以我國北方地區常用的18個豇豆品種為試材,通過夏季田間品種比較、光照培養箱及人工氣候室苗期試驗,研究了高溫脅迫下豇豆的生長和生理特性的變化,篩選出了耐熱性存在明顯差異的兩個豇豆品種:早優一號和優選之豇28-2.然后以兩者幼苗為試材,研究了高溫脅迫對豇豆葉片膜的傷害、保護酶類、非酶抗氧化系統和光合作用的影響,探討了豇豆耐熱的生理機制。具體的研究結果如下:
1.豇豆品種的耐熱性比較:
*行的田間結果期試驗,然后于人工氣候室和農用X光機進行苗期試驗,結果表明,所有參比品種中,早優一號較耐熱,而優選之豇28-2耐熱性較差。
2.對豇豆耐熱生理機制的研究表明:
2.1豇豆的光合適溫范圍為36℃~38℃,不同豇豆品種光合適溫范圍有所差異。
2.2隨高溫脅迫時間的延長,豇豆葉片的熱害指數上升,相對電導率和丙二醛含量增加,而葉綠素含量下降。但耐熱品種的熱害指數相對較小,相對電導率和丙二醛含量增加相對較少,葉綠素含量下降較慢。說明高溫脅迫下,耐熱性較強的豇豆品種其質膜和葉綠體受害程度較輕。
2.3高溫脅迫下,豇豆pro和可溶性糖含量均明顯升高,但耐熱品種pro和可溶性糖含量均明顯高于不耐熱品種,在高溫脅迫下具有更高的滲透調節能力。高溫脅迫下,豇豆葉片可溶性蛋白質含量下降,而游離氨基酸含量增加。但不同品種可溶性蛋白質和游離氨基酸含量無明顯差異。說明高溫脅迫下,可溶性蛋白質和游離氨基酸含量會隨脅迫時間的變化而發生相應的變化,但二者含量均與更豆的耐熱性沒有直接關系。
2.4高溫脅迫下,早優一號和優選之豇28-2二者SOD, POD和CAT活性均先增加后減少,Vc含量則持續增加,而早優一號SOD, POD和CAT活性和Vc含量則始終高于不耐熱品種。說明在高溫脅迫下,耐熱性較強的豇豆品種具有較高的保護酶活性和非酶保護物質含量,其保護能力較強。
2.5高溫脅迫下,早優一號和優選之豇28-2葉片的Pn迅速下降,Ci迅速增加,而E, Gs則先增加后減少。說明短時間的高溫脅迫下,豇豆可以通過提高自身的代謝強度來減輕高溫脅迫帶來的傷害,而長時間的高溫脅迫條件會對豇豆的光合系統造成傷害,使得其光合能力明顯下降。結合高溫脅迫下豇豆葉片熒光特性的變化,可認為豇豆Pn對高溫脅迫的反應zui敏感。隨著高溫脅迫時間的延長,非氣孔因素成為Pn的主要限制因素。且耐熱品種的光合表現要明顯優于不耐熱品種。