耐低溫弱光草莓品種的篩選

張婷 趙林 李剛波

摘要：以章姬、妙香3號、妙香7號、圣誕紅、京藏香5個草莓品種作為試驗材料，以自然降溫陰天為試驗處理，測定其相對電導(dǎo)率、MDA含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量及抗氧化酶活性，篩選出適合徐州地區(qū)栽植的耐低溫弱光的草莓品種。試驗結(jié)果表明，草莓品種圣誕紅在低溫弱光脅迫下，相對電導(dǎo)率、MDA含量、SOD和POD活性顯著或極顯著低于其他品種，可溶性糖含量、可溶性蛋白含量及CAT活性極顯著高于其他品種，其他品種間無顯著差異。用隸屬函數(shù)法得出5種草莓品種耐低溫弱光順序為圣誕紅>妙香3號>京藏香>章姬>妙香7號。綜上可知，圣誕紅屬于耐低溫耐弱光的草莓品種。

關(guān)鍵詞：低溫;弱光;草莓;隸屬函數(shù)法

中圖分類號： S668.403.3 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號：1002-1302（2020）11-0121-04

收稿日期：2019-05-15

基金項目：徐州市農(nóng)科院院基金（編號：XK2017001）。

作者簡介：張 婷（1989—）女，碩士，助理研究員，主要從事果樹種質(zhì)資源及適應(yīng)性方面的研究。E-mail：tingzhang322@163.com。

通信作者：楊 峰，博士，研究員，主要從事園藝作物育種改良研究。E-mail：xz-yangfeg@163.com。 ?草莓栽培以日光溫室為主，進(jìn)行冬春反季節(jié)栽培，但是設(shè)施比較簡陋、可控程度低、缺乏設(shè)施栽培專用品種等原因，造成設(shè)施草莓產(chǎn)量和品質(zhì)低等問題。首先，因覆蓋物的存在導(dǎo)致光照強(qiáng)度降低，有時設(shè)施內(nèi)的光照僅為自然光照的10%左右[1]，生產(chǎn)光照時間和光照強(qiáng)度明顯不足，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足植物生長的需要[2]。另外，若遇連續(xù)的陰、雨、雪等極端天氣，低溫和光照不足使設(shè)施內(nèi)植株的生長發(fā)育受到很大的影響，導(dǎo)致作物產(chǎn)量和品質(zhì)的下降，果農(nóng)經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重，在一定程度上影響和制約了草莓的種植和發(fā)展。所以，篩選和培育耐低溫弱光品種已成為草莓育種的目標(biāo)之一。有關(guān)植物的抗寒性和耐弱光性，人們已在黃瓜、番茄、辣椒等作物上做了大量研究[3-6]，在生理指標(biāo)方面主要集中于電解質(zhì)外滲率、抗氧化物酶活性、葉綠素含量等方面[7-9]。本試驗以5種草莓品種為試材，監(jiān)測秋冬季連續(xù)陰雪天草莓葉片各項生理生化指標(biāo)，以此來比較不同草莓品種間的抗寒力和耐弱光差異，從而初步篩選出適合徐州地區(qū)栽植的耐低溫弱光的草莓品種。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為章姬、妙香3號、妙香7號、圣誕紅、京藏香，2018年10月盆栽，每個品種6株，生長于日光溫室內(nèi)，水肥管理一致。

1.2 低溫弱光處理

采用室外自然低溫及弱光作為處理，于2018年12月28日（最高溫度-2 ℃，最低溫度-7 ℃，光照度為50 lx），把供試材料放于室外，持續(xù)24 h，分別采集各品種植株無病蟲、無畸形的成熟葉片，測定植株葉片生理生化指標(biāo)。

1.3 測定方法

細(xì)胞膜透性采用電導(dǎo)法[10]測定，硫代巴比妥酸（TBA）反應(yīng)法測定MDA含量，氮藍(lán)四唑（NBT）法測定SOD活性，考馬斯亮藍(lán)法測定可溶性蛋白含量，蒽酮法測定可溶性糖含量，愈創(chuàng)木酚法測定POD活性，過氧化氫法測定CAT活性[11]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用隸屬函數(shù)法對5個草莓品種的抗性進(jìn)行綜合評價[12]。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫弱光對草莓葉片相對電導(dǎo)率的影響

電導(dǎo)法測定低溫脅迫后作物組織的電解質(zhì)滲透率是目前鑒定植物耐冷性最常用的方法之一。當(dāng)植物受到低溫傷害時，細(xì)胞的質(zhì)膜透性會發(fā)生較大改變，電解質(zhì)會有不同程度外滲。由圖1可知，5種草莓品種受到低溫弱光脅迫后的葉片相對電導(dǎo)率順序依次為妙香7號>章姬>妙香3號>京藏香>圣誕紅，其中妙香7號、章姬的相對電導(dǎo)率顯著高于圣誕紅，其他品種間無顯著差異，妙香7號相對電導(dǎo)率達(dá)到了44.754%，圣誕紅僅為19.285%。

2.2 低溫弱光對草莓葉片MDA含量的影響

5種草莓品種在受到持續(xù)的低溫弱光脅迫后，葉片MDA含量無顯著差異，但圣誕紅MDA含量稍低于其他品種（圖2），妙香3號和妙香7號MDA含量較高，MDA含量品種排序為圣誕紅<章姬<京藏香<妙香7號<妙香3號。

2.3 低溫弱光脅迫對不同草莓品種葉片可溶性糖和可溶性蛋白含量的影響

由表1可知，5個草莓品種受到低溫弱光脅迫后，圣誕紅和妙香7號葉片可溶性糖含量達(dá)到了極顯著水平，圣誕紅極顯著高于妙香7號，妙香7號可溶性糖含量最低;在可溶性蛋白含量方面，5種草莓品種無顯著差異，但圣誕紅的可溶性蛋白含量最高。

2.4 低溫弱光對草莓葉片保護(hù)酶的影響

低溫弱光等逆境脅迫均會引起植物體內(nèi)產(chǎn)生過量的活性氧。而活性氧在植物體內(nèi)過多會引發(fā)和加劇生物膜脂過氧化作用，使膜系統(tǒng)遭受破壞，細(xì)胞內(nèi)生理生化反應(yīng)紊亂，植株受到傷害。為防御這些活性氧的傷害作用，植物體內(nèi)存在著抗氧化酶防御系統(tǒng)，對植物起著保護(hù)作用。本試驗中，在逆

境脅迫下，妙香7號和圣誕紅的SOD活性達(dá)到顯著差異，圣誕紅顯著低于妙香7號，其他品種差異不明顯;在POD活性方面，圣誕紅最低，妙香7號最高，其他品種間無顯著差異;在過氧化氫酶活性方面，圣誕紅極顯著高于其他品種，其他4種草莓品種無顯著差異（表2）。

2.5 不同草莓品種各指標(biāo)隸屬函數(shù)分析

采用隸屬函數(shù)公式得出5個草莓品種的隸屬函數(shù)度，根據(jù)隸屬函數(shù)度判斷其抗性強(qiáng)弱，即隸屬度值越大其抗性越強(qiáng)。由表3可知，5個草莓品種的耐低溫耐弱光順序為圣誕紅>妙香3號>京藏香>章姬>妙香7號。

3 討論與結(jié)論

植物受到冬季低溫弱光等環(huán)境脅迫，形成了一套抗氧化保護(hù)系統(tǒng)來清除過量的活性氧自由基，以忍受逆境脅迫造成的傷害，研究發(fā)現(xiàn)植物在低溫和弱光雙重脅迫下，多以低溫為主導(dǎo)產(chǎn)生脅迫[13]。在逆境脅迫下，使其細(xì)胞和組織受害，細(xì)胞膜遭到破壞，膜透性增大，細(xì)胞內(nèi)的電解質(zhì)大量外滲[5，14]，使植物細(xì)胞浸提液的電導(dǎo)率增大，外滲量反映了膜的傷害程度，所以評價植物耐寒性的生理生化指標(biāo)中，相對電導(dǎo)率的大小是植物抗寒性強(qiáng)弱的重要指標(biāo)[15-16]，并且呈正相關(guān)的線性關(guān)系[17-18]。本試驗中，圣誕紅草莓品種的相對電導(dǎo)率（REC值）最低，其次是京藏香、妙香3號、章姬，妙香7號最高，說明圣誕紅耐寒性優(yōu)于其他品種，本試驗結(jié)果與宋尚偉等的研究結(jié)果[19]一致。

MDA含量的增加是植物受到逆境脅迫后細(xì)胞膜透性增加的一個重要標(biāo)志，其含量可以反映植物膜系統(tǒng)的受傷程度[20]，植物的抗寒性與MDA含量呈負(fù)相關(guān)，即抗寒性越強(qiáng)，MDA含量越低，本試驗中，圣誕紅MDA含量最低，此結(jié)果與王騰飛等的研究結(jié)果[21-22]一致。

植物體內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)包括脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白等，它們對于降低植物細(xì)胞水勢、減少脅迫對植物的傷害、對植物細(xì)胞滲透勢的調(diào)節(jié)和生物膜系統(tǒng)的維持具有重要的生理意義。低溫下品種的可溶性糖和可溶性蛋白含量與品種的耐冷性成正相關(guān)[3]。本試驗中圣誕紅的可溶性糖含量和可溶性蛋白含量最高，說明此品種在低溫弱光脅迫時，可溶性糖和可溶性蛋白含量的積累，提高了細(xì)胞液濃度，降低了滲透勢，增加了保水能力，從而使冰點(diǎn)下降，保持細(xì)胞不致遇冷凝固，提高了植物機(jī)體抗寒能力，此結(jié)果與王沖等的研究結(jié)果[23]一致。

在植物遭受低溫脅迫時，植物體中具有保護(hù)植物生長的保護(hù)酶，它們活性的強(qiáng)弱決定了植物抵御低溫傷害的能力[24]。曲凌慧等通過低溫脅迫對各種不同葡萄的酶活性進(jìn)行測定，研究表明各種酶活性（SOD、POD、CAT），在一定低溫范圍內(nèi)，均表現(xiàn)為酶活性越高，抗寒性越強(qiáng)[25]。本試驗中抗性較強(qiáng)的品種SOD、POD活性最低，CAT活性最高，可能的原因是植物處于自然低溫弱光下，該溫度未達(dá)到圣誕紅草莓的極限溫度。另外，采用模糊數(shù)學(xué)中的隸屬函數(shù)法分析得到的5個草莓品種的耐低溫弱光的順序為圣誕紅>妙香3號>京藏香>章姬>妙香7號，此結(jié)果與相關(guān)生理指標(biāo)相一致，所以綜上可知，草莓品種圣誕紅耐低溫弱光能力最強(qiáng)，妙香7號最弱。

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