旱区品种选育岗位

王勇 骆强伟 李玉玲

 

　　我国葡萄种植的大部分区域属于干旱、半干旱地区，目前主要通过发展节水栽培技术来解决干旱问题，而选用和培育抗旱性较强的葡萄品种，是一条更为经济有效的途径。本文通过干旱胁迫处理，测定葡萄叶片抗旱生化指标的变化，并利用数学函数综合评价干旱区6个栽培品种（系）的抗旱性，分析各指标与抗旱性的相关度，为旱区葡萄栽培品种筛选及抗旱性遗传规律研究奠定一定基础。

 

　　1 材料与方法

 

　　1.1 试验材料

 

　　材料 “无核白”(Thompson Seedless)、“温宿红葡萄”(Wen Suhong)、“新郁”(Xinyu)、“无核白鸡心”(Centennial Seedless)、“火焰无核”(Flame Seedless)、“SP522”(Rizamat× Christmas Rose)等6个品种（系）的1年生植株。

 

　　1.2 试验方法

 

　　（1）试验处理 2012年7月15 日，采集6个品种（系）的半木质化枝条，进行绿枝扦插育苗。2013 年3月12日开始在高20cm、口直径30cm的花盆中定植，每盆1株， 每盆装温室土并施适量羊粪共计8kg。

 

　　2013年7月17日开始进行干旱胁迫处理，每个品种选择长势较一致的植株9株，即9个重复。开始胁迫前浇足水。处理设为自然干旱0、5、10、15天等4个处理水平。

 

　　（2）指标测定方法 丙二醛(malondiadehyde，MDA)含量采用硫代巴比妥酸法测定，超氧化物歧化酶 (superoxide dis-mutase，SOD) 酶活性采用氮蓝四唑法测定， 过氧化物酶 (peroxide enzyme， POD)酶活性采用愈创木酚比色法测定，脯氨酸(proline，Pro)含量测定茚酸酮比色法测定，叶绿素（chlorophyll，Chl)含量采用95% 丙酮-乙醇混合液（2:1）浸提法测定。

 

　　（3）数据处理 测定的数据采用 Microsoft excel 2003 进行简单分析处理并作图，利用模糊数学中求隶属函数的方法进行抗旱性综合评价，利用灰色关联度法计算确定各项指标对葡萄耐旱性的影响程度。

 

　　2 结果与分析

 

　　2.1 不同水平干旱胁迫下6个葡萄品种叶片丙二醛含量的变化

 

　　MDA是膜脂过氧化的最终分解产物，其含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度，越严重，说明其抗旱性越弱。图1表明，在处理2时（5d）无核白、新郁、无核白鸡心、SP522、温宿红葡萄、火焰无核叶片组织的丙二醛（MDA） 含量表现为稍微增加。随着胁迫的加强，在处理3时（10d），温宿红葡萄、无核白、新郁及无核白鸡心增加的幅度不大，而火焰无核和SP522增加的较大。在处理4时（15d），均表现出大幅度增加，其顺序为火焰无核>无核白鸡心>SP522>新郁>无核白>温宿红葡萄。本项结果表明，6个葡萄品种中温宿红葡萄抗旱性最强，无核白和新郁次之，火焰无核和SP522 

弱。无核白鸡心在一定干旱胁迫范围内具有抗旱性。

 

　　2.2 不同水平干旱胁迫下6个葡萄品种叶片酶活性的变化情况

 

　　超氧化物歧化酶是植物细胞内的主要的保护酶。酶活性越高，消除自由基及活性氧的能力越强，植物的抗逆性也越强。实验测定结果表明（如图2），6个品种的SOD酶活性从处理1到处理3均呈现增强趋势，从处理2到处理3变化幅度较处理1到处理2变化的大。从处理3到处理4，新郁和温宿红葡萄的SOD 酶活性仍呈现增强趋势，其它4个呈现下降趋势，其中火焰无核下降的趋势较大，然后是无核白鸡心、SP522、无核白。

 

 

 

 

　　2.3 不同水平干旱胁迫下6个葡萄品种植株叶片POD酶活性的变化情况

 

　　过氧化物酶是植物细胞内的另一种重要的保护酶，酶活性越高， 消除自由基及活性氧的能力越强， 植物的抗逆性也越强。实验测定结果表明（如图3），6个葡萄品种的POD酶活性从处理1到处理3均呈现增强趋势，其中新郁、无核白、无核白鸡心的增幅较小，SP522从处理1到处理2的增幅较小，而从处理2到处理3的增幅最大。火焰无核和温宿红葡萄介于之间。从处理3到处理4，火焰无核和SP522呈现下降趋势，其中火焰无核下降的幅度较大，低于其对照时的。其它4个仍呈现上升趋势，温宿红葡萄幅度最大，其它依次为新郁>无核白>无核白鸡心。

 

 

　　2.4 不同水平干旱胁迫下6个葡萄品种叶片叶绿素的变化

 

　　叶绿素是植物把无机碳、氮转变成有机碳、氮的重要介质，是反映植物光合作用能力及营养作用的重要指标之一。实验测定结果表明（如图4），随着处理水平的不断加重，叶绿素的含量呈现降低趋势。这表明，在干旱胁迫下，所有材料叶绿素合成均受阻。其中，从处理1到处理2，6个葡萄品种叶片叶绿素含量变化不大，新郁和无核白鸡心呈现稍微降低，其它4个呈现稍微升高，均可忽略。但6者的叶绿素含量却存在较大差异，其中火焰无核最大，温宿红葡萄最小， 这可能和叶片的层次构成有关。从处理2到处理3，温宿红葡萄下降趋势较小，其它5个较大。从处理3到处理4，6者下降趋势均较大，但含量存在差异，从大到小依次为温宿红葡萄、无核白、新郁、SP522、无核白鸡心和火焰无核。

 

 

 

　　2.5 不同水平干旱胁迫下6个葡萄品种叶片脯氨酸的变化

 

　　脯氨酸是一种重要渗透调节物质，在植物受胁迫时，起到稳定生物大分子的结构和功能的作用。当植株遭受干旱胁迫时，脯氨酸会大幅度增加，但若胁迫程度过高，植株将丧失该功能。实验测定结果表明（如图5），随着干旱胁迫的加大，6个葡萄品种的脯氨酸变化差异较大，火焰无核、温宿红葡萄和SP522从处理1到处理2表现含量迅速增多，从处理1到处理2表现迅速减少，其中前两者的幅度远大于SP522的。新郁和无核白的增幅较小，而无核白鸡心始终呈现减小趋势。从处理3到处理4除无核白鸡心没变化外，其它均呈现减少趋势。可见，在不同干旱胁迫下，6份品种的脯氨酸含量变化与其它指标相比，差异较大。

 

 

 

　　2.5 16d自然干旱胁迫下6个葡萄品种抗旱性综合分析

 

　　综合5个指标的测定结果可见（表1），不同品种的抗旱性存在较大差异，而且不同指标反应的品种之间的抗旱性也存在一定差异。因此，需要采用综合方法来定量评价它们的抗旱性，使对其的评价更具真实性。以6个品种在15d处理时的叶片丙二醛含量、SOD酶活性、POD酶活性、脯氨酸含量、总叶绿素含量等变化差值为依据，计算出其平均隶属函数。结果表明，6个品种的综合抗旱性强弱顺序为温宿红葡萄>新郁>无核白>SP522>无核白鸡心>火焰无核。温宿红葡萄的隶属函数值最大为0.800，火焰无核的最小为0.018。

 

　　2.6 干旱胁迫下6个葡萄生化指标相关联度分析

 

 

 

　　计算结果表明（表2），各项抗旱指标与平均隶属函数值(抗旱性)关联度顺序为POD> MDA > Chl （a+b）>SOD >Pro。其中，POD、MDA和Ch l （ a+b ） 的关联度在0.800以上，SOD和Pro低于0.700。这说明POD、MDA和Chl（a+b） 等3个指标对所选6个葡萄品种的抗旱能力影响较大，它们可作为葡萄抗旱性鉴定指标，SOD和Pro关联度较低，不宜用来鉴定葡萄的抗旱性。

 

　　3 结论

 

　　（1）综合以上结果，所选6个葡萄品种中，新疆地方品种及该地区所育品种（系）抗旱性较强，外引品种抗旱性较差。在露地生产上及抗旱性育种中应多选择温宿红葡萄、新郁及无核白等品种。火焰无核及无核白鸡心等品质优良但抗旱性较差，可以考虑发展设施栽培。其抗旱性强弱顺序为：温宿红葡萄>新郁>无核白>SP522>无核白鸡心>火焰无核。

 

　　（2）通过灰色关联度分析法计算表明，5个指标与葡萄抗旱性关联度强弱顺序为：POD> MDA > Chl（a+b）>SOD >Pro。POD、MDA和Ch l （ a+b ） 的关联度在0.800以上，SOD和Pro低于0.700。POD、MDA和Chl（a+b）可作为葡萄抗旱性鉴定指标，SOD和Pro不宜用来鉴定葡萄的抗旱性。