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朱爱民 张玉霞 王显国 刘庭玉 丛百明 王鑫 候文慧

引用本文: 朱爱民,张玉霞,王显国,刘庭玉,丛百明,王鑫,候文慧. 沙地生境下苜蓿生理生化特性对低温的响应及与抗寒性的关系. 草业科学, 2019, 36(10): 2556-2568. doi: shu
Citation:  ZHU A M, ZHANG Y X, WANG X G, LIU T Y, CONG B M, WANG X, HOU W H. Responses of physiological and biochemical characteristics of alfalfa to low temperature and their relationship with cold resistance in sandy habitats. Pratacultural Science, 2019, 36(10): 2556-2568. doi: shu

沙地生境下苜蓿生理生化特性对低温的响应及与抗寒性的关系

    作者简介: 朱爱民(1992-),男,安徽宿州人,在读博士生,研究方向为牧草种质资源与利用。E-mail: ;
    通讯作者: 张玉霞,
  • 基金项目:BG视讯 国家行业公益项目(201403048-2);内蒙古自治区饲用作物工程技术研究中心开放基金项目(MDK2018037);内蒙古自治区科技储备项目(2018MDCB03-02)

摘要: 本研究从生理生化水平探究杀霜日前后沙地苜蓿(Medicago sativa)对低温变化的响应,同时采用电导法协同Logistic回归方程计算苜蓿半致死温度,分析各相关生理生化指标与苜蓿抗寒性的关系,为沙地筛选高抗寒性苜蓿品种提供理论依据。研究表明,杀霜日前(10月1日)和杀霜日后(10月15日)取样测定,苜蓿上部叶片和下部叶片中叶绿素含量均明显增加,根颈中可溶性糖含量则显著降低(P < 0.05);苜蓿根颈中淀粉含量、游离脯氨酸含量、游离氨基酸含量和可溶性蛋白含量变化差异不显著(P > 0.05);苜蓿根颈中SOD、POD活性呈增强趋势,CAT活性变化差异不显著;除农菁8号外,10月1日测定其他苜蓿品种根颈中C/N均高于10月15日测定的C/N。电导法拟合Logistic方程表明8个紫花苜蓿品种抗寒性强弱排序为: 草原3号 > 东苜1号 > 农菁1号 > 公农1号 > 肇东 > 龙牧801 > 草原2号 > 农菁8号。相关性分析表明苜蓿半致死温度与苜蓿根颈中可溶性糖含量和游离脯氨酸含量呈显著负相关关系,与苜蓿根颈中MDA含量呈显著正相关关系。

English

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  • BG视讯

    图 1  BG视讯 苜蓿根颈中可溶性糖含量变化

    Figure 1.  Change of soluble sugar content in root neck of alfalfa

    图 2  BG视讯 苜蓿根颈中淀粉含量变化

    Figure 2.  BG视讯 Change of starch content in root neck of alfalfa

    图 3  苜蓿根颈中游离氨基酸含量变化

    Figure 3.  BG视讯 Change of free amino acid content in root neck of alfalfa

    图 4  BG视讯 苜蓿根颈中可溶性蛋白含量变化

    Figure 4.  Change of soluble protein content in root neck of alfalfa

    图 5  苜蓿根颈中C/N变化

    Figure 5.  BG视讯 C/N changes in the root and neck of alfalfa

    图 6  苜蓿根颈中游离脯氨酸含量变化

    Figure 6.  Change of free proline content in root neck of alfalfa

    图 7  苜蓿根颈中SOD活性变化

    Figure 7.  Change of SOD activity in root neck of alfalfa

    图 8  苜蓿根颈中CAT活性变化

    Figure 8.  BG视讯 Change of CAT activity in root neck of alfalfa

    图 9  苜蓿根颈中POD活性变化

    Figure 9.  Change of POD activity in root neck of alfalfa

    图 10  BG视讯 苜蓿根颈中MDA含量变化

    Figure 10.  Change of MDA content in root and neck of alfalfa

    表 1  BG视讯 紫花苜蓿品种及来源

    Table 1.  BG视讯 Alfalfa varieties and sources

    材料名称Material来源 Source
    扁蓿豆与紫花苜蓿杂交种(龙牧801)
    Medicago ruthenica × M.sativa ‘Longmu NO.801’
    黑龙江省畜牧研究所 Heilongjiang Animal Husbandry Institute
    紫花苜蓿(肇东) M.sativa ‘Zhaodong’ 黑龙江省畜牧研究所 Heilongjiang Animal Husbandry Institute
    紫花苜蓿(东苜1号) M.sativa ‘Dongmu NO.1’ 东北师范大学草地研究所
    Grassland Institute of Northeast Normal University
    杂花苜蓿(草原2号) M.varia ‘Caoyuan NO.2’ 内蒙古农业大学 Inner Mongolia Agricultural University
    杂花苜蓿(草原3号) M.varia ‘Caoyuan NO.3’ 内蒙古农业大学 Inner Mongolia Agricultural University
    紫花苜蓿(公农1号) M.sativa ‘Gongnong NO.1’ 吉林农业科学院草原所
    Grassland Institute of Jilin Academy of Agricultural Sciences
    紫花苜蓿(农菁1号) M.sativa ‘Nongjing NO.1’ 黑龙江省农业科学院作物育种研究所
    Crop Breeding Institute of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences
    紫花苜蓿(农菁8号) M.sativa ‘Nongjing NO.8’ 黑龙江省农业科学院作物育种研究所
    Crop Breeding Institute of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences
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    表 2  BG视讯 苜蓿上部叶片中叶绿素和类胡萝卜素含量变化

    Table 2.  BG视讯 Changes of chlorophyll and carotenoid content in the upper leaves of alfalfa

    mg·g–1
    测定日期
    Determination date
    品种 Variety上部叶 Upper leaf
    叶绿素a
    Chlorophyll a
    叶绿素b
    Chlorophyll b
    叶绿素
    Chlorophyll
    类胡萝卜素
    Carotenoid
    10月1日
    Oct. 1
    龙牧801
    Longmu No.801
    0.50 ± 0.03b0.26 ± 0.03ab0.76 ± 0.06bc0.23 ± 0.01ab
    肇东
    Zhaodong
    0.52 ± 0.06b0.19 ± 0.02b0.71 ± 0.08bc0.19 ± 0.02b
    东苜1号
    Dongmu No.1
    0.57 ± 0.06b0.25 ± 0.04ab0.82 ± 0.10b0.25 ± 0.04ab
    草原2号
    Caoyuan No.2
    0.50 ± 0.07b0.23 ± 0.03ab0.73 ± 0.10bc0.22 ± 0.03ab
    草原3号
    Caoyuan No.3
    0.55 ± 0.05b0.23 ± 0.01ab0.78 ± 0.06bc0.28 ± 0.03a
    公农1号
    Gongnong No.1
    0.57 ± 0.04b0.27 ± 0.04ab0.84 ± 0.08b0.25 ± 0.03ab
    农菁1号
    Nongjing No.1
    0.41 ± 0.04c0.21 ± 0.02ab0.62 ± 0.06c0.18 ± 0.02b
    农菁8号
    Nongjing No.8
    0.75 ± 0.07a0.33 ± 0.05a1.08 ± 0.12a0.31 ± 0.04a
    10月15日
    Oct. 15
    龙牧801
    Longmu No.801
    0.96 ± 0.07ab0.40 ± 0.03b1.36 ± 0.10b0.25 ± 0.02a
    肇东
    Zhaodong
    0.93 ± 0.07ab0.40 ± 0.04b1.33 ± 0.11bc0.26 ± 0.02a
    东苜1号
    Dongmu No.1
    0.69 ± 0.08c0.31 ± 0.02c1.00 ± 0.10d0.21 ± 0.03a
    草原2号
    Caoyuan No.2
    0.88 ± 0.91b0.37 ± 0.05bc1.25 ± 0.96c0.25 ± 0.02a
    草原3号
    Caoyuan No.3
    0.99 ± 0.09a0.45 ± 0.03ab1.44 ± 0.12b0.24 ± 0.02a
    公农1号
    Gongnong No.1
    1.03 ± 0.12a0.49 ± 0.06a1.52 ± 0.18ab0.23 ± 0.03a
    农菁1号
    Nongjing No.1
    1.06 ± 0.06a0.50 ± 0.06a1.56 ± 0.12a0.26 ± 0.04a
    农菁8号
    Nongjing No.8
    1.08 ± 0.11a0.53 ± 0.07a1.61 ± 0.18a0.26 ± 0.03a
     同列不同小写字母表示同时期不同品种间差异显著(P < 0.05)。下同。
     Different lowercase letters within the same coloum indicate significant differences among defferent varities at the 0.05 level; similarly for the following tables.
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    表 3  苜蓿下部叶片中叶绿素及类胡萝卜素含量变化

    Table 3.  Changes of chlorophyll and carotenoid content in lower leaves of alfalfa

    mg·g–1
    测定日期
    Determination date
    品种 Variety下部叶 Lower leaf
    叶绿素a
    Chlorophyll a
    叶绿素b
    Chlorophyll b
    叶绿素
    Chlorophyll
    类胡萝卜素
    Carotenoid
    10月1日
    Oct. 1
    龙牧801
    Longmu No.801
    0.54 ± 0.06b0.26 ± 0.03a0.80 ± 0.09b0.25 ± 0.03ab
    肇东
    Zhaodong
    0.47 ± 0.01bc0.26 ± 0.01a0.73 ± 0.02bc0.18 ± 0.03b
    东苜1号
    Dongmu No.1
    0.60 ± 0.04b0.25 ± 0.04a0.85 ± 0.08b0.26 ± 0.04ab
    草原2号
    Caoyuan No.2
    0.51 ± 0.07bc0.22 ± 0.03ab0.71 ± 1.00bc0.23 ± 0.03ab
    草原3号
    Caoyuan No.3
    0.53 ± 0.06b0.18 ± 0.02b0.71 ± 0.08bc0.21 ± 0.02b
    公农1号
    Gongnong No.1
    0.51 ± 0.07bc0.19 ± 0.02b0.70 ± 0.09bc0.19 ± 0.02b
    农菁1号
    Nongjing No.1
    0.40 ± 0.05c0.20 ± 0.03ab0.60 ± 0.08c0.20 ± 0.03b
    农菁8号
    Nongjing No.8
    0.73 ± 0.08a0.27 ± 0.02a1.00 ± 0.11a0.30 ± 0.01a
    10月15日
    Oct. 15
    龙牧801
    Longmu No.801
    1.02 ± 0.11a0.55 ± 0.02a1.57 ± 0.13a0.24 ± 0.03a
    肇东
    Zhaodong
    0.74 ± 0.05bc0.36 ± 0.02c1.10 ± 0.07c0.15 ± 0.01bc
    东苜1号
    Dongmu No.1
    0.65 ± 0.06c0.28 ± 0.04c0.93 ± 0.10c0.12 ± 0.02c
    草原2号
    Caoyuan No.2
    0.50 ± 0.04c0.26 ± 0.01c0.76 ± 0.05d0.11 ± 0.01c
    草原3号
    Caoyuan No.3
    0.53 ± 0.06c0.26 ± 0.03c0.79 ± 0.09d0.15 ± 0.02b
    公农1号
    Gongnong No.1
    0.83 ± 0.09b0.34 ± 0.04c1.17 ± 0.13c0.17 ± 0.01b
    农菁1号
    Nongjing No.1
    0.66 ± 0.06c0.34 ± 0.01c1.00 ± 0.07c0.13 ± 0.01c
    农菁8号
    Nongjing No.8
    0.87 ± 0.09b0.45 ± 0.06b1.32 ± 0.15b0.18 ± 0.02b
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    表 4  低温胁迫下苜蓿根颈相对电导率拟合回归方程及半数致死温度(LT50)

    Table 4.  Fitting regression equation of relative conductivity of alfalfa root neck under low temperature stress and LT50

    品种
    Variety
    Logistic回归方程
    Logistic equation
    P相关系数(r)
    Correlation coefficient
    半致死温度
    Semi-lethal temperature/℃
    龙牧801
    Longmu No.801
    Y = 1/(0.166 67 + 0.039 11 × T1.084 33) 0.007 0.929 –15.80
    肇东
    Zhaodong
    Y = 1/(0.016 67 + 0.042 16 × T1.088 06) 0.008 0.924 –16.02
    东苜1号
    Dongmu No.1
    Y = 1/(0.016 67 + 0.038 25 × T1.077 78) 0.003 0.952 –18.23
    草原2号
    Caoyuan No.2
    Y = 1/(0.018 18 + 0.034 45 × T1.083 67) 0.002 0.964 –14.44
    草原3号
    Caoyuan No.3
    Y = 1/(0.015 38 + 0.040 91 × T1.082 54) 0.005 0.939 –19.45
    公农1号
    Gongnong No.1
    Y = 1/(0.016 67 + 0.037 33 × T1.080 99) 0.008 0.928 –16.93
    农菁1号
    Nongjing No.1
    Y = 1/(0.016 67 + 0.038 34 × T1.082 59) 0.009 0.923 –17.95
    农菁8号
    Nongjing No.8
    Y = 1/(0.016 67 + 0.030 38 × T1.080 21) 0.001 0.976 –13.11
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    表 5  BG视讯 苜蓿半致死温度与各生理生化指标相关性

    Table 5.  BG视讯 Correlation between half lethal temperature and physiological and biochemical indexes of alfalfa

    指标
    Index
    半致死
    温度 LT50
    可溶性糖
    Soluble sugar
    淀粉
    Starch
    游离氨基酸
    Free amino acid
    可溶性蛋白
    Soluble
    protein
    C/NSODPODCATMDA游离脯氨酸
    Free proline
    半致死温度
    LT50
    1.000
    可溶性糖
    Soluble sugar
    –0.610* 1.000
    淀粉
    Starch
    0.533 –0.440 1.000
    游离氨基酸
    Free amino acid
    0.136 0.046 –0.348 1.000
    可溶性蛋白
    Soluble protein
    0.003 0.377 –0.230 –0.055 1.000
    C/N –0.193 –0.038 0.366 0.167 –0.717* 1.000
    SOD 0.011 0.205 0.309 –0.311 0.672 –0.423 1.000
    POD –0.208 0.311 –0.246 0.133 0.510 0.032 –0.014 1.000
    CAT –0.021 0.386 –0.267 0.575 0.404 0.113 –0.135 0.779* 1.000
    MDA 0.656* –0.214 0.020 0.524 0.083 –0.393 0.105 –0.485 –0.043 1.000
    游离脯氨酸
    Free proline
    –0.610* 1.000** –0.440 0.046 0.377 –0.038 0.205 0.311 0.386 –0.214 1.000
     **在0.01水平上显著相关,*在0.05水平上显著相关。
     ** indicate significant correlation at the 0.01 level 0.01, * indicate significant correlation at the 0.05 level.
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    BG视讯
  • <tr id='kl13y'><strong id='kl13y'></strong><small id='kl13y'></small><button id='kl13y'></button><li id='kl13y'><noscript id='kl13y'><big id='kl13y'></big><dt id='kl13y'></dt></noscript></li></tr><ol id='kl13y'><option id='kl13y'><table id='kl13y'><blockquote id='kl13y'><tbody id='kl13y'></tbody></blockquote></table></option></ol><u id='kl13y'></u><kbd id='kl13y'><kbd id='kl13y'></kbd></kbd>

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      <fieldset id='kl13y'></fieldset>
            <span id='kl13y'></span>

                <ins id='kl13y'></ins>
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                      <i id='kl13y'><div id='kl13y'><ins id='kl13y'></ins></div></i>
                      <i id='kl13y'></i>
                        • <dl id='kl13y'></dl>
                        • 加载中
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                          • 收稿日期:  2018-08-15
                          • 刊出日期:  2019-10-01
                          通讯作者: 陈斌,
                          • 1. 

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