甘蔗品种间抗寒性比较试验初报

韦巧云，潘介春

（1.广西南亚热带农业科学研究所，广西龙州532415；2.广西大学，南宁530004）

甘蔗品种间抗寒性比较试验初报

韦巧云1，2，潘介春2*

（1.广西南亚热带农业科学研究所，广西龙州532415；2.广西大学，南宁530004）

为了研究不同甘蔗品种的抗寒性，在大田低温条件下，以抗寒性较弱的新台糖22（ROC22）为对照，以台04/32、柳城03/182、柳城06/241、海大28、柳城03/1137、柳城05/137、柳城03/362、柳城05/ 126共9个甘蔗品种为试材，取甘蔗+1叶测定了叶绿素含量、丙二醛、细胞膜透性3个生理生化指标并进行品种间抗寒性比较研究。综合评定抗寒性由强到弱的顺序为：柳城05/137＞海大28＞柳城06/ 241＞柳城03/1137＞柳城05/126＞柳城03/182＞台04/32＞新台糖22号＞柳城03/362。

甘蔗；生理生化；叶绿素含量；丙二醛含量；细胞膜透性；抗寒性

甘蔗是重要的糖料作物。随着品种的改良，甘蔗的种植区域已从热带地区扩大到亚热带和温带地区，但在亚热带、温带地区种植的甘蔗经常受到低温的影响。低温不仅严重影响甘蔗产量和质量，还影响蔗农的收益、糖业的稳定发展，并且冷害造成的危害的后效长。因此，研究甘蔗的寒害机理，提高甘蔗的抗寒力，在理论研究和生产实践方面都具有重要意义。本试验以新台糖22号（ROC22）为对照，在大田低温条件下，对台04/ 32、柳城03/182、柳城06/241、海大28、柳城03/1137、柳城05/137、柳城03/362、柳城05/126共9个品种抗寒性进行了研究。测定了与作物抗寒性相关的3个生理生化指标，探讨了甘蔗发生寒害的相关机理，同时分析了甘蔗品种间的抗寒性差异，为今后新品种的选育提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试甘蔗品种：台04/32、柳城03/182、柳城06/241、海大28、柳城03/1137、柳城05/137、柳城03/362、柳城05/126和新台糖22号（ROC22），其中新台糖22号（ROC22）为对照品种。

1.2 田间试验设计

本试验在广西柳城县太平镇试验地进行。试验采用随机区组设计，每个品种为一个处理，共9个处理，每个处理2次重复。小区行长28m，行距1.2m，两行一小区，小区面积67.2m2，试验地总面积为907.2m2。每米下6节蔗种，双芽节，即保证每节蔗种有两个活芽，每米保证12个活芽。在2014年2月25日下种种植，种植前试验地经拖拉机进行精耕细作，蔗种经过2%的石灰水浸泡12h和0.1%的甲基多菌灵消毒10min。生物肥料[有效活菌数≥0.2亿/g，有机质含量≥20%，总养分（N+P+K）≥8%]与尿素配合施用作为基肥，施用量：生物肥料254 kg/667m2，尿素10 kg/667m2。由于天气非常干旱，盖土后还需淋水，以及覆盖地膜。6月初施攻茎肥，施用生物肥料250 kg/667m2。2015年1月13日砍收甘蔗。

1.3 测定方法与统计分析

天气资料表明2014年12月份为低温冷害天气，温度连续20d在3～6℃范围内。本试验在12月27日进行一次寒害的调查，并与前3次调查进行比较。本试验取甘蔗+1叶测定叶绿素含量、丙二醛、细胞膜透性3个生理生化指标并对各品种的抗寒性进行分析。叶片叶绿素含量的测定，参照刘绍棣的混合法[4]；叶片丙二醛含量的测定，采用硫代巴比妥酸（TBA）比色法[5]；叶片膜透性率的测定，参考郝再斌等的方法[6]。

应用模糊数学隶属函数法[7]对参试品种抗寒性评判，若指标与抗寒性呈正相关，U（Xi）=（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin）；若为负相关，U（Xi）=1-（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin）。式中：U（Xi）为隶属函数值，Xi为指标测定值，Xmax、Xmin为所有处理的最大值和最小值。各指标的隶属函数值累加平均值越大，抗寒性则越强。

2 结果与分析

2.1 不同甘蔗品种+1叶片叶绿素含量比较

叶绿素是绿色植物吸收光能及将光能转化为化学能的活性物质，也是最主要的光合色素。当甘蔗受到低温胁迫时，在田间可观察到受冻的甘蔗叶片萎蔫发黄甚至有些枯死，导致光合作用下降，呼吸作用增强，叶绿素含量显著下降。在低温条件下，抗寒性强的甘蔗品种叶绿素含量下降的速度比抗寒性弱的甘蔗品种慢。由表1可知，本试验在前3次测试中各品种均受到轻度干旱胁迫，但对叶绿素含量影响不是很大，各品种均能保持较高的叶绿素含量。由于12月份出现了极端低温的天气，复水后12月27日所取样品的叶绿素含量均出现了一定的下降。这就说明了低温胁迫对甘蔗叶绿素含量的影响比轻度干旱对甘蔗叶绿素含量的影响要大得多。叶绿素含量比较抗旱性由强到弱依次为：柳城05/137＞海大28＞柳城03/182＞台04/ 32＞柳城03/1137＞柳城06/241＞柳城05/126＞ROC22＞柳城03/362。

2.2 不同甘蔗品种+1叶片丙二醛含量比较

表1 不同甘蔗品种+1叶片叶绿素含量

丙二醛是细胞膜脂过氧化的产物，其含量的高低反映了细胞膜脂过氧化水平。通常将丙二醛作为膜质过氧化指标。低温胁迫下，植物膜脂过氧化产物丙二醛大量积累，会造成膜透性上升，电解质外渗，使电导率值变大，导致细胞膜系统的严重损伤。丙二醛含量的增加意味着抗坏血酸盐的氧化增加或抗坏血酸盐再生效率降低或是两者皆有。因此抗寒性强的品种其丙二醛含量增加得少，抗寒性弱的品种丙二醛含量增加得多。表2可知，在12月27日复水之后，叶片丙二醛含量由少到多排列顺序为：台04/32＞海大28＞柳城05/137＞柳城06/241＞柳城03/1137＞柳城05/126＞柳城03/182＞ROC22＞柳城03/362。丙二醛含量12月27日与前期平均比没有明显的升降，可能是前期轻度干旱胁迫作用掩盖了低温胁迫作用，也就是干旱胁迫使丙二醛含量增加，而复水后解除了干旱胁迫，但又增加了低温胁迫；干旱与低温胁迫交互作用有待研究。

表2 各品种+1叶丙二醛含量及细胞膜透性比较

2.3 不同甘蔗品种细胞膜透性比较

低温对植物细胞膜系统的伤害是导致植物寒害的根本原因。低温胁迫会促进毒害物质如活性氧和自由基的产生，加速膜脂过氧化和膜蛋白间的聚合，从而损伤膜系统。在低温胁迫下，膜透性增大，膜内水溶性物质大量向膜外渗透，破坏了细胞内的离子平衡，同时膜上结合酶活力降低，代谢失调。由于以上的一系列变化，表现出呼吸作用下降，能量供应减少，电解质外渗，外渗率越低抗寒能力越强。在前3次试验中各品种均受轻度干旱胁迫，并且细胞膜系统均遭受到伤害。由表3可知，在12月27日复水后，细胞膜透性与前期平均比没有明显的升降，各品种都解除了干旱胁迫，但都受到了低温胁迫，品种间细胞膜透性的抗寒性由强到弱依次为：柳城05/126＞柳城06/241＞柳城05/137＞海大28＞柳城03/362＞ROC22＞柳城03/1137＞柳城03/182＞台04/32。

表3 依隶属函数值对甘蔗品种抗寒性综合评价

2.4 抗寒性的综合比较

计算模糊隶属函数值对各品种的抗寒性进行综合测评，一个品种的各指标平均值越大，说明该品种抗寒性越强。由表3可知，抗寒性比由强到弱依次为：柳城05/137＞海大28＞柳城06/241＞柳城03/1137＞柳城05/ 126＞柳城03/182＞台04/32＞ROC22（CK）＞柳城03/362。

3 讨论

甘蔗的抗寒性是综合性状，选用抗寒性强的品种是减少寒害对蔗糖产业影响最为有效的措施之一。甘蔗抗寒性根据不同的要求其测定指标方法不同，任何一种鉴定方法和指标都有局限性。选择多个生理生化指标，运用隶属函数方法综合评价甘蔗抗寒性，分析品种间的抗寒性差异，可为今后新品种的选育提供参考。

[1]陈超君，韦汉文，吴建明，等．引进甘蔗品种抗寒性评价[J]．南方农业学报，2012，43（6）：744－748．

[2]李雪．园林6号等甘蔗新品种（系）抗旱性及抗寒性研究[D]．广西：广西大学，2007：1－5．

[3]黄有总，徐建云，陈超君，等．几个甘蔗新品种的抗旱性和抗寒性比较研究[J]．广西农业生物科学，2002，21（2）：101－104．

[4]刘绍棣．作物生理研究法[M]．北京：农业出版社，1988：55－56．

[5]张治安，陈展宇．植物生理学实验技术[M]．吉林：吉林大学出版社，2008：192－193．

[6]郝再斌，苍晶，徐仲．植物生理实验[M]．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2004：22－24，101－103．

[7]龚明．作物抗旱性鉴定方法与指标及其综合评价[J]．云南农业大学学报，1989，4（1）：73－81．

A Preliminary Report on the Cold Resistance of Different Sugarcane Varieties

WEI Qiao－yun1,2,PAN Jie－chun2
（1.Guangxi South Subtropical Agricultural Science Research Institute,Longzhou Guangxi 532415; 2.Guangxi University,Nanning 530004,China)

With weak cold resistance of the new Taiwan Sugar 22(ROC22)as the control,a total of 9 sugarcane varieties(Taiwan04/32,Liucheng03/182,Liucheng 06/241,Haida 28,Liucheng03/1137,Liucheng 05/137, Liucheng03/362,Liucheng 05/126)was elected as trial materials．A comparative study on 3 physiological and biochemical indexes of sugarcane+1 leaves in the field under low temperature condition was carried out to estimate the ability of cold resistance of 9 varieties．The cold resistance order of the 9 sugarcane varieties were as follows:Liucheng 05/137＞Haida 28＞Liucheng 06/241＞Liucheng 03/1137＞Liucheng 05/126＞Liucheng03/182＞Taiwan04/32＞New Taiwan Sugar 22＞Liucheng 03/362．

sugarcane;chlorophyll content;malonaldehyde content;cell membrane permeability;cold resistance

S566.1

A

1007－2624（2016）06－0015－02

10.13570/j.cnki.scc.2016.06.006

2016-06-19

甘蔗高产、高糖、高抗、适机械化新品系培育，广西公益基金项目（CXNYRKS201602）。

韦巧云，女，广西柳城人，大学本科，助理翻译，研究方向为作物栽培和品种选育。E-mail：weiqiaoyu123@163.com

潘介春，男，副教授，E-mail：markpan2004@126.com