全 文 :广东农业科学 2015 年第 24 期66
收稿日期 :2015-08-19
基金项目 :农业部物种资源保护项目 ;农业部现代农
业人才支撑计划项目“热带牧草创新与利用”;农业部
“948”重点项目
作者简介 :严琳玲(1983-),女,硕士,助理研究
员,E-mail :yanlinling0624@163.com
通讯作者 :白昌军(1967-),男,博士,研究员
E-mail :baichangjun@126.com
蝴蝶豆属种质苗期抗旱性鉴定研究
严琳玲,张 瑜,白昌军
(中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所 / 农业部华南作物基因资源与
种质创制重点实验室,海南 儋州 571737)
摘 要:通过盆栽试验对 20 份蝴蝶豆采用苗期干旱胁迫 - 复水法进行抗旱性评价,观察了叶片的萎蔫过
程和复水后的恢复状况,并测定了相对电导率(REC)、游离脯氨酸(Pro)含量、丙二醛(MDA)含量、叶绿
素 SPAD 值、叶片相对含水量(RWC)、土壤含水量等指标。结果表明,在干旱胁迫下,随着干旱胁迫天数的
增加,电导率和脯氨酸随之增加,叶片含水量与土壤含水量随之降低,丙二醛呈现先降低后升高的趋势,叶绿
素无明显变化,复水后,各指标又能恢复至胁迫初期状态。对干旱胁迫 9 d 后测定的指标进行隶属函数分析,
综合评价表明抗旱性较强的种质有 CIAT5006、CIAT5627、050319012、020411050、060306037 蝴蝶豆。
关键词:蝴蝶豆 ;苗期 ;干旱胁迫 ;综合评价
中图分类号:S541+.9 文献标识码:A 文章编号:1004-874X(2015)24-0066-08
Identification of drought resistance of Centrosema pubescens Benth at seedling stage
YAN Lin-ling,ZHANG Yu,BAI Chang-jun
(Tropical Crops Genetic Resources Institute,Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences/Key Laboratory of Crop
Gene Resources and Germplasm Enhancement in Southern China,Ministry of Agriculture,Danzhou 571737,China)
Abstract:By spot experiment,the drought resistance of 20 Centrosema pubescens Benth at seedling stage was
evaluated by means of drought stress-rehydration,and the blade wilting and recovery process after rehydration was
observed,electrical conductivity rate(REC),proline(Pro) content,malondialdehyde(MDA) content,chlorophyll
content,water content of leaves(WC)and soil water content were deterted. The results showed that,under drought
stress,with the increase of stress time,REC and Pro content increased,while chlorophyll content,water content
of leaves(WC)and soil water content decreased ;MDA content firstly increased then decreased and chlorophyll
content had no significant change. After rehydration,all these indicators regained their original state. According to
the comprehensive evaluation of the Subordinate function analysis on indicators under drought stress on the 9th day,
the following C. pubescens Benth had stronger stress resistance :CIAT5006,CIAT5627,050319012,020411050,
060306037.
Key words:Centrosema pubescens Benth ;seedling stage ;drought stress ;comprehensive evaluation
蝴蝶豆(Centrosema pubescens Benth)又名
距瓣豆或毛蝶豆,豆科距瓣豆属,原产热带美
洲,引入东南亚已久,我国在建国前将蝴蝶豆从
南洋引入海南作为饲料及绿肥覆盖作物栽培,许
多地方已逸为野生。目前广东、台湾、江苏、云
南均有引种栽培。蝴蝶豆产量高,茎叶柔软,生
长 18 个月仍未木质化,叶量大,年产鲜草量可达
22 500~300 000 kg/ hm2,营养价值高[1-2],家畜习
惯后适口性较好,是优良的高蛋白质青饲料,可作
为牛、羊、猪、兔、鸡等各种畜禽的青饲料,也可
晒制成优质干草或加工成草粉利用。蝴蝶豆还可同
旗草(Brachiaria briantha)、潘哥拉草(Digitarla
decumbens Stent)等禾本科草混播,建植人工草地
供放牧利用。蝴蝶豆因其较耐荫蔽,还可作为绿肥
间作于橡胶园或果园等,不仅可提高土壤利用率,
还可培肥土壤。
67
随着全球气候变暖,我国每年受旱面积高达
1 960 万 hm2,占耕地面积的 20%,成灾面积高达
667 万 hm2,干旱发生面积大、范围广,对农业生
产的危害非常大。因此,加快选育出具有高抗旱性
的作物品种,不仅能有效防止恶劣气候对作物的
伤害,还能最大限度地防止作物减产,这对维持粮
食安全具有重要意义。目前,对蝴蝶豆的研究主要
集中在施肥[4-6]及本身固氮作用[7]对其栽培、耐
荫性[8]及产量[2]方面的影响,蝴蝶豆抗旱性方面
的研究还未见报道,而蝴蝶豆作为重要的热带亚
热带牧草,本身已经具有较强的抗旱性能力,进
一步研究其抗旱性生理,对弄清其抗旱机理、选
育优良品种以及提高牧草产量都具有十分重要的
意义。
1 材料与方法
1.1 试验材料
所有蝴蝶豆种质材料来源于中国热带农业科
学院热带作物品种资源研究所牧草中心,共 20 份
种质,详见表 1。
表 1 20份种质名称
品 系 来 源 海拔(m) 经度 纬度
020411050 蝴蝶豆 海南万宁长丰新加 22.6 110°12′44.88″ 18°50′8.10″
041229005 蝴蝶豆 海南儋州宝岛新村 145.5 109°29′40.56″ 19°31′18.72″
050319029 蝴蝶豆 海南三亚田独 1.6 109°34′31.50″ 18°16′41.52″
050319012 蝴蝶豆 海南乐东千家镇响水乡 96.6 109°00′0.12″ 18°34′24.90″
050319019 蝴蝶豆 海南乐东千家镇响水乡 172.5 109°03′30.42″ 18°30′29.94″
050320029 蝴蝶豆 海南保亭七仙岭 270.1 109°41′27.78″ 18°42′7.92″
060221002 蝴蝶豆 海南白沙邦溪镇 13.7 109°03′4.68″ 19°25′57.30″
060217018 蝴蝶豆 海南白沙县城 188.9 109°26′45.06″ 19°13′22.56″
060306037 蝴蝶豆 海南琼中什运 262.4 109°35′49.32″ 19°00′15.12″
CIAT5129 蝴蝶豆 哥伦比亚国际热带农业中心(CIAT)引入
CIAT509 蝴蝶豆 CIAT 引入
CIAT413 蝴蝶豆 CIAT 引入
CIAT15150 蝴蝶豆 CIAT 引入
CIAT5006 蝴蝶豆 CIAT 引入
CIAT5627 蝴蝶豆 CIAT 引入
CIAT5133 蝴蝶豆 CIAT 引入
CIAT1560 蝴蝶豆 CIAT 引入
CIAT1544 蝴蝶豆 CIAT 引入
CIAT15474 蝴蝶豆 CIAT 引入
CIAT15872 蝴蝶豆 CIAT 引入
1.2 试验方法
试验于 2014 年 6 月在中国热带农业科学院品
种资源作物研究所牧草中心温室大棚中进行,采用
模拟苗期抗旱性胁迫和复水法,并在花盆(内口
径 21 cm、高 25 cm)中装入 2/3 的表土。每份材料
3 个重复,待苗长至 15 cm 时进行干旱胁迫试验,
设停水 3、6、9 d 等胁迫处理和停水 10 d 后的复水
处理(Re-watering,RW)。干旱胁迫开始后每隔 3
d 摘取叶片,3 次重复,分别测定土壤含水率、相对
电导率(REC)、游离脯氨酸(Pro)含量、丙二醛
(MDA)含量、叶绿素 SPAD 值及叶片相对含水量
(RWC),计算平均值,并测试复水处理的相应
数据。
1.3 测定方法
测定指标均参照邹琦《植物生理学实验指
导》[9]进行,相对电导率(REC)的测定采用电
导仪法 ;相对含水量(RWC)的测定采用饱和称
重法 ;游离脯氨酸(Pro)含量的测定采用酸性茚
三酮法 ;丙二醛(MDA)含量的测定采用硫代巴
比妥酸法 ;叶绿素(Chl)含量的测定采用叶绿素
仪测定,用 SPAD 值表示 ;土壤含水率采用 TR-
TRHDP-1 型温湿度传感器直接测定不同阶段土壤
68
表 2 干旱胁迫下蝴蝶豆各品系电导率(%)的变化
品 系 胁迫后 3 d 胁迫后 6 d 胁迫后 9 d 复水
020411050 蝴蝶豆 87.54±3.49AB 81.64±2.59A 91.02±2.58ABCD 52.12±5.10BC
041229005 蝴蝶豆 71.85±1.98BCD 75.39±2.62AB 64.71±1.40E 58.01±4.01ABC
050319029 蝴蝶豆 80.29±4.64ABCD 69.93±5.15ABC 83.10±4.28CD 63.87±2.33ABC
050319012 蝴蝶豆 74.93±6.76ABCD 68.56±1.58ABC 90.14±1.10ABCD 64.42±3.24ABC
050319019 蝴蝶豆 76.93±0.65ABCD 65.40±9.41ABC 94.52±5.22ABC 61.19±4.42ABC
050320029 蝴蝶豆 71.00±11.38BCD 73.16±0.66ABC 77.50±4.59D 62.62±2.25ABC
060221002 蝴蝶豆 69.33±1.54CD 72.70±2.72ABC 78.99±2.77D 55.68±5.59BC
060217018 蝴蝶豆 73.12±5.83ABCD 65.41±2.54ABC 82.12±4.82CD 62.28±5.03ABC
060306037 蝴蝶豆 67.84±3.89D 59.92±3.96BC 88.75±2.19ABCD 63.00±4.26ABC
CIAT5129 蝴蝶豆 68.87±1.56CD 70.75±1.27ABC 79.08±5.34D 55.96±5.17BC
CIAT509 蝴蝶豆 70.09±6.29BCD 67.98±2.18ABC 86.17±11.81BCD 53.55±1.05BC
CIAT413 蝴蝶豆 78.11±4.44ABCD 79.53±7.53A 85.98±7.66BCD 63.69±4.59ABC
CIAT15150 蝴蝶豆 81.73±6.09ABCD 81.65±4.94A 82.77±9.81CD 65.21±7.29ABC
CIAT5006 蝴蝶豆 90.29±10.62A 77.98±3.48A 91.09±0.70ABCD 64.78±1.77ABC
CIAT5627 蝴蝶豆 70.27±7.78BCD 77.63±6.14A 97.37±9.87AB 73.86±21.85A
CIAT5133 蝴蝶豆 68.67±5.29CD 78.24±12.60A 82.25±4.63CD 48.95±3.02C
CIAT1560 蝴蝶豆 66.41±1.30D 71.21±4.88ABC 77.75±3.18D 67.30±7.63AB
CIAT1544 蝴蝶豆 67.52±3.48D 74.89±15.72AB 100.00±0.00A 61.70±2.13ABC
CIAT15474 蝴蝶豆 73.54±3.25ABCD 66.76±11.13ABC 77.67±1.47D 58.74±0.97ABC
CIAT15872 蝴蝶豆 86.76±20.00ABC 57.25±9.93C 100.00±0.00A 65.07±6.72ABC
注 :表中同列数据后小写英文字母不同者表示差异显著,大写英文字母不同者表示差异极显著,表 3 ~表 7 同。
中的水分含量。
1.4 数据处理
数据统计分析采用 SAS 9.0 和 Excel 软件。
抗旱能力强弱应用模糊数学中的隶属函数平
均值法,以电导率、叶片含水量、脯氨酸、叶绿素
含量等指标进行综合评价。
隶属函数值计算公式 :
R(Xi)= Xi-XmaxXmax-Xmin
式中 Xi 为指标测定值,Xmin、Xmax 为所有参试材
料某一指标的最小值和最大值。
如果为负相关,则用反隶属函数进行转换,计
算公式为 :
R(Xi)=1- Xi-XmaxXmax-Xmin
2 结果与分析
2.1 干旱胁迫下蝴蝶豆各品系相对电导率的变化
在干旱胁迫过程中,20 份蝴蝶豆品系间的电
导率在不同胁迫天数及复水处理后差异均表现为
极显著。表 2 显示,有 8 份蝴蝶豆(050320029、
060221002、CIAT5129、CIAT413、CIAT5627、
CIAT5133、CIAT1560、CIAT1544 蝴蝶豆)随着干
旱胁迫天数的增加,电导率随之增加,其中胁迫
6 d 的相对电导率较胁迫 3 d 的相对电导率增加幅
度在 1.82%~13.94%,胁迫 9 d 较 3 d 的相对电导率
增加幅度在 9.15%~48.10%,说明胁迫时间越长,
叶片的相对电导率的增加幅度越大。复水后,又可
恢复至胁迫 3 d 时的水平,甚至比胁迫 3 d 的电导
率更低。其余 12 份蝴蝶豆属种质,在胁迫的不同
天数时,相对电导率均有不同程度的增加,也有
少数略有降低,但复水后均可恢复至胁迫 3 d 时
的水平。
2.2 干旱胁迫下蝴蝶豆各品系丙二醛含量的变化
由表 3 可知,有 18 份蝴蝶豆属种质(除
CIAT5129、CIAT5627 外的所有蝴蝶豆属种质)
在胁迫 6 d 时,MDA 含量急剧下降,减少幅度在
21.88%~92.31%,在胁迫 9 d 时 MDA 含量有所回
升,但复水后 MDA 含量较胁迫 9 d 时明显下降,恢
复至胁迫 6 d 时的水平。通过 SAS 分析可看出,20
69
份蝴蝶豆属种质在胁迫 3 d 及胁迫 9 d 的 MDA 含
量差异不显著,胁迫 6 d 及复水后的 MDA 含量差
异显著。
2.3 干旱胁迫下蝴蝶豆各品系脯氨酸含量的变化
由表 4 可知,20 份蝴蝶豆在不同胁迫天数及
复水处理后的脯氨酸含量均差异极显著。其中,19
份蝴蝶豆属种质随着干旱胁迫天数的增加,脯氨酸
含量也随之增加,当胁迫 3~6 d,蝴蝶豆各品系的
脯氨酸含量上升,增加幅度小,当胁迫 6~9 d,脯氨
酸含量较胁迫 3 d 时,均以近 10 倍的增长,增加幅
度极大,但复水后,脯氨酸含量又恢复至胁迫 3 d
时的水平。
2.4 干旱胁迫下蝴蝶豆各品系叶绿素含量的变化
从表 5 可以看出,20 份蝴蝶豆属种质在不同
胁迫天数及复水处理后的叶绿素含量差异极显
著。随着干旱胁迫天数的增加,叶绿素含量变化
不明显,在胁迫 3 d 时,20 份蝴蝶豆属种质的叶
绿素含量在 23.60~40.80,胁迫 6 d 叶绿素含量在
27.27~36.87,胁迫 9 d 叶绿素含量在 26.83~38.70,
复水后叶绿素含量在 30.53~41.53。
2.5 干旱胁迫下蝴蝶豆各品系叶片含水量的变化
从表 6 可以看出,20 份蝴蝶豆属种质在不同
干旱胁迫天数时,叶片含水量间的差异极显著,复
水处理后,叶片含水量间的差异显著。随着干旱胁
迫天数的增加,叶片含水量随之减少,减少幅度在
胁迫 3~6 d 和 6~9 d 差异不明显,复水处理后,叶
片含水量又恢复至胁迫 3 d 时的水平。
干旱胁迫 3 d 叶片含水量最高为 CIAT 1560,
高达 79.15%,最低为 CIAT5006(56.77%),品
系间差异显著(F=8.38,P < 0.01),其中大多
品系叶片含水量都达 70% 以上,仅 20411050、
60306037、CIAT5006 等 3 个品系在 70% 以下。
协迫 6 d 叶片含水量比胁迫 3 d 减少 ;到胁迫 9 d
时,叶片含水量仍继续减少,品系间的差异显著
(F=8.31,P< 0.01),且胁迫 6~9 d 的含水量也相
对减少。到胁迫 15 d 干旱胁迫解除后,叶片水分得
以恢复,恢复后的叶片含水量差异显著(F=1.50,
P< 0.05)。
2.6 干旱胁迫下蝴蝶豆各品系土壤含水量的变化
随着干旱胁迫天数的增加,土壤含水量也随
之减少,复水后又得以恢复。表 7 显示,干旱胁
迫 3 d 后 20 种蝴蝶豆品系的土壤含水量差异极
显著(F=10.61,P< 0.01),最高为 CIAT15474
(18.33%)、最低为 CIAT5006(6.37%),两者
表 3 干旱胁迫下蝴蝶豆各品系MDA含量(μmol/g)的变化
品 系 胁迫后 3 d 胁迫后 6 d 胁迫后 9 d 复水
020411050 蝴蝶豆 0.35±0.11 0.09±0.06bc 0.56±0.48 0.05±0.04b
041229005 蝴蝶豆 0.40±0.14 0.07±0.05c 0.30±0.18 0.38±0.44a
050319029 蝴蝶豆 0.36±0.15 0.10±0.05bc 0.51±0.01 0.11±0.04b
050319012 蝴蝶豆 0.56±0.34 0.21±0.06abc 0.75±0.54 0.07±0.07b
050319019 蝴蝶豆 0.33±0.39 0.04±0.02c 1.02±0.35 0.14±0.04b
050320029 蝴蝶豆 0.32±0.02 0.08±0.07bc 1.04±0.20 0.19±0.18ab
060221002 蝴蝶豆 0.34±0.06 0.06±0.05c 0.35±0.04 0.09±0.04b
060217018 蝴蝶豆 0.23±0.08 0.04±0.05c 0.27±0.13 0.03±0.02b
060306037 蝴蝶豆 0.31±0.05 0.19±0.07abc 0.89±1.33 0.20±0.06ab
CIAT5129 蝴蝶豆 0.37±0.11 0.45±0.37a 1.04±0.97 0.03±0.01b
CIAT509 蝴蝶豆 0.42±0.11 0.12±0.15bc 0.89±0.19 0.17±0.06ab
CIAT413 蝴蝶豆 0.42±0.05 0.09±0.07bc 0.29±0.11 0.06±0.03b
CIAT15150 蝴蝶豆 0.53±0.34 0.05±0.04c 0.57±0.21 0.12±0.11b
CIAT5006 蝴蝶豆 0.40±0.30 0.25±0.10abc 1.25±0.25 0.08±0.11b
CIAT5627 蝴蝶豆 0.33±0.05 0.35±0.18ab 0.97±0.52 0.02±0.02b
CIAT5133 蝴蝶豆 0.32±0.09 0.12±0.12bc 0.31±0.15 0.13±0.10b
CIAT1560 蝴蝶豆 0.23±0.04 0.04±0.01c 0.09±0.05 0.03±0.01b
CIAT1544 蝴蝶豆 0.32±0.01 0.25±0.31abc 0.09±0.09 0.21±0.28ab
CIAT15474 蝴蝶豆 0.58±0.27 0.26±0.19abc 0.33±0.35 0.03±0.03b
CIAT15872 蝴蝶豆 0.39±0.15 0.03±0.01c 0.20±0.04 0.03±0.04b
70
表 4 干旱胁迫下蝴蝶豆各品系 Pro含量(μg/g)的变化
品 系 胁迫后 3 d 胁迫后 6 d 胁迫后 9 d 复 水
020411050 蝴蝶豆 397.90±22.27AB 542.84±89.17AB 3848.93±81.81AB 364.61±1.65B
041229005 蝴蝶豆 362.64±1.22D 363.45±1.61D 3625.98±30.86B 364.17±0.53B
050319029 蝴蝶豆 390.78±21.05ABC 490.28±49.01ABCD 4222.60±139.09A 363.88±1.29B
050319012 蝴蝶豆 376.64±5.30BCD 413.35±35.43CD 4227.90±97.67A 375.76±12.01A
050319019 蝴蝶豆 363.71±1.84D 363.13±0.99D 3980.93±200.54AB 364.01±1.14B
050320029 蝴蝶豆 361.68±1.31D 559.72±68.02A 3770.52±63.03AB 367.89±4.04AB
060221002 蝴蝶豆 361.37±0.83D 414.32±51.55CD 3979.00±65.31AB 367.30±0.85AB
060217018 蝴蝶豆 361.78±1.90D 394.68±4.30D 4007.03±238.42AB 363.14±0.82B
060306037 蝴蝶豆 362.75±1.87D 391.17±23.80D 3769.62±91.88AB 366.23±6.12B
CIAT5129 蝴蝶豆 372.51±8.31CD 386.93±22.60D 3836.14±349.73AB 366.98±3.95B
CIAT509 蝴蝶豆 405.55±24.62A 425.66±38.38BCD 3785.50±115.83AB 368.89±1.48AB
CIAT413 蝴蝶豆 363.24±1.04D 367.70±6.39D 3798.81±108.59AB 366.42±4.25B
CIAT15150 蝴蝶豆 361.27±1.36D 401.08±8.92CD 3951.74±198.07AB 364.26±1.87B
CIAT5006 蝴蝶豆 376.32±7.02BCD 520.80±67.56ABC 4077.94±191.21AB 365.17±1.83B
CIAT5627 蝴蝶豆 369.37±9.63CD 569.61±116.62A 3955.36±213.54AB 362.93±0.78B
CIAT5133 蝴蝶豆 362.04±1.59D 368.60±5.26D 3794.42±32.48AB 363.10±1.35B
CIAT1560 蝴蝶豆 361.64±0.55D 435.41±77.23BCD 3772.85±35.07AB 363.76±0.48B
CIAT1544 蝴蝶豆 362.06±0.38D 362.10±1.11D 3896.07±251.71AB 362.43±0.28B
CIAT15474 蝴蝶豆 360.87±0.42D 361.88±0.69D 3822.58±272.06AB 362.43±0.36B
CIAT15872 蝴蝶豆 362.15±1.59D 427.74±35.12BCD 3948.00±281.71AB 363.37±0.60B
表 5 干旱胁迫下蝴蝶豆各品系 Chl含量(SPAD值)的变化
品 系 胁迫后 3 d 胁迫后 6 d 胁迫后 9 d 复 水
020411050 蝴蝶豆 30.47±5.80BC 28.23±2.46BC 27.00±6.05DE 38.40±2.48ABC
041229005 蝴蝶豆 34.20±2.10AB 36.87±2.66A 38.70±1.85A 39.23±2.68ABC
050319029 蝴蝶豆 30.80±6.05BC 32.37±1.10ABC 36.80±2.36AB 41.17±2.78A
050319012 蝴蝶豆 26.37±0.45BC 32.33±1.46ABC 31.90±2.45ABCDE 35.70±0.70ABC
050319019 蝴蝶豆 30.17±6.08BC 29.43±3.01BC 33.53±0.84ABCDE 36.10±6.66ABC
050320029 蝴蝶豆 33.63±2.90ABC 31.50±2.35ABC 30.63±3.18ABCDE 34.20±2.75ABC
060221002 蝴蝶豆 29.07±1.70BC 33.80±2.72ABC 31.60±2.59ABCDE 36.87±2.64ABC
060217018 蝴蝶豆 23.60±2.87C 30.37±4.20ABC 31.17±6.33ABCDE 33.50±4.64ABC
060306037 蝴蝶豆 27.33±2.17BC 29.33±1.50BC 27.37±3.07DE 33.10±5.37ABC
CIAT5129 蝴蝶豆 26.40±3.92BC 27.27±3.13C 27.83±2.03DE 39.07±3.59ABC
CIAT509 蝴蝶豆 33.03±4.41ABC 33.90±1.15ABC 36.30±1.49ABC 40.00±2.67AB
CIAT413 蝴蝶豆 32.47±3.30ABC 34.00±2.07ABC 34.23±0.61ABCDE 41.53±2.90A
CIAT15150 蝴蝶豆 34.00±5.31AB 34.83±3.50AB 32.03±3.00ABCDE 40.93±5.62A
CIAT5006 蝴蝶豆 34.57±4.52AB 28.77±1.93BC 26.83±2.95E 36.67±4.77ABC
CIAT5627 蝴蝶豆 31.47±1.83ABC 31.17±4.77ABC 28.53±3.69CDE 39.43±1.01ABC
CIAT5133 蝴蝶豆 36.43±3.11ABC 34.50±1.14AB 35.07±2.34ABCD 38.60±2.42ABC
CIAT1560 蝴蝶豆 34.77±3.42BC 30.07±1.91BC 29.97±2.32BCDE 37.53±3.16ABC
CIAT1544 蝴蝶豆 33.83±4.51AB 31.57±1.88ABC 37.13±4.63AB 30.53±4.15ABC
CIAT15474 蝴蝶豆 33.33±4.03ABC 29.83±2.89BC 31.37±1.74ABCDE 31.43±3.32BC
CIAT15872 蝴蝶豆 40.80±1.20A 32.67±1.43ABC 36.97±0.96AB 38.60±3.64ABC
71
表 6 干旱胁迫下蝴蝶豆各品系叶片含水量(%)的变化
品 系 胁迫后 3 d 胁迫后 6 d 胁迫后 9 d 复 水
020411050 蝴蝶豆 60.84±1.26E 44.35±10.69G 27.01±7.21G 69.34±1.77bc
041229005 蝴蝶豆 77.42±1.31A 57.09±5.07BCDEF 39.06±1.72CDEF 68.96±0.94abc
050319029 蝴蝶豆 78.70±0.63AB 52.34±4.61BCDEF 36.93±5.47DEFG 70.62±1.82abc
050319012 蝴蝶豆 76.36±0.48AB 48.88±4.80EFG 32.91±5.42EFG 70.83±3.86ab
050319019 蝴蝶豆 76.88±2.32AB 69.05±2.17A 50.69±0.55ABC 70.03±3.15abc
050320029 蝴蝶豆 77.63±5.43ABC 58.99±7.60ABCD 42.78±7.14BCDE 72.91±0.94a
060221002 蝴蝶豆 77.57±4.38ABCD 49.09±6.12CDEFG 30.30±5.07FG 69.30±2.53abc
060217018 蝴蝶豆 75.88±4.05ABCD 60.69±8.44ABCDE 41.27±4.43CDEF 71.70±2.91abc
060306037 蝴蝶豆 67.64±3.46CDE 50.41±5.98DEFG 32.92±5.20EFG 68.85±1.73abc
CIAT5129 蝴蝶豆 76.05±2.87AB 57.49±6.64BCDEF 39.59±8.03CDEF 70.70±2.40abc
CIAT509 蝴蝶豆 75.41±4.79BCD 58.15±0.62ABC 44.55±1.96ABCDE 67.81±2.01abc
CIAT413 蝴蝶豆 78.92±4.27ABC 49.18±6.96FG 29.52±2.12FG 65.57±1.25c
CIAT15150 蝴蝶豆 73.19±5.27ABCD 60.44±3.82ABCDE 43.01±2.96BCDE 71.95±1.61abc
CIAT5006 蝴蝶豆 56.77±4.07E 43.76±2.31CDEFG 33.00±1.66EFG 68.25±2.78c
CIAT5627 蝴蝶豆 72.48±2.35BCD 52.83±4.55BCDEFG 39.35±2.43CDEF 68.85±3.15ab
CIAT5133 蝴蝶豆 76.85±3.51DE 60.84±5.388ABCDE 44.19±4.58ABCDE 68.79±2.11abc
CIAT1560 蝴蝶豆 79.15±1.10A 62.36±6.92ABC 44.35±6.97ABCDE 68.73±1.80abc
CIAT1544 蝴蝶豆 75.05±3.86ABCD 68.66±5.83A 54.82±7.43A 68.90±2.63abc
CIAT15474 蝴蝶豆 73.83±0.85ABC 70.36±3.09A 53.73±3.75AB 68.30±3.52bc
CIAT15872 蝴蝶豆 78.29±0.56A 64.80±10.15AB 45.80±7.07ABCD 68.35±3.59abc
表 7 干旱胁迫下蝴蝶豆各品系土壤含水量(%)的变化
品 系 胁迫后 3 d 胁迫后 6 d 胁迫后 9 d 复 水
020411050 蝴蝶豆 6.43±0.60H 2.67±0.81d 1.57±0.21AB 18.57±2.68abcd
041229005 蝴蝶豆 16.20±1.91ABC 7.03±4.29a 3.63±1.65A 18.00±2.02abcd
050319029 蝴蝶豆 13.37±1.60BCDE 3.97±0.68bcd 2.27±0.47AB 17.77±1.79abcd
050319012 蝴蝶豆 12.30±1.47CDEF 3.13±0.35bcd 1.93±0.47AB 18.47±2.15abcd
050319019 蝴蝶豆 17.07±2.67AB 6.07±2.82ab 3.60±2.00A 18.50±1.54abcd
050320029 蝴蝶豆 12.90±2.98BCDEF 3.77±0.55bcd 2.33±0.06AB 19.30±0.26ab
060221002 蝴蝶豆 8.57±3.62FGH 3.30±0.50bcd 2.03±0.40AB 20.53±1.69a
060217018 蝴蝶豆 10.30±1.47DEFGH 3.33±0.46bcd 2.27±0.51AB 18.17±2.05abcd
060306037 蝴蝶豆 10.80±2.48DEFGH 3.37±0.42bcd 1.97±0.32AB 17.67±2.21abcd
CIAT5129 蝴蝶豆 11.10±2.93DEFG 4.43±2.92abcd 2.43±1.62AB 20.30±0.60a
CIAT509 蝴蝶豆 14.50±0.26ABCD 3.47±0.12bcd 1.80±0.26AB 18.47±2.56abcd
CIAT413 蝴蝶豆 14.10±0.60ABCDE 3.67±0.42bcd 2.40±0.61AB 17.30±1.80abcd
CIAT15150 蝴蝶豆 9.50±1.75EFGH 3.37±0.87bcd 1.80±0.36AB 19.27±0.61ab
CIAT5006 蝴蝶豆 6.37±0.21H 2.50±0.62d 1.70±0.35AB 19.53±2.11ab
CIAT5627 蝴蝶豆 7.57±1.43GH 3.00±0.72cd 1.53±0.49AB 19.00±1.56bc
CIAT5133 蝴蝶豆 12.37±2.67CDEF 2.77±0.76cd 1.33±0.31B 17.97±2.58abcd
CIAT1560 蝴蝶豆 13.37±0.71BCDE 2.67±0.12d 1.50±0.10AB 15.93±1.00cd
CIAT1544 蝴蝶豆 16.60±1.31ABC 4.97±1.24abcd 2.37±0.25AB 15.40±0.92d
CIAT15474 蝴蝶豆 18.33±2.14A 5.70±2.27abc 3.20±1.73AB 20.13±0.99a
CIAT15872 蝴蝶豆 13.27±1.62BCDE 4.07±0.50bcd 2.43±0.35AB 16.63±1.14bcd
72
表 8 蝴蝶豆各品系在干旱胁迫后 9 d的生理指标
品 系 电导率 Pro 含量 MDA 含量 Chl 含量 土壤含水量 叶片含水量 平均值 排名
20411050 蝴蝶豆 0.75 0.37 0.40 0.95 0.90 1.00 0.727 4
41229005 蝴蝶豆 0.00 0.00 0.18 0.00 0.00 0.57 0.124 20
50319029 蝴蝶豆 0.52 0.99 0.36 0.15 0.59 0.64 0.545 8
50319012 蝴蝶豆 0.72 1.00 0.57 0.55 0.74 0.79 0.728 3
50319019 蝴蝶豆 0.84 0.59 0.80 0.42 0.01 0.15 0.470 14
50320029 蝴蝶豆 0.36 0.24 0.82 0.65 0.56 0.43 0.513 10
60221002 蝴蝶豆 0.40 0.59 0.23 0.58 0.69 0.88 0.562 7
60217018 蝴蝶豆 0.49 0.63 0.16 0.61 0.59 0.49 0.496 11
60306037 蝴蝶豆 0.68 0.24 0.69 0.92 0.72 0.79 0.673 5
CIAT5129 蝴蝶豆 0.41 0.35 0.82 0.88 0.52 0.55 0.587 6
CIAT509 蝴蝶豆 0.61 0.26 0.69 0.19 0.80 0.37 0.487 12
CIAT413 蝴蝶豆 0.60 0.29 0.17 0.36 0.53 0.91 0.479 13
CIAT15150 蝴蝶豆 0.51 0.54 0.41 0.54 0.80 0.42 0.538 9
CIAT5006 蝴蝶豆 0.75 0.75 1.00 0.96 0.84 0.78 0.848 1
CIAT5627 蝴蝶豆 0.93 0.55 0.76 0.83 0.91 0.56 0.755 2
CIAT5133 蝴蝶豆 0.50 0.28 0.19 0.29 1.00 0.38 0.440 15
CIAT1560 蝴蝶豆 0.37 0.24 0.00 0.71 0.93 0.38 0.437 16
CIAT1544 蝴蝶豆 1.00 0.45 0.00 0.13 0.55 0.00 0.354 18
CIAT15474 蝴蝶豆 0.37 0.33 0.21 0.60 0.19 0.04 0.287 19
CIAT15872 蝴蝶豆 1.00 0.53 0.09 0.14 0.52 0.32 0.435 17
相差 187.8%,相差较大。在干旱胁迫 6 d 时,
土壤含水量最高是 50319019(6.07%),最低
为 CIAT5006(2.50%),比干旱胁迫 3 d 减少且
幅度较大,20 个蝴蝶豆品系在干旱胁迫 6 d 时
的差异也很显著(F=2.01,P < 0.05)。干旱胁
迫 9 d 土壤含水量已趋于 0,最高为 41229005
(3.63%)、最低为 CIAT1560(1.50%),品系之
间差异极显著(F=1.80,P < 0.01)。到干旱胁
迫 15 d 复水处理后,各品系之间也有显著差异
(F=1.99,P< 0.05)。
2.7 隶属函数分析
不同植物对某一具体生理指标的抗旱性反应
不尽相同,采用隶属函数值平均法,既消除了个
别指标带来的片面性,又由于平均值是[0,1]
区间上的纯数,使各品种的抗旱性差异具有可比
性。在干旱胁迫 9 d 时,对 20 个蝴蝶豆品系的相
关指标进行了隶属函数分析,结果(表 8)表明
抗旱能力由强到弱表现为 CIAT5006 > CIAT5627
> 050319012 > 020411050 > 060306037
> CIAT5129 > 060221002 > 050319029 >
CIAT15150 > 050320029 > 060217018 >
CIAT509 > CIAT413 > 050319019 > CIAT5133
> CIAT1560 > CIAT15872 > CIAT1544 >
CIAT15474 > 041229005。
3 结论与讨论
本试验结果表明,在干旱胁迫处理下,蝴蝶豆
属种质的相对电导率、脯氨酸含量与胁迫天数呈正
相关,叶片含水量、土壤含水量与胁迫天数呈负相
关,丙二醛含量在胁迫初期急剧减少,但在胁迫后
期又有所回升,叶绿素含量变化与胁迫天数无明显
相关性。复水处理后,相对电导率、脯氨酸含量、
叶片含水量、土壤含水量、丙二醛含量与叶绿素含
量又可恢复至初始状态。这与前人研究的结果基本
相一致,谷艳蓉等[10]在 4 种牧草幼苗对水分胁迫
的响应及其抗旱性试验中表示在干旱胁迫下细胞
膜受到伤害而引起的细胞内容物外渗,细胞膜伤害
越大,说明抗旱性越弱,随着干旱胁迫的增加,电
导率在增加,呈正相关。宋海鹏等[11]所报道的干
旱胁迫对 5 种景天属植物生理指标的影响试验中
表明脯氨酸含量随着干旱胁迫的增加而呈上升趋
势。由此可见,对于蝴蝶豆属种质来说,叶片的相
73
对电导率、脯氨酸含量、含水量、丙二醛含量可作
为其抗旱性的生理评价指标。
植物抗旱机理比较复杂,利用单一指标评价有
失偏颇,因此,本试验对蝴蝶豆属种质胁迫第 9 天
时测定的相对电导率、脯氨酸含量、叶片含水量、
土壤含水量丙二醛含量、叶绿素 SPAD 值等多指
标进行隶属函数法综合评价分析,客观地评价 20
份蝴蝶豆属种质的抗逆性,结果表明,抗旱能力
的由强至弱为 CIAT5006、CIAT5627、050319012、
020411050、060306037、CIAT5129、060221002、
050319029、CIAT15150、050320029、060217018、
CIAT509、CIAT413、050319019、CIAT5133、
CIAT1560、CIAT15872、CIAT1544、CIAT15474、
041229005 蝴蝶豆。
参考文献:
[1] 广东植物研究所引种驯化研究室. 优良绿肥-距瓣豆
[J]. 植物学杂志,1974(2):21-22.
[2] 黄梅芬,和占星,奎嘉祥,等. 湿热地区优良牧草距
瓣豆[J]. 草业科学,2003,20(5):9-10.
[3] Shaw N H,Bryan W W. Tropical Pasture Research
!Pr inciples and Methods[M]. Commonwealth
Agricultural Bureaux(C. A. B. ). Bucks,England,
1976:101-133.
[4] Schultze-Kra f t R,Clements R J. Centrosema
pubescens:Biology,Agronomy,and Utilization
[M]. Centrosema pubescens Internacional de
AgriculturaTropical(CIAT),Cali,Colombia,1990.
[5] Cadish G,Sylvester-Bradley R. Growth and symbiotic
nitrogen fixation of eight preestablished tropical forage
legumes at two levels of PK sup-ply:Report to the
3rd FAO/IAEA/IG Research Coordination Meeting
on the use of nuclear techniques in improving pasture
management[C]. International Atomic Energy Agency
(IAEA),Vienna,Austria,1986.
[6] Couto W,Sanzonowics C. Soil nutrient constraints for
legume-based pastures in the Brazilian cerra-dos[C].
In:Smith J A,Hays V W. Proceedings of the XIV
International Grassland Congress held at Lexington,
Kentucky,1981. Westviews Press Boulder,CO,USA,
1981:320-323.
[7] Hemingway R G. Copper,molybdenum,manganese
and iron contents of herbage as influenced by fertilizer
treatments over a three-year period[J]. Journal of the
British Grassland Society,1962,17:182-187.
[8] 杨春霞,赵志平,李春丽,等. 云南胶园耐荫豆科绿
肥资源调查与评价[J]. 植物遗传资源学报,2010
(2):45-49.
[9] 邹琦. 植物生理学实验指导[M]. 北京:中国农业出
版社,2000:72-75,159-174.
[10] 谷艳蓉,张国芳,孟林. 4种牧草幼苗对水分胁迫的
响应及其抗旱性[J]. 四川草业,2005(4):4-7.
[11] 宋海鹏,刘君,李秀玲,等. 干旱胁迫对5种景天属植
物生理指标的影响[J]. 草业科学,2010,27(1):
11-15.
(责任编辑 张辉玲)