全 文 ：低温弱光胁迫下 11份瓠瓜种质幼苗的耐寒性
高　山 , 许端祥 , 林碧英 , 傅睿清
(福州市蔬菜科学研究所 , 福建　福州　350012)
收稿日期:2008-08-04初稿;2008-10-05修改稿
作者简介:高山 (1973-), 男 , 硕士 , 副研究员, 主要从事蔬菜遗传与育种研究
基金项目:福建省科技重大专项 (2008NZ0002-1)
摘　要:以 11 份瓠瓜种质幼苗为试材 , 在低温弱光胁迫下 , 测定 6 个生理生化指标以及主成分 , 并进行聚类分
析 , 对其耐寒性进行研究。结果表明:持续 7 d 的低温弱光处理 , 能够有效区分瓠瓜种质的耐寒性;6 个指标测
定结果的主成分分析和系统聚类能够对瓠瓜种质的耐寒性进行有效评价;聚类分析筛选出耐寒型种质 2 份 , 较
耐寒种质 5 份 , 次敏感型种质 3 份和敏感型种质 1 份。
关键词:瓠瓜;耐寒性;生理生化指标;主成分分析;聚类分析
中图分类号:S 642 文献标识码:A
Low temperature tolerance of 11 germplasms of Lagenaria siceraria (Mol.)stand under
cold stress and low light
GAO Shan , XU Duan-xiang , LIN Bi-ying , FU Rui-qing
(F uzhou Institute of Vegetable Crops , Fuz hou , Fuj ian　350012 , China)
Abstract:Low temperature to lerance of 11 germ plasm s of Lagenaria siceraria (Mol.)Stand w as studied under the
stress o f low temperature and dim light.Six biochemical and physio lo gical indices and major chemical components
were used fo r the analy sis.Results revealed that the low tempe rature tolerance abilities o f these 11 accessionscould
be effective ly differentiated by the stre ss test in 7 day s , and that the biochemica l and physio log ical indices and chem-
ical composition could be applied fo r species evalua tion.The 11 accessions w ere thus clustered into 4 g roups with
vary ing deg rees o f low tempe rature tolerance , i.e., 2 cold to ler ant , 5 cold semi-tolerant , 3 cold semi-sensitive ,
and 1 cold sensitiv e germplasm.
Key words:Lagenaria siceraria.(Mol.) Stand;cold tolerance;phy siological and bio chemical indices;chemical
analysis;clustering analy sis
　　瓠瓜 [ Lagenaria siceraria (Mol.)Stand.]
属葫芦科一年生蔓性草本植物 , 原产非洲赤道南部
低地 , 其类型和品种十分丰富 , 在我国栽培历史悠
久 , 是我国南方广泛种植的瓜类蔬菜[ 1] 。瓠瓜喜温
暖和强光照 , 不耐低温。随着南方早春保护地和露
地早熟栽培面积的逐年扩大 , 早春低温已成为制约
瓠瓜生产的主要因素 。选育优良瓠瓜耐寒品种是目
前瓠瓜育种热点之一 。
植物在低温弱光胁迫下伴随有许多生理生化代
谢 , 如光合作用的改变 、 渗透调节的变化 、 酶活性
的变化 、 质膜不饱和磷脂水平的改变及可溶性蛋白
的积累等 。研究低温弱光弱迫下植物相关生理生化
指标变化 , 对提高植物耐寒性鉴定和筛选的效率 ,
为抗逆育种和相关的配套栽培技术提供理论依据 。
关于黄瓜和西葫芦等瓜类的耐寒性研究 , 前人作了
大量工作[ 2-4] , 而瓠瓜的耐寒性研究较少。作者对
引进的 11份瓠瓜种质幼苗的耐寒性进行主成分分
析和聚类分析 , 以期为瓠瓜资源的耐寒性评价 、选
育和鉴定提供理论依据 。
1　材料与方法
1.1　供试材料
供试的 11份瓠瓜种质为福州市蔬菜科学研究
所历年收集的地方品种以及从台湾引进的 38份种
质中筛选出的代表性的种质 , 经 6代自交纯化的稳
定自交系 (表 1)。
1.2　试验方法
2007年 10月 26 日播种于玻璃温室内 , 营养
钵育苗 , 每份种质 30 株。苗期按常规管理 , 待幼
苗长至 3叶 1心时 , 从中选生长一致的植株 , 移至
福建农业学报 24(1):60 ～ 63 ,2009
F ujian Journal o f Agricultural Sciences
文章编号:1008-0384 (2009)01-0060-04
光照培养箱中 , 模拟福建省早春气候特点 , 按照刘
永华等[ 5] 的方法进行低温弱光处理:昼温 15℃,
夜温 8℃, 光强 80 μmo l· m-2 · s-1 , 光周期 12
h , 各处理 5次重复。
表 1　供试瓠瓜材料的名称及来源
　Table 1　Sources and names of bottle gourd accessions
investigated
编号 材料 来源 熟性
1 改良瓠子瓜 湖北 中早熟
2 福州芋瓠 福建 早中熟
3 温蒲 1号 浙江 早熟
4 春霸瓠子 四川 早熟
5 汉龙青玉 湖北 早熟
6 极早生瓠瓜 广东 中早熟
7 杭州长瓜 浙江 早熟
8 福州短棒瓠瓜 福建 早中
9 早生短瓠 广东 晚熟
10 永乐 台湾 晚熟
11 长乐 台湾 晚熟
低温弱光处理 7 d后 , 按樊治成等[ 6]的方法进
行冷害分级 , 并计算冷害指数 , 相对电导率参照上
海植物生理学会的方法测定[ 7] , 丙二醛 (MDA)
摩尔质量浓度参照王以柔的方法测定[ 8] , 超氧化物
歧化酶 (SOD)活性参照朱广廉等的方法测定[ 9] ,
过氧化物酶 (POD)活性参照华东师范大学的方
法测定[ 10] , 脯氨酸 (Pro)参照张殿忠等的方法测
定[ 1 1] 。数据分析采用 SPSS软件进行。
2　结果与分析
2.1　不同耐寒性指标分析
对 6个耐寒性指标进行方差分析 , 结果表明
(表 2), 供试瓠瓜种质各耐寒性指标差异均达到极
显著水平 , 说明供试的 11份瓠瓜种质间的耐寒性
差异极显著 , 可以做进一步的分析。
2.2　不同耐寒指标的相关分析
由表 3可以看出 , 相对电导率与冷害指数呈显
著的正相关 , 相关系数为 0.62;POD和 SOD活性
与冷害指数呈不显著相关;Pro 含量与冷害指数呈
显著的负相关 , 相关系数为-0.64 , 与 POD呈显
著的负相关 , 相关系数为-0.58;MDA 含量与冷
害指数 、相对电导率呈极显著的正相关 , 相关系数
分别为 0.71和 0.93。
表 2　低温胁迫下瓠瓜 6个耐寒性指标的方差分析
Table 2　Variance analysis of 6 cold tolerance indices in Bottle Gourd accessions under low temperature stress
变异
来源
冷害指数 相对电导率 POD SOD Pro MDA
MS F MS F MS F MS F MS F MS F
处理间 496.8 236.2＊ 157.7 95.6＊ 0.029 49.9＊ 0.147 159.6＊ 940.3 82.3＊ 0.115 80.82＊
表 3　瓠瓜种质抗寒性指标的相关分析
Table 3　Correlation matrix of cold toleration indices of Bottle Gourd accessions
抗性指标 冷害指数 相对电导率 POD SOD Pro MDA
冷害指数 1.00
相对电导率 0.62＊ 1.00
POD -0.32 -0.15 1.00
SOD -0.13 -0.27 0.35 1.00
Pro -0.64＊ -0.42 -0.58＊ 0.58 1.00
MDA 0.71＊＊ 0.93＊＊ -0.35 -0.18 -0.47 1.00
2.3　11份瓠瓜种质耐寒性的主成分分析
从表 4 可知 , 冷害指数 、 相对电导率 、 POD
活性 、 SOD活性 、 Pro含量和 MDA 含量等 6个耐
寒性指标的主成分分析结果表明 , 第 1主成分的贡
献率为 51.457%, 对应的特征向量中 , 因子负荷
系数绝对值较大的依次为 MDA 摩尔质量浓度 、 相
对电导率和冷害指数;第 2 主成分的贡献率为
26.607%, 以 SOD活性和 Pro 含量的负荷系数绝
对值较大;第 3 主成分的贡献率为 13.399%, 负
荷绝对值较大为 POD活性。前 3个主成分的累积
贡献率为 91.464%, 已经将瓠瓜耐寒性指标的绝
大部分信息反映出来 , 因此只需取前 3个主成分作
61第 1期 高　山等:低温弱光胁迫下 11份瓠瓜种质幼苗的耐寒性
为瓠瓜耐寒性的综合指标 。
根据有关因子得分系数获得前 3个主成分表达
式:
PRIN1=0.865×冷害指数+0.877×相对电导
率-0.483×POD -0.041 ×SOD -0.69 ×Pro +
0.928×MDA;
PRIN2=0.092×冷害指数-0.143×相对电导
率+0.438 ×POD+0.967×SOD+0.644×Pro -
0.158×MDA;
PRIN3= -0.019×冷害指数+0.352×相对
电导率 +0.737×POD -0.068 ×SOD +0.256×
Pro+0.256×MDA 。
表 4　总方差分解及有关因子得分系数
Table 4　Total variance explained and component score coefficient matrix
各主成
分序号
相关矩阵的特征值 有关因子得分系数
特征值 百分比(%) 累积百分比(%) 冷害指数 相对电导率 POD SOD Pro MDA
P RIN 1 3.087 51.457 51.457 0.865 0.877 -0.483 -0.041 -0.690 0.928
P RIN 2 1.596 26.607 78.064 0.092 -0.143 0.438 0.967 0.644 -0.158
P RIN 3 0.804 13.399 91.464 -0.019 0.352 0.737 -0.068 0.256 0.256
P RIN 4 0.370 6.168 97.631 0.483 -0.252 0.161 -0.174 0.005 -0.132
P RIN 5 0.088 1.460 99.091 0.101 0.042 -0.071 0.166 0.207 -0.010
P RIN 6 0.055 0.909 100.000
2.4　11份瓠瓜种质耐寒性的聚类分析
利用前 3个主成分表达式得到 11 份瓠瓜种质
3个主成分得分的新变量 (表 5), 采用最短距离法
计算种质间的欧氏距离进行系统聚类分析 , 在相似
性系数 5处将供试的 11份瓠瓜种质分为 4类 (图
1), 即冷敏感 , 次敏感 、较耐寒和耐寒 4 个等级 ,
并与地理分布存在相关性 。冷敏感型种质 1份 , 为
来自广东极早生瓠瓜 , 次敏感型种质 3份 , 为来自
广东的早生短瓠和来源浙江的温蒲 1 号与杭州长
瓜 , 较耐寒型种质 5份 , 为分别来源福建的福州芋
瓠与福州短棒瓠瓜和来自台湾 “长乐” 与 “永乐”
瓠瓜 , 以及湖北改良瓠子瓜 , 耐寒型种质 2份 , 为
四川的春霸瓠子和湖北的 “青玉” 瓠瓜 。
表 5　11 份瓠瓜材料 3 个主成分得分的新变量
Table 5 　 New variables of 3 component scores for Bottle
Gourd accessions
编号 PRIN 1 PRIN 2 P RIN 3
1 7.64 29.75 21.30
2 1.89 31.93 20.91
3 18.91 27.01 20.78
4 -35.27 55.79 30.72
5 -19.52 48.88 26.06
6 45.62 18.10 21.69
7 13.82 35.22 28.11
8 -2.69 42.54 25.66
9 17.19 23.14 19.06
10 3.48 43.75 28.29
11 1.41 32.38 18.05
图 1　11 份瓠瓜材料耐寒聚类图
Fig.1　Cold tolerance dendrogram of 11 bottle gurd accessions
3　讨　论
在蔬菜作物耐寒性研究中 , 主要采用形态 、代
谢和生理生化的单一指标进行鉴定。然而作物的生
理过程是错综复杂的 , 耐寒性受多种因素影响 , 单
一的鉴定指标很难反映作物耐寒的本质。本研究试
验选择普遍认可的 6个耐寒性鉴定指标 , 经方差分
析具有差异显著性 , 能够有效区分瓠瓜种质间耐寒
性 。利用主成分分析法和系统聚类法对耐寒性指标
进行综合分析 , 进而对瓠瓜的耐寒性进行评价 , 减
少了单一鉴定指标的试验误差。
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(责任编辑:刘新永)
63第 1期 高　山等:低温弱光胁迫下 11份瓠瓜种质幼苗的耐寒性