不结球白菜铁营养基因型差异及其机理研究

【摘要】：不结球白菜(Brassica campestrisssp. chinensis(L.)Makino)是我国南方必需周年供应的重要蔬菜,近来来北移面积迅速增加,并为欧、美、日等国广泛引种,逐渐成为一种世界性蔬菜。病虫严重、越夏困难是不结球白菜的主要生产障碍。采用无土栽培技术是有效解决途径之一。但很易出现失绿黄化现象,制约了无土栽培的发展。同时,不结球白菜北移栽培中也常发生失绿黄化现象。铁是无土栽培营养液单一元素成本最高(占不结球白菜营养液总成本的近1/2)的营养元素,也是最易发生营养失调的营养元素。选育可供生产应用的耐低铁品种是解决不结球白菜上述难题的有效途径。本研究利用我校丰富的不结球白菜品种资源进行了耐低铁基因型的筛选,并在此基础上进行了耐低铁机理的探讨,为解决不结球白菜缺铁失绿症和提供低成本高效益无土栽培营养液配方提供理论依据,并丰富双子叶植物耐缺铁机理的理论研究。 1.本研究采用无土栽培方法,以缺铁的Hoagland Ⅰ配方为基本营养液,对来自我国不同生态区的40份不结球白菜品种进行了连续2期耐低铁基因型筛选,首次证明不结球白菜中存在广泛的铁营养基因型差异。通过对缺铁失绿指数、叶绿素含量、生长量等筛选指标的综合评价,筛选出“东台百合头”(DTBHT)和“无锡三月白”(SYB)两份耐低铁胁迫的珍贵资源。而“黄心乌”(HXW)和“莲坂油菜”(LBYC)为缺铁高度敏感基因型。 同时,本研究结果还表明,在正常供铁情况下不结球白菜存在富铁能力的基因型差异。在营养液铁浓度为3mg/L条件下,供试品种“马耳头”(MET)含铁量高达295μg/gDW,而“白叶四月慢”(BYSYM)只有90μg/gDW,二者相差达二倍以上。本结果为通过育种手段和水培方法生产高富铁蔬菜,来改善我国居民铁营养状况,提供了珍贵基因型和新途径。 2.采用2个不结球白菜基因型,培养在Fe浓度为1.0、5.0、15.0、50.0mg/L的完全营养液中,研究了介质铁浓度对幼苗干物重和体内Fe、Mn、Cu、Zn含量的影响,结果表明:2品种对Fe营养的需求明显不同,DTBHT较HXW能忍耐较低浓度的Fe,其最适生长介质Fe浓度也显著低于HXW,DTBHT在浓度为5.0mg/L时干物质积累量即达最大,而HXW即在Fe浓度为15.0mg/L时为最大。低铁浓度下DTBHT铁利用效率明显高于HXW,高浓度Fe(50mg/L)明显抑制2品种的生长,并产生轻度毒害现象。不同供铁浓度下(1—15mg/L),随着介质铁浓度的升高DTBHT和HXW根系和老叶中Mn、Cu、Zn含量也随之降低。而当介质Fe浓度达50mg/L时植株中Mn、Cu、Zn含量又有升高,2个品种间是有差异的,尤其是Zn含量,无论根系、新叶还是老叶,DTBHT的含锌量均低于HXW。本试验从铁营养利用角度验证了DTBHT较HXW具有较高的铁利用效率,说明我们所进行上述的耐缺铁筛选指标可靠,高富铁蔬菜的选育和生产首先应利用富铁基因型,在此基础上再从适度增加分质铁浓度来考虑。