SPAD-502葉綠素計在苧麻高光效種質(zhì)篩選上的應(yīng)用研究

周倩文 楊瑞芳 王昕慧 全芮萍 崔國賢

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)苧麻研究所，湖南長沙 410128）

光合作用是植物代謝的基礎(chǔ)，作物光合能力強則光效高，而作物光合能力又與植株葉片的含氮狀況有關(guān)。葉片含氮水平反映了葉綠素含量，而葉綠素含量直接影響作物的光合作用[1]。因此，葉綠素含量的測定在作物生理、作物品種選育以及作物抗性研究等方面具有重要意義[2-4]。培育葉綠素含量高、光能利用率高的品種來提高作物產(chǎn)量是目前的育種方向之一。有關(guān)科研工作者利用葉綠素計篩選作物高光效種質(zhì)的研究已有相關(guān)報道，劉志萍等[5]以抽穗期和灌漿期葉綠素含量（SPAD值）為篩選指標，初步篩選出大麥高光效新種質(zhì)；王潭剛等[6]綜合棉花盛鈴期、吐絮盛期的葉綠素含量（SPAD值）初步篩選出高光效種質(zhì)；徐福榮等[7]以抽穗期葉綠素含量（SPAD值）初步篩選出耐低氮的水稻種質(zhì)。目前，還未見利用葉綠素含量（SPAD值）進行苧麻高光效種質(zhì)篩選的相關(guān)報道。本文通過對26個苧麻品種旺長期和成熟期葉片的葉綠素含量（SPAD值）進行差異分析，初步篩選出高光效品種，為進一步利用SPAD-502葉綠素計開展苧麻高光效育種奠定基礎(chǔ)，并為苧麻品種的推廣應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2017年在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)耘園教學(xué)基地（東經(jīng) 118°04′11″、北緯 28°11′02″）進行。試驗地土壤耕層（0～20 cm）養(yǎng)分狀況：有機質(zhì)含量為23.4 g/kg，全氮含量為1.3 g/kg，堿解氮含量為82.3 mg/kg，有效磷含量為84.3 mg/g，速效鉀含量為146.5 mg/kg。

1.2 供試材料

試驗所用的26個苧麻品種均來自湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)苧麻研究所種質(zhì)資源圃，各品種來源見表1。

表1 供試苧麻品種及其來源

1.3 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)26個處理，即每個品種為一個處理。3次重復(fù)，共78個小區(qū)，采用隨機區(qū)組設(shè)計，小區(qū)面積為3.6 m2。試驗于2017年7月扦插育苗，8月底選取大小長勢一致的扦插苗移栽，行、蔸距分別為60、40 cm。移栽90 d后破稈。每季苧麻苗期各小區(qū)等量施肥，施用尿素（總氮≥46.2%）250 kg/hm2、復(fù)合肥（15-15-15）250 kg/hm2，其他管理同一般大田。

1.4 測定項目與方法

于2018年苧麻的旺長期和成熟期利用SPAD-502葉綠素計測定功能葉（倒五葉）葉片的葉綠素含量（SPAD值），每個小區(qū)選取長勢一致的植株標記，作為測定樣株，測定10片葉，每片葉測定5個點，取平均值。注意避開葉脈，選取無病蟲害、無病斑及機械損傷的葉片。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

高光效種質(zhì)評價指標：計算每個苧麻品種葉綠素含量（SPAD值）的平均值，分析每個苧麻品種葉綠素含量的平均值分布，采用SPSS 17.0軟件進行方差分析、t檢驗，綜合旺長期及成熟期的葉綠素含量（SPAD值）平均值，以2個時期葉綠素含量（SPAD值）平均值均高為指標選出耐低氮高光效品種。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同苧麻品種葉綠素含量（SPAD值）方差

從表2可以看出，旺長期26個苧麻品種的葉綠素含量（SPAD值）平均值為34.56，方差變幅為0.177～16.189；成熟期26個品種的葉綠素含量（SPAD值）平均值為39.93，方差變幅為0.370～17.952。其中，旺長期瀏陽大葉香、樂昌黃皮苧、長順枸皮麻、武崗紅皮麻、川苧8號的葉綠素含量（SPAD值）平均值大于37，變幅較小，方差分別為 0.462、2.632、4.109、1.023、0.345，成熟期瀏陽大葉香、武崗厚皮種、華苧4號、畢節(jié)園麻、中苧1號、遵義團蔸麻、武崗紅皮麻、川苧8號的葉綠素含量（SPAD值）平均值均大于42，變幅較小， 方差分別為 1.094、7.337、8.497、6.170、1.077、1.776、0.370、0.806；說明瀏陽大葉香、武崗紅皮麻、川苧8號可能含有耐低氮基因，具有高光合效率；旺長期大竹-黃白麻的葉綠素含量（SPAD值）平均值低于30，為29.37，變幅為28.72～30.03，成熟期大竹-黃白麻的葉綠素含量（SPAD值）平均值為35.22，變幅為32.33～38.10，在供試品種中葉綠素含量（SPAD值）平均值較低，且變幅較大，不穩(wěn)定，說明大竹-黃白麻可能含有不耐氮基因，光合效率較低。

表2 不同苧麻品種葉綠素含量（SPAD值）方差

2.2 不同苧麻品種葉綠素含量（SPAD值）的t檢驗

對26個品種旺長期和成熟期的葉綠素含量（SPAD值）進行t測驗，獲得概率值（表3）。 其中，瀏陽大葉香、華苧4號、畢節(jié)國麻、川苧8號的P值小于0.01，表示這些品種旺長期和成熟期的SPAD值差異極顯著，說明2個時期的葉綠素含量存在極顯著差異；武崗厚皮種、沅江黃殼旱、中苧1號、遵義團蔸麻、武崗紅皮麻、洞口青麻、湘苧7號、沅江赤山稀節(jié)巴的P值小于0.05，表示這些苧麻品種旺長期和成熟期的SPAD值差異顯著，說明2個時期的葉綠素含量存在顯著差異；其余品種的P值大于0.05，表示這些品種旺長期和成熟期的SPAD值差異不顯著，說明這2個時期的葉綠素含量差異不顯著。

表3 不同苧麻品種旺長期和成熟期葉綠素含量（SPAD值）的t檢驗

2.3 不同苧麻品種葉綠素含量（SPAD值）平均值的聚類分析

從圖1可以看出，26個苧麻品種在旺長期的葉綠素含量（SPAD值）平均值分為兩大類。第一類包括大庸黃殼麻、沅江赤山稀節(jié)巴、湘苧7號、沅江黃殼旱、資溪麻、寧鄉(xiāng)沖天炮、畢節(jié)園麻、大竹-黃白麻在內(nèi)的8個品種，這類品種的葉綠素含量（SPAD值）平均值較低，可能不含有高光效種質(zhì)；第二類包括多倍體1號、長沙青葉麻、平江縱蔸麻、哲覺苧麻、鄰水青頂家麻、湘苧3號、洞口青麻、武崗厚皮種、瀏陽大葉香、長順枸皮麻、樂昌黃皮苧、武崗紅皮麻、華苧5號、中苧1號、沅江柴火麻、華苧4號、川苧8號、遵義團蔸麻在內(nèi)的18個品種，這類品種的葉綠素含量（SPAD值）平均值較高，可能含有高光效種質(zhì)。從圖2可以看出，26個苧麻品種在成熟期的葉綠素含量（SPAD值）平均值分為兩大類，第一類包括沅江黃殼旱、湘苧7號、資溪麻、沅江赤山稀節(jié)巴、大庸黃殼麻、平江縱蔸麻、樂昌黃皮苧、多倍體1號、沅江柴火麻、寧鄉(xiāng)沖天炮、大竹-黃白麻在內(nèi)的11個品種，這類品種的葉綠素含量（SPAD值）平均值較低，可能不含有高光效種質(zhì)；第二類包括洞口青麻、長沙青葉麻、華苧5號、哲覺苧麻、長順枸皮麻、湘苧3號、鄰水青頂家麻、遵義團蔸麻、川苧8號、瀏陽大葉香、武崗原皮種、畢節(jié)園麻、中苧1號、華苧4號、武崗紅皮麻在內(nèi)的15個品種，這類品種的葉綠素含量（SPAD值）平均值較高，可能含有高光效種質(zhì)。

2.4 高光效種質(zhì)

綜合苧麻成熟期和旺長期葉片的葉綠素含量（SPAD值）平均值及聚類分析，初步篩選出瀏陽大葉香、武崗紅皮麻、川苧8號為耐低氮高光效種質(zhì)，可在苧麻育種中加以利用。

3 結(jié)論與討論

作物葉片SPAD值可以反映作物葉片葉綠素的相對含量，其SPAD值的增加預(yù)示著葉綠素含量的增加，有助于提升作物的光合效率，對提高作物產(chǎn)量具有重要意義[8]。本試驗結(jié)果表明，瀏陽大葉香、武崗紅皮麻、川苧8號含有低氮高光效種質(zhì)資源，在育種中可以利用。本研究通過測定苧麻功能葉（倒五葉）葉片的葉綠素含量（SPAD值）初步篩選出高光效品種，能較好地反映苧麻植株的光合效率，雖然有些品種最終并未被篩選出來，但是并不能說明其中就沒有高光效品種，今后需要采用與高光效相關(guān)的多個指標同時進行評價，進一步驗證本試驗的初步結(jié)果，建立完善的高光效評價指標體系，為準確、可靠地篩選出高光效苧麻品種奠定基礎(chǔ)。