晚秋刈割对不同秋眠类型苜蓿根系游离脯氨酸含量的影响

晚秋刈割对不同秋眠类型苜蓿根系游离脯氨酸含量的影响 晚秋刈割对不同秋眠类型苜蓿根系游离脯 氨酸含量的影响 第29卷 Vo1.29 第2期 NO.2 中国草地 ChineseJournalofGrassland 2007年3月 Mar.2007 文章编号:1673—5021(2007)02—0112—04 晚秋刈割对不同秋眠类型苜蓿根系 游离脯氨酸含量的影响 刘.磊,陈立波.,田占标,卫智军. (1.中国农业科学院草原研究所,内蒙古呼和浩特010010;2.中国农业科学院研究生院,北京100081; 3.内蒙古农业大学生态环境学院,内蒙古呼和浩特010018;4.内蒙古政府外事办,内蒙古呼和浩特010098) 摘要:对三种不同秋眠类型9个苜蓿品种进行晚秋的最后1次刈割试验,研究不同刈割时间对苜蓿根系游离脯 氨酸含量的影响.结果明,在不同日期刈割的不同秋眠类型的苜蓿,其根系游离脯氨酸含量一直呈上升趋势,在 11月20日达到峰值,但在此时不同秋眠类型苜蓿根系游离脯氨酸含量没有显着差别,此后游离脯氨酸含量开始下 降,到翌年苜蓿开始返青时再次上升,低秋眠类型苜蓿根系游离脯氨酸含量显着地高于高秋眠类型苜蓿. 关键词:苜蓿;晚秋刈割;不同秋眠类型;游离脯氨酸 中图分类号:$541文献标识码:A 苜蓿(MedicagosativaL.)是世界上栽培最 广,最重要的豆科牧草之一,是栽培牧草中优良草种 的典型代表,对世界和中国农牧业发展起到了重要 的作用[1].我国北方寒冷,苜蓿越冬安全性问题一 直是人们关注的首要问题,低温通过致命或非致命 的冻害影响苜蓿生长分布.紫花苜蓿普遍存在着越 冬率低,容易发生冻害和死亡现象,所以苜蓿的抗寒 性研究倍受重视_2].最后一次刈割时间对苜蓿的越 冬及翌年的返青有重要影响;不同秋眠类型的苜蓿 抗寒性不同,一般分为三种秋眠类型9个不同的级 别,秋眠级越低抗寒性越强,秋眠级越高抗寒性越 差[3]..游离脯氨酸含量变化与植物抗寒性有一定关 系-4J.本试验拟探讨晚秋最后一次刈割对不同秋眠 类型苜蓿根系游离脯氨酸含量变化的影响,以揭示 游离脯氨酸在苜蓿抗寒方面的作用,为确定苜蓿在 我国北方最后一次刈割的最适时间提供参考. 1与研究方法 1.1试验地自然概况 试验地位于呼和浩特南部郊区中国农业科学院 草原研究所沙尔沁试验基地,地处北纬40.34,东经 45.56,海拔1065m.气候属大陆性半干旱气候,年 平均气温5.8,6.3~C,7月份极端高温37.3~C,1月 份极端低温一32.8?,>1O?积温2700~C以上,无 霜期150d左右.年平均降水430,450mm,土壤为 浅色草甸土,沙壤,有机质含量0.6. 1.2供试品种及试验 , 112一 供试9个品种为驯鹿,阿尔冈金,WI323,牧歌 401,三得利,WL414,猎人河,WL525HQ和四季 旺,分属于三种不同秋眠类型9个不同的休眠级别, 前3个品种为低度秋眠类型,依次3个为中度秋眠 类型,后3个为高度秋眠类型.试验设9月20日刈 割,9月30日刈割,10月10日刈割和不刈割(对照) 4个处理,分别在11月5日,11月20日以及翌年 3月26日和5月17日取根样对游离脯氨酸含量进 行测定,以了解不同秋眠类型苜蓿在不同时间最后 一 次刈割游离脯氨酸含量在越冬过程中的变化情 况. 1.3测定方法 称取0.3g根系,加入809/5乙醇2ml,于研钵中 研磨成匀浆,匀浆液定容至10ml,混匀,在90~C温水 浴中提取20min,然后振荡0.5rain,匀浆液在 1000r/min下离心10mln,取上清液保存备用.取 上述上清液1.5ml,分别加入1.5ml冰醋酸,1.5ml 酸性茚三酮试剂,于沸水中加热15mln,冷却后在 515nm波长处测OD值,3次重复.从曲线上 查出每毫升被测样品液游离脯氨酸的含量,再计算 出每克鲜样品中游离脯氨酸的平均值(rag/g). 收稿日期:2006—08—28;修回日期:2006—11—25 基金项目:国家"863"项目"抗寒,高产苜蓿新品种培育" (2OOlAA241163) 作者简介:刘磊(】981一),男,内蒙古乌兰察布市入,在读硕士研 究生,主要从事牧草育种研究. 刘磊陈立波田占标卫智军晚秋刈割对不同秋眠类型苜蓿根系游离脯氨酸含量的 影响 2结果与分析 2.19月20日刈割至翌年返青游离脯氨酸变化 情况 从图1可以看出,在9月20Et对三种不同秋眠 类型的苜蓿进行最后一次刈割,游离脯氨酸含量从 9月20日到翌年5月上旬呈现出先上升后下降,再 上升的变化趋势.方差分析结果表明,11月5Et和 11月20Et苜蓿游离脯氨酸含量与9月20Et及翌 年3月26Et和5月10Et的含量有极显着差异(p< 0.05),l1月5Et和11月20Et苜蓿游离脯氨酸含 量没有显着差异(p>0.05),9月20Et及翌年3月 26Et和5月10Et的苜蓿游离脯氨酸含量也没有显 着差异(p>0.05). { 鲮 600 500 400 300 200 100 000 9.2111.511.213.265.11 ? 时间(月.日) Time(month.day) — ?一类型一Typel—类型二Type2 — 卜类型三Type3 图19月20El刈割游离脯氨酸变化情况 Fig.1ProlinedynamicsonSep.20th 注:类型一代表低度秋眠类型苜蓿;类型二代表中度秋眠类型苜蓿; 类型三代表高度秋眠类型苜蓿下同. NoteiType卜一lowfalldormancyalfalfa~Type2middlefalldormancy alfalfa:Type3一highfalldormancyalfalfa. 在9月20Et进行最后一次刈割,不同秋眠类型 苜蓿在不同时间游离脯氨酸含量不同,在9月20Et 和5月10Et高度秋眠类型苜蓿分别和低度秋眠类 型,中度秋眠类型苜蓿游离脯氨酸含量有显着差异 (p<0.05),而前两者之间没有显着差别(P> 0.05),11月5Et,11月20Et和3月26Et之间也没 有显着差异(p>0.05). 2.29月30日刈割至翌年返青游离脯氨酸变化 情况 从图2可以看出,在9月30Et对三种不同秋 眠类型的苜蓿进行最后一次刈割,游离脯氨酸含 量从9月30Et到翌年5月上旬呈现出先上升后 下降,再上升的变化趋势.方差分析结果表明, 11月20Et苜蓿游离脯氨酸含量与9月20Et, 11月5Et及翌年3月26Et和5月10Et的含量 有极显着差异(p<0.05),9月20Et,11月5Et 及翌年3月26Et和5月10Et的含量也没有显 着差异(p>0.05). {V 50 40 30 20 10 9.2911.511.213.265.11 时问(月.日) Time(month.day) — ?一类型一Typel—卜类型二Type2 — -一类型三Type3 图29月30日刈割游离脯氨酸变化情况 Fig.2ProlinedynamicsonSep.30th 在9月30日进行最后一次刈割,三种不同秋眠 类型的苜蓿之间游离脯氨酸含量均有显着差别 (p<O.05);在11月5日,中度秋眠类型的苜蓿游离 脯氨酸含量与其他两个类型有显着差别(p<O.05); 在11月20日,三种秋眠类型苜蓿之间游离脯氨酸 含量没有显着差别(p>0.05);在3月26日,中度秋 眠类型的苜蓿分别与低度,高度秋眠类型之间有显 着差别(p<O.05);在5月10日,只有低度秋眠类型 游离脯氨酸含量与高度秋眠类型之间有显着差别 (p<O.05). 2.3l0月l0日刈割至翌年返青游离脯氨酸变化 情况 从图3可以看出,在1O月10日对三种不同秋 眠类型的苜蓿进行最后一次刈割,游离脯氨酸含量 从1O月10日到翌年5月上旬呈现出上升一下降一 上升的变化趋势.方差分析结果表明,11月20日 苜蓿游离脯氨酸含量与1O月10日,l1月5日及翌 年3月26日的含量有显着差异(p<O.05),与5月 10日的含量没有显着差异(p>0.05);11月5日与 5月10日的苜蓿游离脯氨酸含量也没有显着差异 (p>0.05),10月10日,11月5日和3月26日三者 之间也没有显着差异(p>0.05). 在1O月10日进行最后一次刈割,在10月 10日低度秋眠类型苜蓿与中度和高度秋眠类型苜 蓿游离脯氨酸含量有显着差异(p<0.05);在5月 10日中度秋眠类型苜蓿与低度秋眠和高度秋眠类 一 ]13— 中国草地2007年第29卷第2期 型苜蓿游离脯氨酸含量有显着差异(p<O.05);其 余时间三者没有显着差异(p>O.05). 量 0.500 0.450 0.4O0 0.350 0.3O0 0.250 0.2O0 0.150 0.100 0.050 0.000 10.1111.511.213.265.11 时间(月.日) Time(month.duy) +类型一Type1——_一类型=Type2 — ?r一类型三]'ype3 图310月10日刈剖掰离脯氨酸变化情况 Fig.3ProlinedynamicsonOct.10th 2.4CK游离脯氨酸变化情况 从图4可以看出,对照的游离脯氨酸含量从9月2O 日到翌年5月上旬呈现出下降一上升一下降一上升的 变化趋势.方差分析结果表明,9月20日,11月5日, l1月20日,3月26日和5月10日与9月30日,10月 10日和1O月20日有显着差异(pd0.05),9月20日, 11月5日,11月20日,3月26日和5月10苜蓿游离脯 氨酸含量之间没有显着差异(p>O.05),9月30日,10月 10日和1O月20日之间也没有显着差异(p>O.05). 从不同的秋眠类型来看,1O月20日三种不同的秋 眠类型苜蓿之间的游离脯氨酸含量均有显着差异 (p<O.05);在11月5日低度秋眠类型分别和中度秋眠 类型苜蓿,高度秋眠类型苜蓿游离脯氨酸含量有显着 差异(p<O.05);11月20日,不同秋眠类型苜蓿之间均 _,,\,b,, 时间(月.日) Time(month.day) +类型一Typel—-一类型二Type2 — ?r一类型三Type3 图4CK游离脯氨酸变化情况 Fig.4ProiinedynamicsonCK 一 114一 没有显着差异(p>O.05);3月26日,只有中度秋眠 类型与高度秋眠类型苜蓿之间有显着差异(P< 0.05);5月10日,低度秋眠类型和中度秋眠类型苜 蓿与高度秋眠类型苜蓿游离脯氨酸含量有显着差异 (p<0.05). 3结论与讨论 在不同时间进行最后一次刈割的不同秋眠类型 的苜蓿,随着寒冷胁迫的来临,根系游离脯氨酸含量 迅速增加,低度秋眠类型苜蓿游离脯氨酸含量变化 相对比较平缓,而中度秋眠类型和高度秋眠类型苜 蓿变化则比较剧烈,在11月5日或11月20日都达 到最大值,而且在最大值时三种秋眠类型苜蓿之间 游离脯氨酸含量没有显着差异.然而,在翌年随着 温度的回升根系游离脯氨酸含量逐渐下降,到了苜 蓿开始返青抽出枝条时再次上升,而且低度秋眠类 型苜蓿的游离脯氨酸含量显着高于高度秋眠类型苜 蓿. 苜蓿最后一次刈割的时间传统认为是初霜前一 个月lL5],但在美国明尼苏达地区,第二次刈割选择的 时间为9月初或者在初霜期,或1O月中旬,而第三 次刈割可以推到重霜后L6].在蒙大拿州,认为在初 霜期以前不应对苜蓿进行刈割,以利于根部能量的 积累L7].到目前为止,国内外对于苜蓿最后一次刈 割的时间没有定论,但总体来说基本上有两种观点, 第一种认为在初霜来临以前应留下足够的时间(30d 左右)以利根部积累能量,但在霜前苜蓿的生长过程 中到底是根系能量积累大于消耗,还是消耗大于积 累,而且决定苜蓿抗寒的主要能量物质是什么,到目 前为止没有定论. 游离脯氨酸很长时间以来一直被视为植物抗逆 性强弱的生理指标.很多试验结果表明,在低温,干 旱,盐分等逆境胁迫下,植物中游离脯氨酸含量会显 着增加.从本试验结果来看,随着低温的来临,不同 秋眠类型的苜蓿根系游离脯氨酸含量在时间上有着 显着的增加,但是不同秋眠类型苜蓿之间游离脯氨 酸含量没有显着差别,也就是说抗寒差异非常明显 的不同秋眠类型苜蓿之间游离脯氨酸含量没有差 别,所以笔者认为游离脯氨酸的变化只是植物对于 逆境的一种应急反应.然而,在苜蓿开始返青时脯 氨酸含量却再次上升,而且返青比较好的低秋眠类 型苜蓿的游离脯氨酸含量显着高于返青差的高度秋 眠类型苜蓿,说明苜蓿的返青有可能与游离脯氨酸 O0OOOOOOOO矧砌?粕?? m仉仉仉mn \E?;_【0 ^?/暑町)骜耐錾 刘磊陈立波田占标卫智军晚秋刈割对不同秋眠类型苜蓿根系游离脯氨酸含量的 影响 含量有一定的关系. 参考文献(References): [1] [2] [3] 韩清芳.不同苜蓿(MedicagosativaI.)品种抗逆性,生产性能 和品质特性研究[D].杨凌:西北农林科技大学,2003. 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Keywords:Alfalfa;Cuttinginlaterautumn;Typesoffalldormancyalfalfa;Freeproline 【责任编辑刘天明】