全 文 ：文章编号: 1007-0435( 2002) 03-0227-04
脱落酸与早熟禾的耐寒性
柳小妮
(甘肃农业大学草业学院, 兰州 730070)
摘要: 以 26 种(品种)早熟禾为材料, 在田间试验的基础上,筛选出各方面表现良好的 8 个种(品种) ,在室外低温
协迫下用高效液相色谱法测试其叶片脱落酸含量的变化,分析其耐塞性的强弱。结果表明 : 早熟禾耐寒性的强弱
依次为:大穗早熟禾、草地早熟禾(天祝华藏寺)、扁杆早熟禾、草地早熟禾(天祝金强河)、思托佩草地早熟禾、硬质
早熟禾、冷地早熟禾、瓦巴斯草地早熟禾。 ABA 的提取方法可行。
关键词: 早熟禾; 脱落酸( ABA ) ; 高效液相色谱法; 耐寒性
中图分类号: Q945. 79 文献标识码: A
ABA and Bluegrass Cold Resistance
LIU Xiao-ni
( Pratactul tu ral Ins titute, Gansu Agr icultur e University, Lanzhou, 730070 China)
Abstract: Bet ter performances of 8 species/ variety w ere selected out f rom 26 differ ent bluegr ass on the
base of field experiment . A BA changes o f blueg rass leaves were shudied w ith HPLC under the co ld w eather
st ress. T he results indicated that : ( a) the o rder of bluegr ass cold resistance is as follow s: Poa gr and isp ica,
P . p r atensis L. ( Huazang si, T ianzhu) , P . p ratensis var. Anceps, P . p r atensi s L. ( Jingqianghe, T ianzhu) , P .
p r atensi s L. ( Storpy) , P . sp hondy lodes, P . crymop hila, P . p r atensis L. ( W abash) , ( b) and the method of ex-
tr acted ABA are reasonable.
Key words : Blueg rass( Poa) ; A BA; HPLC; Co ld resistance
低温胁迫对植物生长促进物质的水平没有明显
影响,但抑制物质发生了显著的变化。植物在不同胁
迫条件下, 大量积累的生长抑制物质主要成分是
ABA (脱落酸) [ 1]。近年来, 由于植物育种上的需要,
对于 A BA 在胁迫条件下的累积与抗逆性的关系,
引起越来越多的科学家的注意, 成为抗逆性研究的
热点[ 4] [ 6]。
植物激素的含量降低,又处在含量比它多几个
数量级杂质的包围之中, 所以其分离、纯化、鉴定和
测定十分困难。这不仅要求较为准确的分离、提取方
法,还要求其分析手段具有很高地灵敏度和选择性。
HPLC(高效液相色谱)、GS-M S(气相色谱一质谱联
用)技术的发展为该分析领域提供了有力的手段,
HPLC定量分析和 GS-M S 技术的恰当应用可以很
好地满足上述要求,从而成为目前世界上公认的最
可靠准确的激素分析方法。但与 HPLC 相比, GS-
M S 法有一定的局限性, 操作也比较繁琐, 而 HPLC
法较为易行[ 2]。
早熟禾属( Poa L. )为一年生或多年生草本, 广
泛分布于温带或寒冷地区,稀见于热带[ 3]。我国约有
78种 8个变种,甘肃省约有 27种 2个变种,较集中
分布于甘南及其周边地区。该属多数种类为优良牧
收稿日期: 2002-02-07; 修回日期: 2002-05-25
* 农业部 95牧-02-02-15项目“放牧型早熟禾品种选育”研究内容之一
本文是在曹致中教授的精心指导下完成的,马晖玲和赵桂琴博士也提供了宝贵意见,给予了大力支持,谨致谢忱!
作者简介: 柳小妮( 1969-) ,女,甘肃省静宁县人,讲师,博士,主要从事植物生态与牧草育种的教学和科研工作
第 10卷 第 3期
Vo l. 10 No. 3
草 地 学 报
ACT A AGRESTIA SIN ICA
2002 年 9月
Sept . 2002
草,茎叶柔软,营养成分较高,为家畜所喜食,其中有
些种类根茎发达、植株低矮, 极耐践踏,是水土保持
和重要的草坪草种,有较高的开发利用价值。野生早
熟禾宜于潮湿而寒冷的气候,普遍耐寒,但其野生性
状往往不符合大量栽培利用的要求。目前用于建植
草坪的早熟禾,主要为国外引进种。为了开发我国丰
富的早熟禾种质资源, 筛选和培育优良早熟禾品种,
建立自己的良种繁育基地。本文以 8种(品种)引进
早熟禾以及从各地征集、采集的 18种(品种)野生早
熟禾为材料, 在田间试验的基础上, 筛选出 8种(品
种)表现较好的种和品种,在室外低温胁迫下测试其
叶内脱落酸( ABA)含量的变化,分析其耐寒性的强
弱,旨在进一步了解早熟禾对寒冷环境的适应机理,
为培育优良品种提供可靠的理论基础。
1 材料和方法
1. 1 供试材料
表 1 供试材料
Table 1 Experim ent m aterial
编号
Number
种/品种
Species /Vr iety
1 巴隆草地早熟禾 P oa p ratensis L. cv Baron
2 莫诺波利草地早熟禾 P oa p ratensis L. cv M onopoly
3 扁杆早熟禾 P oa p ratensis var. ancep s Gaud
4 硬质早熟禾 P oa sp hondy lod es T rin.
5 爱肯尼草地早熟禾 P oa p ratensis L. cv. Iknoe
6 亨利草地早熟禾 P oa p ratensis L. cv Henr y
7 细叶早熟禾(西宁) P oa angustif olia L .
8 思托佩草地早熟禾 P oa p ratensis L. cv S tor py
9 少叶早熟禾(陕西) P oa p aucif ol ia Keny
10 加拿大早熟禾 P oa comp re ssa
11 大穗早熟禾 P oa gr andisp ica Keng
12 华灰早熟禾(宁夏) P oa sinog lauca Ohw i
13 冷地早熟禾(青海) P oa crymop hila Keng
14 波伐早熟禾(天祝华藏寺) P oa p oip hagorum Bor
15 草地早熟禾(天祝华藏寺) P oa Pr atensis L.
16 绿早熟禾(天祝华藏寺) P oa v iridula Palibin
17 密花早熟禾(天祝华藏寺) P oa p achyantha k eng
18 波伐早熟禾(西藏) P oa p oop hagorum Bor
19 瓦巴斯草地早熟禾 P oa p ratensis L. cv Wabash
20 草地早熟禾(天祝华藏寺) P oa p ratensis L.
21 草地早熟禾(金强河) P oa p ratensis L.
22 菲尔金草地早熟禾 P oa p ratensis L. cv Fylking
23 早熟禾(兰州石佛沟) P oa annua L .
24 早熟禾(陕西) P oa annua L .
25 冷地早熟禾 P oa crymop hila Keng
供试材料共计 26个,其中国外引进 8个草地早
熟禾品种, 各地征集、采集的野生材料 18种(品种)
(见表 1)。
1. 2 发芽与田间试验
1. 2. 1 所征集和采集的多为野生种,首先测试发
芽率。
1. 2. 2 试验田设在甘肃兰州牧草站。1998年 3月
26日进行条播, 行距 15cm, 长 1m , 区组间随机排
列。由于征集, 采集的野生种数量有限,种植面积各
不相同。
试验间不浇水, 不施肥, 每月清除一次杂草。
1998年记载出苗情况及田间生长状况。1999年记载
返青期、分蘖和抗性等。
1. 3 脱落酸(ABA)含量测定
1. 3. 1 在田间试验的基础上,依据供试早熟禾的生
长状况及绿期长短, 进行长势与耐寒性排序, 筛选出
表现较好的 8种(品种) , 分别为:扁杆早熟禾( 3)、硬
质早熟禾( 4)、思托佩草地早熟禾( 8)、大穗早熟禾
( 11)、天祝华藏寺野生草地早熟禾( 20)、金强河野生
草地早熟禾( 21)、瓦巴斯草地早熟禾( 19)和冷地早
熟禾( 26) ,测试其 ABA 含量。
1. 3. 2 1998年 12月将 8种(品种)早熟禾从试验
田移栽至花盆, 每种两盆,定期浇水、修剪。1999年 3
月将其中一盆置于窗外, 作为低温胁迫处理, 另一盆
在室内(对照)。二者每36h浇一次透水,定时记录室
内外温度和湿度。半个月后选取各处理有代表性的
植株,剪下叶片,用蒸馏水冲洗干净, 用纱布擦去浮
水, 分别准确称取 2g, 剪碎后放入研钵加丙酮研磨
至匀浆,置低温处避光浸泡一昼液后,用小孔径的砂
芯漏斗(两层滤纸)过滤, 用丙酮洗残渣3 次, 弃取残
渣,将经丙酮提取后的样品用液氮气流吹至近干,再用甲
醇溶解并定容于5ml瓶中,采用液相色谱法测定[ 2]。
测定仪器:日本岛津 LC-6A 高效液相色谱仪。
LC-6AV 紫外可见可变波长检测器。G-R3A 型色谱
数据处理器。RheodyneT 125型色谱进样阀和样品
定量环。
测定条件: 2ABAX-C18 柱 5m, 250mm ×
4. 6mm , 检测波长 244nm, 检测灵敏度 0. 001A. U .
F . S。流动相 甲醇/水/乙酸= 55/ 45/ 0. 1%。流速
1. 0ml/ min。
228 草 地 学 报 第 10卷
2 结果与分析
2. 1 田间试验
早熟禾属植物繁殖力强, 再生性好,返青早,绿
期长,尤以草地早熟禾最有代表性。思托佩草地早熟
禾和瓦巴斯草地早熟禾返青早、枯萎晚、耐塞性好,
且根茎发达,长势好、分蘖快、质地柔软、颜色墨绿、
绿期长、是优良的草坪草。天祝野生类型的早熟禾虽
然种子发芽率低, 出苗慢, 质地略比栽培种粗糙, 但
据田间观测其抗病虫害能力强,返青最早,第二年各
项指标都明显优于第一年。扁杆早熟禾性状略似于
天祝野生种。但长势好, 抗杂草能力强,并且分蘖也
比野生种好。冷地早熟禾和硬质早熟禾生长非常缓
慢, 植株低矮, 生长均一,质地柔软, 草姿极优美, 但
硬质早熟禾绿期短, 抗病虫害能力差,耐寒性也一
般。室内盆载时,易受蚜虫和白粉病的侵染。
表 2 发芽试验及田间生长情况( 1998)
T able 2 The results of the shoo t and field exper imet in 1998
编号
Number
萌发期
Germinate stage
出苗期
S eedling stage
出苗率( % )
Rate of
germ inate
长势( 1～5)
Growin g pow er
株高( cm)
Plant height
叶宽( mm)
Leaf w idth
枯萎期(月·日)
W ilt ing stage
( Month·day)
3 4 20 70 2 24. 4 3. 0 10. 30
4 5 23 60 1 9. 9 1. 5 10. 10
8 5 25 90 5 35. 0 3. 5 12. 10
11 6 23 50 3 15. 0 3. 0 11. 10
19 4 22 90 5 38. 3 3. 5 10. 30
20 5 26 80 3 18. 8 3. 0 10. 30
21 5 26 90 4 24. 0 3. 0 10. 30
26 4 16 60 1 8. 3 1. 0 10. 30
表 3 返青后田间观测( 1999)
T able 3 The results of t he field exper iment aft er the blueg r ass r egr eened in 1999
编号
Number
返青期
(月·日)
Regreen s tage
(m onth·day)
分蘖期
(月·日)
T illering stage
( month·day)
分蘖
(个/株)
T illers
分蘖期 T illering
生长速度( cm/ d)
Grow speed
( cm/ d)
叶长( cm )
Leaf length
( cm )
叶宽( mm )
Leaf w idth
( mm )
株高( cm)
Plant height
(cm)
绿色期
( d)
Green d ay
耐寒性
( 1～8)
Cold
resis tance
3 3. 10 3. 20 4. 0 1. 56 6. 9 3. 9 22. 2 235 5
4 3. 19 3. 26 6. 0 0. 97 5. 2 1. 9 14. 4 195 1
8 3. 10 3. 26 5. 5 0. 47 8. 6 4. 1 19. 8 275 4
11 3. 10 3. 15 4. 0 0. 59 8. 9 3. 8 38. 5 235 8
19 3. 90 3. 25 4. 5 0. 45 14. 9 3. 2 24. 9 235 2
20 3. 80 3. 20 3. 0 0. 43 7. 6 3. 2 23. 8 235 7
21 3. 60 3. 24 6. 0 0. 42 6. 4 3. 0 26. 4 240 6
26 3. 10 3. 26 4. 0 0. 59 3. 5 2. 0 11. 3 230 3
注:分值越高,表明耐寒性越强
Note: T he value of cold res istan ce is hig hes t , cold res istance is b est
2. 1. 1 早熟禾属植物多数适于寒冷而潮湿的气候,
耐寒性普遍较好, 在北方地区能安全越冬, 故单纯利
用田间观测则难以判断耐寒性的强弱。但不同的种
(品种)受霜冻后,叶片萎缩程度和枯黄的时间差异
较大, 以此为依据, 对早熟禾进行耐寒性评估,结果
为: 11> 3> 20> 21> 8> 26> 19> 4。
2. 1. 2 8 号的绿期最长, 但在霜冻后, 叶片受害症
状明显,萎缩程度严重,并且恢复较慢,影响其耐寒
性评估结果。除4号外,其余的几个种(品种)的绿期
相近,但在霜冻后,野生种的表现比栽培品种好, 而
野生种之间差异较小,而田间观测结果难以进行耐
寒性排序。
2. 2 脱落酸(ABA)含量
根据测定得到峰面积,从相应的紫外、荧光标准曲
线查得其浓度,经线性拟合得方程: Y= 1205. 63996+
229第 3期 柳小妮:脱落酸与早熟禾的耐寒性
32338. 3754X(相关系数 T= 0. 99992)。 计算结果见表 4。
表 4 低温胁迫对叶片 ABA 含量及耐寒性的影响
T able 4 ABA changes o f different blueg r ass leaves under the cold w eather st ress and the o rder o f cold r esistance
编号
Number
3 4 8 11 19 20 21 26
对照 CK 2. 7715 2. 5820 5. 2030 0. 2065 2. 6065 0. 2035 2. 8105 4. 2835
胁迫 S t res s 15. 9390 3. 7400 9. 8065 6. 4442 3. 0795 3. 8475 8. 9740 5. 8360
胁迫/对照 S tr ess / CK 5. 68 1. 45 1. 89 31. 21 1. 18 18. 91 3. 19 1. 36
耐寒性 Cold resis tance order 3 6 5 1 8 2 4 7
注:室内条件稳定,温度为 20℃左右,相对湿度 50% ;室外温度为- 5～10℃,且风力较大
Note: Lab condit ions are stable, temperature: 20℃, relat ive humidity: 50% , but out of lab, w ind is st rong , temperature: - 5℃～10℃
在不同胁迫条件下,植物体内大量积累的生长
抑制物质的主要成分是 ABA (脱落酸) , ABA 对不
同胁迫的反应最为敏感,变化幅度大, ABA 是植物
对环境胁迫适应性反应的主要机理之一[ 1] [ 4] [ 5]。在
低温胁迫下, 早熟禾叶片 ABA 明显增加,表明其耐
寒性较好。其中以 11号增加最为显著,为 31倍多;
20号,次之增加近 19倍; 3号和 21号 ABA 也明显
增加。
耐寒性由强至弱依次为: 11> 20> 3> 21> 8> 4
> 26> 19
3 讨论
3. 1 试验所筛选的材料,主要是北方地区当地的野
生种,野生早熟禾长期受环境条件的影响, 形成了较
强的生态适应能力,普遍耐寒, 试验结果表明, 8个
早熟禾耐寒性由强至弱依次为: 大穗早熟禾> 草地
早熟禾(天祝华藏寺) > 扁杆早熟禾> 草地早熟禾
(天祝金强河) > 思托佩草地早熟禾> 硬质早熟禾>
冷地早熟禾> 瓦巴斯草地早熟禾, 结果除硬质早熟
禾外,与田间观测的耐寒性结果( 11> 3> 20> 21> 8
> 26> 19> 4)基本一致。
3. 2 硬质早熟禾的耐寒性一般,但低温胁迫下,其
叶内ABA 水平增加也较显著。究其原因, 可能与室
内盆栽时,硬质早熟禾受蚜虫和白粉病的侵染有关。
当植物受到病虫害的危害时,体内通过 ABA 的累
积来提高对病虫害的抵抗能力,也会导致叶内 ABA
含量明显上升。
3. 3 利用 ABA 作为检测耐寒性的指标较为可靠,
检测技术较先进, 但提取方法仍有不足,其损耗、误
差较大。植物内源激素提取和分离的手段,对其检测
和测定结果影响较大,但若以对比不同植物体内激
素含量水平的变化幅度为试验目的, 而非精确测定
其体内激素含量时, 该提取方法是可行的。
参考文献
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230 草 地 学 报 第 10卷