不同宿根年限甘蔗品种内源激素及酶活性分析

doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2022.03.026

摘要/Abstract

摘要：

不同甘蔗品种的宿根性强弱存在很大差异,为探究不同宿根年限甘蔗品种间的表现,以桂热2号（GR2）和对照新台糖22号（ROC22）为研究对象,测定宿根萌发期根、茎、叶中可溶性糖、可溶性蛋白、内源激素含量及相关酶活性指标。结果显示,可溶性糖和可溶性蛋白主要集中部位是茎和叶,GR2的5年宿根蔗的茎部可溶性糖含量最高;GR2中脱落酸（ABA）含量降幅最大,与宿根性强弱关系紧密,赤霉素（GA₃）与宿根性的强弱成负相关,与ABA和生长素（IAA）的变化趋势相反;植物过氧化氢酶（CAT）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性与宿根性强弱成正相关,蔗糖合成酶（SS）活性与宿根性强弱成负相关,植物蛋白酶（Protease）在GR2的5年宿根蔗中活性最高;通过极点排序法计算得到ABA、IAA、GA₃、CAT、PAL、Protease、SOD和SS的权重系数,分别为0.186、0.136、0.107、0.074、0.115、0.165、0.056和0.159。其中ABA含量、Protease和SS活性的权重系数较大,说明这3个指标对甘蔗宿根性的影响较大;宿根萌发期各品系宿根性强弱排序为GF>GT>RT>RF,说明GR2的宿根性强于ROC22,桂热2号是值得推广的强宿根性品种。

关键词: 甘蔗, 宿根性, 内源激素, 酶活性, 极点排序法

Abstract:

There is a big difference in ratooning ability in different sugarcane varieties. To study the performance of sugarcane varieties in different ratoon years, soluble sugar, soluble protein, endogenous hormone contents and related enzyme activities of roots, stems and leaves at perennial root germination stage were measured using Guire (GR2) and ROC22. The results showed that, the main concentration of soluble sugar and soluble protein were in the stems and leaves and the highest content of soluble sugar was found in the stems of the five-year perennial sugarcane GR2; the largest decline of ABA content was in GR2 which was the most related to ratooning ability, GA₃ was negatively correlated with the ratooning ability which was contrary to the trend of ABA and IAA; the plant catalase (CAT) and phenylalanine ammonialyase (PAL) were positively correlated with the ratooning ability, while the sucrose synthase (SS) was negatively correlated with the ratooning ability. The activity of protease was the highest in GR2 of five-year ratooning; the weight coefficients of ABA, IAA, GA₃, CAT, PAL, protease, SOD and SS were 0.186, 0.136, 0.107, 0.074, 0.115, 0.165, 0.056, 0.159 by the pole ordering method, respectively. Among them, the weight coefficients of ABA content, protease and SS activities were higher, indicating that the three indexes had a greater impact on the ratooning ability; the ratooning ability were ranked as GF > GT > RT > RF, so GR2 was worth of popularizing because of stronger ratooning ability.

Key words: Sugarcane, Ratooning ability, Endogenous hormone, Enzyme activity, Pole ordering method

程琴, 谭秦亮, 李佳慧, 朱鹏锦, 周全光, 欧克纬, 卢业飞, 吕平, 庞新华. 不同宿根年限甘蔗品种内源激素及酶活性分析[J]. 作物杂志, 2022 (3): 181–186

Cheng Qin, Tan Qinliang, Li Jiahui, Zhu Pengjin, Zhou Quanguang, Ou Kewei, Lu Yefei, Lü Ping, Pang Xinhua. Endogenous Hormones and Enzyme Activity Analysis in Sugarcane Varieties with Different Perennial Root Ages[J]. Crops, 2022(3): 181–186

图/表 8

表1

图1

图2

表2

图3

表3

表4

表5

参考文献 27

[1]	侯佳. 广西蔗糖产业发展现状与分析. 新经济, 2014(2):18-20.
[2]	马丽, 应雄美, 刘新龙, 等. 17份国内甘蔗种质三年宿根性的产质量评价. 中国糖料, 2010(3):33-34.
[3]	韦开军, 邓思, 阳康春, 等. 6个甘蔗优良新品种(系)宿根性状结果分析. 中国种业, 2018(11):68-70.
[4]	丁雪儿, 林萍萍, 余凡, 等. 甘蔗宿根性研究进展. 中国糖料, 2020, 42(2):12-18.
[5]	邓祖湖, 林彦铨. 不同选择方法对甘蔗宿根性的选择效果分析. 福建农业科技, 2000(S1):60-61.
[6]	马丽, 蔡青, 应雄美, 等. 五年宿根蔗种质材料的产量、糖分评价. 中国糖料, 2008(2):33-34.
[7]	覃伟, 吴才文, 姚丽, 等. 甘蔗宿根萌发期內源激素变化与其宿根性的关系. 西北植物学报, 2014, 34(1):143-149.
[8]	杨荣仲. 甘蔗宿根性与抗寒性初探. 甘蔗糖业, 1996(6):13-17.
[9]	Milligan S, Martin F, Gravois K. Inheritance of sugarcane ratooning ability and the relationship of younger crop traits to older crop traits. Crop Science, 1996, 36(1):45-50. doi: 10.2135/cropsci1996.0011183X003600010008x
[10]	覃伟, 吴才文, 赵俊, 等. 甘蔗宿根性研究I. 甘蔗宿根蔗蔸形态特征与其宿根性的关系. 西南农业学报, 2017, 30(5):989-993.
[11]	覃伟, 吴才文, 赵俊, 等. 甘蔗宿根性研究II. 甘蔗种性宿根影响因子与其宿根性的关系. 中国糖料, 2017, 39(1):1-3.
[12]	唐仕云, 杨丽涛, 李杨瑞. 不同甘蔗基因型对低温胁迫的响应及其耐寒性评价. 热带作物学报, 2012, 33(4):635-641.
[13]	潘晓雪, 胡明瑜, 王忠伟, 等. 不同水稻种质资源重要农艺性状与发芽期耐寒性鉴定研究. 作物杂志, 2021(1):47-53.
[14]	戴海芳, 武辉, 阿曼古丽·买买提阿力, 等. 不同基因型棉花苗期耐盐性分析及其鉴定指标筛选. 中国农业科学, 2014, 47(7):1290-1300.
[15]	王丽艳, 唐金敏, 郑桂萍, 等. 水稻萌发期和幼苗期耐低温指标体系构建及综合评价. 中国农业科技导报, 2019, 21(10):58-65.
[16]	邓祖湖, 林彦铨. 不同选择方法对甘蔗宿根性的选择效果分析. 福建农业科技, 2000(S1):60-61.
[17]	李杨瑞. 现代甘蔗学. 北京: 中国农业出版社, 2010.
[18]	覃伟, 吴才文, 曾千春, 等. 用新台糖甘蔗品种作母本培育强宿根后代的潜力评价. 湖南农业大学学报(自然科学版), 2012, 38(1):1-7.
[19]	马丽, 应雄美, 刘新龙, 等. 34个国外引进甘蔗种质三年宿根性产质量评价. 中国糖料, 2010(2):31-32,36.
[20]	方位宽. 影响宿根甘蔗萌发的若干因素探讨. 南宁:广西大学, 2003.
[21]	苏俊波, 孔冉, 罗炼芳, 等. 甘蔗机械化收获后的宿根性能分析. 甘蔗糖业, 2016(6):22-28.
[22]	宋奇琦, Singh P, Singh R K, 等. 甘蔗应答黑穗病菌侵染相关酶活性和内源激素含量的变化. 南方农业学报, 2018, 49(4):650-655.
[23]	王川, 谢惠民, 王娜, 等. 小麦品种可溶性糖和保护性酶与抗旱性关系研究. 干旱地区农业研究, 2011, 29(5):94-99.
[24]	杨贵先. 南瓜花发育过程中内源激素、多胺和酶活的变化研究. 哈尔滨:东北农业大学, 2015.
[25]	周慧文, 陈荣发, 范业赓, 等. 不同施氮水平下甘蔗内源激素、产量和糖分的变化特征. 热带作物学报, 2019, 40(11):2142-2148.
[26]	何静丹. 低温胁迫及温度回升对甘蔗生理生化指标的影响. 南宁:广西大学, 2011.
[27]	李鸿博, 蔡伟俊, 谢雨彤, 等. 甘蔗新品系对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价. 华南农业大学学报, 2019, 40(6):51-58.

相关文章 15

[1]	周武先, 李梦歌, 谭旭辉, 汪友元, 王华, 蒋小刚, 段媛媛, 张美德. 播种密度对不同季节半夏生长、品质及土壤酶活性的影响[J]. 作物杂志, 2022, (4): 205–213
[2]	闫鹏, 董学瑞, 卢霖, 房孟颖, 李毅杰, 王维赞, 董志强. NAA/KT浸种对新植蔗产量、根系发育及抗倒伏能力的影响[J]. 作物杂志, 2022, (4): 99–106
[3]	魏晓凯, 景延秋, 何佶弦, 顾会战, 雷强, 俞世康, 张启莉, 李俊举. 外源亚精胺对烤烟幼苗干旱胁迫的缓解效应研究[J]. 作物杂志, 2022, (3): 143–148
[4]	谭秦亮, 程琴, 潘成列, 朱鹏锦, 李佳慧, 宋奇琦, 农泽梅, 周全光, 庞新华, 吕平. 干旱胁迫对甘蔗新品种桂热2号生理指标的影响[J]. 作物杂志, 2022, (3): 161–167
[5]	郭书亚, 尚赏, 汤其宁, 张艳, 卢广远. 不同轮耕方式与生物炭对土壤酶活性、土壤养分及小麦和玉米产量的影响[J]. 作物杂志, 2022, (3): 211–217
[6]	刘丽敏, 刘红坚, 李傲梅, 何为中. 光温处理对甘蔗试管苗光合自养生根的影响[J]. 作物杂志, 2022, (2): 153–157
[7]	罗含敏, 熊发前, 丘立杭, 刘菁, 段维兴, 高轶静, 覃夏燕, 吴建明, 李杨瑞, 刘俊仙. 性状相关的分子标记在甘蔗分子育种中的应用研究[J]. 作物杂志, 2022, (2): 35–43
[8]	张思唯, 李金奥, 刘博远, 蒋雨辰, 钟秋, 雷云康, 张明月, 赵铭钦. 打顶方式对雪茄烟烟叶氮素积累及品质的影响[J]. 作物杂志, 2022, (1): 184–189
[9]	高佳, 王姣, 王松, 刘红健, 康佳, 沈弘, 王海莉, 任少勇. 生物炭基肥对马铃薯田土壤脲酶活性和产量的影响[J]. 作物杂志, 2021, (6): 134–138
[10]	李佳慧, 程琴, 欧克纬, 谭秦亮, 庞新华, 周全光, 吕平, 宋奇琦, 唐毓玮, 朱鹏锦. 不同蔗区甘蔗品种（系）分蘖性状比较及其对产量和产量构成因子的影响[J]. 作物杂志, 2021, (5): 79–86
[11]	郭强, 马文清, 秦昌鲜, 施泽升, 彭崇, 闭德金, 何洪良, 梁永检, 唐利球. 甘蔗新品系的DTOPSIS法综合评价[J]. 作物杂志, 2021, (4): 32–37
[12]	王慧芳, 张希, 冯小虎, 李一凡, 张红, 赵松超, 赵铭钦. 不同植物生长调节剂对烤烟生长发育的影响[J]. 作物杂志, 2021, (3): 173–177
[13]	吴启华, 陈迪文, 周文灵, 敖俊华, 黄莹, 黄振瑞, 李爽, 孙东磊. 高磷土壤减量施磷对果蔗磷肥利用效率和土壤酶活性的影响[J]. 作物杂志, 2021, (3): 91–98
[14]	范业赓, 陈荣发, 闫海锋, 周慧文, 翁梦苓, 黄杏, 罗霆, 周忠凤, 丘立杭, 吴建明. 甘蔗轮作青饲玉米和花生对甘蔗生长和土壤性状的影响[J]. 作物杂志, 2021, (1): 104–111
[15]	徐林, 吴凯朝, 庞天, 邓智年, 张荣华, 黄成丰, 黄海荣, 李毅杰, 刘晓燕, 覃文宪, 王维赞. 促根剂对甘蔗单芽种茎的生长及产量影响[J]. 作物杂志, 2020, (6): 132–136

Metrics

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed

编号 Number	株高 Plant height (cm)	茎径 Stem diameter (cm)	单茎重 Productive stalk (kg)	小区有效茎数 Effective stems per plot	有效茎数 Effective stem (×10⁴/hm²)	小区产量 Grain yield per plot (kg)	产量 Yield (kg/hm²)	田间锤度 Hammer degree (%)	蔗糖分 Sugar (%)	含糖量 Sugar content (kg/hm²)
GT	345aA	2.64aA	1.72aA	312cC	8.68aA	435.6cC	121 020aA	19.83aA	13.77aA	16 605aA
RT	330aA	2.59aA	1.59aA	269cC	7.48bAB	299.8dD	83 280bB	20.63aA	14.63aA	12 210bB
GF	341aA	2.80aA	1.92aA	564aA	8.48aA	814.1aA	122 325aA	19.87aA	13.80aA	16 875aA
RF	321aA	2.80aA	1.80aA	430bB	6.47cB	588.2bB	88 380bB	20.10aA	14.06aA	12 375bB

编号Number	ABA (μg/L)	IAA (ng/L)	GA₃ (pg/mL)
RT	212.73±1.89cC	277.89±3.62dD	448.01±2.67aA
GT	352.86±2.50aA	430.54±3.62aA	338.88±4.01cC
RF	287.86±3.00bB	320.42±2.49cC	356.38±2.84bB
GF	210.14±2.75cC	342.44±2.37bB	330.33±1.77cC

编号Number	CAT (U/mL)	PAL (U/L)	Protease (U/L)	SOD (U/L)	SS (U/mL)
RT	7.40±0.03dD	46.13±0.57aA	471.75±5.57bB	3730.93±377.40bA	11.68±0.15dD
GT	7.77±0.12cC	41.48±0.24bB	347.69±7.61cC	3573.41±41.50bA	18.17±0.22aA
RF	8.03±0.08bB	32.07±0.18cC	328.50±4.08dD	4128.14±41.50aA	12.53±0.04cC
GF	9.31±0.07aA	45.93±0.66aA	524.42±2.04aA	3888.44±57.10abA	17.25±0.29bB

编号Number	ABA	IAA	GA₃	CAT	PAL	Protease	SOD	SS
RT	5.28	5.50	1.71	4.33	2.11	2.25	1.38	3.17
GT	3.50	5.50	4.64	2.67	6.00	2.36	4.12	1.93
RF	3.50	1.71	2.87	1.67	4.33	4.33	4.12	3.22
GF	5.50	4.58	3.00	2.07	2.79	4.33	2.82	4.84

编号 Number	ABA	IAA	GA₃	CAT	PAL	Protease	SOD	SS	综合评价值 Comprehensive evaluation score	排名 Ranking
RT	0.984	0.750	0.183	0.321	0.244	0.372	0.078	0.505	3.437	3
GT	0.652	0.750	0.496	0.198	0.692	0.390	0.233	0.308	3.719	2
RF	0.652	0.234	0.307	0.124	0.500	0.715	0.233	0.513	3.278	4
GF	1.024	0.624	0.320	0.154	0.322	0.715	0.159	0.771	4.089	1