明顯，其中S305和S308兩種棱絲瓜冷害指數(shù)較高，分別為78.1%和80.6%，說明棱絲瓜耐低溫弱光能力較弱；S170和S358均來自臺灣，但其冷害指數(shù)差異顯著，S170冷害指數(shù)為46.8%，而S358冷害指數(shù)為73.1%，冷害指數(shù)絕對值相差26.3%，說明即使來自同一生態(tài)區(qū)域，不同絲瓜材料其耐低溫弱光性仍可有較大差異；S200和S335為肉絲瓜類型，該類型絲瓜冷害指數(shù)稍低于棱絲瓜，但差異不顯著；S56和S370為白絲瓜類型，該類型為南方地區(qū)春提早栽培的主要類型，其冷害指數(shù)均相對較小，說明白絲瓜可能具有較好的耐低溫弱光能力；S86和S275為線絲瓜類型，其冷害指數(shù)小于肉絲瓜，但差異不顯著，這可能與該類型絲瓜在北方地區(qū)廣泛栽培有關(guān)。

2.2 低溫弱光處理對絲瓜幼苗形態(tài)指標(biāo)的影響

低溫弱光處理后相關(guān)指標(biāo)的相對值如表2所示，在相對株高上，S370相對株高最大為0.86，S358相對株高最小為0.69，其他材料相對株高差異不明顯；S305相對莖粗最小僅為0.54，S170和S370相對莖粗均達(dá)0.85，說明低溫弱光處理對不同類型材料的相對莖粗影響顯著；試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)各材料相對葉片數(shù)無明顯差異，但不同材料葉片受低溫弱光抑制情況差異顯著，白絲瓜材料葉片生長基本正常，而棱絲瓜材料葉片卷曲、黃化，功能葉較少；相對植株鮮質(zhì)量各材料間差異不明顯，但相對比值均小于1，說明低溫弱光處理會對絲瓜幼苗的生長有明顯的抑制作用。

表2 絲瓜幼苗形態(tài)指標(biāo)的相對值

2.3 絲瓜幼苗耐低溫弱光形態(tài)指標(biāo)綜合評價

低溫弱光條件下處理一段時間后，絲瓜幼苗的形態(tài)會發(fā)生一系列變化，為更好評價絲瓜幼苗耐低溫弱光能力，從外觀上對不同受害程度的幼苗進(jìn)行描述，共分為6級，結(jié)果如表3和圖2所示。根據(jù)建立的分級標(biāo)準(zhǔn)，可將本試驗(yàn)使用的10份材料低溫弱光處理后的受害情況進(jìn)行分級，級數(shù)越高表明耐低溫弱光能力越差。其中S56和S370為1級， S170為2級，S86和S275為3級，S305、S358、S200和S335為4級， S308為5級。

表3 絲瓜幼苗低溫弱光處理后受害情況分級

3 結(jié)論與討論

低溫弱光脅迫是制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的主要影響因素之一，形態(tài)指標(biāo)、生理指標(biāo)可用于評價植物對低溫弱光的耐受性并逐步建立起完善的鑒定體系[13]。本文研究結(jié)果表明，低溫弱光條件下各絲瓜材料幼苗在株高、莖粗、葉片數(shù)、葉片生長情況、植株鮮質(zhì)量等方面均明顯受到抑制，這與前人的研究結(jié)論一致[3-6]。本文同時發(fā)現(xiàn)材料所處緯度和類型與其耐低溫弱光能力有一定相關(guān)性，推測高緯度地區(qū)材料和白絲瓜類型材料耐低溫弱光能力相對較強(qiáng)，后續(xù)應(yīng)加大試驗(yàn)樣本數(shù)量以進(jìn)一步驗(yàn)證該推測的準(zhǔn)確性。

前人在低溫弱光耐受性相關(guān)指標(biāo)的篩選方面已有很多研究，包括形態(tài)指標(biāo)、生理指標(biāo)等，還有很多學(xué)者采用多元數(shù)據(jù)分析方法，找到了一些評價絲瓜耐低溫弱光能力的關(guān)鍵指標(biāo)[14]。本試驗(yàn)首先研究了低溫弱光處理后不同絲瓜材料冷害指數(shù)之間的差異，發(fā)現(xiàn)不同類型絲瓜材料耐低溫弱光能力差異顯著，白絲瓜類型材料耐低溫弱光能力較強(qiáng)，棱絲瓜類型材料耐低溫弱光能力較弱。通過對低溫弱光處理7 d后各材料的相對株高、莖粗、葉片數(shù)、鮮質(zhì)量含量等指標(biāo)的觀測，發(fā)現(xiàn)低溫弱光會明顯抑制絲瓜幼苗的生長。本試驗(yàn)還對絲瓜幼苗耐低溫弱光的形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行了綜合評價，將絲瓜幼苗低溫弱光處理后的受害癥狀分為6級并對每個級別的具體情況進(jìn)行了綜合描述，這為后期篩選耐低溫弱光絲瓜種質(zhì)資源提供重要借鑒。

前人研究結(jié)果表明，低溫弱光對苗期株高、莖粗、葉片數(shù)、鮮質(zhì)量等生物學(xué)性狀，以及葉片電導(dǎo)率、光合作用強(qiáng)度、MDA 含量、有關(guān)酶活性等生理指標(biāo)均有影響[15-17]，本試驗(yàn)同樣發(fā)現(xiàn)低溫弱光處理后絲瓜幼苗的形態(tài)指標(biāo)會發(fā)生明顯變化，但沒有進(jìn)一步對相關(guān)生理指標(biāo)進(jìn)行測定，也沒有對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元統(tǒng)計(jì)分析，這將是下一步研究的重點(diǎn)。同時，本試驗(yàn)只探究了絲瓜幼苗在人工智能氣候箱中的耐低溫弱光情況，但絲瓜春提早或大棚栽培過程中，絲瓜生長環(huán)境復(fù)雜、影響因子較多，因此有必要在自然條件下對絲瓜整個生育期的耐低溫弱光性進(jìn)行驗(yàn)證和評價。