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作物杂志,2026, 第4期: 214–220 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2026.04.025

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

不同甘蔗品种幼苗对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价

谭秦亮1(), 程琴1, 李佳慧1, 朱鹏锦1, 宋奇琦1, 周全光1, 吕平1(), 潘成列2   

  1. 1 广西壮族自治区亚热带作物研究所， 530001， 广西南宁
    2 广西田园生化股份有限公司， 530001， 广西南宁
  • 收稿日期:2025-04-16 修回日期:2025-06-09 出版日期:2026-08-15 发布日期:2026-08-11
  • 通讯作者: 吕平
  • 作者简介:谭秦亮，主要从事甘蔗栽培与育种工作，E-mail：469118251@qq.com
  • 基金资助:
    广西科技重大专项子课题(桂科AA22117002-7);广西科技重大专项子课题(桂科AA22117002-6);南宁市武鸣区科学研究与技术开发计划重点研发项目(20220101)

Physiological Response and Drought Resistance Evaluation of Seedlings of Different Sugarcane Varieties under Drought Stress

Tan Qinliang1(), Cheng Qin1, Li Jiahui1, Zhu Pengjin1, Song Qiqi1, Zhou Quanguang1, Lü Ping1(), Pan Chenglie2   

  1. 1 Guangxi Institute of Subtropical Crops, Nanning 530001,Guangxi, China
    2 Guangxi Tianyuan Biological Chemistry Limited Liability Company, Nanning 530001, Guangxi, China
  • Received:2025-04-16 Revised:2025-06-09 Online:2026-08-15 Published:2026-08-11
  • Contact: Lü Ping

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摘要： 为探究甘蔗品种对干旱胁迫的生理响应并评价其抗旱性，以广西地区种植的5个甘蔗品种为供试材料，采用人工盆栽控水法，测定幼苗脯氨酸（Pro）、丙二醛（MDA）含量和抗氧化酶活性等关键指标，结合隶属函数法综合评价其抗旱性。结果表明，干旱胁迫下各品种的生理指标存在明显差异，Pro、可溶性蛋白（SP）、MDA和超氧阴离子（O2-. ）含量均持续上升，超氧化物歧化酶（SOD）活性下降，过氧化物酶和过氧化氢酶活性呈先升后降趋势。甘蔗苗期抗旱性主要依赖于渗透调节与抗氧化酶协同作用，其中桂热4号因Pro高效积累及SOD活性稳定而抗旱性最好。抗旱性综合评价排序为桂热4号>桂柳05136>桂热2号>桂糖44号>桂糖42号。甘蔗的抗旱性不仅与品种遗传因素和生理特征有关，还与大田生产管理水平密切相关，后续可结合大田试验开展更全面的综合利用。

关键词: 甘蔗, 干旱胁迫, 生理响应, 抗旱性评价

Abstract:

In order to investigate the physiological response of sugarcane varieties to drought stress and evaluate their drought resistance, five sugarcane varieties widely cultivated in Guangxi were used as experimental materials. An artificial pot experiment with controlled water was conducted, key indicators including proline (Pro), malondialdehyde (MDA), and antioxidant enzyme activities in seedlings were measured, and the membership function method was used to comprehensively evaluate their drought resistance. The results showed that there were significant differences in physiological indicators among different varieties under drought stress. The contents of Pro, soluble protein, MDA, and superoxide anion (O2-. ) continued to increase, while the activity of superoxide dismutase (SOD) decreased. The activities of peroxidase and catalase demonstrated initial elevation followed by subsequent reduction. The drought resistance of sugarcane during the seedling stage mainly relies on the synergistic effect of osmoregulation and antioxidant enzymes. Among them, Guire 4 had the best drought resistance due to the efficient accumulation of Pro and stable SOD activity phenotype. The comprehensive evaluation of drought resistance is ranked as follows: Guire 4 > Guiliu 05136 > Guire 2 > Guitang 44 > Guitang 42. The drought resistance of sugarcane is not only related to genetic factors and physiological characteristics of the variety, but also closely related to the level of field production management. In the future, more comprehensive utilization can be carried out in combination with field experiments.

Key words: Sugarcane, Drought stress, Physiological response, Drought resistance evaluation

图1

不同处理下甘蔗Pro含量的分析 不同小写字母表示同一品种不同处理下的差异显著（P < 0.05），下同。

图2

不同处理下甘蔗SS含量的分析

图3

不同处理下甘蔗SP含量的分析

图4

不同处理下甘蔗MDA含量的分析

图5

不同处理下甘蔗O2-. 含量的分析

图6

不同处理下甘蔗抗氧化酶SOD活性的分析

图7

不同处理下甘蔗抗氧化酶POD的分析

图8

不同处理下甘蔗抗氧化酶CAT的分析

表1

不同甘蔗品种干旱胁迫下生理指标的抗旱系数

品种Variety Pro SS SP MDA O2-. SOD POD CAT
桂糖42号Guitang 42 201.04 85.76 113.04 160.34 144.29 78.38 194.76 151.81
桂糖44号Guitang 44 226.21 178.46 120.23 144.53 167.02 72.02 242.30 135.20
桂热4号Guire 4 443.01 222.32 120.42 140.04 162.23 74.38 138.62 165.65
桂柳05136 Guiliu 05136 197.89 191.73 122.88 113.46 181.45 67.77 208.45 209.57
桂热2号Guire 2 162.69 176.78 100.37 183.51 293.85 78.35 169.76 149.40

表2

不同甘蔗品种干旱胁迫下生理指标隶属函数值

品种
Variety		 隶属函数值Membership function value 平均值
Average		 排序
Ranking
MDA SS SP Pro O2-. SOD POD CAT
桂糖42号Guitang 42 0.000 0.198 0.755 0.946 0.404 0.436 0.899 0.204 0.480 5
桂糖44号Guitang 44 0.107 0.762 0.351 0.677 0.283 0.432 0.911 0.513 0.504 4
桂热4号Guire 4 0.156 0.925 1.000 1.000 1.000 0.000 0.434 0.324 0.605 1
桂柳05136 Guiliu 05136 0.136 1.000 0.444 0.513 0.417 0.278 0.933 0.780 0.563 2
桂热2号Guire 2 0.193 0.814 0.572 0.680 0.683 0.391 0.635 0.153 0.515 3
[1] Li Y R, Yang L T. Sugarcane agriculture and sugar industry in China. Sugar Tech, 2015, 17(1):1-8.
doi: 10.1007/s12355-014-0342-1
[2] 吴才文, 赵俊, 刘家勇, 等. 现代甘蔗种业. 北京: 中国农业出版社,2014:3-4.
[3] 张跃彬, 邓军, 胡朝晖. “十三五”我国蔗糖产业现状及“十四五”发展趋势. 中国糖料, 2022, 44(1):71-76.
[4] 杨海霞, 李恒锐, 何文, 等. 广西甘蔗品种抗旱性研究. 中国糖料, 2019, 41(1):28-32.
[5] 张木清, 陈如凯. 作物抗旱分子生理与遗传改良. 北京: 科学出版社, 2005.
[6] 刘三梅, 杨清辉, 李秀年, 等. 不同生育时期干旱胁迫对甘蔗形态指标及生理特性的影响. 南方农业学报, 2016, 47(8):1273-1278.
[7] 刘硕, 樊仙, 李如丹, 等. 14个甘蔗主栽品种对干旱胁迫的生理响应. 热带作物学报, 2022, 43(9):1812-1823.
doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.09.009
[8] 刘硕, 樊仙, 全怡吉, 等. 干旱胁迫对甘蔗光合生理特性的影响. 西南农业学报, 2022, 35(8):1776-1785.
[9] 谭秦亮, 程琴, 潘成列, 等. 干旱胁迫对甘蔗新品种桂热2号生理指标的影响. 作物杂志, 2022(3):161-167.
[10] 农倩, 谢金兰, 林丽, 等. 干旱胁迫下外源ABA对甘蔗幼苗生理特性和基因表达的影响. 热带作物学报, 2023, 44(3):553-561.
doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2023.03.012
[11] 谭秦亮, 朱鹏锦, 李穆, 等. 基于主成分与聚类分析的甘蔗新品种(系)主要农艺及产量性状的评价. 热带农业科学, 2022, 42(3):32-38.
[12] 樊仙, 全怡吉, 杨绍林, 等. 甘蔗苗期抗旱性鉴定评价研究. 中国农学通报, 2022, 38(3):17-24.
doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0216
[13] Do T T, 李健, 张风娟, 等. 干旱胁迫下不同甘蔗品种叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的变化. 热带作物学报, 2018, 39(5):858-866.
[14] 桂意云, 杨荣仲, 周会. 干旱及复水条件下甘蔗的生理响应与抗旱性简易鉴定. 广东农业科学, 2009(9):19-21.
[15] Shah S H. Screening of drought tolerant genotypes of sugarcane through biochemical markers against polyethyleneglycole. International Journal of Scientific and Engineer Research, 2013, 4(7):980-988.
[16] Abbas S R, Ahmad S D, Sabir S M, et al. Detection of drought tolerant sugarcane genotypes (Saccharum officinarum) using lipid peroxidation, antioxidant activity, glycine-betaine and proline contents. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 2014, 14 (1):233-243.
[17] 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.
[18] 刘璐, 蒋洪涛, 张革民, 等. 桂糖03系列新品种(系)抗旱性综合分析. 热带作物学报, 2017, 38(7):1267-1273.
[19] 蔡庆生. 植物生理学实验. 北京: 中国农业大学出版社, 2013.
[20] 张以顺, 黄霞, 陈云凤. 植物生理学实验教程. 北京: 高等教育出版社, 2009:128-129.
[21] 朱鹏锦, 庞新华, 梁春, 等. 低温胁迫对甘蔗幼苗活性氧代谢和抗氧化酶的影响. 作物杂志, 2018(4):131-137.
[22] Parida A K, Das A B, Mohanty P. Defense potentials to NaCl in a mangrove, Bruguiera parviflora: differential changes of isoforms of some antioxidative enzymes. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 2004, 161(5):531-542.
[23] 李晓君, 罗正清, 陆昌强, 等. 20 个甘蔗品种(系)的抗旱性比较. 热带作物学报, 2020, 41(12):2482-2491.
doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2020.12.016
[24] 毛钧, 王靖, 黄明霞, 等. 云南蔗区播期与水氮耦合对甘蔗产量和糖分影响. 农业工程学报, 2019, 35(16):134-144.
[25] 吕绍芝, 沈庆庆, 饶席兵, 等. 30份割手密种质资源苗期抗旱性综合评价. 西南农业学报, 2024, 37(2):233-241.
[26] 罗明珠, 梁计南. 苗期甘蔗对干旱胁迫的反应. 热带作物学报, 2005, 26(4):38-42.
[27] 吴凯朝, 黄诚梅, 邓智年, 等. 干旱后复水对甘蔗伸长期生理生化特性的影响. 南方农业学报, 2015, 46(7):1166-1172.
[28] Kishor P B K, Sangam S, Amrutha R N, et al. Regulation of proline biosynthesis, degradation, uptake and transport in higher plants: its implications in plant growth and abiotic stress tolerance. Current Science, 2005, 88(3):424-438.
[29] 陈迪文, 周文灵, 吴启华, 等. 海藻提取物对不同品种甘蔗抗旱性的影响. 甘蔗糖业, 2023, 52(5):17-24.
[30] Wang H W, Qin F. Genome-wide association study reveals natural variations contributing to drought resistance in crop. Frontiers in Plant Science, 2017,8:1110.
[31] Shinozaki K, Yamaguchi-Shinozaki K. Gene networks involved in drought stress response and tolerance. Journal of Experimental Botany, 2007, 58(2):221-227.
doi: 10.1093/jxb/erl164 pmid: 17075077
[32] Srivastava A K, Penna S, Van N D, et al. Multifaceted roles of aquaporins as molecular conduits in plant responses to abiotic stresses. Critical Reviews in Biotechnology, 2016, 36(3):389-398.
doi: 10.3109/07388551.2014.973367 pmid: 25430890
[33] 陈迪文, 周文灵, 敖俊华. 叶面喷施海藻提取物对甘蔗干旱胁迫的缓解效应. 热带作物学报, 2021, 42(5):1348-1354.
doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.05.021
[34] 方自豪, 王衍坤, 韩金磊, 等. 中蔗系列品种(系)苗期抗旱性综合评价及抗旱指标筛选. 南通大学学报(自然科学版), 2023, 22(1):54-66.
[35] 蒋京桂, 黄世炎, 黄成志, 等. 水稻种质苗期耐旱性评价及相关酶活性研究. 种子, 2025, 44(1):79-88.
[36] 徐奕琳, 徐东东, 张盼盼, 等. PEG模拟干旱胁迫下不同玉米品种萌芽期及苗期抗旱性鉴定. 中国农学通报, 2025, 41(1):13-18.
doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0015
[37] 陈杰盼, 马奔驰, 苏晨晨, 等. 20份马铃薯材料的抗旱性评价与筛选. 中国马铃薯, 2023, 37(2):118-124.
[38] 王天菊, 王先宏, 杨清辉. 26份割手密种质材料的抗旱性差异评价. 热带作物学报, 2017, 38(9):1645-1652.
[39] 田春艳, 边芯, 俞华先, 等. 云瑞甘蔗创新亲本抗旱性综合评价. 植物遗传资源学报, 2019, 20(3):610-623.
[1] 车广惠, 胡倩, 姚有华, 吴昆仑, 丁宝军, 姚晓华. 干旱促进ABA积累以诱导青稞HVA1基因表达[J]. 作物杂志, 2026, (3): 155–162
[2] 罗亚伟, 农永前, 苏治友, 阳太亿, 杨翠芳, 刘丽敏, 陆衫羽, 苏树权, 周珊, 高轶静. 不同蔗区施肥量和种植密度对壮糖6号产量及经济效益的影响[J]. 作物杂志, 2026, (2): 194–201
[3] 孙茹梦, 张男, 殷佳, 汝艳, 景文疆, 张耗. 水稻根系分泌物对干旱胁迫的响应研究进展[J]. 作物杂志, 2026, (1): 1–8
[4] 高艳梅, 冯鹏睿, 陈薇薇, 张萌, 张永清. 抗旱性藜麦幼苗对干旱胁迫的生理响应[J]. 作物杂志, 2026, (1): 182–188
[5] 邓超众, 胡佩敏, 熊勤学, 许福丽, 向前, 李励漫. 基于小麦渍害过程探讨胁迫量化方案的综述[J]. 作物杂志, 2025, (6): 1–10
[6] 兰秀, 梁振华, 杨海霞, 李恒锐, 阮丽霞, 韦婉羚, 陈会鲜, 何洪良, 黄若兰, 赵春慧, 汤丹峰. 甘蔗―凉粉草间作对土壤理化性质及作物产量的影响[J]. 作物杂志, 2025, (6): 156–163
[7] 刘松涛, 蒋超, 史涵博, 闫立楠, 赵海超, 卢海博, 栗慧, 黄智鸿. 玉米ZmPOD基因克隆、生物信息学分析及功能验证[J]. 作物杂志, 2025, (6): 37–44
[8] 李翔, 李毅杰, 吴小建, 龙盛风, 黄冬梅, 高轶静, 王泽平. 甘蔗废弃物栽培竹荪的应用效果[J]. 作物杂志, 2025, (5): 260–265
[9] 孙宪印, 张继波, 吕广德, 亓晓蕾, 孙盈盈, 米勇, 牟秋焕, 尹逊栋, 王瑞霞, 钱兆国, 高明刚. 旱地与补灌条件下不同基因型小麦高产稳产性比较[J]. 作物杂志, 2025, (4): 104–110
[10] 周灵芝, 周佳, 李艳英, 劳承英, 黄渝岚, 申章佑, 韦本辉, 吴月先. 耕作方式和绿肥还田对甘蔗土壤细菌群落结构及功能的影响[J]. 作物杂志, 2025, (4): 214–223
[11] 张智涵, 姚杰, 张占田, 卞福花, 张紫然, 陈平, 陈海宁, 刘保友. 5-氨基乙酰丙酸对干旱胁迫下黄瓜苗期生长和土壤酶活性的影响[J]. 作物杂志, 2025, (4): 245–250
[12] 侯晓敏, 申惠波, 董守坤, 闫锋, 董扬, 赵富阳, 李清泉, 左月桃. 甲哌鎓缓解大豆幼苗叶片干旱胁迫的生理效应[J]. 作物杂志, 2025, (3): 133–140
[13] 兰秀, 李恒锐, 何洪良, 马仙花, 黄小娟, 李天元, 韦海球, 江清梅, 阮丽霞, 杨海霞, 刘炳继, 汤丹峰. 甘蔗/凉粉草间作对作物产量、品质及经济效益的影响[J]. 作物杂志, 2025, (3): 202–209
[14] 黄玉新, 张革民, 周珊, 段维兴, 杨翠芳, 高轶静, 张保青. 斑茅割手密复合体与甘蔗杂交后代F1改良效率分析[J]. 作物杂志, 2025, (3): 23–29
[15] 侯晓敏, 闫锋, 董扬, 赵富阳, 李清泉, 季生栋, 刘悦, 兰英. 外源甜菜碱对干旱胁迫下谷子萌发及幼苗生理特性的影响[J]. 作物杂志, 2025, (2): 228–233
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