況媛媛， 徐 海， 陳龍正， 宋 波， 張 慧， 楊靖華， 袁希漢

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，江蘇 南京 210095;2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所，江蘇 南京 210014)

不結(jié)球白菜(Brassica campestrisL.ssp.chinensisMakino)又名小白菜、青菜、油菜等，是我國長江中下游及其以南地區(qū)一種四季栽培的蔬菜［1-2］，近年來在我國北方省市也有較大面積的引種栽培和推廣［3］。長江中下游春夏季栽培中的多雨、高濕等濕害脅迫常常影響不結(jié)球白菜的產(chǎn)量和品質(zhì)，因此研究濕害對(duì)不結(jié)球白菜生長的影響，對(duì)不結(jié)球白菜抗?jié)窈γ{迫育種具有重要意義。

目前關(guān)于蔬菜作物濕害研究主要集中在油菜和菜心等作物上，有研究結(jié)果表明濕害是引起冬油菜產(chǎn)量降低的重要因素之一，它顯著減少作物根際氧氣供給，改變植物礦質(zhì)營養(yǎng)關(guān)系并引起土壤中有毒物質(zhì)增加，從而影響作物的生長［4］;濕害能夠使菜心生長發(fā)育受阻、產(chǎn)量下降和品質(zhì)變差［5］。

關(guān)于濕害對(duì)不結(jié)球白菜生長發(fā)育的影響研究較少，張永吉［6］的研究建立了不結(jié)球白菜耐濕性鑒定分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，為不結(jié)球白菜耐濕性研究奠定了基礎(chǔ)。然而，濕害對(duì)不結(jié)球白菜生長發(fā)育的影響，尤其是對(duì)生理生化指標(biāo)的影響目前鮮有報(bào)道。濕害多發(fā)于夏季雨后，土壤濕度達(dá)到100%，水分蒸發(fā)造成空氣濕度達(dá)到飽和而產(chǎn)生濕害，本研究擬通過人工調(diào)控土壤和空氣濕度，模擬夏季高濕條件，探明濕害脅迫對(duì)不結(jié)球白菜生長的影響，以期為不結(jié)球白菜耐濕育種和生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

選用在生產(chǎn)上廣泛栽培的、對(duì)濕害脅迫響應(yīng)有差異的6個(gè)不結(jié)球白菜品種作為試驗(yàn)材料，分別是:龍池矮腳黃、矮腳蘇州青、菊花心、高華青、黑油筒和T6青梗菜，其中龍池矮腳黃來自江蘇省六合區(qū)，菊花心來自安徽省五河縣，其他四個(gè)品種均來自江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與測定方法

試驗(yàn)于2012年～2013年在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜所試驗(yàn)基地進(jìn)行。穴盤育苗，在幼苗長至三葉一心時(shí)選取長勢整齊一致的植株洗凈，移栽到裝有霍格蘭營養(yǎng)液的通氣栽培箱(長×寬×高=29 cm×19 cm×9 cm)內(nèi)，每1箱12株，置于人工氣候箱內(nèi)，設(shè)定光周期12 h/12 h(白天/夜晚)，白天光照度為12 000 lx，溫度分別設(shè)定為35℃/25℃(白天/夜晚)。

高濕處理(S):植株約6片葉時(shí)，培養(yǎng)箱停止通氣，并將人工氣候箱的濕度調(diào)到100%。對(duì)照(CK):培養(yǎng)箱繼續(xù)通氣，人工氣候箱空氣濕度為60%。

每個(gè)品種均選取大小一致的幼苗12株，3次重復(fù)。在不結(jié)球白菜濕害脅迫處理后每隔3 d取功能葉(倒四葉)測定形態(tài)指標(biāo)(鮮質(zhì)量、干質(zhì)量、株高相對(duì)增長量、根長、葉寬及葉長)和生理指標(biāo)(葉綠素、可溶性蛋白、可溶性糖、丙二醛、脯氨酸、相對(duì)含水量)。

形態(tài)指標(biāo)測定:每份材料選取長勢一致的植株，用自來水輕輕沖洗根部，晾干后稱取鮮質(zhì)量并測量葉長、葉寬、根長，選取直立生長植株測量株高，然后將材料置于烘箱內(nèi)，烘干后稱干質(zhì)量。

生理指標(biāo)測定參照王學(xué)奎的方法［7］。

2 結(jié)果與分析

2.1 濕害脅迫對(duì)不結(jié)球白菜生長的影響

濕害脅迫處理后，不結(jié)球白菜生長受到嚴(yán)重抑制，其鮮質(zhì)量、干質(zhì)量、株高相對(duì)增長量、根長、葉長及葉寬均與對(duì)照有較明顯的差異。

2.1.1 濕害脅迫對(duì)不結(jié)球白菜鮮質(zhì)量和干質(zhì)量的影響 由表1可以看出，濕害脅迫條件下，試驗(yàn)品種的鮮質(zhì)量均顯著低于對(duì)照，龍池矮腳黃、菊花心、高華青、黑油筒的鮮質(zhì)量與對(duì)照鮮質(zhì)量的差異達(dá)到極顯著，其中高華青鮮質(zhì)量下降了32.32 g，較對(duì)照差異最大，矮腳蘇州青的鮮質(zhì)量下降了8.55 g，與對(duì)照差異最小，但也達(dá)到顯著水平。濕害脅迫條件下，高華青與黑油筒的干質(zhì)量極顯著低于對(duì)照，龍池矮腳黃與菊花心的干質(zhì)量顯著低于對(duì)照，矮腳蘇州青和T6青梗菜的干質(zhì)量與對(duì)照差異不顯著。

2.1.2 濕害脅迫對(duì)不結(jié)球白菜株高相對(duì)增長量的影響 由表1可以看出，濕害脅迫條件下，菊花心的株高相對(duì)增長量較對(duì)照減少23.2%，差異達(dá)到了極顯著水平，而龍池矮腳黃、矮腳蘇州青、高華青、黑油筒和T6青梗菜的株高相對(duì)增長量較對(duì)照差異不顯著，由此可見，菊花心濕害處理后長勢下降的最快，說明菊花心對(duì)濕害脅迫的緩沖能力較差，生長受抑制并影響植株形態(tài)。

2.1.3 濕害脅迫對(duì)不結(jié)球白菜根長的影響 由表1可以看出，濕害脅迫條件下，龍池矮腳黃根長較對(duì)照的根長短4.28 cm、矮腳蘇州青短5.75 cm、菊花心短2.60 cm、高華青短9.70 cm、黑油筒短7.85 cm、T6青梗菜根短9.62 cm，并且差異均達(dá)到極顯著水平，說明濕害脅迫直接影響不結(jié)球白菜根系的生長與發(fā)育，對(duì)植株根系造成嚴(yán)重影響，因此會(huì)抑制根系干物質(zhì)積累和水分吸收。

2.1.4 濕害脅迫對(duì)不結(jié)球白菜葉長和葉寬的影響

由表1可以看出，濕害脅迫處理后，試驗(yàn)品種的葉長均顯著小于對(duì)照;除龍池矮腳黃之外，其他5個(gè)品種的葉寬也均極顯著小于對(duì)照。這說明濕害脅迫對(duì)各試驗(yàn)品種的葉片大小的影響是一致的，濕害脅迫導(dǎo)致植株葉片萎蔫，葉片縮小。

表1 濕害脅迫對(duì)不結(jié)球白菜生長的影響Table 1 Effects of waterlogging treatment on the growth of non-heading Chinese cabbage

2.2 濕害脅迫對(duì)不結(jié)球白菜生理的影響

2.2.1 濕害脅迫對(duì)不結(jié)球白菜葉綠素含量的影響 由表2可以看出，在濕害脅迫條件下，菊花心葉綠素含量較對(duì)照低8.267 49 mg/L，差異達(dá)到極顯著水平，其他5個(gè)品種的處理與對(duì)照間差異不顯著。

2.2.2 濕害脅迫對(duì)不結(jié)球白菜蛋白質(zhì)含量的影響由表2可以看出，濕害脅迫條件下，龍池矮腳黃、矮腳蘇州青、高華青和T6青梗菜蛋白質(zhì)含量與對(duì)照蛋白質(zhì)含量相比差異均不顯著，菊花心濕害脅迫條件下蛋白質(zhì)含量較對(duì)照低14.8 mg/g，并且差異達(dá)到顯著水平;黑油筒濕害脅迫處理的蛋白質(zhì)含量較對(duì)照高14.4 mg/g，差異也達(dá)到顯著水平。蛋白質(zhì)含量與植物抗逆性相關(guān)，前人研究結(jié)果表明，逆境情況下植物蛋白質(zhì)含量會(huì)升高以抵抗逆境，說明菊花心對(duì)濕害脅迫的耐受性較差，黑油筒則有較好的耐濕性。

2.2.3 濕害脅迫對(duì)不結(jié)球白菜可溶性糖含量的影響 由表2可以看出，濕害脅迫條件下，黑油筒、龍池矮腳黃、矮腳蘇州青和T6青梗菜可溶性糖與對(duì)照相比差異均未達(dá)顯著水平;菊花心的可溶性糖含量低于對(duì)照0.253 164個(gè)百分點(diǎn)，高華青低于對(duì)照0.210 970個(gè)百分點(diǎn)，差異均達(dá)到顯著水平?？扇苄蕴窃谥参矬w內(nèi)是主要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，在逆境下，植物通過提高液泡中可溶性糖濃度，降低滲透勢，提高植物細(xì)胞抵御逆境的能力，由此說明，菊花心與高華青抵御濕害脅迫的能力相對(duì)較差。

2.2.4 濕害脅迫對(duì)不結(jié)球白菜脯氨酸含量的影響濕害脅迫條件下，龍池矮腳黃、矮腳蘇州青、黑油筒和T6青梗菜的脯氨酸含量與對(duì)照相比均無顯著差異，菊花心的脯氨酸含量極顯著低于對(duì)照，高華青脯氨酸含量顯著低于對(duì)照(表2)。脯氨酸含量與植物的抗逆性緊密相關(guān)，當(dāng)遇到脅迫時(shí)，脯氨酸的合成迅速響應(yīng)并形成短期積累，脯氨酸的積累可以增加植物對(duì)滲透脅迫的耐性，菊花心與高華青脯氨酸積累減少，說明菊花心與高華青對(duì)濕害脅迫的生理響應(yīng)表現(xiàn)較差。

2.2.5 濕害脅迫對(duì)不結(jié)球白菜丙二醛濃度的影響 濕害脅迫條件下，試驗(yàn)品種的丙二醛含量與對(duì)照的丙二醛含量差異均未達(dá)顯著水平(表2)。前人的研究結(jié)果表明，在植株遭遇逆境脅迫時(shí)，丙二醛含量會(huì)有所提高，且丙二醛的增加會(huì)使細(xì)胞膜遭到破壞，本試驗(yàn)中6個(gè)品種在濕害脅迫條件下丙二醛含量較對(duì)照含量均無顯著差異，這可能與供試品種及處理方式有關(guān)。

2.2.6 濕害脅迫對(duì)不結(jié)球白菜相對(duì)含水量的影響 濕害脅迫條件下，菊花心的相對(duì)含水量比對(duì)照相對(duì)含水量高7.247 17%，差異達(dá)顯著水平，其他試驗(yàn)品種的相對(duì)含水量與對(duì)照相比均無顯著差異(表2)?？赡苁怯捎诰栈ㄐ娜~片較薄并且葉片皺縮而使葉片接觸空氣中水分的葉表面積增大，而葉片含水量在高于正常含水量的情況下會(huì)影響葉片表面氣孔的開張，從而使植株的蒸騰作用、呼吸作用及光合作用受阻。

表2 濕害脅迫對(duì)不結(jié)球白菜生理指標(biāo)的影響Table 2 Effects of waterlogging treatment physiological indicators of non-heading Chinese cabbage

3 結(jié)論

水分過多對(duì)不結(jié)球白菜的正常生長是不利的。根部淹水，減少了根系對(duì)氧氣的利用，有氧呼吸被無氧呼吸所取代，在無氧呼吸下，根系活力迅速衰竭，對(duì)水分和有機(jī)物的吸收和利用下降，形成生理干旱甚至饑餓，從而使植株形態(tài)、生理和代謝過程發(fā)生變化［8］。空氣中水分過多，會(huì)對(duì)植株的葉片造成直接的影響，從而引起植株的蒸騰作用、呼吸作用及光合作用受阻。

在濕害脅迫條件下菊花心的株高相對(duì)增長量、葉綠素含量、蛋白質(zhì)含量、可溶性糖含量、脯氨酸含量與對(duì)照相比顯著降低，相對(duì)含水量顯著增加，這可能與菊花心葉片較薄并且葉片表面較皺有關(guān);矮腳蘇州青鮮質(zhì)量和干質(zhì)量下降的最慢，表現(xiàn)穩(wěn)定，濕害脅迫后葉綠素含量、蛋白質(zhì)含量、可溶性糖含量、脯氨酸含量、丙二醛濃度、相對(duì)含水量與對(duì)照均無顯著性差異，可能是由于矮腳蘇州青葉片面積較其他品種的面積小并且葉片厚、多。黑油筒葉綠素含量濕害脅迫后還能保持較穩(wěn)定的狀態(tài)，可能跟黑油筒葉色較深、葉綠素含量高有關(guān)。濕害脅迫條件下黑油筒蛋白質(zhì)含量增加以抵抗逆境條件，說明黑油筒同樣有較強(qiáng)的抵抗?jié)窈γ{迫的能力。濕害脅迫下，菊花心的生長受抑制最明顯，生理響應(yīng)也表現(xiàn)最差，說明其對(duì)濕害脅迫的綜合耐受性最差;矮腳蘇州青和黑油筒則在形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)兩方面受濕害脅迫影響最小，說明其對(duì)濕害脅迫的綜合耐受性最好。

［1］ 袁希漢，蘇小俊，莊 勇.耐熱小白菜的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢［J］.長江蔬菜，1999(7):1-4.

［2］ 張 慧，徐 海，況媛媛，等.不結(jié)球白菜抗根腫病基因的分子標(biāo)記［J］，江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2013，29(3):633-636.

［3］ 楊 華.不結(jié)球白菜的收集、保存與遺傳多樣性分析［D］.武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2008.

［4］ 陳 潔，張學(xué)昆，諶 利，等.甘藍(lán)型油菜耐濕種質(zhì)資源的快速篩選［J］.中國油料作物學(xué)報(bào)，2006，28(2):138-143.

［5］ 曾小玲，方淑桂，陳文輝，等.不同基因型菜心耐濕性綜合評(píng)價(jià)［J］.熱帶作物學(xué)報(bào)，2010(4):572-576.

［6］ 張永吉.不結(jié)球白菜耐濕性鑒定及其生理機(jī)制研究［D］.南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011.

［7］ 王學(xué)奎.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)［M］.2版.北京:高等教育出版社，2006.

［8］ DREW M C.Oxygen deficiency and root metabolism:Injury and acclimation under hypoxia and anoxia［J］.Annu Rev Plant Physilo Plant Mol Biol，1997，48:223-250.