葉用萵苣種質(zhì)資源的主要農(nóng)藝性狀鑒定與耐熱性評價

陳青君 韓瑩琰 谷建田 范雙喜

（北京農(nóng)學(xué)院植物科技學(xué)院，北京 102206）

葉用萵苣（Lactuca sativaL.）屬菊科萵苣屬萵苣種中的葉用類型，俗稱生菜，原產(chǎn)地中海沿岸。葉用萵苣按植物學(xué)分類可分為 3個變種：皺葉萵苣、直立萵苣（又稱散葉萵苣）和結(jié)球萵苣。葉用萵苣以葉片為產(chǎn)品器官，葉片形成期需要冷涼氣候。隨著全球氣候變暖和周年供應(yīng)的需求，種植業(yè)面臨著嚴峻挑戰(zhàn)（高亮之和金之慶，1994），高溫逆境對葉用萵苣的影響更加突出（范雙喜 等，2003），挖掘葉用萵苣的抗熱基因以及準確評價葉用萵苣品種資源的耐熱性狀，對于葉用萵苣的周年供應(yīng)及耐性品種選育具有重要意義。在國外，葉用萵苣為生食綠葉菜的主要構(gòu)成種類之一，在蔬菜生產(chǎn)布局和產(chǎn)量構(gòu)成中具有重要地位（王懷松 等，2006）。隨著世界各地葉用萵苣資源在我國的引入，國內(nèi)現(xiàn)有的葉用萵苣品種數(shù)量已遠遠高于20世紀90年代引入的數(shù)量（鄭向紅 等，1990），花色品種愈來愈多，但優(yōu)良的耐熱品種缺少仍然是夏季生產(chǎn)的限制因素。研究表明，抽薹天數(shù)（Brain & Dennis，1986）和中心柱長（谷建田 等，2006）可作為結(jié)球萵苣耐熱性鑒定的基本指標。國內(nèi)在選育耐熱與抗抽薹的葉用萵苣品種方面進行了初步的嘗試（龔繁榮，1998a，1998b），但有關(guān)葉用萵苣葉片性狀和抗熱性評價體系方面尚缺少系統(tǒng)報道。隨著我國葉用萵苣品種類型的豐富和耐熱品種的迫切需求，有必要對我國目前葉用萵苣種質(zhì)資源及耐熱性進行快速有效的評價。本試驗對近年收集的 110份葉用萵苣種質(zhì)資源進行葉片表型性狀的觀察，并在露地和大棚、春季和夏季對其田間耐熱性進行測定分析，以期建立合理實用的評價體系，為葉用萵苣的優(yōu)良耐熱品種選育和種植提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 種植環(huán)境與參試品種

試驗于北京農(nóng)學(xué)院東大地實驗基地進行。2008年露地于春季3～6月，初夏5～7月種植；2009年大棚于3～6月種植。葉用萵苣采用72孔穴盤育苗，營養(yǎng)土用草炭和蛭石（2V：1V）混合后裝盤。種子 20 ℃光照催芽后播種。育苗均在日光溫室進行，露地春季和大棚栽培均于 3月13～15日播種，4月18～20日定植。露地初夏種植于4月27日播種，5月17日定植。定植后的露地溫度資料來自北京市氣象局，大棚溫度采用溫濕度自計儀記載。

參試品種主要引自中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜種質(zhì)資源庫 55份（V09E0），北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心10份，國內(nèi)種子公司15份，美國、香港、日本和意大利30份，共計110份。

1.2 葉用萵苣種質(zhì)資源田間觀察統(tǒng)計方法

2008～2009年分別對110份葉用萵苣材料，按田間試驗統(tǒng)一設(shè)計，順序排列，地膜覆蓋，2次重復(fù)，小區(qū)面積1.5 m2，散葉萵苣和結(jié)球萵苣均種植12株，進行春季、夏季的葉片性狀、耐熱性觀察。田間管理按照常規(guī)栽培管理進行。春季以散葉萵苣和結(jié)球萵苣達到商品采收期時測定各項農(nóng)藝性狀，每個品種調(diào)查10株。露地春季、初夏和大棚種植的在開始抽薹時調(diào)查抽薹天數(shù)。露地春季和大棚種植的于6月10～11日、露地初夏定植的于6月18日調(diào)查熱害指數(shù)。熱害指數(shù)的統(tǒng)計參照《萵苣種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》（李錫香和王海平，2006），調(diào)查所有定植植株，依據(jù)田間受害癥狀分5級：0級，無熱害癥狀；1級，1～2片葉尖及邊緣焦黃或腐爛；3級，植株1/2葉片葉尖或邊緣焦黃或腐爛；5級，植株2/3葉片葉邊緣焦黃或腐爛；7級，整株嚴重腐爛。計算熱害指數(shù)。

式中：HI，熱害指數(shù)；si，各級熱害級值；ni，相應(yīng)熱害級的植株數(shù)；i，級別；N，調(diào)查總株數(shù)。

萵苣植株的耐熱性根據(jù)熱害指數(shù)分為3級：強（熱害指數(shù)＜35），中（35≤熱害指數(shù)≤65），弱（熱害指數(shù)＞65）。

記載的葉片農(nóng)藝性狀包括子葉形狀、葉裂刻、葉褶皺、葉色、葉柄色、葉片表面光澤、葉尖形狀、葉基部形狀、葉球形狀、葉球緊實度、球頂形狀等，同時記載單株質(zhì)量、商品球率、中心柱長、抽薹天數(shù)、熱害指數(shù)等主要性狀。數(shù)據(jù)統(tǒng)計采用分析軟件SPSS 15.0依據(jù)常規(guī)的數(shù)理統(tǒng)計方法進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉用萵苣栽培環(huán)境的溫度變化

不同播種期的葉用萵苣種植期溫度的變化如圖1所示。由圖1可知：連續(xù)兩年進入5月中下旬，溫度都快速回升，但至 6月中旬之前露地的旬平均溫度沒有超過 25 ℃，葉用萵苣基本生長正常。6月中旬以后溫度急劇上升，露地旬平均溫度25 ℃以上，不再適宜葉用萵苣生長。大棚內(nèi)的旬平均溫度在定植后隨著 5月溫度的回升迅速上升到 25 ℃以上，基本接近露地旬平均最高溫，而棚內(nèi)的旬平均最高溫在 5月以后都在 30 ℃以上。大棚內(nèi)高溫對葉用萵苣的脅迫強度遠大于露地。

圖1 2008～2009 年葉用萵苣生長期間露地和大棚的溫度變化

2.2 葉用萵苣主要農(nóng)藝性狀的鑒定評價

葉片是葉用萵苣的食用器官，發(fā)芽期、幼苗期、發(fā)棵期、產(chǎn)品器官形成期的葉片性狀是葉用萵苣的重要形態(tài)特征。春季供試的110個品種田間性狀表明：散葉萵苣有65個品種（其中紫葉15個），結(jié)球萵苣有45個品種，結(jié)球萵苣品種葉片表型性狀相似程度高于散葉萵苣。葉用萵苣葉片各種性狀占供試品種的比例見表1。

由表1可以看出，葉用萵苣的葉形、葉色、葉尖形狀、葉緣、葉褶皺、葉基部形狀等表型性狀表現(xiàn)出多種類型，其中散葉萵苣葉尖形狀、葉形、葉裂刻和葉色存在多種變化，與結(jié)球萵苣有明顯差異。結(jié)球萵苣葉尖均為圓形，葉裂刻僅有1個品種，占供試品種的2%，葉形以圓形為主。結(jié)球萵苣葉色明顯深些，絕大多數(shù)為綠色，紫紅色的有 2個品種，一個是結(jié)球菊苣，一個是直立萵苣（半結(jié)球）。

表1 110個葉用萵苣品種田間葉片表型性狀觀察

農(nóng)藝性狀是作物固有的遺傳特性，是性狀遺傳多樣性的具體體現(xiàn)，是反映某一物種資源豐度的重要指標。葉用萵苣營養(yǎng)生長期植株的開展度、株高、葉片數(shù)、單株質(zhì)量等性狀是評價葉用萵苣利用價值的重要指標。春季田間觀察測定表明，供試葉用萵苣品種的植株性狀存在較大差異（表2）。

表2 春季田間葉用萵苣品種營養(yǎng)生長期農(nóng)藝性狀的變化

由表2可以看出，散葉萵苣的株高、葉柄長、葉柄厚、中心柱長、單株質(zhì)量、凈菜質(zhì)量和蓮座葉變異幅度很大，這表明散葉萵苣的株型變化大，也顯示了散葉萵苣在種質(zhì)變異和創(chuàng)新方面蘊藏著很大的潛力。結(jié)球萵苣大多數(shù)性狀比較相近，僅在葉柄厚、蓮座葉、單株質(zhì)量、凈菜質(zhì)量方面存在較大的變異，在種質(zhì)創(chuàng)新和產(chǎn)量提高方面這些性狀的選擇是重要的。田間觀察發(fā)現(xiàn)結(jié)球萵苣葉柄厚大的品種表現(xiàn)出蓮座葉少、包球不緊、易折斷、不耐擠壓等特性。

從葉片數(shù)、單株質(zhì)量、中心柱長以及口感風(fēng)味等性狀評價，表現(xiàn)優(yōu)良的散葉萵苣品種以各地引入的美國大速生散葉、香港玻璃生菜居多，其次是從內(nèi)蒙古、寧夏引入的烏蘭浩特萵苣、涇源萵苣和Cettuce等品種。結(jié)球萵苣品種以從國外引進的Astral、美國皇帝、國王101等品種表現(xiàn)為佳，來自河北省農(nóng)林科學(xué)院的包球萵苣表現(xiàn)也較好。皺葉的半結(jié)球Parris talanlcos（引自墨西哥）、意大利耐抽薹萵苣等表現(xiàn)也很好。

2.3 露地春夏季栽培葉用萵苣種質(zhì)資源的耐熱性

露地夏季葉用萵苣定植后20 d，部分散葉品種即開始抽薹。中心柱開始變長，單株質(zhì)量在品種間差異變大。散葉萵苣中耐熱的品種為S4、S12、S19、S20、S22、S23、S24、W9、W12、W15，這些品種在高溫下中心柱長度為7.3～12.9 cm，抽薹天數(shù)為80～89 d，比春季種植的提前了12～23 d；不耐熱的品種為S2、S6、S7、S10、S16、S11、J4、J15，中心柱長度為28.4～33.2 cm，抽薹天數(shù)為47～62 d，比春季種植的提前了22～36 d。部分優(yōu)良散葉萵苣品種的主要性狀見表3。

表3 露地春季和夏季一些優(yōu)良葉用萵苣品種的主要性狀

結(jié)球萵苣定植后30 d左右也開始抽薹。耐熱的品種為J8、J9、J11、J18、J20、J41、J42等，這些品種在高溫下中心柱長度為12.3～17.6 cm，抽薹天數(shù)為80～86 d，比春季分別提前了18～29 d；不耐熱的品種為J1、J2、J7、W2、W6，中心柱長度為28.4～30.8 cm，抽薹天數(shù)為55～73 d，比春季分別提前了23～38 d。部分優(yōu)良結(jié)球萵苣品種的主要性狀見表3。

值得一提的是意大利耐抽薹生菜，田間整齊度高度一致，耐熱性極強，夏季播種90 d后才抽薹，并且口感好，產(chǎn)量高，綜合表現(xiàn)好，是值得夏季露地推廣的優(yōu)異品種。夏季栽培葉用萵苣的單株質(zhì)量大幅降低，65個散葉萵苣品種單株質(zhì)量下降幅度26.5%～80.6%，45個結(jié)球萵苣品種單株質(zhì)量下降幅度15.3%～53.0%，球質(zhì)量下降幅度15.6%～63.1%。從生物產(chǎn)量看，結(jié)球萵苣同一生長期的生長量遠高于散葉萵苣。

夏季散葉萵苣的葉片數(shù)與春季時沒有明顯變化，葉形比略有增加。由表4可以看出：中心柱長和葉形比呈顯著正相關(guān)（r=0.645），這說明葉片變長生長加快與中心柱變長同步；中心柱長和單株質(zhì)量、凈菜質(zhì)量呈顯著或極顯著負相關(guān)（r=-0.665、-0.803），說明隨著中心柱的增長，單株質(zhì)量和凈菜質(zhì)量降低，商品性下降。抽薹天數(shù)和葉形比呈顯著負相關(guān)（r=-0.645），說明抽薹越晚，葉形比越小；反之，抽薹時間提前，葉形比增加。抽薹天數(shù)和單株質(zhì)量、凈菜質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)（r=0.766、0.848），抽薹越遲，單株質(zhì)量和凈菜質(zhì)量越大。抽薹天數(shù)和中心柱長呈極顯著負相關(guān)（r=-0.828），表明隨著抽薹所需時間變長，中心柱相對較短。

表4 露地春夏季葉用萵苣主要性狀相關(guān)分析

結(jié)球萵苣的抽薹天數(shù)與葉形比呈極顯著負相關(guān)（r=-0.955），表明葉片加寬生長，有利于結(jié)球包心，推遲抽薹。抽薹天數(shù)與單株質(zhì)量、凈菜質(zhì)量呈顯著或極顯著正相關(guān)（r=0.852、0.922），說明抽薹時間越晚，單株質(zhì)量和凈菜質(zhì)量增加。抽薹天數(shù)與中心柱長呈極顯著負相關(guān)（r=-0.992），表明抽薹越晚，中心柱較短；商品球率與葉形比、中心柱長呈極顯著負相關(guān)（r=-0.972、-0.991），說明葉形比小（加寬生長）有利于葉球的形成，商品球率增加。隨著中心柱的增長，商品球率會降低。商品球率與抽薹天數(shù)、凈菜質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)（r=0.974、0.928），表明抽薹越遲，商品球率越大。

2.4 大棚內(nèi)高溫環(huán)境萵苣種質(zhì)資源的耐熱性

與夏季（露地）相比，大棚內(nèi)的高溫脅迫強度變大，定植后棚內(nèi)旬平均最高溫度為 25.0～36.1 ℃（圖1），5月中旬后的旬平均溫度為25.6～28.7 ℃。6月中旬大多數(shù)品種都表現(xiàn)出熱害癥狀。由表5可知：大棚高溫下葉用萵苣熱害指數(shù)因品種不同差異很大，散葉萵苣品種以大速生、紫葉生菜、直立生菜最耐熱，其熱害指數(shù)為 0，圓盤萵苣菜也是非常耐熱的地方品種。香港玻璃生菜、大橡生 1號等品種均有不同程度的熱害癥狀，熱害初期，散葉萵苣熱害指數(shù)范圍0～32.6。結(jié)球萵苣品種除半結(jié)球的耐抽薹意大利生菜沒有出現(xiàn)葉片腐爛外，絕大多數(shù)品種都出現(xiàn)了熱害癥狀，熱害指數(shù)范圍0～40，其中比較耐熱的品種，如耐抽薹生菜（0）、國王101（3.5）、秋日（2.0）、奧賽特（5.0）、英姿（1.1）、WT12（1.0）等熱害指數(shù)較低。這與目前生產(chǎn)上春夏季推廣的大速生、國王101品種是一致的。英姿、WT12是耐熱性更優(yōu)的結(jié)球萵苣品種。熱害指數(shù)較準確地反映了品種間的耐熱性差異，尤其是在結(jié)球萵苣中更明顯。

表5 大棚高溫下部分葉用萵苣品種抽薹天數(shù)與熱害指數(shù)

大棚高溫環(huán)境葉用萵苣迅速抽薹，散葉品種在定植后20 d即開始抽薹，比露地初夏栽培時抽薹提前10 d左右，而且80%品種抽薹集中在10 d內(nèi)，表明散葉萵苣對高溫的敏感度較高。結(jié)球萵苣53.3%的品種抽薹天數(shù)多在70～90 d，與露地高溫時的表現(xiàn)基本相同，但熱害癥狀明顯比露地高溫時嚴重。生長后期 46.7%的品種因溫度高，沒有抽薹就已經(jīng)死亡。在高強度溫度逆境時，散葉萵苣的熱害主要表現(xiàn)為抽薹早，結(jié)球萵苣主要是由于葉球內(nèi)熱量聚積而引起的爛葉。需要指出的是熱害指數(shù)與抽薹天數(shù)沒有顯著的相關(guān)性。

3 結(jié)論與討論

葉片是葉用萵苣的食用器官，葉片表型性狀是葉用萵苣品種選育和栽培管理的目標性狀。本試驗結(jié)果表明：散葉萵苣葉尖形狀、葉形、葉裂刻、葉色等葉片表型性狀存在較大的變異，與結(jié)球萵苣有明顯差異。同時散葉萵苣的株高、葉柄長、葉柄厚、中心柱長、單株質(zhì)量、凈菜質(zhì)量和蓮座葉變異幅度也很大，顯示了散葉萵苣在種質(zhì)變異和創(chuàng)新方面蘊藏著很大的潛力。結(jié)球萵苣品種間相似性程度高，遺傳基礎(chǔ)狹窄。綜合葉用萵苣的農(nóng)藝性狀，表現(xiàn)優(yōu)良的散葉萵苣品種仍以各地引入的美國大速生、香港玻璃生菜居多，表現(xiàn)優(yōu)良的結(jié)球萵苣品種以美國、荷蘭、意大利引入的品種居多。但鑒于表型揭示變異的局限性以及分子鑒定的應(yīng)用，今后隨著葉用萵苣資源收集保存數(shù)量的增加，有必要像大白菜、胡蘿卜等作物一樣（莊飛云 等，2006；李國強等，2008）構(gòu)建葉用萵苣的核心種質(zhì)。

高溫脅迫中葉片的葉型和葉色等是衡量品種耐熱性的重要形態(tài)指標。如耐熱蘿卜（韓笑冰等，1997）、耐熱大白菜（吳國勝和王永健，1995）、普通白菜（胡俏強 等，2011）在高溫下苗期葉形發(fā)生明顯變化。結(jié)球大白菜葉形比變大，即葉片縱向生長加快。而葉用萵苣則主要表現(xiàn)為抽薹提前、中心柱變長，同時葉形比也變大，當高溫脅迫更強時，葉片會焦黃腐爛，表現(xiàn)為熱害癥狀。根據(jù)抽薹的早晚、中心柱的變化、熱害指數(shù)以及凈菜質(zhì)量，能夠較好地評價田間葉用萵苣的耐熱性。

在對作物品種進行耐熱性評價時，除了確定適宜的評價方法和指標外，一個很重要的基礎(chǔ)條件就是植株要經(jīng)過熱鍛煉 （或者在足夠溫暖的環(huán)境中生長一段時間），這樣在熱脅迫狀態(tài)下作物不同品種之間的耐熱性差異才能夠表現(xiàn)出來（Reynolds et al.，2001）。葉用萵苣為高溫感應(yīng)型蔬菜作物，有關(guān)品種的耐熱性與抗抽薹性的強弱，只有在氣溫較高的環(huán)境中才能真實客觀地反映出來。本試驗將葉用萵苣產(chǎn)品器官的形成期安排在露地和大棚、春季和夏季進行觀察，較好地反映了葉用萵苣品種的耐熱性差異，并發(fā)現(xiàn)在不同強度的高溫下，葉用萵苣抽薹時間進一步提前，熱害癥狀更加明顯。散葉萵苣采用縮短生育期應(yīng)對高溫逆境的特性與大白菜田間耐熱性相似（蘇小俊 等，2007），但其感應(yīng)溫度的機理還有待于進一步研究。對于結(jié)球萵苣，熱害指數(shù)能更準確地反映其品種間的耐熱性。這與茄子（李植良 等，2009）、番茄（尹賢貴 等，2001）等作物的田間鑒定結(jié)果相一致。鑒于夏季雨水對葉用萵苣的不良影響，以及高溫脅迫的強度，本試驗認為采用春季大棚種植能夠更好地評價葉用萵苣的耐熱性。

耐熱性評價所依據(jù)的指標可分為外部形態(tài)和經(jīng)濟性狀指標、微觀結(jié)構(gòu)指標、生理生化指標以及分子生物學(xué)指標四大類（馬曉娣 等，2004）。作物的耐熱性是一個復(fù)雜的生物學(xué)現(xiàn)象，對不同作物及同種作物的不同品種而言，其耐熱表現(xiàn)可能受到逆境發(fā)生的時期、持續(xù)時間、逆境強度以及研究目的性狀等多種因素的影響，因此，從生產(chǎn)實際出發(fā)了解作物對熱脅迫的反應(yīng)，并據(jù)此結(jié)合使用直接鑒定和間接鑒定的方法將有助于找出適宜的評價指標。本試驗在田間農(nóng)藝性狀觀察的基礎(chǔ)上，用熱害指數(shù)、抽薹天數(shù)和中心柱長研究了葉用萵苣品種資源的耐熱性，實際應(yīng)用中還應(yīng)結(jié)合高溫下葉用萵苣的凈菜率、凈菜質(zhì)量、品質(zhì)等指標綜合選擇才能選育優(yōu)良的耐熱品種。

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