低温胁迫对不同苜蓿品种生理特性的影响

紫花苜蓿 北极熊
北京市百斯特草业有限公司
紫巨能3010
北京市克劳沃发展有限公司
1.4 测定指标及方法 电导率采用 DDS-302电导率仪测定[11],可溶性
蛋白采用考马斯亮蓝比色 法[11],游 离 氨 基 酸 和 脯 氨 酸含量采用茚三酮比色法 。 [11]
的黄花苜蓿(Medicagofalcata L.)和骑士 T、北极熊、草 原 3 号、巨 能 3010 紫 花 苜 蓿 (Medicagosativa L.)材 料。 在
可 程 式 恒 温 恒 湿 试 验 箱 ,采 用 -10℃ 、-15℃ 、-20℃ 、-25℃ 和 -30℃ 模 拟 低 温 处 理 ,检 测 苜 蓿 根 颈 相 对 电 导 率 及 可
表2 不同温度处理苜蓿根颈相对电导率
Table2 Changeofrelativeconductivityofalfalfarootneckunderdifferenttemperaturetreatment
处 理 温 度 (℃ )
Processing temperature(℃)
骑士 T KnightT
2 结果与分析
2.1 低温处理下苜 蓿 根 颈 相 对 电 导 率 和 半 致 死 温 度
黄花苜蓿及4个紫花苜蓿品种在不同低温处理 中相对电导率及半致死温度见表2 与 表 3。随 着 人 工模拟温度处理的降 低,黄 花 苜 蓿 及 4 种 紫 花 苜 蓿 根颈的 相 对 电 导 率 递 增,在 温 度 处 理 为 -15℃、 -20℃ 、-25℃ 和 -30℃ 时 ,黄 花 苜 蓿 及 4 种 紫 花 苜 蓿根颈的相对 电 导 率 显 著 高 于 对 照 (4℃)和 -10℃ (除-15℃处理下 的 黄 花 苜 蓿,P<0.05),处 理 温 度 为-10℃和-15℃ 时,黄 花 苜 蓿 根 颈 的 相 对 电 导 率 与对 照 无 显 著 性 差 异。处 理 温 度 在 -15℃、-25℃ 和-30℃ 时,4 种 紫 花 苜 蓿 根 颈 的 相 对 电 导 率 均 高 于黄花苜蓿,在 处 理 温 度 为 -20℃ 时,骑 士 T 和 巨 能3010根颈的相对 电 导 率 显 著 高 于 黄 花 苜 蓿 与 北 极熊(P<0.05),骑 士 T 根 颈 的 相 对 电 导 率 显 著 高 于草原3号(P<0.05),处 理 温 度 为 -25℃ 时,骑 士 T 根 颈 的 相 对 电 导 率 显 著 高 于 黄 花 苜 蓿 (P< 0.05)。根据 Logistic回 归 方 程 与 苜 蓿 根 颈 的 相 对 电导率,得出 骑 士 T、巨 能 3010、草 原 3 号、北 极 熊 及 黄 花 苜 蓿 根 颈 的 LT50 分 别 为 -16.59℃、 -17.39℃、-17.71℃、-18.01℃ 和 -18.45℃,因 此黄花苜蓿的抗寒 能 力 强 于 紫 花 苜 蓿,紫 花 苜 蓿 抗 寒能力 强 弱 为 北 极 熊 > 草 原 3 号 > 巨 能 3010> 骑 士 T。
苜 蓿 材 料 及 来 源 信 息 详 见 表 1。
表1 苜蓿材料名称及来源
Table1 Nameandsourceofalfalfamaterial
苜蓿种类 苜蓿品种 Material Alfalfa
type varietiy
来源 Source
黄花苜蓿 黄花苜蓿
黑龙江省农科院
紫花苜蓿 骑士 T 北京佰青源畜牧业科技发展有限责任公司
和-30℃处理下脯氨 酸 含 量 呈 显 著 负 相 关。 因 此,-10℃ 和 -15℃ 低 温 处 理 下 的 游 离 氨 基 酸 含 量,及 -20℃ 和
-30℃ 低 温 处 理 下 的 脯 氨 酸 含 量 ,可 以 作 为 衡 量 苜 蓿 抗 寒 性 的 敏 感 指 标 。
关 键 词 :苜 蓿 ;低 温 胁 迫 ;含 氮 物 质 ;抗 寒 性
试验田位于内蒙古通辽市内蒙古民族大学科技 示范园区,坐 标 为 43°31'N、122°28'E。 土 壤 以 沙土 为主,土壤pH 值为8.2,有机质含量4.78g/kg,全 氮 含 量 1.88g/kg,碱 解 氮 含 量 35.38mg/kg,速 效 钾 含 量 77.52mg/kg,速 效 磷 含 量 3.71mg/kg。 1.3 苜蓿材料来源
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中国草地学报 2021年 第43卷 第7期
越冬器官(植株的地 下 部 分),每 小 区 取 样 30 株 (大 小 粗 细 均 匀 一 致 ),平 均 分 成 6 份 ,清 洗 干 净 装 袋 ,置 于4℃冰箱中储存。将其中1 份 作 为 对 照(4℃),剩 余 5 份放入可程式恒温恒湿试验箱进行低温处理。 低温处理时在脱脂 棉 中 加 入 适 量 水 分 后,用 锡 纸 将 苜 蓿 根 颈 进 行 封 闭,贴 标 签 并 记 录 处 理,设 置 -10℃、-15℃、-20℃、-25℃和 -30℃ 5个温度 处理,降温速率为4℃/h ,降到设定温度后保持6h, 以4℃/h 的速率升温至4℃,在4℃恒温冰箱中保持 12h,取 出 后 对 苜 蓿 根 颈 及 根 颈 以 下 1cm 切 取 为 薄 片 ,测 定 其 相 对 电 导 率 和 可 溶 性 含 氮 物 质 。 1.2 试验地概况
中 图 分 类 号 :S541.1;S551.7
文献标志码:A 文章编号:1673-5021(2021)07-0115-06
紫花苜蓿(Medicagosativa L.)作 为 多 年 生 优 质牧草,在我国种 植 面 积 逐 年 增 加,其 中 2019 年 接 近400万 hm2,内蒙古 科 尔 沁 沙 地 正 在 大 规 模 发 展 苜蓿,由于降水量 少、风 沙 严 重、春 季 温 度 偏 低 和 冬 季 经 常 出 现 极 端 低 温 天 气 ,不 能 保 证 苜 蓿 安 全 越 冬 , 限制了苜蓿的稳定生产,导致经济效益受到影 响 。 [1] 国内外学者关于苜 蓿 抗 寒 的 研 究 很 多,主 要 集 中 在 其生理 生 化 机 制、培 育 及 筛 选 耐 寒 品 种 方 面 。 [2~5] 关于含氮物质与苜 蓿 抗 寒 性 关 系 的 研 究 表 明,苜 蓿 在低温锻炼过程中,主 根 和 根 颈 中 会 大 量 积 累 游 离 氨基酸[6];也有研 究 表 明 可 溶 性 蛋 白 呈 亲 水 性 较 强 的 胶 体 状 态 ,是 植 物 体 内 重 要 的 渗 透 调 节 物 质 [7],其 含量与植物抗寒性密切相关 。 [8] 曹倩等 认 [9] 为 植 物 脯氨酸积累与抗冻 能 力 之 间 是 一 种 正 相 关 关 系,即 脯氨酸积累多的品种抗寒性强。逆境胁迫会导致一 定脯 氨 酸 含 量 的 积 累,与 抗 寒 强 弱 没 有 任 何 关 系 。 [10] 关于含 氮 物 质 与 苜 蓿 抗 寒 性 的 研 究 尚 存 在 争议,在低温冷冻 下 发 生 怎 样 的 变 化 尚 不 清 楚。 本 试验采用大田试验 对 紫 花 苜 蓿 (骑 士 T、北 极 熊、草 原 3 号 和 巨 能 3010)与 黄 花 苜 蓿 (Medicagofalcata L.)品 种 在 科 尔 沁 沙 地 进 行 种 植 ,经 过 可 程 式 恒 湿 恒 温试验 箱 模 拟 不 同 的 温 度 处 理 (-10℃、-15℃、 -20℃、-25℃和 -30℃),以 4℃ 处理作为对照,对 处理后的越冬材料 进 行 指 标 测 定,利 用 相 对 电 导 率 结合 Logistic回归方 程,获 得 苜 蓿 的 半 数 致 死 温 度 (Semi-lethaltemperature,LT50),明 确 各 苜 蓿 品 种
耐寒阈值,将苜蓿根颈的含氮物质与 LT50进行相关 性 分 析 ,确 定 苜 蓿 根 颈 含 氮 物 质 与 抗 寒 能 力 的 关 系 , 提出适合本地区安 全 越 冬 的 苜 蓿 品 种,为 苜 蓿 抗 寒 越冬提供理论依据和技术指导。
1 材料与方法
1.1 试验设计 供试材料为 黄 花 苜 蓿、骑 士 T、北 极 熊、草 原 3
10.04±0.86dA
-10
11.48±2.04eA
14.41±2.57dA
18.71±2.15eA
18.42±4.79dA
12.47±1.69dA
-15
26.57±2.42dAB 36.84±4.91cA
28.92±5.22dAB 31.19±2.06cA
在封冻期之 前 (11 月 15 日)取 样,挖 取 苜 蓿 的
* 通 信 作 者 ,E-mail:yuxiazhang685@ 收 稿 日 期 :2020-09-11;修 回 日 期 :2021-04-21 基 金 项 目 :内蒙古自治区自然科学研究基金项目(2020MS03081); 国家公益性行业(农业)公益项目(201403048-2);国家 自 然 基 金 项 目 (31960352)资 助 作者简介:陈卫东(1997-),男,内 蒙 古 赤 峰 市 人,在 读 硕 士 生,主 要从事牧草种质资源与利用方向研究,E-mail:.
巨 能 3010 Juneng3010
相对电导率 (%) Relativeconductivity (%)
草原3号 CaoyuanNo.3
北极熊 Gibraltar
黄花苜蓿 Medicagofalcata
4
10.59±0.93eA
13.10±0.62dA
15.79±5.41eA
14.15±6.07dA
(1.内蒙古民族大学农学院,内蒙古 通辽 028000;2.内蒙古通辽市畜牧兽医科学研究所,内蒙古 通辽 028007; 3.中国农业大学草业科学与技术学院,北京 100193;4.内蒙古自治区农牧业科学院,内蒙古 呼和浩特 010031)
摘要:为了探讨苜蓿品种抗寒性的差异及其与根颈可溶性含氮物 质 含 量 的 关 系,越 冬 前 期 挖 取 科 尔 沁 沙 地 种 植
第43卷 第7期 Vol.43 No.7
中国草地学报 ChineseJournalofGrassland
2021 年 7 月 Jul.2021
DOI:10.16742/j.zgcdxb.20200300
低温胁迫对不同苜蓿品种生理特性的影响
陈卫东1,张玉霞1,* ,丛百明2,王显国3,田永雷4,张庆昕1,杜晓艳1
溶性含氮物质含量。并利用相对电导率拟合 Logistic方程,获得半致死温度(LT50),对 LT50和 可 溶 性 含 氮 物 质 含 量
进行相关性分析。结果表明:黄花苜蓿的抗寒性强于紫花苜蓿,不同紫花 苜 蓿 品 种 的 抗 寒 性 为 北 极 熊 > 草 原 3 号 >
巨能3010>骑士 T。相关性分析显示,LT50与-10℃和-15℃处理下游离氨基酸含量呈显 著 负 相 关,LT50与 -20℃
1.5 数据分析 不同温度处 理 下 的 相 对 电 导 率 采 用 SPSS17.0
软件拟 合 Logistic方 程[12],求 苜 蓿 根 颈 的 半 致 死 温 度(LT50)。MicrosoftExcel2010 软 件 进 行 数 据 处 理 ,SPSS17.0 软 件 进 行 相 关 性 分 析 。
号和巨能 3010 苜 蓿,采 用 二 因 素 随 机 区 组 试 验 设 计,在内蒙古 民 族 大 学 科 技 示 范 园 区,于 2019 年 7 月17日 播 种,播 种 量 22.5kg/hm2,播 种 方 式 为 条 播,播种行 距 15cm,设 置 5 个 处 理,3 次 重 复,共 15 个小区,小 区 面 积 4m×5m=20m2,小 区 四 周 设 置 保护行。 播 种 时 一 次 性 施 用 氮 肥 (纯 N)、磷 肥 (P2O5)和 钾 肥 (K2O),施 入 量 分 别 为 45kg/hm2、 200kg/hm2 和 150kg/hm2,供 试 肥 料 为 尿 素、过 磷 酸钙和硫酸钾,含量分 别 为 N46.3%、P2O514% 和 K2O50% 。