早熟油菜材料生理生化特性研究

張振乾，王必慶，王國槐，官春云，陳社員

（湖南農業大學農學院，長沙4101282）

早熟油菜材料生理生化特性研究

張振乾，王必慶，王國槐*，官春云，陳社員

（湖南農業大學農學院，長沙4101282）

以中熟品種湘油15號為對照，2010～2011年在長沙對3個早熟油菜材料雜1613、005和G7的生理生化特性進行了研究。結果表明：早熟材料比中熟品種現蕾、初花和終花都早，具有苗期短、蕾薹期和角果發育期長的特點。各油菜品種可溶性蛋白含量隨著生育期呈先升后降的趨勢。早熟材料苗期越短，功能葉片中的GA3含量越高，ABA的含量越低。營養生長期，各個早熟材料功能葉片的葉綠素含量均比對照湘油15號低；生殖生長期，僅雜1613功能葉片的葉綠素含量比對照高。早熟材料的凈光合速率在各生育期均低于對照湘油15號，凈光合速率、氣孔導度和胞間CO2濃度的變化趨勢與湘油15號基本一致。

早熟油菜；內源激素；葉綠素；光合特性

油菜是我國第一大油料作物，菜籽油占我國自產草本植物油總量的57%以上［1］。但油菜總產一直未有大幅提高，且隨著居民消費量的提高，食用油自給率逐年下降，當前我國食用油消費的60%以上依賴進口［2］，食用油供給安全隱患日顯突出［3］。國家對油菜生產、供給形勢高度重視，油菜生產已被提高到國家戰略安全的高度。湖南是我國最具油菜發展潛力的省份之一，現有200多萬公頃冬閑田，且氣候條件不適合種植小麥，可用于稻—稻—油三熟制油菜生產。但目前主要制約因素是沒有合適的早熟品種［3］，油菜與雙季稻存在明顯的茬口矛盾。油菜早熟品種選育是解決這一問題的關鍵［4，5］，對于擴大油菜種植面積，促進油菜產業發展都具有十分重要的意義。油菜生長發育進程與光合作用有關，不同油菜品種的苗期葉片以及不同葉位的光合強度有較大差異［6］。周可金等［7］研究發現，不同熟期冬油菜品種在角果發育早期光合速率差異不明顯，隨著生育進程的推進，早熟材料較中晚熟品種下降快。另一方面，內源激素在油菜角果、種子發育及種子休眠等方面起著重要作用［8］，其花芽分化由多種激素綜合調節，其中以赤霉素GAs為主［9］。Rood SB［10］發現，內源赤霉素在油菜花芽分化期間具有促進作用；張焱等［11］發現，油菜內源赤霉素水平在花芽分化時與油菜種性有關。本研究對不同早熟材料雜1613、G7和005及中熟材料湘油15號的生育特性、可溶性蛋白、可溶性糖及淀粉、內源激素、葉綠素及光合特性等方面進行了比較研究，以找出其中不同之處，為油菜早熟品種選育提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試油菜品種為甘藍型品種雜1613、005、G7（早熟材料），湘油15號（中熟品種），由湖南農業大學國家油料作物改良湖南分中心提供。

1.2 試驗方法

試驗于2010～2011年在湖南農業大學耘園基地進行，每小區6m2，設播期Ⅰ（2010年10月4日）和播期Ⅱ（2010年10月16日），田間管理及施肥參照油菜高產栽培方法。

1.3 測定項目及方法

生育期記載。出苗期、現蕾期、抽薹期、初花期、盛花期、終花期、成熟期、生育日數等參照文獻［4］。

可溶性蛋白含量的測定采用考馬斯亮蘭法G-250法［12］。可溶性糖含量的測定采用蒽酮法［13］。淀粉含量的測定采用蒽酮法［14］。

內源激素的提取和萃取參照王若仲等［15］的方法。2010年12月20日從播期Ⅱ的材料提取。用80%超純水和20%乙腈配制ABA和GA3的混合標準溶液，繪制標準曲線。將4℃保存的樣品加1 mL含20%乙腈的超純水，7 000 rpm離心15 min，定容至5 mL棕色容量瓶。采用日本島津LC-20AT系列高效液相色譜儀測定，ODSC18色譜柱（柱溫為25℃）和SPD-20A紫外檢測器，檢測波長為254 nm，流動相為乙酸溶液（pH 3.0）∶乙腈＝7∶3，流速0.6 mL／min。每次進樣10 L，根據保留時間定性、外標法定量分析。

葉綠素含量測定。用SPAD 502葉綠素儀于2011年1月15日、3月8日和3月29日測定功能葉片的葉綠素含量。

光合作用測定。用LI-6400光合儀于2010年12月1日和2011年1月7日、3月8日、3月29日上午9：00～11：00測定功能葉片凈光合速率（Pn）、氣孔導度（Gs）和胞間CO2濃度（Ci），取3次的平均值。

2 試驗結果

2.1 生育特性

由表1，2可知，導致早熟材料生育期短的主要因素為苗期縮短。同時，田間觀察發現，成熟越早，植株越矮小；早熟材料的現蕾、初花、終花均比中熟品種早，故現蕾期、初花期、終花期的遲早可作為判斷成熟期的參考。

表1 不同油菜材料生育日程Table1 Statisticsofgrowthprocessiondataindifferentrapeseedvarieties

（續表1）

表2 不同油菜材料生育進程統計表（d）Table2 Statisticsofgrowingtimeindifferentrapeseedvarieties

2.2 可溶性蛋白、可溶性糖及淀粉含量

2.2.1 可溶性蛋白含量

由表3可知，各油菜品種可溶性蛋白含量隨著生育進程的推進，均呈現先升后降的趨勢。播期Ⅰ，12月4日湘油15號和早熟材料005、G7處于苗期，其005和G7可溶性蛋白含量高于湘油15號；而1月12日和3月22日，湘油15號可溶性蛋白含量高于早熟材料，可能是由于其生育期不同。播期Ⅱ，12月4日4個材料均處于苗期，湘油15號可溶性蛋白含量高于早熟材料；12月22日湘油15號和005處于苗期，湘油15號可溶性蛋白含量高于005；1月12日湘油15號和005處于苗期，湘油15號可溶性蛋白含量低于005；而3月22日湘油15號可溶性蛋白含量高于早熟材料，也可能是由于其生育期不同。

表3 不同油菜品種各生育時期可溶性蛋白含量（mg／g）Table3 Solubleproteincontentofeachgrowingstageindifferentrapeseedvarieties

2.2.2 可溶性糖含量

由表4可知，播期Ⅰ，4個材料均以1月12日可溶性糖含量最高，在12月22日和3月22日3個早熟材料可溶性糖含量都高于對照，而在1月12日都低于對照，說明早熟材料前期生長發育較快（12月22日已現蕾，而湘油15號未現蕾）。播期Ⅱ，均以1月12日可溶性糖含量最高。12月22日測定時，早熟材料都比中熟品種湘油15號低，可能是由于凍害所致。綜合2個播期結果，發現各材料葉片中可溶性糖含量都呈現出苗期低，蕾薹期出現高峰，花期又降低的趨勢。

表4 不同油菜品種各生育時期可溶性糖含量（mg／g）Table4 Solublesugarcontentofeachgrowingstage indifferentrapeseedvarieties

2.2.3 淀粉含量變化

各材料葉片中淀粉含量與可溶性糖含量變化趨勢一致，呈前低中高后低趨勢，但不同播期變化情況不同（表5）。播期Ⅰ，12月22日湘油15號淀粉含量高于早熟材料，1月12日005和G7均處于抽薹期，但淀粉含量表現不同；3月22日湘油15號和G7、005處于盛花期，湘油15號淀粉含量高于G7、005，雜1613處于終花期，淀粉含量高于湘油15號。播期Ⅱ，12月22日湘油15號和005處于苗期，雜1613和G7處于抽薹期，早熟材料淀粉含量均高于湘油15號；1月12日湘油15號和005處于苗期，G7處于現蕾期，雜1613處于抽薹期，湘油15號淀粉含量高于3個早熟材料；而3月22日，雜1613處于終花期，其它3個材料為盛花期，早熟材料淀粉含量高于湘油15號。

表5 不同油菜品種各生育時期淀粉含量（mg／g）Table5 Starchcontentofeachgrowingstage indifferentrapeseedvarieties

2.3 內源激素ABA和GA3含量

由表6可知，3個早熟材料ABA含量均比湘油15號低，G7和雜1613的GA3含量比對照高，005比對照略低。材料越早熟，功能葉片中的GA3含量越高，ABA的含量越低。

表6 不同油菜品種葉片中ABA、GA3含量（μg／g）Table6 ABAandGA3contentinleaves ofdifferentrapeseedvarieties

2.4 葉綠素含量

由表7可知，兩個播期1月15日早熟材料的葉綠素含量均低于湘油15號，各個材料葉綠素含量均隨著生育期推進而增加。播期Ⅰ，3月8日和3月29日雜1613功能葉片葉綠素含量高于湘油15號，G7和005號低于湘油15號；播期Ⅱ，3月8日湘油15號處于抽薹期，雜1613、005、G7處于初花期，只有雜1613功能葉片葉綠素含量高于湘油15號，可能與品種特性有關；3月29日各個材料均處于盛花期，早熟材料功能葉片葉綠素含量均高于湘油15號。

表7 不同油菜品種葉片葉綠素含量差異（SPAD值）Table7 Differenceofchlorophyllcontentinleaves ofdifferentrapeseedvarieties

2.5 早熟油菜的光合特性

從表8可知，3個早熟材料光合強度、氣孔導度和胞間CO2濃度的變化趨勢與對照湘油15號基本一致，且播期Ⅰ都小于或相近于對照；而播期Ⅱ呈現前期略小于對照，后期大于對照的趨勢。

3 結論

（1）早熟材料較中熟品種苗期短、蕾薹期長、角果期長；且現蕾、初花、終花都早，因此可以終花期和初花期作為判斷成熟期遲早的參考，與劉后利等［16］和白淑萍［17］的結論基本一致。

表8 不同油菜品種葉片的凈光合速率、氣孔導度和胞間CO2濃度Table8Pn，GsandCiinleavesofdifferentrapeseedvarieties

（2）3個早熟材料可溶性蛋白含量在現蕾期和抽薹期急劇增加，在終花期迅速降低，進入花期后，中熟品種功能葉可溶性蛋白含量明顯高于早熟材料；各材料葉片中可溶性糖含量均呈現苗期低，蕾薹期出現高峰，花期又降低的趨勢。

（3）早熟材料G7、雜1613葉片中GA3含量相當于湘油15號的205.41%和131.62%，而ABA含量分別比對照低82.50%和15.54%。與對照相比，材料越早熟，功能葉片中的GA3含量越高，ABA的含量越低。

（4）雜1613、G7和005三個早熟材料凈光合速率、氣孔導度和胞間CO2濃度的變化趨勢與對照湘油15號基本一致，且10月4日播期都小于或相近于對照，而10月16日播期凈光合速率、氣孔導度和胞間CO2濃度呈現前期略小于對照，后期大于對照的趨勢。

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Physiological and Biochem ical Characteristics of Early-maturing Rapeseed Materials

ZHANGZhen-qian，WANGBi-qing，WANGGuo-huai*，GUANChun-yun，CHENShe-yuan

（College of Agronomy，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China）

Withmedium-maturing variety Xiangyou 15 variety as control，the physiological and biochemical characteristics of three early-maturing rapeseedmaterials Za 1613，005，G7 were studied in the Yunyuan experimental base of Hunan Agricultural University from 2010 to 2011.Themain resultswere as follows：flower bud emergence，initial flowering，final flowering of early-maturing rapeseed materialswere earlier than that of the control，and they have the characters of short seedling period，long stem elongation period and longmature period.With the advance of growth stage，the soluble protein content of four rapeseed materials increased at first and then decreased.Compared with the control，early-maturing rapeseed materials showed higher content of GA3but lower content of ABA in function leaves with shorter seedling period.During vegetative stage，the chlorophyll content in fuction leaves of Za 1613，G7 and 005 were lower than that of Xiangyou 15，while in reproductive stage，only Za1613 was higer than Xiangyou 15.Thenetphotosynthetic rate（Pn）of earlymaturing rapeseed materials were lower than the control Xiangyou 15 in all growth stage.The change trend of Pn，stomatal conductance（Gs）and intercellular CO2concentration（Ci）in three early-maturing varieties Za 1613，G7 and 005 was consistentwith those of Xiangyou 15.

Early-maturing rapeseed；Endogenous hormone；Chlorophyll；Photosynthesis characteristic

S565.401

A

1001-5280（2014）04-0349-05 DOI：10.3969／j.issn.1001-5280.2014.04.04

2014 04 06

張振乾（1977-），男，河南南陽人，博士，助理研究員，從事油菜分子育種研究，Email：zzq770204＠163.com。*通信作者：王國槐，教授，博士生導師，Email：wgh6682＠126.com。

國家自然科學基金（31201240）；國家863計劃（2012AA101107-3）；農業部油料作物生物學與遺傳育種重點實驗室開放課題（2014008）；湖南農業大學作物學開放基金（ZWKF201302）。