花生主要碳代谢指标与根瘤固氮能力的关系

[目的]比较花生叶片碳代谢指标与根瘤固氮的关系,以寻找与根瘤固氮能力关系最为密切的叶片碳代谢指标,为花生育种提供可靠的判定方法.[方法]盆栽试验在山东省花生研究所莱西试验站进行,试验以19个花生品种(系)为材料,包括山东、河南、河北、四川等省份近年来审定或育成的品种(系),辅助利用15N示踪技术,测定了花生叶片叶绿素含量、可溶性糖含量、蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性及根瘤固氮量,分析了碳代谢各指标品种间的差异性及其与根瘤固氮能力的关系.[结果]1)不同品种叶绿素含量、净光合速率、可溶性糖含量、蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性及根瘤固氮量均存在显著差异,其中叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总叶绿素含量变异系数均达12.0％以上,叶绿素a变异系数最大;净光合速率变幅为14.5～29.7 μmol/(m2?s),变异系数为21.5％,净光合速率最大值较平均值高36.9％;可溶性糖含量以日本千叶半蔓最高,较平均值高34.4％,约是可溶性糖含量最低品种日花1号的1.9倍;蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性变异系数分别为18.4％和24.3％,日本千叶半蔓蔗糖合成酶活性最高,豫花9326蔗糖磷酸合成酶活性最高;根瘤固氮量变异系数达20.0％以上,最大根瘤固氮量是最小根瘤固氮量的2.6倍.2)根瘤固氮量与碳代谢各指标均呈极显著正相关关系,相关系数达0.793～0.950,相关性大小依次为蔗糖合成酶活性＞可溶性糖含量≈类胡萝卜素含量＞蔗糖磷酸合成酶活性＞总叶绿素含量≈叶绿素b含量＞净光合速率＞叶绿素a含量.[结论]花生叶片碳代谢特性和根瘤固氮能力不仅具有显著的遗传变异性,而且碳代谢与根瘤固氮呈密切正相关,碳代谢为根瘤固氮提供能量,而根瘤固氮为花生叶片提供氮素营养,二者共同调节花生碳氮代谢及营养平衡.叶片可溶性糖含量及蔗糖合成酶活性不仅遗传变异性较大,而且与根瘤固氮量呈正相关,相关系数均达0.9以上,因此,可以选择叶片可溶性糖水平和蔗糖合成酶活性作为培育高根瘤固氮能力花生品种的依据.