番茄芽期耐低温种质材料的筛选及鉴定

顾少涵

（浙江农业商贸职业学院，浙江绍兴 312088）

番茄起源于南美洲的安第斯山脉，是典型的喜温作物，不耐低温[1]。番茄营养丰富，又极具观赏性，深受消费者喜欢，设施栽培面积不断扩大。在反季节设施栽培和早春露地栽培中，温度成为限制设施番茄生长发育的主要环境因素。低温会影响根系吸收水分和无机盐，并使番茄体内产生大量活性氧，破坏植物叶绿体结构，影响番茄光合作用，导致番茄生长缓慢，生育期延后，对番茄生产造成严重的经济损失。随着全球气候变化导致极端气候加剧，筛选和培育耐低温品种是解除番茄低温危害的最有效途径之一。

研究表明，亚低温下番茄种子发芽特性与幼苗抗冷性具有较好的一致性[2]。在发芽期对番茄进行耐低温鉴定，基本能够反映苗期、开花结果期耐低温性能，且具有鉴定周期短、鉴定方法简便、快捷的特点。番茄种子最适发芽温度为20～30℃，15℃发芽速度明显变缓，因此，该温度也被认为是鉴定番茄耐低温性的最适温度[3]。不同作物品种在低温条件下发芽能力存在明显差异，其胚根对冷胁迫的敏感度也不同。因此，可以利用低温胁迫对番茄种子萌发以及胚根生长的抑制程度来反映番茄种子的耐低温性[4]。本试验以6 份不同番茄材料在低温下（15℃）的种子发芽率、发芽势、发芽指数及胚根生长情况，综合评估其耐冷性，为建立方便、快捷、准确性高的番茄芽期耐低温鉴定体系提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料以设施栽培番茄品种为主，材料品种及来源见表1。

表1 供试番茄品种及来源

1.2 试验方法

试验以15℃作为低温处理，以25℃为对照。各处理下选取籽粒饱满一致、没有破损的15 粒种子浸泡于55℃温水中，室温自然冷却2h，置于铺设2 层滤纸的培养皿（直径为9cm）中，重复3 次。在25℃和15℃的恒温培养箱中进行发芽处理，定时补充相应温度的蒸馏水，保证滤纸湿润的状态。

1.3 项目测定

1.3.1 单一指标的鉴定。每24h 观察记录番茄品种在不同温度处理下的萌发个数，种子萌发以胚根长超过种子长度50%为准，连续观察记录12d。统计并计算番茄在发芽期间的发芽率、发芽势、发芽指数及其相对值。发芽率（%）=7d（12d）内正常发芽种子数/总种子数×100；相对发芽率（%）=低温下发芽率（第12d）/常温下发芽率（第7d）×100。发芽势（%）=4d（10d）内正常发芽种子数/总种子数×100；相对发芽势（%）=低温下发芽势（第10d）/ 常温下发芽势（第4d）×100。发芽指数=ΣGt／Dt（Gt 指时间t 的发芽数，Dt 指相应的发芽时间）；相对发芽指数（%）=低温下发芽指数/常温下发芽指数×100。胚根长采用米尺测量，相对胚根长（%）=低温下平均胚根长/常温下平均胚根长×100。

1.3.2 综合指标的鉴定。以番茄种子的相对发芽率、发芽势、发芽指数以及胚根长度作为构建番茄芽期综合活力的指标，通过隶属函数值评价番茄种子芽期的耐低温性，隶属函数值越大，说明品种耐低温性越强。计算公式：Xij'=（Xij-Xjmin）/（Xjmax-Xjmin）。式中：Xij'表示i 品种j 指标的耐低温隶属值，Xij表示i 品种j 指标的指标值，Xjmax、Xjmin分别表示指标的最大值和最小值[5]。

2 结果与分析

2.1 低温对番茄发芽相关指标的影响

2.1.1 发芽率。发芽率反映了种子发芽的数量，发芽率高，说明有活力的种子多。由图1 可知，低温条件下，浙樱粉1 号和浙樱黄2 号的发芽率与常温条件下无变化，说明这2 份番茄材料在发芽阶段具有较高的耐低温性。浙粉202、浙杂809 和上海906 种子发芽率分别下降11.76%、13.33%和15.38%，表现为一般耐低温性。红圣女的发芽率受低温影响最大，表现为不耐低温。

2.1.2 发芽势。发芽势影响出苗快慢和整齐度。由图1可知，番茄不同种质资源在低温处理下发芽势存在明显差异，变化幅度为40%～100%。发芽势降幅从小到大分别为浙樱粉1 号、上海906、浙樱黄2 号、红圣女、浙杂809 和浙粉202。其中，浙樱粉1 号的发芽势低温与常温下无变化，说明低温对浙樱粉1 号的发芽势影响较小。上海906、浙樱黄2 号次之，表现为一般耐低温性。低温对发芽势影响最大的是浙粉202、浙杂809 和红圣女，属于耐低温性较弱的材料。

图1 番茄不同种质资源低温与常温下发芽率、发芽势

2.1.3 发芽指数。发芽指数是种子活力指标，其值大小反映了种子发芽的快慢[6]。由图2 可知，低温处理下的发芽指数均低于常温条件下的发芽指数，说明低温延长了种子发芽时间。与常温相比，浙杂809、浙粉202 的下降幅度较大，分别为80.41%和78.12%，说明浙粉202 和浙杂809 发芽指数受低温影响较大，表现为不耐低温。浙樱粉1 号发芽指数受低温影响最小，降幅为60.15%，耐低温性强。

图2 番茄不同种质资源低温与常温下发芽指数、胚根长度

2.1.4 胚根长度。胚根长度可以反应种芽生长阶段的耐低温性。由图2 可知，低温处理下番茄各品种的胚根长度明显降低。浙樱粉1 号和浙樱黄2 号在受到低温胁迫后，胚根长度分别为2.01cm 和1.93cm，高于其余品种，表现出较好的耐低温性能。其次为上海906，再次为红圣女、浙杂809 和浙粉202。

2.2 不同番茄品种芽期耐低温性综合评价

由于各番茄材料与对照之间的发芽率、发芽势、发芽指数和胚根长度并不相同，为了排除由此产生的差异，采用各参数相对值构建种子活力指标，计算四者的平均隶属函数值反映种子的耐低温性会更加准确。平均隶属值越大，说明低温对该番茄材料种子萌发的影响较小，从而说明该番茄材料耐低温性强；平均隶属值越小，说明该番茄材料耐低温性越弱。由表1 可知，平均隶属值从大到小分别是浙樱粉1 号、浙樱黄2 号、上海906、红圣女、浙杂809 和浙粉202。浙樱粉1 号平均隶属值为0.92，耐低温性最强；浙樱黄2 号和上海906 平均隶属值分别为0.74 和0.54，属于耐低温性中等的材料；红圣女、浙杂809 和浙粉202 平均隶属值较低，分别为0.32、0.21 和0.18，耐低温性较差。

3 讨论

3.1 低温对番茄种子发芽的影响

种子萌发需要适宜的温度，低温会破坏种子内细胞结构的完整性，引起细胞内基质外渗，最终导致种子失水抑制萌发能力[7]。低温对番茄种子发芽的影响表现在种子活力及胚根生长情况两个方面。作为衡量种子发芽能力的重要指标，发芽率、发芽势和发芽指数分别反映了种子发芽能力、发芽速度以及出苗的整齐度[8]，而胚根的生长情况能直观反映不同种质番茄种子对低温的适应能力。因此，发芽率、发芽势、发芽指数、胚根长度可以作为番茄种子芽期耐低温鉴定指标。本试验采用6 份番茄品种，在15℃低温条件下测试种子发芽情况。结果表明，供试材料中6 份番茄受到低温胁迫后，发芽率、发芽势、发芽指数、胚根长度均有所下降，且不同品种番茄下降程度存在差异。说明番茄不同品种低温处理后种子活力存在显著差异。这与前人蒋雪君等[9]在低温处理对甜瓜种子萌发及胚根生长的研究结果一致。其中，浙樱粉1 号的相对发芽率、相对发芽势均为100%，说明浙樱粉1 号在低温胁迫下发芽速度快，具有活力的种子数量多，并且出苗整齐度高，低温对浙樱粉1 号种子发芽的影响较小。而红圣女、浙杂809 和浙粉202 发芽势和发芽指数相对较低，低温胁迫下种子萌发受到抑制，表现出发芽慢、出苗不整齐。

表2 低温处理下不同番茄品种发芽指标隶属函数值综合评价

胚根是植物吸收水分和无机盐的重要部位，胚根的长度会随着温度的变化呈现不同的变化趋势[10]，因此也可以用胚根来衡量番茄种芽生长阶段对温度的耐受性。试验结果表明，低温胁迫下（15℃），6 种番茄的胚根长度显著低于常温（25℃）时的根长，这可能是由于低温导致番茄种子内营养物质分解、转化及代谢活动受到抑制，从而导致胚根的生长受限。

3.2 番茄芽期耐低温鉴定

长期的低温胁迫对植物的生长特性及生理生化指标都有一定影响，因此可以作为植物耐低温鉴定的指标有很多，包括种子活力相关指标、冷害指数、相对电导率、抗氧化酶活性、MDA 含量、光合作用参数等。王林闯等[11]对8 个番茄品种进行昼14℃/夜8℃低温处理，通过苗期叶绿素含量、可溶性糖含量、根系活力以及植物生长量方面进行评价。结果表明，中杂105、1056 这2 个品种表现出较高的耐低温性，其苗期的叶绿素含量、根系活力以及可溶性糖的变化趋势与耐低温性趋势一致，可以作为番茄苗期耐低温筛选指标。赵云霞等[12]以9 份不同番茄资源作为供试材料，测定（15±1）℃低温胁迫下种子的发芽率、发芽势、发芽指数、发芽受损率作为芽期衡量耐低温性指标进行隶属函数值分析，结合苗期幼苗冷害指数评价，综合分析番茄品种的耐冷性。由于芽期进行番茄种子耐低温性鉴定方法简单、周期短，本试验采利用相对发芽率、相对发芽势、相对发芽指数和相对胚根长度构建番茄芽期耐低温鉴定体系，采用隶属函数法探讨了番茄不同种质资源种子芽期耐低温性的差异。结果表明，平均隶属函数值最高的是浙樱粉1 号，耐低温性强，适用于秋冬茬及冬春茬保护地栽培；浙樱黄2 号和上海906 属于耐低温性中等的材料；红圣女、浙杂809 和浙粉202 平均隶属值较低，耐低温性较差。

植物的耐低温性是由多基因控制的累积性数量性状[13]。因此，为了避免不同指标间的矛盾，保证鉴定结果的准确性，应采用与耐低温相关的多项指标进行综合评价。本试验综合考虑种子活力和胚根生长情况，采用与种子活力相关的4 项指标来反映不同种质番茄种子在芽期的耐低温性，单一指标的结果与综合鉴定结果不完全一致。这与高晶霞[14]、李瑞宁[15]在辣椒、菜用大豆上的报道基本一致。

4 结论

本试验通过人工气候箱设置15℃低温模拟低温胁迫，通过测定番茄种子的发芽率、发芽势、发芽指数以及胚根长度，计算其指标相对值及平均隶属函数值综合评价番茄种子芽期耐低温性。试验结果表明，供试6 种番茄的耐低温性差异较大，浙樱粉1 号平均隶属函数值最高，为耐低温性较强的品种。耐低温性较弱的的品种为红圣女、浙杂809 和浙粉202，其余浙樱黄2 号和上海906 属于耐低温性中等品种。本研究为简单、快捷地筛选番茄耐低温品种以及番茄芽期耐低温鉴定体系的建立提供参考依据，促进耐低温番茄种质创新及耐低温机理的深入研究。