全 文 ：中 国 糖 料
SugarCropsofChina
2008年
第1期
文章编号:1007-2624(2008)01-0007-04
云南蛮耗斑茅血缘抗旱性品系筛选
及鉴定指标的比较研究
经艳芬,段惠芬,杨李和,桃联安,董立华,安汝东,周清明,楚连璧
(云南省农科院甘蔗研究所瑞丽育种站,瑞丽 678600)
摘 要:筛选了 10份含云南蛮耗斑茅血缘的创新种质材料,以选三、ROC10、闽糖 69-421为对照进行了人工干旱
胁迫条件下的丙二醛含量、相对质膜透性、株高伤害率、正二叶相对重量、蔗汁锤度、光合作用强度 6个生理生化指
标的测定及其不同指标组合间隶属函数均值的变化比较。结果表明:在云瑞系列10个参试品系中,有云瑞05-782、
05-784两个品系的抗旱性表现优于 ROC10,可作为抗旱育种的主要亲本材料加以利用;另外,正二叶相对重量、蔗
汁锤度、光合作用强度(半叶法)3个指标与丙二醛含量、相对质膜透性、株高伤害率 3个常用指标的鉴定结果相吻
合,前者较后者具有设备要求不高,简便易行的特点,因此,我们认为:正二叶相对重量、蔗汁锤度、光合作用强度 3
个指标可作为衡量甘蔗品种抗旱性的参考指标。
关键词:云南蛮耗斑茅血缘;抗旱性;指标
中图分类号:S566.103 文献标识码:A
斑茅种(E.arundinaceus)是甘蔗属近缘植物,因具有抗旱、耐瘠、抗黑穗病等优良特性而受到甘蔗育种工
作者的普遍青睐。因此,在斑茅血缘种质创新研究中,种质材料的抗旱性鉴定是利用斑茅血缘优良抗逆性的
重要环节。甘蔗品种及创新种质的抗旱性常用丙二醛含量、相对质膜透性、株高伤害率 [3,5,7-9]3个指标来进行
综合评价;蔗叶叶绿素含量的变化、脯氨酸含量的变化,多胺含量,伤流率等[10]也常被用来衡量作物的抗旱
性。桃联安等[8]认为正二叶相对重量可作为抗旱性鉴定的一个参考指标。但是,直接用光合作用强度、蔗汁锤
度评价甘蔗品种的抗旱性却尚未见相关报道。为了能从众多的抗旱性鉴定指标中,筛选出简便易行的指标或
指标组合,快速鉴定甘蔗品种或创新种质材料的抗旱性,我们从抗旱性品系的筛选及鉴定指标的比较两方面
进行了探索研究。
1 材料与方法
1.1 材料
云南蛮耗斑茅血缘回交二代:云瑞 05-779、780、787;云南蛮耗斑茅血缘回交三代:云瑞 05-778、781、
782、783、784、785、786;对照种:ROC10、选三、闽糖69-421。参试材料血缘关系详见图1。
图1 云南蛮耗斑茅血缘材料系谱圃
粤糖54-18×云南蛮耗斑茅→云斑F180-114自交→云斑F191-3696
F87×云斑F191-3696 ROC10×云斑F191-3696
↓ ↓
云斑BC199-512、537、546 云斑BC196-66、73
云斑BC199-546×RCO10德蔗93-88×云斑BC196-66德蔗93-88×云斑BC199-512
↓ ↓ ↓
云斑BC203-405、417 云斑BC205-779 云斑BC205-780、787
CP65-357×云斑BC203-405CP65-357×云斑BC203-417云斑BC203-417×ROC10
↓ ↓ ↓
云斑BC305-778、785 云斑BC305-783 云斑BC305-781、782
ROC10×云斑BC199-512 ROC10×云斑BC203-405
↓ ↓
德蔗93-88×云斑BC203-350 云斑BC305-784
↓
云斑BC305-786
收稿日期:2007-03-28
基金项目:云南小斑茅血缘抗旱抗病性种质创新及杂交利用研究(2004CO062M);科技攻关及高新技术发展项目:优质专用甘
蔗新品种选育及配套技术研究示范(2006NG11)资助。
作者简介:经艳芬(1965-),女,云南省丽江市人,云南省农科院甘蔗研究所瑞丽育种站,副研究员。
7
料糖国中 年8002
干重增加总数(mg)
光合作用强度=
切取叶面积总和(dm2)×照光时数(h)
A: B:
1.2 抗旱性鉴定指标及方法
1.2.1 干旱胁迫处理及丙二醛含量、相对质膜透性、株高伤害率 3指标的测定参照文献[3]、[5]、[7]的方法进
行。正二叶相对重量参照文献[8]的方法。
1.2.2 蔗汁锤度测定 在其它生理生化指标的测定结束后,用手持糖量计分别选正常供水与干旱胁迫两种
处理材料各5株,测定蔗汁锤度,并用干旱胁迫与正常供水锤度的增幅计算隶属函数值。
1.2.3 光合作用强度测定(改良半叶法) (1)在第一次和最后一次测定相对质膜透性、丙二醛含量两指标的
第二天早上8:30,从第一(正常供水处理)、三(干旱胁迫处理)两重复对每个参试材料每桶取1株的正2叶,
首先用10%的三氯醋酸环涂叶鞘与叶片连接处,然后取处理叶片中部平展部分15cm长的半叶,用湿纱布包
裹后带回试验室避光保存。
(2)当天下午2:30,按与早上同样的速度、同样顺序取下另外半叶,用湿纱布包裹后带回实验室,与早上
的两半片叶按材料编号分别称重后,置80～90℃分别烘干至恒重(约5个小时),在分析天秤上称重比较计算:
(3)用两次测定光合作用强度的差值作为隶属函数值计算的依据。
1.2.4 测定结果分析 按文献[5]、[8]的方法计算隶属函数平均值,即:
A式、B式中表示i基因型j指标的抗旱隶属函数值,Xij表示i基因型j指标的测定比值,Xjmax、Xjmin 分别
表示基因型中指标的最大和最小的测定值。
计算各生理指标耐旱系数隶属函数值时,耐旱系数与抗旱性呈正相关,用A式计算;耐旱系数与抗旱性
呈负相关,用B式计算。C式表示i基因型的抗旱隶属函数平均值,n为指标数,计算抗旱指数的隶属函数值,
则n=1;计算生理生化指标抗旱性隶属函数平均值时,n=指标数。将生理生化测定结果按上述公式转化成隶
属函数值,用隶属函数法将各材料的耐旱指数扩展到〔0,1〕闭区间上,按所计算的值划分标准。
1.2.5 图表中出现指标代号 (1)-丙二醛含量、(2)-相对质膜透性、(3)-株高伤害率、(4)-正二叶相对重
量、(5)-锤度、(6)-光合作用强度,(123)-代表前3个指标的隶属函数均值,以此类推。
2 结果与分析
2.1 6个生理生化指标抗旱性鉴定结果
从表 1可以看出,6个指标的隶属函数均值排前 5位的依次是:05-782、05-781、05-784、ROC10、05-
780、05-779。隶属函数均值越大,抗旱性越强,在云瑞系列10个参试品系材料中,抗旱性优于ROC10的有3
个,即云瑞05-782、781、784;抗旱性优于选三的材料依次为 05-782、781、784、05-780、05-779、783、786共7
个;除云瑞05-787外,所有参试云瑞系列品系材料的抗旱性均优于闽糖69-421。
C:
8
A:05-787;B:ROC10;C:05-781;D:05-779;E:05-786;F:05-
785;G:05-778;H:05-783;I:05-780;J:05-782;K:选三;L:闽
69-421;M:05-784
2.2 蔗汁锤度与常用抗旱性鉴定指标组合间变化趋势分析
从图2可见,丙二醛含量、相对质膜透性、株高伤害率是作物抗旱性鉴定中常用的3个生理生化指标。蔗
汁锤度指蔗汁中所含总固溶物(包括糖分、还原糖、钙盐及其它可溶物质)的重量占蔗汁重量的百分比。随着
水分胁迫的变化,蔗汁锤度亦随之变化。从图2不难看出,除05-781、云瑞05-779、05-783三个材料外,其它
参试材料蔗汁锤度增幅的隶属函数值与(123)指标的隶属函数均值变化趋势一致。
2.3 利用改良半叶法测定光合作用强度与(123)指标的比较
光合作用强度及其相关指标作为抗旱性鉴定指
标已被广泛应用。改良半叶法测定光合作用强度不需
要昂贵的仪器设备,简便易行,但是,结果又怎样呢?
从图 3可以看出,除 05-783、闽糖 69-421等少数材
料外,利用改良半叶法测定的光合作用强度隶属函数
值与(123)指标的隶属函数均值变化趋势一致。
2.4 (123)与(456)及 6个指标组合隶属函数均值
间的变化比较
图4可以看出,(456)指标组合与6个指标组合
的隶属函数均值变化趋势相吻合,二者与(123)指标
组合变化,除闽糖69-421、云瑞05-778材料外,其它
材料的隶属函数均值变化趋势基本一致。
2.5 (123)与(456)及6个指标组合隶属函数均值及抗旱性排位比较
从表1看,(123)指标组合隶属函数均值排前5位的是:云瑞05-781、05-786、05-778、05-782、05-784、
ROC10、选三共 7个材料;(456)指标组合隶属函数均值排前 5位的是:云瑞 05-782、05-784、05-779、
ROC10、05-780共 5个材料;6个指标组合隶属函数均值排前 5位的是:云瑞 05-782、05-781、05-784、
ROC10、05-780、05-779共6个材料,从中不难看出,对照种ROC10在3种指标组合中,隶属函数均值均排
在第四位,云瑞05-782、05-784两个材料,在不同指标组合中的排位均优于对照ROC10。
因此,在本试验中,云瑞05-782、云瑞05-784两个材料的抗旱性优于ROC10;另外,(456)指标的测定较
(123)指标有对设备要求不高、简便易行的特点。因此,在没有条件对甘蔗品种抗旱性进行生理生化指标测定
时,(456)组合的隶属函数均值可以作为衡量甘蔗品种抗旱性强弱的参考指标。
3 讨论
3.1 在野生甘蔗种质杂交利用过程中,野生种质血缘成分随着杂交或回交代数的增加而减少,野生种质优
良抗逆基因也随之丢失,含野生甘蔗种质血缘创新材料的抗逆性,随着杂交或回交代数的升高而减弱。在此
研究中,抗旱性优于ROC10的两个材料均是回交三代,在所有参试材料中抗旱性表现最弱的是回交二代(云
瑞05-787)。这与抗旱性品系的人为选择有关。野生种质抗逆性遗传效应的系统研究有待进行。
A:05-787;B:ROC10;C:05-781;D:05-779;E:05-786;F:05-
785;G:05-778;H:05-783;I:05-780;J:05-782;K:选三;L:闽
69-421;M:05-784
A:05-787;B:ROC10;C:05-781;D:05-779;E:05-786;F:05-
785;G:05-778;H:05-783;I:05-780;J:05-782;K:选三;L:闽
69-421;M:05-784
经艳芬,等:云南蛮耗斑茅血缘抗旱性品系筛选及鉴定指标的比较研究第 1期 9
料糖国中 年8002
3.2 蔗汁锤度是指蔗汁中所含的总固溶物(包括糖分、还原糖、钙盐及其它可溶物质)的重量占蔗汁重量的百
分比。随着干旱胁迫的加剧,蔗汁水分含量也将发生变化,甘蔗对水分胁迫的反应越敏感,干旱胁迫较正常供
水的锤度增幅越大。因此,在干旱胁迫条件下,蔗汁锤度的增幅,作为衡量甘蔗抗旱性的一个指标,是可行的。
3.3 用半叶法测定甘蔗叶片的光合作用强度是可行的,但是,在测定过程中,受到天气、取样速度、时间等多
方面的限制,因此,在测定过程中,应尽可能地消除人为误差。
3.4 由于当年获得云斑F1代的云南蛮耗斑茅无性系已在保育过程中遗失,瑞丽站创新的云南蛮耗斑茅血
缘材料的真实性鉴定有待进行。
参考文献:
[1] 陈如凯,张木清,陆裔波.干旱胁迫对甘蔗生理影响的研究[J].甘蔗,1995,2(1):1-6.
[2] 梁丽琼,谭裕模,曾洁清,等.甘蔗叶片生态特征及脯氨酸含量、质膜透性与抗旱性关系研究[J].甘蔗,1995,2(4):14-19.
[3] 吴才文,陈能武,杨荣仲,等.水分胁迫及复水对甘蔗生长发育及相关生理指标的影响[J].甘蔗,1998,5(3):6-12.
[4] 张木清,陈如凯,高三基,等.甘蔗基因型对水分胁迫的形态生理影响[J].中国农业科学,1997,30(6):72-77.
[5] 许文花,杨清辉.甘蔗割手密无性系抗旱性鉴定[J].热带农业研究,2005,(1):22-26.
[6] 付凤玲,李晚枕,潘光堂.模糊隶属法对玉米苗期耐旱性的拟合分析[J].干旱地区农业研究,2003,21(1):83-85.
[7] 经艳芬,桃联安,杨李和,等.云南野生甘蔗种质血缘F3代亲本材料抗旱性研究初报[J].甘蔗,2002(1):21-23.
[8] 桃联安,楚连璧,杨李和,等.云南野生甘蔗血缘后代抗旱性鉴定分析研究[J].甘蔗糖业,2006(3):7-11.
[9] 劳方业,廖兆周.甘蔗抗旱性鉴定技术初步研究[J].甘蔗糖业1995(2):1-5.
[10] 陈如凯,等.现代甘蔗育种的理论与实践[M].北京:中国农业出版社,2003.
DroughtResistanceIndexesSelectionofYunnan-manhaoE.arundinaceus
JINGYan-fen,DUANHui-fen,TAOLian-an,DONGLi-hua,etal
(RuiliSugarcaneBreedingStation,SugarcaneResearchInstitute,YunnanAcademyofAgriculturalSciences,Ruili,Yunnan678600,China)
Abstract:10cloneswhichweregeneratedfromYunnan-manhaoE.arundinaceusof7combinationswere
selected,theindexesofmalondialdehydecontents,permeabilityofplasmamembrane,damagerateofheight,
weightof+2leaves,juicebrixandintensityofphotosynthesisweretestedunderthewaterstresswiththecontrol
varieties-Triton,ROC10,Mingtang69-421.Theaveragesubjectionfunctionof6indexeswithinthecombinations
wereanalyzed,theresultsshowedthatthedroughtresistanceofYunrui05-782,05-784werebeterthan
ROC10,tobeasmajorparentsforutilization.Meanwhile,theresultsof3indexes,whichareweightof+2leaves,
juicebrixandintensityofphotosynthesiswerebetermatchtotheresultsofthemalondialdehydecontents,
permeabilityofplsmamembrane,damagerateofheightandthemethodsareeasytobeoperated,itshouldbethe
majormethodsandindexestomeasuredthedroughtresistanceforsugarcane.
Keywords:Yunnan-manhaoE.arundinaceum;Droughtresistance;Index
(上接6页)
RelationsbetweenPhotosynthesisCharacteristicsofSaccharumspontaneum
andAltitudeofItsNativeArea
YANGSheng-chao,LIYun-hong,YANGQing-hui,LiFu-sheng,XIAOGuan-li
(ColegeofAgriculturalandBiotechnology,YunnanAgriculturalUniversity,Kunming650201,China)
Abstract:Netphotosynthesisrate(Pn),transpirationrate (E),stomatalconductance (C),intercelularCO2
concentration (Ci),andchlorophylcontent(Chl)of144clonesofSaccharumspontaneumL.colectedfrom
diferentareasinChinaweredetermined.Theresultsshowed:therearerichvariationsonphotosynthesis
characteristicsofS.spontaneumindiferentnativearea.Therearesignificantlypositivecorelations (P<0.05)
betweenaltitudeofitsnativeareaandE,butnocorelationwithotherparameters.Thereisareverseparabola
changedirectionbetweenthealtitudeofandChla,Chlb,Chla+b,andthereisasignificantlypositivecorelation
betweenaltitudeandChla/b.TherearesignificantpositivecorelationsbetweenCandE,Pn,Ci,andno
significantcorelationbetweenotherparameters.So,therecouldberichvariationsonphotosynthesis
characteristicsofS.spontaneumclonesintheirdiferentnativearea,andthereiscloselyrelationshipwiththe
altitude.Thealtitudeimpactsonnotonlychlorophylcontentbutalsostomatalconductanceandtranspirationrate
soastoafectonphotosynthesisrateofS.spontaneum.
KeyWords:Saccharumspontaneum;Clones;Photosynthesischaracteristics;Altitude;Chlorophyl
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