茄子耐低温弱光特性的研究

茄子耐低温弱光特性的研究

茄子来自东南亚。这是一种喜温性植物。在中国，它已经是夏季和秋季最重要的蔬菜。其生长发育的适宜温度为22～30℃,气温下降到7～8℃以下,茎叶就会受害。20世纪90年代以来,随着茄子栽培方式的发展和周年供应的要求,设施栽培面积迅速增加,对冬春季栽培茄子品种要求具有耐低温弱光性能。有关茄子耐低温、耐弱光的研究,国内有少量报道。本试验参照番茄、辣椒和黄瓜等作物的研究方法,开展了茄子低温发芽率、发芽指数、活力指数、幼苗冷害指数、细胞质膜相对透性、遮光处理后幼苗干重、茎粗、株高、叶面积、叶绿素相对含量和光合特性的变化研究,旨在为茄子的设施栽培专用品种的选育提供生理依据。本文报道该项研究结果。1材料和方法1.1eg203、eg183、eg181本所收集的各种生态类型茄子材料7份,Eg133、Eg202、Eg198、Eg203、Eg193、Eg12和Eg181。其中Eg133、Eg202、Eg198和Eg203为冬春季保护地栽培材料,Eg12和Eg181为夏秋季露地栽培材料,Eg193为野生种。1.2方法1.2.1种子催芽活力测定将上年度采种的对低温敏感性差异较大的5份茄子材料Eg133、Eg202、Eg193、Eg12和Eg181,先用赤霉素100mg·kg-1溶液浸种8h,然后分设25℃、22.5℃、20℃、17.5℃和15℃5个处理催芽,每处理50粒种子,重复3次。每日统计发芽数(以胚根伸出0.5mm为准)和胚根长度。发芽指数=∑(日发芽数/发芽天数),活力指数=发芽率×胚根长度(以催芽后144h发芽率和胚根长度为准)。相对值=(17.5℃的发芽指数或活力指数)/(25℃的发芽指数或活力指数)。1.2.2栽培苗受冻情况分级正常培养具5～6片真叶的茄子幼苗,在0～1℃的黑暗培养箱内处理24h,每处理3株,重复3次,测定冷害指数。冷害分级标准:0级,秧苗生长正常,无任何受冻症状;1级,秧苗1～2叶受冻,面积约20%～30%;2级,秧苗2～4叶受冻,其中1～2叶受冻面积>50%;3级,秧苗4～5叶受冻,其中2～3叶受冻面积>50%;4级,秧苗各叶片普遍受冻,其中3～4叶受冻面积>50%;5级,全株受冻死亡或接近死亡。冷害指数=Σ冷害级数×该级株数5×调查总株数×100=Σ冷害级数×该级株数5×调查总株数×1001.2.3电导率的测定正常培养具5～6片真叶的茄子幼苗,在5℃和10℃温度下低温胁迫48h,以20℃处理为对照,用Orion公司生产的Models-125型便携式EC速测仪测定各处理的电导率。每处理3株,重复3次。用5℃和10℃处理的电导率与20℃对照电导率的相对比值表示细胞质膜相对透性。1.2.4遮阳网处理将上年度采种的对弱光敏感性差异较大的4份茄子材料Eg198、Eg203、Eg12和Eg181在2004年3月26日播种于玻璃温室内,20d后移苗。以温室内自然光照作为对照,覆盖一层黑色遮阳网(遮光率70%)为处理,每个处理50株,重复3次。遮阳处理时间为4月15日～5月15日。处理1个月后分别从每个小区中随机抽取5株,分别测定幼苗干重、茎粗、株高、叶面积和叶绿素相对含量。叶面积用CI-203激光叶面积仪测定,叶绿素相对含量用SPAD-502型活体叶绿素计测定。1.2.5幼苗期测定净光合速率用Li-6400便携式光合测定仪测定。测定均在幼苗顶芽以下第三片叶上进行。光照强度设0、250、500、750、1000、1250和1500μmol·m-2·s-17个处理。2结果与分析2.1不同低温下各材料发芽率的变化茄子种子的发芽率随着温度下降发芽时间相对延长(表1)。但在25℃和22.5℃处理下,各材料之间发芽率差异不明显。而当催芽温度降至17.5℃时,各材料之间发芽速度明显降低,耐低温材料Eg133、Eg193和Eg202与不耐低温材料Eg12和Eg181的发芽率之间在催芽144h时有较大差异。而在15℃低温下,各材料种子发芽时间明显延长,经催芽168h耐低温材料Eg133和Eg193的发芽率仅达到14%。发芽指数反映了种子发芽速度,而活力指数不仅包括了种子发芽速度,还包括了在一定时间内下胚轴的生长长度。催芽后144h的发芽指数与活力指数及其相对值(表2)同样显示,耐低温材料Eg133、Eg193和Eg202与不耐低温材料Eg12和Eg181之间也存在有明显差异。考虑生产及试验的方便与实用,可用17.5℃催芽144h时的发芽率作为鉴定茄子不同材料对低温的敏感性。表1不同温度处理对茄子发芽率的影响2.2不同材料的渗透耐低温性6叶期的茄子幼苗经0～1℃、24h的低温处理后,各材料之间的冷害指数呈现出极显著差异(表3)。其中冬春季保护地材料Eg193的冷害指数为11.1,耐低温性表现最强,而夏、秋季露地栽培材料Eg181的冷害指数高达80.0,耐低温性最差。经低温处理后,不同材料的细胞质膜相对透性都有不同程度的增加。Eg193的5℃/20℃和10℃/20℃电导率相对值增加最小,分别为1.43和1.08,而Eg12增加最大,这与各材料的耐低温性相一致。10℃/20℃各材料之间的电导率相对值极差为1.18,大于5℃/20℃的极差0.91,因此,10℃/20℃的电导率相对值可更好地用来区分各茄子材料耐低温的能力。2.3eg198和eg203对幼苗生长和叶绿素相对含量的影响表4给出遮光处理30d后各材料幼苗干重、茎粗、株高、叶面积和叶绿素相对含量相对值变化。(处理/对照)×100%的值越大,说明材料受遮光的影响越小,对弱光的耐受能力越强。Eg198和Eg203的幼苗干重、茎粗和叶绿素相对含量相对值分别为43.9%和41.9%、79.4%和80.3%、86.9%和87.7%,其遮光后所受影响相对于其它2个材料Eg181和Eg12要小,表现耐弱光性能强。而从绝对数值看,经遮光处理后的幼苗株高和叶面积虽较对照均也有不同程度的减小,但各材料相对值之间差异较小,表现不具规律性。综合分析,可将遮光处理后幼苗干重、茎粗和叶绿素相对含量相对值大小作为鉴定耐弱光指标。表4遮光处理对茄子幼苗若干形态指标和叶绿素相对含量的影响2.4不同光照强度对eg203和eg198幼苗净光合速率的影响由图1可见,遮光处理的各参试材料幼苗的净光合速率比在正常光照条件下幼苗的净光合速率都有不同程度下降。但遮光处理1个月后,随着光照强度从0增加到250和500μmol·m-2·s-1时,耐弱光材料Eg203和Eg198幼苗净光合速率增加较快,而不耐弱光材料Eg12净光合速率的增长速度缓慢,明显低于耐弱光材料。因此,可选择光照强度250μmol·m-2·s-1和500μmol·m-2·s-1时净光合速率的高低作为鉴定耐弱光材料指标。3种子选择及光催化性能3.1茄子种子的低温发芽率、发芽指数和活力指数相对值均能较好地反映不同材料耐低温能力。但考虑到生产试验的简便实用,可将17.5℃时催芽时间144h用来鉴定茄子不同材料对低温敏感性。同时结合测定0～1℃下幼苗冷害指数及10℃/20℃的幼苗电导率相对值,从不同角度鉴定各茄子材料耐低温的性能。而从育种的实际出发,如要选育耐低温的茄子材料,可将种子放在15℃极端低温下试验,选择能在15℃低温下较快萌发的种子作为育种材料,并进行连续多代选择效果较好。3.2本试验选择了幼苗干重、茎粗、株高和叶面积4个形态指标及叶绿素相对含量进行比较。在这5个指标中,干物重反映了植株的净同化率,在弱光下干重变化小的材料耐弱光能力强。试验结果表明耐弱光材料和不耐弱光材料的幼苗干重、茎粗和叶绿素相对含量相对值之间有较大差异,可将其作为鉴定耐弱光材料的重要指标