茄子耐低溫弱光特性的研究

茄子來自東南亞。這是一種喜溫性植物。在中國，它已經(jīng)是夏季和秋季最重要的蔬菜。其生長發(fā)育的適宜溫度為22～30℃,氣溫下降到7～8℃以下,莖葉就會受害。20世紀90年代以來,隨著茄子栽培方式的發(fā)展和周年供應(yīng)的要求,設(shè)施栽培面積迅速增加,對冬春季栽培茄子品種要求具有耐低溫弱光性能。有關(guān)茄子耐低溫、耐弱光的研究,國內(nèi)有少量報道。本試驗參照番茄、辣椒和黃瓜等作物的研究方法,開展了茄子低溫發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、幼苗冷害指數(shù)、細胞質(zhì)膜相對透性、遮光處理后幼苗干重、莖粗、株高、葉面積、葉綠素相對含量和光合特性的變化研究,旨在為茄子的設(shè)施栽培專用品種的選育提供生理依據(jù)。本文報道該項研究結(jié)果。1材料和方法1.1eg203、eg183、eg181本所收集的各種生態(tài)類型茄子材料7份,Eg133、Eg202、Eg198、Eg203、Eg193、Eg12和Eg181。其中Eg133、Eg202、Eg198和Eg203為冬春季保護地栽培材料,Eg12和Eg181為夏秋季露地栽培材料,Eg193為野生種。1.2方法1.2.1種子催芽活力測定將上年度采種的對低溫敏感性差異較大的5份茄子材料Eg133、Eg202、Eg193、Eg12和Eg181,先用赤霉素100mg·kg-1溶液浸種8h,然后分設(shè)25℃、22.5℃、20℃、17.5℃和15℃5個處理催芽,每處理50粒種子,重復(fù)3次。每日統(tǒng)計發(fā)芽數(shù)(以胚根伸出0.5mm為準)和胚根長度。發(fā)芽指數(shù)=∑(日發(fā)芽數(shù)/發(fā)芽天數(shù)),活力指數(shù)=發(fā)芽率×胚根長度(以催芽后144h發(fā)芽率和胚根長度為準)。相對值=(17.5℃的發(fā)芽指數(shù)或活力指數(shù))/(25℃的發(fā)芽指數(shù)或活力指數(shù))。1.2.2栽培苗受凍情況分級正常培養(yǎng)具5～6片真葉的茄子幼苗,在0～1℃的黑暗培養(yǎng)箱內(nèi)處理24h,每處理3株,重復(fù)3次,測定冷害指數(shù)。冷害分級標準:0級,秧苗生長正常,無任何受凍癥狀;1級,秧苗1～2葉受凍,面積約20%～30%;2級,秧苗2～4葉受凍,其中1～2葉受凍面積>50%;3級,秧苗4～5葉受凍,其中2～3葉受凍面積>50%;4級,秧苗各葉片普遍受凍,其中3～4葉受凍面積>50%;5級,全株受凍死亡或接近死亡。冷害指數(shù)=Σ冷害級數(shù)×該級株數(shù)5×調(diào)查總株數(shù)×100=Σ冷害級數(shù)×該級株數(shù)5×調(diào)查總株數(shù)×1001.2.3電導(dǎo)率的測定正常培養(yǎng)具5～6片真葉的茄子幼苗,在5℃和10℃溫度下低溫脅迫48h,以20℃處理為對照,用Orion公司生產(chǎn)的Models-125型便攜式EC速測儀測定各處理的電導(dǎo)率。每處理3株,重復(fù)3次。用5℃和10℃處理的電導(dǎo)率與20℃對照電導(dǎo)率的相對比值表示細胞質(zhì)膜相對透性。1.2.4遮陽網(wǎng)處理將上年度采種的對弱光敏感性差異較大的4份茄子材料Eg198、Eg203、Eg12和Eg181在2004年3月26日播種于玻璃溫室內(nèi),20d后移苗。以溫室內(nèi)自然光照作為對照,覆蓋一層黑色遮陽網(wǎng)(遮光率70%)為處理,每個處理50株,重復(fù)3次。遮陽處理時間為4月15日～5月15日。處理1個月后分別從每個小區(qū)中隨機抽取5株,分別測定幼苗干重、莖粗、株高、葉面積和葉綠素相對含量。葉面積用CI-203激光葉面積儀測定,葉綠素相對含量用SPAD-502型活體葉綠素計測定。1.2.5幼苗期測定凈光合速率用Li-6400便攜式光合測定儀測定。測定均在幼苗頂芽以下第三片葉上進行。光照強度設(shè)0、250、500、750、1000、1250和1500μmol·m-2·s-17個處理。2結(jié)果與分析2.1不同低溫下各材料發(fā)芽率的變化茄子種子的發(fā)芽率隨著溫度下降發(fā)芽時間相對延長(表1)。但在25℃和22.5℃處理下,各材料之間發(fā)芽率差異不明顯。而當催芽溫度降至17.5℃時,各材料之間發(fā)芽速度明顯降低,耐低溫材料Eg133、Eg193和Eg202與不耐低溫材料Eg12和Eg181的發(fā)芽率之間在催芽144h時有較大差異。而在15℃低溫下,各材料種子發(fā)芽時間明顯延長,經(jīng)催芽168h耐低溫材料Eg133和Eg193的發(fā)芽率僅達到14%。發(fā)芽指數(shù)反映了種子發(fā)芽速度,而活力指數(shù)不僅包括了種子發(fā)芽速度,還包括了在一定時間內(nèi)下胚軸的生長長度。催芽后144h的發(fā)芽指數(shù)與活力指數(shù)及其相對值(表2)同樣顯示,耐低溫材料Eg133、Eg193和Eg202與不耐低溫材料Eg12和Eg181之間也存在有明顯差異。考慮生產(chǎn)及試驗的方便與實用,可用17.5℃催芽144h時的發(fā)芽率作為鑒定茄子不同材料對低溫的敏感性。表1不同溫度處理對茄子發(fā)芽率的影響2.2不同材料的滲透耐低溫性6葉期的茄子幼苗經(jīng)0～1℃、24h的低溫處理后,各材料之間的冷害指數(shù)呈現(xiàn)出極顯著差異(表3)。其中冬春季保護地材料Eg193的冷害指數(shù)為11.1,耐低溫性表現(xiàn)最強,而夏、秋季露地栽培材料Eg181的冷害指數(shù)高達80.0,耐低溫性最差。經(jīng)低溫處理后,不同材料的細胞質(zhì)膜相對透性都有不同程度的增加。Eg193的5℃/20℃和10℃/20℃電導(dǎo)率相對值增加最小,分別為1.43和1.08,而Eg12增加最大,這與各材料的耐低溫性相一致。10℃/20℃各材料之間的電導(dǎo)率相對值極差為1.18,大于5℃/20℃的極差0.91,因此,10℃/20℃的電導(dǎo)率相對值可更好地用來區(qū)分各茄子材料耐低溫的能力。2.3eg198和eg203對幼苗生長和葉綠素相對含量的影響表4給出遮光處理30d后各材料幼苗干重、莖粗、株高、葉面積和葉綠素相對含量相對值變化。(處理/對照)×100%的值越大,說明材料受遮光的影響越小,對弱光的耐受能力越強。Eg198和Eg203的幼苗干重、莖粗和葉綠素相對含量相對值分別為43.9%和41.9%、79.4%和80.3%、86.9%和87.7%,其遮光后所受影響相對于其它2個材料Eg181和Eg12要小,表現(xiàn)耐弱光性能強。而從絕對數(shù)值看,經(jīng)遮光處理后的幼苗株高和葉面積雖較對照均也有不同程度的減小,但各材料相對值之間差異較小,表現(xiàn)不具規(guī)律性。綜合分析,可將遮光處理后幼苗干重、莖粗和葉綠素相對含量相對值大小作為鑒定耐弱光指標。表4遮光處理對茄子幼苗若干形態(tài)指標和葉綠素相對含量的影響2.4不同光照強度對eg203和eg198幼苗凈光合速率的影響由圖1可見,遮光處理的各參試材料幼苗的凈光合速率比在正常光照條件下幼苗的凈光合速率都有不同程度下降。但遮光處理1個月后,隨著光照強度從0增加到250和500μmol·m-2·s-1時,耐弱光材料Eg203和Eg198幼苗凈光合速率增加較快,而不耐弱光材料Eg12凈光合速率的增長速度緩慢,明顯低于耐弱光材料。因此,可選擇光照強度250μmol·m-2·s-1和500μmol·m-2·s-1時凈光合速率的高低作為鑒定耐弱光材料指標。3種子選擇及光催化性能3.1茄子種子的低溫發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)相對值均能較好地反映不同材料耐低溫能力。但考慮到生產(chǎn)試驗的簡便實用,可將17.5℃時催芽時間144h用來鑒定茄子不同材料對低溫敏感性。同時結(jié)合測定0～1℃下幼苗冷害指數(shù)及10℃/20℃的幼苗電導(dǎo)率相對值,從不同角度鑒定各茄子材料耐低溫的性能。而從育種的實際出發(fā),如要選育耐低溫的茄子材料,可將種子放在15℃極端低溫下試驗,選擇能在15℃低溫下較快萌發(fā)的種子作為育種材料,并進行連續(xù)多代選擇效果較好。3.2本試驗選擇了幼苗干重、莖粗、株高和葉面積4個形態(tài)指標及葉綠素相對含量進行比較。在這5個指標中,干物重反映了植株的凈同化率,在弱光下干重變化小的材料耐弱光能力強。試驗結(jié)果表明耐弱光材料和不耐弱光材料的幼苗干重、莖粗和葉綠素相對含量相對值之間有較大差異,可將其作為鑒定耐弱光材料的重要指標