22個(gè)烤煙品種苗期對(duì)增強(qiáng)UV-B輻射的耐性分析及鑒定指標(biāo)篩選

22個(gè)烤煙品種苗期對(duì)增強(qiáng)UV-B輻射的耐性分析及鑒定指標(biāo)篩選

顧浩，張錦韜，陳頤，李嘉亮，蔡虓，楊志新，王力，何承剛22個(gè)烤煙品種苗期對(duì)增強(qiáng)UV-B輻射的耐性分析及鑒定指標(biāo)篩選顧浩1，張錦韜2，陳頤3，李嘉亮1，蔡虓1，楊志新1，王力1，何承剛1*1云南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，昆明市盤龍區(qū)金黑公路95號(hào)650201；2湖南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，長(zhǎng)沙市雨花區(qū)萬(wàn)家麗中路三段188號(hào)410007；3云南省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，昆明市五華區(qū)圓通街33號(hào)650021【目的】對(duì)22個(gè)烤煙品種苗期耐UV-B輻射能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，并篩選耐性鑒定指標(biāo)?！痉椒ā繙y(cè)定22個(gè)烤煙品種苗期在自然UV-B輻射（對(duì)照）和4.60kJ/m2·d增強(qiáng)UV-B輻射下的7項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)和9項(xiàng)生理指標(biāo)，依據(jù)各單項(xiàng)指標(biāo)對(duì)增強(qiáng)UV-B輻射的響應(yīng)指數(shù)進(jìn)行主成分分析，并通過(guò)隸屬函數(shù)和系統(tǒng)聚類等分析方法，對(duì)22個(gè)烤煙品種苗期耐UV-B輻射能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，再結(jié)合逐步回歸分析篩選烤煙苗期耐UV-B輻射鑒定指標(biāo)?！窘Y(jié)果】將16個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，得到5個(gè)相互獨(dú)立的綜合指標(biāo)，通過(guò)隸屬函數(shù)法計(jì)算得出各品種對(duì)增強(qiáng)UV-B輻射耐性評(píng)價(jià)值（），利用聚類分析，篩選出7個(gè)對(duì)UV-B輻射耐性較強(qiáng)、4個(gè)對(duì)UV-B輻射耐性中等、7個(gè)對(duì)UV-B輻射耐性弱、4個(gè)對(duì)UV-B輻射較敏感的烤煙品種，采用逐步回歸分析建立烤煙苗期對(duì)UV-B輻射耐性預(yù)測(cè)方程：=0.510+0.233SFW+0.135SOD+0.114UV-AS+0.113LDM－0.068W-SS+0.073RDM（2=0.974，＜0.05），其平均預(yù)測(cè)精度為95.24%?！窘Y(jié)論】NC102、云煙87、云煙85、NC82、中煙201、NC297和中煙100對(duì)UV-B輻射耐性較強(qiáng)，中煙103、云煙201、云煙97和云煙203對(duì)UV-B輻射較敏感；篩選出幼苗鮮質(zhì)量（SFW）、超氧化物歧化酶（SOD）活性、紫外吸收物質(zhì)（UV-AS）含量、葉干質(zhì)量（LDM）、水溶性糖（W-SS）含量和根干質(zhì)量（RDM）作為烤煙苗期耐UV-B輻射鑒定指標(biāo)。UV-B輻射；烤煙品種；苗期；綜合評(píng)價(jià)紫外輻射按波長(zhǎng)可分為短波紫外輻射UV-A（200～280nm）、中波紫外輻射UV-B（280～320nm）和長(zhǎng)波紫外輻射UV-C（320～400nm）[1]。臭氧層作為抵御紫外輻射的天然屏障，UV-A雖能大量透過(guò)臭氧層，但對(duì)生物體產(chǎn)生的影響較小，UV-C被臭氧吸收殆盡，而UV-B由于其具有極高的能量，雖能被臭氧大量吸收，但殘余的UV-B輻射仍能對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生顯著影響[2]。前人研究表明：UV-B輻射增強(qiáng)可以降低馬鈴薯[3]、水稻[4]、大豆[5]和大麥[6]等作物的株高、葉面積和干質(zhì)量，抑制其光合作用，導(dǎo)致作物減產(chǎn)，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。UV-B輻射對(duì)植物生長(zhǎng)的抑制和生理?yè)p傷，一方面是由于DNA受損[7]，導(dǎo)致DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過(guò)程不能正常進(jìn)行，另一方面是由于自由基和活性氧的積累[8]，對(duì)細(xì)胞形成氧化脅迫所致。UV-B輻射對(duì)植物的損傷程度與DNA的修復(fù)能力[9]、次生代謝產(chǎn)物含量[10]、抗氧化酶系統(tǒng)活性[11]以及UVR8光受體蛋白的響應(yīng)[12]有關(guān)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，不同作物甚至同一作物不同品種對(duì)UV-B輻射的響應(yīng)均有差異[13-14]。根據(jù)GISS模型結(jié)果顯示，相對(duì)于1979—1992年，2010—2020年期間南北半球UV-B輻射強(qiáng)度增幅分別達(dá)到40%和14%[15]。因此，面對(duì)日益增強(qiáng)的UV-B輻射，篩選和培育耐UV-B輻射種植資源具有重要意義。云南位于低緯高原地區(qū)，UV-B輻射較強(qiáng)，且其輻射強(qiáng)度隨海拔高度的變化呈規(guī)律性遞增[16]。UV-B輻射增強(qiáng)不僅會(huì)影響烤煙的次生代謝產(chǎn)物及致香物質(zhì)含量，還會(huì)降低烤煙的中上等煙比例，對(duì)烤煙的經(jīng)濟(jì)價(jià)值產(chǎn)生負(fù)面影響[17]。目前，關(guān)于UV-B輻射對(duì)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育及生理進(jìn)程的影響已有較多報(bào)道，但僅有少數(shù)研究針對(duì)個(gè)別烤煙品種分析了其對(duì)UV-B輻射的種間響應(yīng)差異[18-19]。本研究選取22個(gè)來(lái)自不同地區(qū)的烤煙品種作為試驗(yàn)材料，以各烤煙品種苗期的生長(zhǎng)及生理指標(biāo)對(duì)UV-B輻射的響應(yīng)指數(shù)為基礎(chǔ)，采用多元分析方法，對(duì)不同烤煙品種苗期耐UV-B輻射能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，并篩選鑒定指標(biāo)，旨在為耐UV-B輻射烤煙品種的篩選及品種區(qū)劃提供參考。1材料與方法1.1試驗(yàn)地點(diǎn)與材料試驗(yàn)于云南農(nóng)業(yè)大學(xué)后山農(nóng)場(chǎng)（N25°04￠，E102°73￠）拱棚內(nèi)進(jìn)行，海拔1950m。供試22個(gè)烤煙品種分別來(lái)源于國(guó)內(nèi)外不同地區(qū)，中煙90、中煙98、中煙100、中煙103和中煙201來(lái)源于中國(guó)煙草總公司青州煙草研究所，云煙85、云煙87、云煙97、云煙201和云煙203來(lái)源于云南省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，紅花大金元來(lái)源于云南省路南（石林）縣，貴煙4號(hào)來(lái)源于貴州大學(xué)和貴州省煙葉公司，湘煙1號(hào)來(lái)源于湖南省郴州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所和郴州市煙草公司，翠碧1號(hào)來(lái)源于福建省寧化縣，凈葉黃來(lái)源于河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，K326來(lái)源于美國(guó)諾斯樸金種子公司，G80來(lái)源于美國(guó)斯佩特種子公司，NC82、NC102和NC297來(lái)源于美國(guó)北卡羅來(lái)納州煙草試驗(yàn)站，KRK23和KRK26來(lái)源于津巴布韋煙草研究院。1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用漂浮育苗的方式進(jìn)行育苗，每品種育苗2盤，其中一盤為自然UV-B輻射處理（對(duì)照），另一盤進(jìn)行增強(qiáng)UV-B輻射處理，共設(shè)2×22個(gè)處理。于試驗(yàn)拱棚內(nèi)設(shè)置可升降紫外燈架，并垂直于試驗(yàn)煙苗，通過(guò)調(diào)節(jié)紫外燈與煙苗頂部的距離控制輻射強(qiáng)度，并利用紫外輻射測(cè)定儀（北京師范大學(xué)生產(chǎn)）測(cè)定煙苗頂端的輻射強(qiáng)度。增強(qiáng)UV-B輻射處理采用北京電光源研究所生產(chǎn)的UV-B燈管（40W，光譜為275～380nm）進(jìn)行模擬并用0.13mm醋酸纖維膜緊貼以過(guò)濾290nm以下的紫外線，除陰雨天外，自小“十”字期開(kāi)始至成苗，每天10:00～17:00輻照7h，紫外燈至煙株頂部的距離為0.55m，以提供4.60kJ/m2·d的增強(qiáng)UV-B輻射。自然UV-B輻射處理（對(duì)照）上方同樣懸掛UV-B燈管，但通過(guò)0.075mm聚酯膜緊貼以去除UV-B輻射降低試驗(yàn)誤差。通過(guò)Caldwell[20]模擬公式計(jì)算紫外光生物有效輻射強(qiáng)度。昆明地區(qū)夏至（晴天）時(shí)大氣紫外光生物有效輻射強(qiáng)度為10.00kJ/m2·d，按照Madronich等[21]的模型和LI等[22]的模型計(jì)算，本試驗(yàn)?zāi)M增強(qiáng)UV-B輻射處理相當(dāng)于昆明地區(qū)夏至（晴天）時(shí)18.31%的臭氧衰減。1.3主要測(cè)定指標(biāo)及方法1.3.1生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定于各品種煙苗處理45d時(shí)，選取長(zhǎng)勢(shì)均勻一致的5株煙苗參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測(cè)量方法》（YC/T142—1998）測(cè)定各處理幼苗鮮質(zhì)量（SFW）、幼苗葉干質(zhì)量（LDM）、幼苗根干質(zhì)量（RDM）、最大葉長(zhǎng)（LL）、最大葉寬（LW）、株高（PH）和莖圍（SG）。1.2.1生理指標(biāo)的測(cè)定于增強(qiáng)UV-B輻射和對(duì)照處理30d時(shí)取長(zhǎng)勢(shì)均勻一致的20株幼苗葉片（從上到下第2、第3完全展開(kāi)葉）40片，測(cè)定抗氧化酶活性和部分生理指標(biāo)，方法如下：過(guò)氧化物酶（POD）活性采用愈創(chuàng)木酚氧化法[23]；超氧化物岐化酶（SOD）活性采用氮藍(lán)四唑（NBT）光還原法[23]；多酚氧化酶（PPO）活性采用鄰苯二酚氧化法[24]；相對(duì)電導(dǎo)率（EC）的測(cè)定采用電導(dǎo)儀法[24]；脯氨酸（Pro）含量采用茚三酮顯色法[25]；丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸反應(yīng)法[25]；水溶性總糖（W-SS）含量的測(cè)定采用蒽酮比色法[25]；水溶性蛋白質(zhì)（SP）采用考馬斯亮藍(lán)G-250法[25]測(cè)定；紫外吸收物質(zhì)（UV-AS）采用酸化甲醇（甲醇:蒸餾水:鹽酸=79:20:1）提取法[26]。1.4數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析通過(guò)MicrosoftExcel2010進(jìn)行常規(guī)數(shù)據(jù)處理，運(yùn)用SPSS26.0軟件進(jìn)行多元分析。數(shù)據(jù)處理及分析方法如下[27-28]。（1）對(duì)22個(gè)烤煙品種的各項(xiàng)測(cè)定指標(biāo)進(jìn)行單變量分析確定其UV-B效應(yīng)C=（UV-B-CK）/CK（1）式中，C：各單項(xiàng)指標(biāo)對(duì)增強(qiáng)UV-B輻射的響應(yīng)指數(shù)；UV-B：增強(qiáng)UV-B輻射處理下各指標(biāo)的測(cè)定值，CK：自然UV-B輻射（對(duì)照）下各指標(biāo)的測(cè)定值。（2）對(duì)C值進(jìn)行相關(guān)性分析，并通過(guò)主成分分析后計(jì)算各綜合指標(biāo)的隸屬函數(shù)值。U（X）=（X-min）/（max-min），=1,2,3…（2）式中，U（X）：表示第個(gè)綜合指標(biāo)的隸屬函數(shù)值；X：表示第個(gè)綜合指標(biāo)值；max和min分別表示第個(gè)綜合指標(biāo)值的最大值和最小值。（3）各綜合指標(biāo)的權(quán)重（W）式中，W：表示第個(gè)綜合指標(biāo)的權(quán)重；P：為第個(gè)綜合指標(biāo)的貢獻(xiàn)率。（4）不同烤煙品種苗期對(duì)UV-B輻射耐性綜合評(píng)價(jià)值（）（5）對(duì)值進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，同時(shí)以值為因變量，C值作為自變量進(jìn)行逐步回歸分析，建立烤煙苗期對(duì)UV-B輻射耐性預(yù)測(cè)模型。2結(jié)果與分析2.1各烤煙品種苗期對(duì)增強(qiáng)UV-B輻射的響應(yīng)指數(shù)分析由表1可知，各單項(xiàng)指標(biāo)對(duì)增強(qiáng)UV-B輻射的響應(yīng)指數(shù)在22個(gè)烤煙品種間變化顯著。除云煙87和云煙85的生長(zhǎng)指標(biāo)對(duì)增強(qiáng)UV-B輻射的響應(yīng)呈正相關(guān)外，其余品種的絕大部分生長(zhǎng)指標(biāo)對(duì)增強(qiáng)UV-B輻射的響應(yīng)呈負(fù)相關(guān)。在生理指標(biāo)方面，不同品種的不同指標(biāo)對(duì)增強(qiáng)UV-B輻射的響應(yīng)指數(shù)各不相同。說(shuō)明各單項(xiàng)指標(biāo)對(duì)增強(qiáng)UV-B輻射的響應(yīng)指數(shù)只能反映烤煙幼苗對(duì)UV-B輻射耐性的片面數(shù)據(jù)，難以直接決定各品種對(duì)UV-B輻射的耐性強(qiáng)弱。2.2各烤煙品種苗期對(duì)增強(qiáng)UV-B輻射響應(yīng)指數(shù)的相關(guān)性分析由表2可知，PH與LW、LL、SG、SFW和LDM相關(guān)性極顯著；LW與LL、SG、SFW和RDM相關(guān)性極顯著，與LDM相關(guān)性顯著；LL與SG、SFW和LDM相關(guān)性極顯著，與RDM和MDA相關(guān)性顯著；SG與SFW、RDM和LDM相關(guān)性極顯著，與SP相關(guān)性顯著；SFW與RDM、LDM和SP相關(guān)性極顯著；RDM與LDM和SP相關(guān)性極顯著；LDM與SP相關(guān)性顯著；SOD與SP相關(guān)性極顯著；Pro與MDA相關(guān)性顯著?？梢钥闯?，各生長(zhǎng)指標(biāo)間的相關(guān)性較強(qiáng)，且各單項(xiàng)指標(biāo)所提供的評(píng)價(jià)信息相互關(guān)聯(lián)并存在重疊，即烤煙苗期對(duì)增強(qiáng)UV-B輻射的響應(yīng)不是單一性狀的表現(xiàn)，各指標(biāo)在烤煙苗期耐UV-B輻射能力評(píng)價(jià)體系構(gòu)建中的作用各不相同。因此，評(píng)價(jià)烤煙苗期對(duì)增強(qiáng)UV-B輻射的耐性指標(biāo)，需要進(jìn)一步鑒定。2.3各烤煙品種苗期對(duì)UV-B輻射耐性評(píng)價(jià)指標(biāo)的主成分分析將16個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)對(duì)增強(qiáng)UV-B輻射的響應(yīng)指數(shù)進(jìn)行主成分分析，通過(guò)表3可以看出：前5個(gè)綜合指標(biāo)（CI）的貢獻(xiàn)率分別為36.10%、14.51%、11.27%、9.04%和6.91%，累計(jì)貢獻(xiàn)率為77.83%。因此，分析出的這5個(gè)新的相互獨(dú)立的綜合指標(biāo)能代表原來(lái)16個(gè)具有相互關(guān)聯(lián)的單項(xiàng)指標(biāo)的絕大部分信息，分別定義為第1（CI1）～第5（CI5）主成分，可用來(lái)綜合評(píng)價(jià)烤煙苗期對(duì)UV-B輻射的耐受性。通過(guò)各綜合指標(biāo)對(duì)應(yīng)特征向量可以看出，CI1中主要與各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)相關(guān)；CI2中主要與PPO、SOD、MDA和SP指標(biāo)相關(guān)；CI3中主要與Pro、MDA和W-SS指標(biāo)相關(guān)；CI4主要與EC和UV-AS指標(biāo)相關(guān)；CI5主要與POD指標(biāo)相關(guān)。表122個(gè)烤煙品種各單項(xiàng)指標(biāo)對(duì)增強(qiáng)UV-B輻射的響應(yīng)指數(shù)（C）Tab.1Responseindex(TC)ofindividualindicesof22flue-curedtobaccovarietiestoenhancedUV-Bradiation續(xù)表1品種varitiesPHLWLLSGSFWRDMLDMPODSODPPOECProMDAW-SSSPUV-AS云煙203-0.48*-0.09*-0.21*-0.14*-0.40*-0.23*-0.69*-0.04-0.46*2.62*-0.27*-0.15*-0.19*0.64*-0.31*-0.26*紅花大金元-0.15*-0.34*-0.30*-0.27*-0.45*-0.20*-0.82*-0.34*-0.020.23*-0.30*-0.28*-0.13*-0.33*-0.20*0.59*貴煙4號(hào)-0.01-0.11*-0.08-0.12*-0.26*-0.02-0.58*-0.030.21*0.51*-0.22*0.23*-0.16*0.040.000.28*湘煙1號(hào)-0.13*-0.14*-0.14*-0.22*-0.18*-0.48*-0.15*-0.32*0.78*-0.31*-0.050.02-0.14*0.10*0.25*-0.01翠碧1號(hào)-0.31*-0.24*-0.18*-0.22*-0.38*-0.27*-0.49*0.18*0.28*-0.32*0.050.04-0.30*0.68*-0.30*-0.07凈葉黃-0.24*-0.30*-0.28*-0.16*-0.58*-0.55*-0.42*0.09*0.23*0.10*-0.23*0.19*0.00-0.29*-0.31*0.42*K326-0.27*-0.12*-0.23*0.00-0.21*0.33*-0.17*-0.25*0.46*0.17*-0.10*0.22*-0.24*-0.13*0.08-0.26*G80-0.11*-0.17*-0.18*-0.19*-0.37*-0.45*-0.72*0.07*0.081.13*-0.13*0.35*-0.23*0.34*0.020.45*NC82-0.09*-0.19*-0.050.05-0.20*-0.25*0.06-0.12*0.67*0.31*-0.17*0.78*-0.25*-0.27*-0.060.21*NC102-0.21*0.02-0.10*-0.04-0.040.96*0.11*0.25*0.59*-0.28*-0.12*-0.070.090.16*0.19*0.23*NC2970.15*0.14*0.16*-0.09*0.20*0.30*-0.61*-0.18*0.29*2.18*-0.09*0.32*-0.37*-0.16*-0.010.09*KRK23-0.34*-0.35*-0.40*-0.21*-0.54*-0.31*-0.95*0.050.33*1.85*-0.27*-0.29*0.04-0.090.010.12*KRK26-0.40*-0.38*-0.32*-0.29*-0.56*-0.49*-0.72*0.16*0.23*0.21*-0.080.04-0.15*0.03-0.010.03注：*表示差異顯著（＜0.05）；PH.株高；LW.葉寬；LL.葉長(zhǎng)；SG.莖圍；SFW.幼苗鮮質(zhì)量；RDM.根干質(zhì)量；LDM.葉干質(zhì)量；POD.過(guò)氧化物酶活性；SOD.超氧化物歧化酶活性；PPO.多酚氧化酶活性；EC.相對(duì)電導(dǎo)率；Pro.脯氨酸含量；MDA.丙二醛含量；W-SS.水溶性糖含量；SP.可溶性蛋白質(zhì)含量；UV-AS.紫外吸收物質(zhì)含量；以下表格縮寫與此表相同。Note:*indicatessignificantdifference(表2增強(qiáng)UV-B輻射處理下各單項(xiàng)指標(biāo)響應(yīng)指數(shù)（C）的相關(guān)系數(shù)矩陣Tab.2Correlationcoefficientmatrixofresponseindex(TC)ofeachsingleindexunderenhancedUV-Bradiationtreatment注：*表示差異顯著（＜0.05）；**表示差異極顯著（＜0.01）Note：*indicatessignificantdifference(<0.01).表3UV-B脅迫下各綜合指標(biāo)的系數(shù)及貢獻(xiàn)率Tab.3CoefficientandcontributionrateofeachcomprehensiveindexunderUV-Bstress注：*表示該指標(biāo)在對(duì)應(yīng)主成分中的絕對(duì)值最大。Note：*indicatesthattheabsolutevalueoftheindicatorinthecorrespondingprincipalcomponentisthelargest.2.4各烤煙品種苗期對(duì)增強(qiáng)UV-B輻射耐性綜合評(píng)價(jià)通過(guò)公式（2）計(jì)算22個(gè)烤煙品種各項(xiàng)測(cè)定指標(biāo)的隸屬函數(shù)值；通過(guò)公式（3）得出5個(gè)綜合指標(biāo)的權(quán)重分別為0.46、0.19、0.14、0.12和0.09；通過(guò)公式（4）計(jì)算22個(gè)烤煙品種對(duì)增強(qiáng)UV-B輻射的綜合耐性評(píng)價(jià)值（）（表4）。依據(jù)值對(duì)22個(gè)烤煙品種苗期對(duì)增強(qiáng)UV-B輻射的耐性強(qiáng)弱進(jìn)行排序，值最高的為NC102（0.66），表明其對(duì)UV-B輻射的耐性最強(qiáng)；值最低的為云煙203（0.18），表明其對(duì)UV-B輻射的耐性最弱。采用組間連接法對(duì)值進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，建立了聚類譜系圖（圖1），將22個(gè)烤煙品種劃分為4類。其中，NC102、云煙87、云煙85、NC82、中煙201、NC297和中煙100為第Ⅰ類，對(duì)UV-B輻射的耐性強(qiáng)；第Ⅱ類包括K326、湘煙1號(hào)、貴煙4號(hào)和中煙98，對(duì)UV-B輻射耐性中等；第Ⅲ類包括凈葉黃、G80、中煙90、紅花大金元、KRK23、KRK26和翠碧1號(hào)，對(duì)UV-B輻射耐性弱；第Ⅳ類包括中煙103、云煙201、云煙97和云煙203，對(duì)UV-B輻射較敏感。表422個(gè)烤煙品種苗期對(duì)增強(qiáng)UV-B輻射耐性的綜合評(píng)價(jià)續(xù)表4品種varieties綜合指標(biāo)值comprehensiveindexvalue隸屬函數(shù)值subordinativefunctionvalueD預(yù)測(cè)D值predictedDvalue預(yù)測(cè)差值difference預(yù)測(cè)精度/%evaluationaccuracyCI1CI2CI3CI4CI5U(X1)U(X2)U(X3)U(X4)U(X5)K3261.100.720.62-0.30-0.620.460.630.680.570.150.510.510.00399.41湘煙1號(hào)0.761.860.67-0.95-1.250.420.840.690.400.000.500.51-0.01397.40貴煙4號(hào)0.410.39-0.030.59-0.390.380.560.560.800.210.480.440.04091.67中煙980.23-2.162.391.34-0.240.360.091.001.000.250.470.430.03692.34凈葉黃-2.481.130.490.470.700.050.700.660.770.480.390.390.00498.97G80-0.72-0.100.58-0.36-0.720.250.470.670.560.130.380.350.03191.84中煙90-0.68-2.620.260.881.220.260.000.610.880.600.370.40-0.03490.81紅花大金元-2.751.37-0.500.89-0.900.020.750.480.880.090.330.39-0.05583.33KRK23-2.941.68-1.290.070.940.000.810.330.670.540.330.320.01196.67KRK26-2.540.800.83-1.300.060.050.640.720.310.320.310.300.01595.16翠碧1號(hào)-0.80-0.761.20-2.49-0.670.250.350.780.000.140.300.33-0.03090.00中煙103-1.87-0.27-1.24-0.11-0.910.120.440.340.620.080.270.29-0.02192.22云煙201-2.18-2.01-1.681.281.120.090.110.260.980.580.270.27-0.00299.26云煙97-2.780.03-0.24-0.94-0.810.020.500.520.4020.01195.22云煙203-1.75-2.48-2.34-0.02-0.390.140.030.140.69-0.00796.11權(quán)重indexweights0.420.092.5回歸分析及烤煙對(duì)UV-B輻射耐性指標(biāo)的選擇以值為因變量，16個(gè)指標(biāo)對(duì)增強(qiáng)UV-B輻射的響應(yīng)指數(shù)為自變量進(jìn)行逐步線性回歸分析，由表5建立回歸方程：=0.510+0.233SFW+0.135SOD+0.114UV-AS+0.113LDM－0.068W-SS+0.073RDM（＜0.05，2=0.974），表明在增強(qiáng)UV-B輻射條件下，對(duì)UV-B輻射耐性較強(qiáng)的品種，其幼苗鮮質(zhì)量（SFW）、超氧化物歧化酶（SOD）、紫外吸收物質(zhì)（UV-AS）、葉干質(zhì)量（LDM）和根干質(zhì)量（RDM）這5項(xiàng)指標(biāo)表現(xiàn)出增加趨勢(shì)，水溶性糖（W-SS）含量表現(xiàn)出降低趨勢(shì)，表明這6項(xiàng)指標(biāo)可用于預(yù)測(cè)相同條件下不同烤煙品種對(duì)UV-B輻射的耐性強(qiáng)弱。表5逐步回歸系數(shù)及顯著性3討論3.1烤煙耐UV-B輻射鑒定指標(biāo)響應(yīng)差異煙株為應(yīng)對(duì)UV-B輻射增強(qiáng)，會(huì)誘發(fā)自身一系列適應(yīng)性或防御性機(jī)制。歐陽(yáng)磊等[29]認(rèn)為煙株為適應(yīng)UV-B脅迫，會(huì)通過(guò)減小葉面積的方式以降低所受輻射量，而葉面積的縮小降低了煙株的光合效率，導(dǎo)致有機(jī)物合成減少，從而抑制煙株的生長(zhǎng)。在本研究中，除云煙85和云煙87的生長(zhǎng)指標(biāo)與增強(qiáng)UV-B輻射呈正相關(guān)外，增強(qiáng)UV-B輻射對(duì)其余20個(gè)烤煙品種的絕大部分生長(zhǎng)指標(biāo)均表現(xiàn)出抑制作用，這與李大肥等[30]、涂云等[31]的研究結(jié)果一致。此外，李俊等[13]研究發(fā)現(xiàn)：UV-B輻射增強(qiáng)在抑制植株地上部分生長(zhǎng)的同時(shí)，還會(huì)影響地下根系的發(fā)育。因此，本研究通過(guò)逐步回歸分析篩選出SFW、LDM和RDM作為鑒定烤煙耐UV-B輻射能力的3個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)，也進(jìn)一步說(shuō)明了UV-B脅迫對(duì)植物干物質(zhì)積累及分配的影響。對(duì)于云煙85和云煙87的生長(zhǎng)指標(biāo)在本試驗(yàn)條件下有所增加，可能是由于該UV-B輻射強(qiáng)度未能達(dá)到抑制其生長(zhǎng)的閾值，反而促進(jìn)了煙株的生長(zhǎng)，這一點(diǎn)在何承剛等[18]、朱罡等[32]的研究中均有所體現(xiàn)，即煙株生長(zhǎng)對(duì)UV-B輻射強(qiáng)度表現(xiàn)出“低促高抑”的現(xiàn)象。UV-B輻射脅迫對(duì)植物造成傷害其中重要的一條途徑就是活性氧（ROS）的產(chǎn)生，積累過(guò)多的O2-、OH-等自由基[33]。Tossi等[34]研究表明ROS積累與UVR8、COP1和HY5/HYP轉(zhuǎn)錄因子信號(hào)傳導(dǎo)途徑有關(guān)，植物為了防御ROS傷害就會(huì)激活自身保護(hù)措施，而SOD作為植物抵御氧化脅迫傷害的第1道防線，也是植物體內(nèi)清除O2-的主要酶[35]，就會(huì)通過(guò)SOD的大量表達(dá)來(lái)平衡體內(nèi)的活性氧，降低傷害[36]。糖類不僅是重要的光合產(chǎn)物，還是植物主要的碳源和能量物質(zhì)[37]。在本研究中，W-SS指標(biāo)在不同烤煙品種間的響應(yīng)差異顯著，對(duì)UV-B輻射較敏感的品種其W-SS指標(biāo)均有所增加，而耐性強(qiáng)的部分品種其W-SS指標(biāo)反而有所降低，作為預(yù)測(cè)模型中唯一一個(gè)表現(xiàn)出下降趨勢(shì)的鑒定指標(biāo)，體現(xiàn)出預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確性。紫外吸收物質(zhì)是植物應(yīng)對(duì)UV-B輻射增強(qiáng)的一類重要次生代謝產(chǎn)物，其主要成分為黃酮類和花青素苷等[26]，其不僅能有效猝滅羥自由基和過(guò)氧化氫自由基[38]，還能通過(guò)黃酮類化合物吸收紫外光，減少UV-B透過(guò)量，以保護(hù)葉片內(nèi)的光合機(jī)構(gòu)等敏感部位，增強(qiáng)自身對(duì)UV-B的防御能力[39]。在本試驗(yàn)條件下SOD與UV-AS指標(biāo)均僅有兩個(gè)品種煙苗顯著下降，與韓雯等[40]、李大肥等[30]的研究結(jié)果基本一致。綜上所述，以SOD、W-SS和UV-AS三個(gè)生理指標(biāo)來(lái)鑒定烤煙耐UV-B輻射能力具有一定的科學(xué)依據(jù)和理論支撐。3.2各烤煙品種對(duì)增強(qiáng)UV-B輻射的耐性通過(guò)主成分分析、隸屬函數(shù)法、聚類分析和逐步回歸等多元分析方法，結(jié)合多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)作物對(duì)逆境脅迫的耐性強(qiáng)弱，該分析方法已被應(yīng)用于蕓豆[27]和小白菜[28]等作物的耐性評(píng)價(jià)及鑒定指標(biāo)的篩選。因此，對(duì)多指標(biāo)進(jìn)行多元分析是綜合評(píng)價(jià)不同烤煙品種耐UV-B輻射能力的有效方法之一。響應(yīng)指數(shù)已被用于馬鈴薯[13]和冬小麥[41]等作物對(duì)UV-B輻射的敏感性評(píng)價(jià)。本研究以16個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)對(duì)增強(qiáng)UV-B輻射的響應(yīng)指數(shù)為基礎(chǔ)，利用多元分析方法，綜合評(píng)價(jià)了22個(gè)烤煙品種對(duì)UV-B輻射的耐性強(qiáng)弱。得到NC102、云煙87、云煙85、NC82、中煙201、NC297和中煙100耐性較好的結(jié)果。周平等[15]研究發(fā)現(xiàn)紫外輻射強(qiáng)度表現(xiàn)出隨海拔高度的升高而增加的趨勢(shì)。王育軍等[42]研究表明：NC102和NC297在昆明煙區(qū)適種海拔區(qū)間為1700～1900m，且在此海拔區(qū)間NC102所表現(xiàn)出的適應(yīng)性強(qiáng)于NC297，與本研究結(jié)果一致，同時(shí)也從側(cè)面說(shuō)明了該品種對(duì)于UV-B輻射耐性較好的結(jié)果。云煙85和云煙87對(duì)UV-B輻射耐性強(qiáng)一方面可能是由于兩個(gè)品種均是以K326為父本、云煙2號(hào)為母本雜交選育而來(lái)，而K326又是以Mcnair30和NC95雜交選育而成，且K326對(duì)UV-B輻射的耐性評(píng)價(jià)僅次于中煙100，兩個(gè)品種兼具了NC系烤煙品種和K326的優(yōu)良耐性基因，另一方面可能是由于兩個(gè)品種自云南省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院選育以來(lái)，作為云南主栽烤煙品種，與其長(zhǎng)期以來(lái)在高海拔地區(qū)種植形成的適應(yīng)性有關(guān)。中煙100是以烤煙新品系9201與優(yōu)質(zhì)品種NC82雜交選育而來(lái)，中煙201是以K326為母本與中煙98為父本選育而來(lái)。以上7個(gè)品種均存在一定的親緣關(guān)系，在本研究中通過(guò)聚類分析將其歸為一類，具有一定科學(xué)性和合理性，但基于不同品種對(duì)UV-B的響應(yīng)差異機(jī)理亟需進(jìn)一步研究。本研究將22個(gè)烤煙品種對(duì)UV-B輻射的耐性強(qiáng)弱分為耐性強(qiáng)（NC102、云煙87、云煙85、NC82、中煙201、NC297和中煙100）、耐性中等（K326、湘煙1號(hào)、貴煙4號(hào)和中煙98）、耐性弱（凈葉黃、G80、中煙90、紅花大金元、KRK23、KRK26和翠碧1號(hào)）和敏感型（中煙103、云煙201、云煙97和云煙203）4個(gè)類型。目前，中國(guó)有東北、東南、黃淮、西南和長(zhǎng)江中上游5個(gè)主產(chǎn)煙區(qū)，由于各產(chǎn)區(qū)地理坐標(biāo)及海拔高度的不同，導(dǎo)致各產(chǎn)區(qū)間UV-B輻射強(qiáng)度差異明顯。而UV-B輻射對(duì)烤煙的香氣風(fēng)格及煙葉品質(zhì)形成有至關(guān)重要的作用[43]。因此，本研究可針對(duì)各煙區(qū)UV-B輻射強(qiáng)度的不同，為不同烤煙品種的種植區(qū)劃及推廣提供參考?？偟膩?lái)說(shuō)，UV-B輻射對(duì)烤煙的影響是一種綜合性狀的表現(xiàn)，且各品種對(duì)UV-B輻射的響應(yīng)不同。本研究首次通過(guò)多元分析方法綜合評(píng)價(jià)了22個(gè)烤煙品種對(duì)UV-B輻射的耐性強(qiáng)弱，并建立了烤煙苗期耐UV-B輻射預(yù)測(cè)模型，該模型平均預(yù)測(cè)精度為95.24%，可用于鑒定烤煙對(duì)UV-B輻射的耐性強(qiáng)弱。4結(jié)論（1）本研究將供試的22個(gè)烤煙品種對(duì)UV-B輻射的耐性分為耐性強(qiáng)（7個(gè)）、耐性中等（4個(gè)）、耐性弱（7個(gè)）和敏感型（4個(gè)）4個(gè)類型，其中NC102、云煙87、云煙85、NC82、中煙201、NC297和中煙100耐性較強(qiáng)，中煙103、云煙201、云煙97和云煙203對(duì)UV-B輻射較敏感。（2）建立了烤煙苗期對(duì)UV-B輻射的耐性預(yù)測(cè)模型，=0.510+0.233SFW+0.135SOD+0.114UV-AS+0.113LDM－0.068W-SS+0.073RDM。[1]石新新，李佐同，楊克軍，等.增強(qiáng)的UV-B輻射對(duì)高粱幼苗光合和抗氧化系統(tǒng)的影響[J].光譜學(xué)與光譜分析，2016,36(5):1389-1395.SHIXinxin,LIZuotong,YANGKejun,etal.EffectsofenhancedultravioletBirradiationonphotosyntheticandantioxidantsystemofsorghumseedlings[J].SpectroscopyandSpectralAnalysis,2016,36(5):1389-1395.[2]AhmadP,PrasadM.UV-BRadiation,itseffectsanddefensemechanismsinterrestrialplants[J].EnvironmentalAdaptationsandStressToleranceofPlantsintheEraofClimateChange,2012(3):57-83.[3]李俊，楊玉皎，王文麗，等.UV-B輻射增強(qiáng)對(duì)馬鈴薯葉片結(jié)構(gòu)及光合參數(shù)的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2017,37(16):5368-5381.LIJun,YANGYujiao,WANGWenli,etal.EffectsofenhancedUV-Bradiationonpotatoleafstructureandphotosyntheticparameters[J].ActaEcologicaSinica,2017,37(16):5368-5381.[4]包龍麗，何永美，祖艷群，等.大田條件下增強(qiáng)UV-B輻射對(duì)元陽(yáng)梯田2個(gè)地方水稻品種葉片形態(tài)解剖結(jié)構(gòu)的影響[J].生態(tài)學(xué)雜志，2013,32(4):882-889.BAOLongli,HEYongmei,ZUYanqun,etal.EffectsofenhancedUV-BradiationontheleafmorphologyandanatomicalstructureoftwolocalricevarietiesinYuanyangterracedfields,YunnanProvinceofSouthwestChina[J].ChineseJournalofEcology,2013,32(4):882-889.[5]吳榮軍，姚娟，鄭有飛，等.地表臭氧含量增加和UV-B輻射增強(qiáng)對(duì)大豆生物量和產(chǎn)量的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象，2012,33(2):207-214.WURongjun,YAOJuan,ZHENGYoufei,etal.CombinationeffectsofelevatedO3andenhancedUV-Bradiationonbiomassandyieldofsoybean[J].ChineseJournalofAgrometeorology,2012,33(2):207-214.[6]朱婷婷，婁運(yùn)生，黃巖.UV-B輻射增強(qiáng)及種植密度對(duì)大麥生長(zhǎng)發(fā)育的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2013,29(2):254-260.ZHUTingting,LOUYunsheng,HUANGYan.EffectsofplantingdensityandenhancedUV-Bradiationongrowthanddevelopmentofbarley[J].JiangsuJournalofAgriculturalSciences,2013,29(2):254-260.[7]HARGREAVESA,TAIWOFA,DUGGANO,etal.Near-ultravioletphotolysisof?-phenylpyruvicacidgeneratesfreeradicalsandresultsinDNAdamage[J].JournalofPhotochemistryandPhotobiologyB:Biology,2007,89(2/3):110-116.[8]LatifiA,RuizM,ZhangCC.Oxidativestressincyanobacterial[J].FEMSMicrobialogyReviews,2009,33(2):258-278.[9]TaylorRM,TobinAK,BrayCM.DNAdamageandrepairinplants[M].Cambridge:CambridgeUniversityPress,1997.[10]劉佳鈺，王蓉，張弛，等.UV-B輻射與植物次級(jí)代謝產(chǎn)物變化的研究進(jìn)展[J].基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué)，2017,36(8):3157-3166.LIUJiayu,WANGRong,ZHANGChi,etal.ResearchprogressontheinfluenceofUV-Bradiationonchangesofsecondarymetabolitesinplant[J].GenomicsandAppliedBiology,2017,36(8):3157-3166.[11]呂杰，王超，劉璐，等.UV-B脅迫對(duì)植物抗氧化酶活性的影響[J].吉林師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2019,40(4):113-117.LVJie,WANGChao,LIULu,etal.AdvanceinresponseofantioxidantenzymesysteminplanttoUV-Bstress[J].JilinNormalUniversityJournal(NaturalScienceEdition),2019,40(4):113-117.[12]陳慧澤，韓榕.植物響應(yīng)UV-B輻射的研究進(jìn)展[J].植物學(xué)報(bào)，2015,50(6):790-801.CHENHuize,HANRong.PlantsrespondtoUV-Bradiation:areview[J].ChineseBulletinofBotany,2015,50(6):790-801.[13]李俊，牛金文，楊芳，等.不同馬鈴薯品種（系）對(duì)增強(qiáng)UV-B輻射的形態(tài)響應(yīng)[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2016,24(6):770-779.LIJun,NIUJinwen,YANGFang,etal.Morphologicalresponsesofpotatovarieties(lines)toenhancedUV-Bradiation[J].ChineseJournalofEco-Agriculture,2016,24(6):770-779.[14]陳建軍，祖艷群，陳海燕，等.UV-B輻射增強(qiáng)對(duì)20個(gè)大豆品種生長(zhǎng)與生物量分配的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2004,23(1):29-33.CHENJianjun,ZUYanqun,CHENHaiyan,etal.InfluenceofenhancedUV-Bradiationongrowthandbiomassallocationoftwentysoybeancultivars[J].JournalofAgro-environmentalScience,2004,23(1):29-33.[15]TaalasP,KaurolaJ,KyllingA,etal.TheimpactofgreenhousegasesandhalogenatedspeciesonfuturesolarUVradiationdoses[J].GeophysicalResearchLetters,2000,27(8):1127-1130.[16]周平，陳宗瑜.云南高原紫外輻射強(qiáng)度變化時(shí)空特征分析[J].自然資源學(xué)報(bào)，2008,23(3):487-493.ZHOUPing,CHENZongyu.Analysisofthespatio-temporalcharacteristicsofUV-BstrengthchangeovertheYunnanplateau[J].JournalofNaturalResources,2008,23(3):487-493.[17]李大肥.增強(qiáng)紫外線-B輻射對(duì)烤煙葉片生理及品質(zhì)的影響[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010.LIDafei.Effectsofenhanceduv-bonthephosiologyandqualityofflue-curedtobaccoleaves[D].Nanjing:NanjingAgriculturalUniversity,2010.[18]何承剛，綦世飛，邵建平，等.增強(qiáng)UV-B輻射對(duì)兩個(gè)烤煙品種生長(zhǎng)和葉片解剖結(jié)構(gòu)的影響[J].中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，2012,18(5):34-38.HEChenggang,QIShifei,SHAOJianping,etal.Eff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