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摘要: 通过低温下种子发芽鉴定和苗期低温处理后生理生化指标的测定等方法, 研究了9 个加工番茄品种种子萌发期和幼苗期的耐冷反应。结果表明, 供试材料对低温反应存在差异; 种子萌发期耐冷性鉴定温度为15、20 ℃;低温下植株电解质渗透率、叶片细胞内可溶性糖含量均有上升; 根据各品种种子发芽率、幼苗冷害指数、植株电解质渗透率、叶片可溶性糖含量综合评定, UC- 82、里格尔、石番18 号、红霸这4 个品种抗冷性较好。
关键词: 加工番茄; 发芽; 苗期; 耐冷性
新疆是我国加工番茄主产区, 年产量在全国的80% 以上。受独特地域性气候影响, 生产上一直存在早、后期原料短缺, 中期原料大量积压浪费的问题。通过多年摸索探明, 采用延后栽培收效甚微, 而早春促成栽培对均衡原料供应更为可行[1]。低温是早春促成栽培面临的首要逆境, 研究加工番茄发芽期和幼苗期耐冷性对生产上选用优良品种及制订优质高效栽培措施都具有现实的指导意义。本试验利用生产上推广应用的9 个加工番茄品种在低温下的发芽特性及苗期冷胁迫下的生理生化变化, 综合评估其耐冷性, 以期为生产上筛选抗冷性强的品种提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料
9 个加工番茄品种: 佳禾9 号、佳禾3 号、佳禾2号、红霸、红杂36 号、里格尔、UC- 82、石番18 号、石红15 号。
1.2 低温种子发芽试验
每个品种选饱满种子50 粒, 温汤浸种后置于培养皿中, 放入种子发芽箱内, 重复3 次[2]。发芽温度设10、15、20、25 ℃4 个温度梯度。每天观测发芽率,统计第7 天发芽率。
1.3 幼苗耐冷性鉴定
将种子处理后播于72 孔穴盘中, 每穴盘2 个品种, 各36 株, 每个品种播2 组, 基质为棉籽壳∶炉渣=1 ∶1, 置于温室自然环境中培养, 依照常规生产方法管理。待幼苗3～4 片叶时将其中1 组移到光照培养箱进行36 h 5 ℃ 低温处理, 另1 组在温室内正常生长作为对照。
番茄幼苗冷害指数的调查标准: 0 级, 幼苗生长健壮, 无受害症状; 1 级, 幼苗形态无明显损害, 叶片绿色轻微变浅; 2 级, 苗顶端颜色变成褐色, 叶片皱缩; 3 级, 幼苗叶片变成墨绿色、水渍状, 严重皱缩,叶柄轻微下垂; 4 级, 幼苗颜色变成暗褐色, 叶片干枯, 叶柄严重下垂; 5 级, 幼苗颜色变成黑褐色, 整株呈水渍状, 整株倒伏[3]。
冷害指数=( 1×S1 2×S2 3×S3 4×S4 5×S5) /( n×5)×100
S 为低温胁迫后每一级冷害苗数, n 为调查总株数。
1.4 低温胁迫下生理指标测定播种、管理方法同幼苗耐冷性鉴定, 待幼苗3～4片叶时将其中1 组移到光照培养箱进行36 h 5 ℃低温处理, 另1 组在温室内正常生长作为对照。细胞膜透性采用电导法[4]、可溶性糖含量采用蒽酮比色法[4]测定。
2 结果与分析
2.1 低温对不同加工番茄品种种子萌发的影响从表1 可以看出, 随着处理温度的上升, 各品种种子的发芽率提高。10 ℃ 条件下各品种发芽率都较低, 有些品种甚至不萌发; 15 ℃ 条件下各品种间存在较明显差异; 当温度升到20 ℃, 所有品种种子发芽率明显提高; 在25 ℃ 时, 各品种间发芽率差异不大。所以认为15、20 ℃ 可作为番茄耐冷性鉴定的发芽温度。佳禾3 号、佳禾2 号在10 ℃ 时不萌发, 15、20 ℃ 时发芽率都较低。红杂36 号、佳禾9 号在10、15 ℃ 条件下均不萌发, 20 ℃ 时红杂36 号发芽率较高。说明低于20 ℃ 的条件不利于这4 个品种种子萌发。UC- 82、里格尔、红霸、石番18 号这4 个品种在4 个温度下均有萌发, 其中15、20 ℃ 时, 除石番18 号外, 其他品种的发芽率显著高于其他品种, 而石红15 号虽然在4 个温度下均有萌发, 但发芽率均不高。根据结果, 可初步判断UC- 82、里格尔、红霸、石番18 号这4 个品种在发芽期抗冷性较强。
2.3 低温对不同加工番茄品种生理指标的影响
2.3.1 电解质渗透率细胞渗透程度可作为植物体耐冷程度高低的可靠指标[5, 6]。本试验中, 低温胁迫下9 个加工番茄品种的电解质渗透明显增大, 里格尔、UC- 82、石番18 号、佳禾9 号这4 个品种相对渗透率较低, 佳禾3 号、石红15 号相对渗透率较高。结合不同品种的电解质渗透率与冷害指数( 表2、3)来看, 二者之间有相似的趋势, 这表明, 细胞膜系损伤导致的细胞渗透性增加所出现的植物体表面的水渍状就是植物冷害的较早表现。
2.3.2 可溶性糖含量从表3 可以看出, 低温处理后, 除佳禾2 号外, 其余8 个品种均表现为可溶性糖含量逐渐上升, 上升幅度表现各异, 其中里格尔、UC- 82 上升最快, 其次为红霸、红杂36 号、石红15号、佳禾9 号、石番18 号、佳禾3 号。说明低温诱导了水解酶的活性, 使淀粉的分解加速, 增加了可溶性糖的含量, 提高了细胞汁液浓度, 因而提高了这些品种的耐冷性, 且可溶性糖含量的增加幅度越大, 耐冷性越强[5]。
3 讨论
番茄种子发芽虽然对温度的要求不严格, 但低于最适温度( 20～30 ℃) 会使发芽率降低, 发芽平均日数延长。在10 ℃ 时, 20 d 只有6% 的发芽率, 40 d发芽率约为75%, 在15 ℃ 时, 种子的发芽速度也明显迟缓[7]。本试验也表明, 在10～25 ℃ 范围内随着处理温度的下降, 各品种种子发芽率均下降, 但不同品种在低温下的发芽率存在较大差异, 在一定程度上能反映出品种的抗冷性。
可溶性糖是冷害和冻害条件下细胞内的保护物质, 其含量与多数植物的抗寒性成正相关[8]。可溶性糖含量的增加对提高细胞液浓度、增强细胞液的流动性和维持细胞膜在低温下的正常功能等方面有重要作用[9]。低温处理后加工番茄不同品种的电解质渗透率、可溶性糖含量呈增加趋势, 较好地反映了不同品种的耐冷性强弱, 可以作为反映作物耐冷能力的1 个鉴定指标, 用来评价不同加工番茄品种的耐冷性。
王孝宣等[10]的试验结果表明, 番茄在不同发育期( 包括芽期、苗期、开花期) 的耐低温性表现趋于基本一致, 应用苗期进行的鉴定成果, 可对成株鉴定做出近似的估测。本试验中不同的鉴定方法、不同的鉴定时期得出的品种间抗冷性次序略有不同, 因此笔者认为在衡量品种的抗冷性时最少应有2～3 个指标来综合评判, 才能使结果更准确。
4 结论
(1) 试验表明, 选用15、20 ℃ 条件进行种子低温发芽试验来评价加工番茄品种抗冷性效果较好。
(2) 本试验中根据各品种种子发芽率、幼苗冷害指数、电解质渗透率、叶片可溶性糖含量综合评定,UC- 82、里格尔、石番18 号、红霸这4 个品种抗冷性较好。
参考文献
[1] 庞胜群, 王祯丽, 张润, 等. 新疆加工番茄产业现状及发展前景[J]. 中国蔬菜, 2005, ( 2) : 39- 41.
[2] 刘慧英, 王祯丽, 王玉华. 不同品种辣椒种子发芽和苗期耐冷性差异的研究[J]. 石河子大学学报( 自然科学版) , 2002, 6( 1) : 23-25.
[3] 郑东虎, 王兴国, 梁运江, 等. 番茄苗期耐寒性鉴定技术的研究[J]. 延边大学农学学报, 1999, 21( 3) : 163- 167.
[4] 张宪政主编. 植物生理学实验技术[M]. 沈阳: 辽宁科学技术出版社, 1989.
[5] 杨阿明, 沈征言. 低温锻炼提高黄瓜幼苗耐冷性效应[J]. 园艺学报, 1992, 19( 1) : 61- 66.
[6] 王毅, 杨宏福, 李树德, 等. 园艺植物冷害和抗冷性的研究[J]. 园艺学报, 1994, 21( 3) : 239- 244.
[7] 斋藤隆等. 番茄生理基础[M]. 上海: 上海科学技术出版社, 1981.
[8] 刘祖琪, 张石城主编. 植物抗性生理学[M]. 北京: 中国农业出版社, 1994: 43- 44.
[9] 王孝宣, 李树德, 东惠茹, 等. 番茄品种耐寒性与ABA 和可溶性糖含量的关系[J]. 园艺学报, 1998, 25( 1) : 56- 60.
[10] 王孝宣, 李树德, 东惠茹, 等. 低温胁迫对番茄苗期和花期若干性状的影响[J]. 园艺学报, 1996, 23( 4) : 349- 354.
关键词: 加工番茄; 发芽; 苗期; 耐冷性
新疆是我国加工番茄主产区, 年产量在全国的80% 以上。受独特地域性气候影响, 生产上一直存在早、后期原料短缺, 中期原料大量积压浪费的问题。通过多年摸索探明, 采用延后栽培收效甚微, 而早春促成栽培对均衡原料供应更为可行[1]。低温是早春促成栽培面临的首要逆境, 研究加工番茄发芽期和幼苗期耐冷性对生产上选用优良品种及制订优质高效栽培措施都具有现实的指导意义。本试验利用生产上推广应用的9 个加工番茄品种在低温下的发芽特性及苗期冷胁迫下的生理生化变化, 综合评估其耐冷性, 以期为生产上筛选抗冷性强的品种提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料
9 个加工番茄品种: 佳禾9 号、佳禾3 号、佳禾2号、红霸、红杂36 号、里格尔、UC- 82、石番18 号、石红15 号。
1.2 低温种子发芽试验
每个品种选饱满种子50 粒, 温汤浸种后置于培养皿中, 放入种子发芽箱内, 重复3 次[2]。发芽温度设10、15、20、25 ℃4 个温度梯度。每天观测发芽率,统计第7 天发芽率。
1.3 幼苗耐冷性鉴定
将种子处理后播于72 孔穴盘中, 每穴盘2 个品种, 各36 株, 每个品种播2 组, 基质为棉籽壳∶炉渣=1 ∶1, 置于温室自然环境中培养, 依照常规生产方法管理。待幼苗3～4 片叶时将其中1 组移到光照培养箱进行36 h 5 ℃ 低温处理, 另1 组在温室内正常生长作为对照。
番茄幼苗冷害指数的调查标准: 0 级, 幼苗生长健壮, 无受害症状; 1 级, 幼苗形态无明显损害, 叶片绿色轻微变浅; 2 级, 苗顶端颜色变成褐色, 叶片皱缩; 3 级, 幼苗叶片变成墨绿色、水渍状, 严重皱缩,叶柄轻微下垂; 4 级, 幼苗颜色变成暗褐色, 叶片干枯, 叶柄严重下垂; 5 级, 幼苗颜色变成黑褐色, 整株呈水渍状, 整株倒伏[3]。
冷害指数=( 1×S1 2×S2 3×S3 4×S4 5×S5) /( n×5)×100
S 为低温胁迫后每一级冷害苗数, n 为调查总株数。
1.4 低温胁迫下生理指标测定播种、管理方法同幼苗耐冷性鉴定, 待幼苗3～4片叶时将其中1 组移到光照培养箱进行36 h 5 ℃低温处理, 另1 组在温室内正常生长作为对照。细胞膜透性采用电导法[4]、可溶性糖含量采用蒽酮比色法[4]测定。
2 结果与分析
2.1 低温对不同加工番茄品种种子萌发的影响从表1 可以看出, 随着处理温度的上升, 各品种种子的发芽率提高。10 ℃ 条件下各品种发芽率都较低, 有些品种甚至不萌发; 15 ℃ 条件下各品种间存在较明显差异; 当温度升到20 ℃, 所有品种种子发芽率明显提高; 在25 ℃ 时, 各品种间发芽率差异不大。所以认为15、20 ℃ 可作为番茄耐冷性鉴定的发芽温度。佳禾3 号、佳禾2 号在10 ℃ 时不萌发, 15、20 ℃ 时发芽率都较低。红杂36 号、佳禾9 号在10、15 ℃ 条件下均不萌发, 20 ℃ 时红杂36 号发芽率较高。说明低于20 ℃ 的条件不利于这4 个品种种子萌发。UC- 82、里格尔、红霸、石番18 号这4 个品种在4 个温度下均有萌发, 其中15、20 ℃ 时, 除石番18 号外, 其他品种的发芽率显著高于其他品种, 而石红15 号虽然在4 个温度下均有萌发, 但发芽率均不高。根据结果, 可初步判断UC- 82、里格尔、红霸、石番18 号这4 个品种在发芽期抗冷性较强。
2.3 低温对不同加工番茄品种生理指标的影响
2.3.1 电解质渗透率细胞渗透程度可作为植物体耐冷程度高低的可靠指标[5, 6]。本试验中, 低温胁迫下9 个加工番茄品种的电解质渗透明显增大, 里格尔、UC- 82、石番18 号、佳禾9 号这4 个品种相对渗透率较低, 佳禾3 号、石红15 号相对渗透率较高。结合不同品种的电解质渗透率与冷害指数( 表2、3)来看, 二者之间有相似的趋势, 这表明, 细胞膜系损伤导致的细胞渗透性增加所出现的植物体表面的水渍状就是植物冷害的较早表现。
2.3.2 可溶性糖含量从表3 可以看出, 低温处理后, 除佳禾2 号外, 其余8 个品种均表现为可溶性糖含量逐渐上升, 上升幅度表现各异, 其中里格尔、UC- 82 上升最快, 其次为红霸、红杂36 号、石红15号、佳禾9 号、石番18 号、佳禾3 号。说明低温诱导了水解酶的活性, 使淀粉的分解加速, 增加了可溶性糖的含量, 提高了细胞汁液浓度, 因而提高了这些品种的耐冷性, 且可溶性糖含量的增加幅度越大, 耐冷性越强[5]。
3 讨论
番茄种子发芽虽然对温度的要求不严格, 但低于最适温度( 20～30 ℃) 会使发芽率降低, 发芽平均日数延长。在10 ℃ 时, 20 d 只有6% 的发芽率, 40 d发芽率约为75%, 在15 ℃ 时, 种子的发芽速度也明显迟缓[7]。本试验也表明, 在10～25 ℃ 范围内随着处理温度的下降, 各品种种子发芽率均下降, 但不同品种在低温下的发芽率存在较大差异, 在一定程度上能反映出品种的抗冷性。
可溶性糖是冷害和冻害条件下细胞内的保护物质, 其含量与多数植物的抗寒性成正相关[8]。可溶性糖含量的增加对提高细胞液浓度、增强细胞液的流动性和维持细胞膜在低温下的正常功能等方面有重要作用[9]。低温处理后加工番茄不同品种的电解质渗透率、可溶性糖含量呈增加趋势, 较好地反映了不同品种的耐冷性强弱, 可以作为反映作物耐冷能力的1 个鉴定指标, 用来评价不同加工番茄品种的耐冷性。
王孝宣等[10]的试验结果表明, 番茄在不同发育期( 包括芽期、苗期、开花期) 的耐低温性表现趋于基本一致, 应用苗期进行的鉴定成果, 可对成株鉴定做出近似的估测。本试验中不同的鉴定方法、不同的鉴定时期得出的品种间抗冷性次序略有不同, 因此笔者认为在衡量品种的抗冷性时最少应有2～3 个指标来综合评判, 才能使结果更准确。
4 结论
(1) 试验表明, 选用15、20 ℃ 条件进行种子低温发芽试验来评价加工番茄品种抗冷性效果较好。
(2) 本试验中根据各品种种子发芽率、幼苗冷害指数、电解质渗透率、叶片可溶性糖含量综合评定,UC- 82、里格尔、石番18 号、红霸这4 个品种抗冷性较好。
参考文献
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[10] 王孝宣, 李树德, 东惠茹, 等. 低温胁迫对番茄苗期和花期若干性状的影响[J]. 园艺学报, 1996, 23( 4) : 349- 354.