遵義市特色烤煙品種抗旱性評價

李昂等

摘要 以4個烤煙品種為材料，采用盆栽試驗測定了它們在干旱脅迫條件下的生物量積累及葉片保水力、相對含水量、根系丙二醛、脯氨酸含量等生理指標，通過隸屬函數法對各品種進行綜合分析，評價不同烤煙品種的抗旱性。結果表明：在干旱脅迫條件下，各品種煙株的干鮮重積累量、葉片相對含水量均顯著下降，云煙87下降幅度最小，畢納1號次之，貴煙8號下降幅度最大，且各品種葉片保水力由強到弱依次為云煙87、畢納1號、貴煙8號、貴煙5號；各品種煙株根系丙二醛含量、脯氨酸含量均顯著增加，且丙二醛含量以云煙87增加幅度最小，畢納1號次之，貴煙5號和貴煙8號相對較大，脯氨酸含量云煙87和畢納1號增加幅度較大，貴煙5號和貴煙8號增加幅度相對較小。隸屬函數法綜合分析結果顯示：云煙87抗旱性最強，畢納1號次之，貴煙8號抗旱性最差。

關鍵詞 烤煙；品種；抗旱性；隸屬函數；貴州遵義

中圖分類號 S572 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2015）13-0009-03

Evaluation of Drought Resistance Among Different Flue-cured Tobacco Varieties in Zunyi City

LI Ang JIANG Qing-zhi * ZHANG Wen-jian WANG Zhong WAN Jun

（Guizhou Province Tobacco Company Zunyi Company Wuchuan County Branch，Wuchuan Guizhou 564300）

Abstract Drought resistance of 4 different tobacco cultivars were studied under drought conditions caused by controlling irrigation，some indexes，including the accumulation of the plant，leaf relative water content，water-holding capacity，MDA content and proline content were screened and evaluated，and each variety was analyzed through subordinate function.The results showed that，in arid conditions，both plant fresh and dry mass，leave relative water content decrease obviously，the decline range of Yunyan 87 was the smallest，Bina 1 followed，Guiyan 8 the biggest. Water-holding of all varieties from strong to weak was Yunyan 87，Bina 1，Guiyan 8，Guiyan 5. MDA content and proline content of root increased significantly，the increased range of MDA content of Yunyan 87 was the smallest，Bina1 followed，Guiyan 5 and Guiyan 8 relatively larger，in proline content，Yunyan 87 and Bina 1 were relatively larger，Guiyan 5 and Guiyan 8 were relatively smaller. The resolute subordinate function showed that drought resistance of Yunyan 87 was the strongest，Bina1 followed，and Guiyan 8 was the worst.

Key words flue-cured tobacco；variety；drought resistance；subordinate function；Zunyi Guizhou

烤煙的葉片大，對水分的需求量比較大，對于未成熟葉片來說，其含水量超過90%，對于成熟葉片，其含水量也在80%以上，若葉片中的水分含量減少幅度達到6%～8%，即出現萎蔫現象[1]。要獲得優(yōu)質的煙葉，必須在烤煙的生長過程中保證水分的充足供應。貴州省遵義市的地塊多為坡耕地，自然降水大多隨地表徑流而流失，且中低產田土面積大，土壤保水能力弱，由于缺乏必要的灌溉條件，干旱已成為遵義地區(qū)烤煙生產的最大威脅[2]。因此，遵義市煙草領域亟需解決的重要問題之一即為加強煙草品種的抗旱性理論研究和選育抗旱煙草新品種?？购佃b定就是對烤煙品種進行抗旱性篩選、評價的過程。鑒定結果有助于烤煙在旱作栽培中選擇合適的品種，也有助于烤煙抗旱育種選擇品種資源。本文通過人工控水的方法模擬干旱條件，以4個烤煙品種為試驗材料，對多項與抗旱相關的生理生化指標進行了測定，通過隸屬函數法對各品種抗旱性進行了綜合評價。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

試驗在遵義市務川縣柏村鎮(zhèn)后壩科技園進行，采用盆栽控水的方法造成干旱脅迫條件，采用稱重法控制土壤相對含水量。供試烤煙品種為云煙87、畢納1號、貴煙5號和貴煙8號。

1.2 試驗方法

選取長勢健壯、整齊的7葉煙苗移栽到塑料盆中，并移至防雨棚內進行培養(yǎng)，每盆栽煙1株，每個品種栽煙共45盆。每盆裝重為13.5 kg的土，按純N 0.13 g/kg、P2O5 0.13 g/kg、K2O 0.39 g/kg的比例配比施肥量。盆缽中土壤的水分含量控制方法為：預處理期間每3 d根據控水的標準對水分進行補充，一般通過稱重法進行，使土壤中的水分含量控制在75%左右，在溫度、光照條件良好的條件下進行培養(yǎng)；預培養(yǎng)30 d待煙株長勢穩(wěn)健后，干旱脅迫處理20 d。土壤中水分的相對含量共設3個水平，即為80%（正常供水）、60%（輕度干旱脅迫）、40%（重度干旱脅迫）。每個水平15株。20 d后對各個含水量處理的煙株生理指標進行測定。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 生物量。測定各供試品種烤煙的干、鮮重，計算各品種烤煙的干、鮮重積累量。

1.3.2 葉片保水力和相對含水量。參照李晚忱等[3]、趙 翔等[4]方法分別對葉片中的保水力及葉片相對含水量進行測定。保水力和葉片相對含水量的計算公式如下：

保水力=1-（鮮重-24 h失水后葉片重）/（鮮重-干重）=（24 h失水后葉片重-干重）/（鮮重-干重）（1）

葉片相對含水量（%）=（初始鮮重-干重）/（飽和鮮重-干重）×100（2）

1.3.3 丙二醛含量。參照Heath[5]的硫代巴比妥酸（TAB）比色法對丙二醛的含量進行測定。

1.3.4 脯氨酸含量。參照鄒琦[6]的方法對脯氨酸的含量進行測定。

1.4 品種抗旱性綜合評價

品種的抗旱性采用隸屬函數法進行分析。具體的抗旱生理指標綜合評價方法如下[7]：

①各品種的各項生理指標的隸屬函數值：

Xij=0（X-Ximin）/（Ximax-Ximin）1 Ximin

式（3）中，X為干旱條件下指標值與對照值之間的比值。當指標性狀值與抗旱性之間的關系為負時，Xij=1-（X-Xjmin）/（Xjmax-Xjmin），其中Xij為i品種j性狀的隸屬函數值，Xjmin為各品種j性狀最小值，Xjmax為各品種j性狀的最大值。

②分別求出輕度干旱條件下各指標性狀的隸屬函數值Xij輕和重度干旱條件下隸屬函數值Xij重。以（Xij輕+Xij重）/2表示i品種j性狀輕度干旱和重度干旱條件下隸屬函數的平均值，記為Ui，并求出平均值Ui以表示抗旱性的強弱，一般Ui值越小，則抗旱性越弱，反之則越強。

1.5 數據分析

所有的試驗數據采用SPSS17.0統(tǒng)計軟件進行方差和平均數差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 干旱脅迫對不同烤煙品種生物量積累的影響

生物量的最終積累可體現出植物的生長發(fā)育狀況，因此，對抗旱性進行鑒定的較為可靠的指標包括干旱條件下生物量的大小及與對照相比的下降程度[8]。由表1可知：與正常供水相比，隨著干旱脅迫程度的增加，4個烤煙品種的干鮮重積累量均下降明顯。在正常的供水條件下，4個烤煙品種的干鮮重積累量按照從高到低排列為云煙87、畢納1號、貴煙5號、貴煙8號。在輕度干旱的條件下，反應最為敏感的供試品種為貴煙8號，其鮮重與干重積累量的下降幅度分別達到29.22%、26.02%，下降幅度最為明顯；貴煙5號的敏感性次之，鮮重和干重較正常供水下降幅度達到25.93%、24.48%；云煙87的鮮重和干重的下降幅度分別為19.36%、17.33%，在4個品種中最小，表明該品種受到干旱脅迫的影響最小。在重度干旱的脅迫條件下，煙株的生長進一步受到抑制，干鮮重下降幅度更大。貴煙8號干鮮重下降幅度分別為52.21%、66.00%，仍為4個品種中下降幅度最大的品種；云煙87受干旱影響最小，干鮮重分別下降了34.43%和46.28%；云煙87和畢納1號之間干鮮重的差異不明顯，這2個品種分別與貴煙5號和貴煙8號之間差異極顯著。

2.2 干旱脅迫對不同烤煙品種葉片保水力和相對含水量的影響

為了對各個烤煙品種的抗旱性進行比較，本試驗只對正常供水條件下的葉片保水力進行測定[9]，結果見表2。由表2可知：4個烤煙品種間葉片保水力差異明顯，其按照從大到小的排列為云煙87、畢納1號、貴煙8號、貴煙5號。其中，云煙87與貴煙8號、貴煙5號2個品種之間的差異極為顯著，而云煙87與畢納1號之間無明顯差異。

由表2可知：4個試驗品種中，隨著干旱脅迫程度的增加，其葉片中的相對含水量有明顯下降趨勢[1]。在條件相同的條件下。4個品種間葉片相對含水量按照從大到小的排列順序為云煙87、畢納1號、貴煙5號、貴煙8號。與正常供水相比較，云煙87在輕度干旱和重度干旱下相對含水量下降幅度最小，分別降低2.17%、7.61%，表明該品種的抗脫水能力較強；其次是畢納1號；貴煙8號在輕度干旱和重度干旱下相對含水量的變化幅度最大，分別下降6.98%、20.93%，說明該品種具有較弱的抗脫水能力。

2.3 干旱脅迫對不同烤煙品種根系丙二醛和脯氨酸含量的影響

在干旱的條件下，植物細胞原生質膜不同程度地受到破壞，細胞中可積累大量的活性氧[10]。因此，對植物干旱條件下抗性進行衡量的一個重要的指標之一即為對丙二醛的含量變化進行測定。由表3可知：4個試驗品種中，隨著干旱脅迫程度的增加，根系中的丙二醛含量增加明顯，膜脂過氧化作用加劇，品種間差異越來越顯著。相同條件下品種間根系丙二醛含量按照從高到低排列為貴煙8號、貴煙5號、畢納1號、云煙87。在正常供水條件下，品種間的丙二醛含量差異不明顯。輕度干旱脅迫條件下，品種間呈現出顯著差異，貴煙8號和貴煙5號丙二醛含量顯著高于畢納1號和云煙87，而這2個品種間差異不顯著。相比正常供水，貴煙5號丙二醛含量增加幅度最大，為23.83%；其次為貴煙8號；云煙87增加幅度最小，表現出一定的抗旱能力。重度干旱脅迫條件下，品種間均呈現顯著差異，貴煙8號丙二醛含量增加幅度最大，為66.07%，其次為貴煙5號，云煙87仍為增加幅度最小品種。可見豫煙87在干旱條件下體內的內源保護酶活性仍能保持較高水平，可清除體內過量的自由基，減輕脂膜的過氧化。

脯氨酸是一種偶極含氮化合物，在逆境條件下，脯氨酸的積累可以使植物自身的滲透調節(jié)能力增強，對外界的滲透脅迫產生抵御作用，并能有效促使原生質膠體穩(wěn)定性的提高，是穩(wěn)定物質代謝的決定因素[11]。由表3可知：隨著干旱脅迫程度的加劇，烤煙根系中的脯氨酸含量增加，進行自身滲透調節(jié)。在正常供水的條件下，4個品種間脯氨酸含量無明顯差異。在輕度干旱脅迫的條件下，云煙87和畢納1號脯氨酸的含量顯著高于貴煙8號和貴煙5號。在重度干旱的脅迫條件下，4個品種間脯氨酸含量差異進一步加大，云煙87和畢納1號仍顯著高于貴煙8號和貴煙5號。與正常供水處理相比，畢納1號在輕度和重度干旱的脅迫下，脯氨酸的含量增加幅度分別為219.30%、486.76%，云煙87分別為188.91%、406.39%，表明這2個品種具有很強的自身滲透調節(jié)能力，對干旱有較好的抗性。而貴煙5號在輕度和重度干旱的脅迫下，脯氨酸含量的增加幅度分別為94.42%、177.93%，貴煙8號分別為78.67%、134.63%，表明這2個品種具有較弱的自身滲透調節(jié)能力，受干旱脅迫影響較大。

2.4 不同烤煙品種抗旱性綜合評價

在對植物的抗干旱性評價中，較為常用的綜合評價方法即為隸屬函數法，可以綜合、全面地對植物的抗旱性在多個指標測定的基礎上進行評價，結果較為可靠，避免了其他指標單一的測定方法的缺點。4個烤煙品種的抗旱性綜合評價如表4所示。4個品種的抗旱性綜合評價的隸屬函數值從大到小排列順序為云煙87、畢納1號、貴煙5號、貴煙8號。由此可知，抗旱性最強的品種為云煙87，最弱的品種為貴煙8號。

3 結論與討論

不同品種的烤煙對干旱脅迫的反應無論在生理生化特性方面，還是在生物學特性方面的表現是不相同的。相同的干旱脅迫下，各烤煙品種對對干旱的敏感程度和忍耐力存在明顯得差異。干旱脅迫引起植株光合代謝紊亂，光合產物減少，植株生長矮小，煙葉生物量積累大幅度下降，且敏感型品種生物量積累下降幅度大。煙株在旺長期對干旱脅迫最敏感，此時期煙株耗水量占全生育期的53%以上[12]，煙葉產量和化學成分受影響最大。因此，本試驗在干旱脅迫后20 d的旺長期進行各項指標的測定，結果表明干旱條件下，云煙87生物量積累下降幅度最小，表現出相對較強的抗旱性，貴煙8號生物量積累下降幅度最大，對干旱脅迫條件敏感，抗旱能力相對較弱[13-14]。

干旱脅迫下煙株體內過氧化物丙二醛含量升高，這可能由干旱引起氧化作用加強，清除氧自由基的平衡遭到破壞引起。丙二醛含量的升高破壞生物膜結構和功能，進而對煙株正常生理代謝產生嚴重影響。干旱脅迫條件下，云煙87根系丙二醛含量增加幅度相對較小，說明云煙87內源保護酶酶活性仍相對較高，保持一定的清除體內氧自由基能力。

脯氨酸是植物在水分脅迫下最為有效的滲透調節(jié)物質，維持細胞水分，能夠調節(jié)滲透壓，同時還影響蛋白質的穩(wěn)定性，對蛋白質起一定保護作用。在干旱逆境條件中植物體內脯氨酸含量會大量積累，積累程度取決于干旱程度、干旱持續(xù)期、植物種類等，同時品種間脯氨酸積累程度也不盡相同，這可能與脯氨酸合成受激、氧化受抑和蛋白質合成受阻有關[15]。試驗結果表明，云煙87和畢納1號在干旱脅迫條件下脯氨酸積累量顯著高于貴煙5號和貴煙8號，更有利于滲透勢的降低，增強抵抗干旱脅迫能力。

煙草的抗旱性不能孤立地把某一個指標拿來作為抗旱性的唯一指標來鑒定。本試驗根據各個指標的變化趨勢綜合考慮，得出4個烤煙品種的抗旱性強弱依次為云煙87、畢納1號、貴煙5號、貴煙8號。

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