摘 要：苎麻对氮素的吸收和利用存在基因型差异,叶绿素含量(SPAD值)可以很好地反映这种差异。本研究以26个苎麻品种为材料,通过SPAD-502叶绿素计测定旺长期和成熟期的叶绿素含量(SPAD值),采用t检验和方差分析等方法,以苎麻植株叶绿素含量(SPAD值)为高光效评价指标来筛选高光效苎麻种质。结果表明,浏阳大叶香、武岗红皮麻、川苎8号含有低氮高光效种质资源,在育种中可以利用。
关键词：苎麻；叶绿素含量（SPAD值）；高光效；种质
光合作用是植物代谢的基础，作物光合能力强则光效高，而作物光合能力又与植株叶片的含氮状况有关。叶片含氮水平反映了叶绿素含量，而叶绿素含量直接影响作物的光合作用[1]。因此，叶绿素含量的测定在作物生理、作物品种选育以及作物抗性研究等方面具有重要意义[2,3,4]。培育叶绿素含量高、光能利用率高的品种来提高作物产量是目前的育种方向之一。有关科研工作者利用叶绿素计筛选作物高光效种质的研究已有相关报道，刘志萍等[5]以抽穗期和灌浆期叶绿素含量（SPAD值）为筛选指标，初步筛选出大麦高光效新种质；王潭刚等[6]综合棉花盛铃期、吐絮盛期的叶绿素含量（SPAD值）初步筛选出高光效种质；徐福荣等[7]以抽穗期叶绿素含量（SPAD值）初步筛选出耐低氮的水稻种质。目前，还未见利用叶绿素含量（SPAD值）进行苎麻高光效种质筛选的相关报道。本文通过对26个苎麻品种旺长期和成熟期叶片的叶绿素含量（SPAD值）进行差异分析，初步筛选出高光效品种，为进一步利用SPAD-502叶绿素计开展苎麻高光效育种奠定基础，并为苎麻品种的推广应用提供参考。
1材料与方法
1.1试验地概况
试验于2017年在湖南农业大学耘园教学基地（东经118°04′11″、北纬28°11′02″）进行。试验地土壤耕层（0～20cm）养分状况：有机质含量为23.4g/kg，全氮含量为1.3g/kg，碱解氮含量为82.3mg/kg，有效磷含量为84.3mg/g，速效钾含量为146.5mg/kg。
1.2供试材料
试验所用的26个苎麻品种均来自湖南农业大学苎麻研究所种质资源圃，各品种来源见表1。
1.3试验设计
试验共设26个处理，即每个品种为一个处理。3次重复，共78个小区，采用随机区组设计，小区面积为3.6m2。试验于2017年7月扦插育苗，8月底选取大小长势一致的扦插苗移栽，行、蔸距分别为60、40cm。移栽90d后破秆。每季苎麻苗期各小区等量施肥，施用尿素（总氮≥46.2%)250kg/hm2、复合肥（15-15-15)250kg/hm2，其他管理同一般大田。
1.4测定项目与方法
于2018年苎麻的旺长期和成熟期利用SPAD-502叶绿素计测定功能叶（倒五叶）叶片的叶绿素含量（SPAD值），每个小区选取长势一致的植株标记，作为测定样株，测定10片叶，每片叶测定5个点，取平均值。注意避开叶脉，选取无病虫害、无病斑及机械损伤的叶片。
表1 供试苎麻品种及其来源
1.5数据统计与分析
高光效种质评价指标：计算每个苎麻品种叶绿素含量（SPAD值）的平均值，分析每个苎麻品种叶绿素含量的平均值分布，采用SPSS17.0软件进行方差分析、t检验，综合旺长期及成熟期的叶绿素含量（SPAD值）平均值，以2个时期叶绿素含量（SPAD值）平均值均高为指标选出耐低氮高光效品种。
2结果与分析
2.1不同苎麻品种叶绿素含量（SPAD值）方差
从表2可以看出，旺长期26个苎麻品种的叶绿素含量（SPAD值）平均值为34.56，方差变幅为0.177～16.189；成熟期26个品种的叶绿素含量（SPAD值）平均值为39.93，方差变幅为0.370～17.952。其中，旺长期浏阳大叶香、乐昌黄皮苎、长顺枸皮麻、武岗红皮麻、川苎8号的叶绿素含量（SPAD值）平均值大于37，变幅较小，方差分别为0.462、2.632、4.109、1.023、0.345，成熟期浏阳大叶香、武岗厚皮种、华苎4号、毕节园麻、中苎1号、遵义团蔸麻、武岗红皮麻、川苎8号的叶绿素含量（SPAD值）平均值均大于42，变幅较小，方差分别为1.094、7.337、8.497、6.170、1.077、1.776、0.370、0.806；说明浏阳大叶香、武岗红皮麻、川苎8号可能含有耐低氮基因，具有高光合效率；旺长期大竹-黄白麻的叶绿素含量（SPAD值）平均值低于30，为29.37，变幅为28.72～30.03，成熟期大竹-黄白麻的叶绿素含量（SPAD值）平均值为35.22，变幅为32.33～38.10，在供试品种中叶绿素含量（SPAD值）平均值较低，且变幅较大，不稳定，说明大竹-黄白麻可能含有不耐氮基因，光合效率较低。
表2 不同苎麻品种叶绿素含量（SPAD值）方差
2.2不同苎麻品种叶绿素含量（SPAD值）的t检验
对26个品种旺长期和成熟期的叶绿素含量（SPAD值）进行t测验，获得概率值（表3）。其中，浏阳大叶香、华苎4号、毕节国麻、川苎8号的P值小于0.01，表示这些品种旺长期和成熟期的SPAD值差异极显著，说明2个时期的叶绿素含量存在极显著差异；武岗厚皮种、沅江黄壳旱、中苎1号、遵义团蔸麻、武岗红皮麻、洞口青麻、湘苎7号、沅江赤山稀节巴的P值小于0.05，表示这些苎麻品种旺长期和成熟期的SPAD值差异显著，说明2个时期的叶绿素含量存在显著差异；其余品种的P值大于0.05，表示这些品种旺长期和成熟期的SPAD值差异不显著，说明这2个时期的叶绿素含量差异不显著。
2.3不同苎麻品种叶绿素含量（SPAD值）平均值的聚类分析
从图1可以看出，26个苎麻品种在旺长期的叶绿素含量（SPAD值）平均值分为两大类。第一类包括大庸黄壳麻、沅江赤山稀节巴、湘苎7号、沅江黄壳旱、资溪麻、宁乡冲天炮、毕节园麻、大竹-黄白麻在内的8个品种，这类品种的叶绿素含量（SPAD值）平均值较低，可能不含有高光效种质；第二类包括多倍体1号、长沙青叶麻、平江纵蔸麻、哲觉苎麻、邻水青顶家麻、湘苎3号、洞口青麻、武岗厚皮种、浏阳大叶香、长顺枸皮麻、乐昌黄皮苎、武岗红皮麻、华苎5号、中苎1号、沅江柴火麻、华苎4号、川苎8号、遵义团蔸麻在内的18个品种，这类品种的叶绿素含量（SPAD值）平均值较高，可能含有高光效种质。从图2可以看出，26个苎麻品种在成熟期的叶绿素含量（SPAD值）平均值分为两大类，第一类包括沅江黄壳旱、湘苎7号、资溪麻、沅江赤山稀节巴、大庸黄壳麻、平江纵蔸麻、乐昌黄皮苎、多倍体1号、沅江柴火麻、宁乡冲天炮、大竹-黄白麻在内的11个品种，这类品种的叶绿素含量（SPAD值）平均值较低，可能不含有高光效种质；第二类包括洞口青麻、长沙青叶麻、华苎5号、哲觉苎麻、长顺枸皮麻、湘苎3号、邻水青顶家麻、遵义团蔸麻、川苎8号、浏阳大叶香、武岗原皮种、毕节园麻、中苎1号、华苎4号、武岗红皮麻在内的15个品种，这类品种的叶绿素含量（SPAD值）平均值较高，可能含有高光效种质。
表3 不同苎麻品种旺长期和成熟期叶绿素含量（SPAD值）的t检验
图1 不同苎麻品种旺长期叶绿素含量（SPAD值）平均值聚类分析
图2 不同苎麻品种成熟期叶绿素含量（SPAD值）平均值聚类分析
2.4高光效种质
综合苎麻成熟期和旺长期叶片的叶绿素含量（SPAD值）平均值及聚类分析，初步筛选出浏阳大叶香、武岗红皮麻、川苎8号为耐低氮高光效种质，可在苎麻育种中加以利用。
3结论与讨论
作物叶片SPAD值可以反映作物叶片叶绿素的相对含量，其SPAD值的增加预示着叶绿素含量的增加，有助于提升作物的光合效率，对提高作物产量具有重要意义[8]。本试验结果表明，浏阳大叶香、武岗红皮麻、川苎8号含有低氮高光效种质资源，在育种中可以利用。本研究通过测定苎麻功能叶（倒五叶）叶片的叶绿素含量（SPAD值）初步筛选出高光效品种，能较好地反映苎麻植株的光合效率，虽然有些品种最终并未被筛选出来，但是并不能说明其中就没有高光效品种，今后需要采用与高光效相关的多个指标同时进行评价，进一步验证本试验的初步结果，建立完善的高光效评价指标体系，为准确、可靠地筛选出高光效苎麻品种奠定基础。
参考文献
[1]中国植物生理学会.光合作用研究进展：第三集[M].北京：科学出版社,1984:40-42.
[2]雒珺瑜,崔金杰,黄群.棉花叶片中叶绿素、蜡质含量和叶片厚度与抗绿盲蝽的关系[J].植物保护学报,2011,38(4):320-326.
[3]刘玲玲,李军,李长辉,等.马铃薯可溶性蛋白、叶绿素及ATP含量变化与品种抗旱性关系的研究[J].中国马铃薯,2004,18(4):201-204.
[4]张明生,谢波,谈锋,等.甘薯可溶性蛋白、叶绿素及ATP含量变化与品种抗旱性关系的研究[J].中国农业科学,2003,36(1):13-16.
[5]刘志萍,巴图,吕二锁,等.利用SPAD-502叶绿素计筛选大麦高光效新种质[J].内蒙古民族大学学报(自然科学版),2017,32(6):510-515.
[6]王潭刚,李克福,彭延.利用叶绿素仪SPAD值筛选高光效棉花新种质[J].中国棉花,2011,38(7):26-28.
[7]徐福荣,汤翠凤,余藤琼,等.利用叶绿素仪SPAD值筛选耐低氮水稻种质[J].分子植物育种,2005,3(5):695-700.
[8]吴文革,孔令娟,杨惠成,等.双季北缘地区水稻补偿超高产栽培研究[J].安徽农学通报,2006,12(11):121-128.
文章摘自：周倩文,杨瑞芳,王昕慧,全芮萍,崔国贤.SPAD-502叶绿素计在苎麻高光效种质筛选上的应用研究[J].现代农业科技,2022(03):40-43.
