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        PEG—6000脅迫對不同品系小麥種子萌發(fā)的影響

        2012-12-31 00:00:00郁飛燕李保峰等
        山東農(nóng)業(yè)科學(xué) 2012年10期

        摘 要:干旱脅迫是貫穿小麥播種至收獲的整個(gè)生育過程的主要非生物限制因子,抗旱性研究是提高小麥抗旱性的基礎(chǔ)。本項(xiàng)研究利用5%、10%、15%、20% PEG-6000溶液模擬干旱脅迫,探討其對12個(gè)小麥品系種子萌發(fā)的影響。結(jié)果表明,PEG-6000處理能提高9611、2003/22、501、偃4100和2003(73)的發(fā)芽率,而5% PEG-6000處理能降低051287、9612、00-482、9711、986、520和527發(fā)芽率;5%、10% PEG-6000處理促進(jìn)了9611、2003/22、501、偃4100、2003(73)、9711、986和527的初生根和次生根伸長;PEG-6000濃度高于10%能抑制所有小麥品系胚芽的伸長??梢?,不同小麥品系的種子萌發(fā)對PEG-6000處理存在明顯的性狀差異,利用這種差異可初步篩選對干旱脅迫非敏感品系,為小麥雜交育種提供候選親本材料。

        關(guān)鍵詞:小麥品系;種子萌發(fā);PEG-6000

        中圖分類號:S512.101 文獻(xiàn)標(biāo)識號:A 文章編號:1001-4942(2012)10-0051-03

        干旱脅迫貫穿小麥播種至收獲的整個(gè)生育過程,是影響小麥生產(chǎn)的主要限制因子,作物抗旱性研究成為植物抗逆性研究中的重中之重[1]。在我國一些地區(qū),經(jīng)常出現(xiàn)夏秋連旱,甚至春夏秋三季連旱,不僅延遲小麥播期,影響種子萌發(fā),還易造成分蘗和成穗率下降以及灌漿受阻,最終導(dǎo)致產(chǎn)量嚴(yán)重下降。在生產(chǎn)上,人們常常采取抗旱鍛煉如蹲苗、擱苗和餓苗等措施提高小麥抗旱能力[2],然而上述措施存在難以操作、成本增加等問題。通過挖掘小麥自身的耐旱遺傳潛力、選育耐旱品種是減輕和抵御干旱脅迫的理想途徑。本項(xiàng)研究利用已有的12個(gè)小麥育種材料,探討PEG-6000對不同品系種子萌發(fā)的影響,期望從中篩選出對PEG-6000脅迫非敏感品系,為小麥耐旱育種提供良好的親本材料。1 材料與方法

        供試小麥(Triticum aestivum L.)品系12個(gè),為9611、2003/22、051287、501、偃4100、9612、00-482、2003(73)、9711、 986、520、527。分別從中挑選籽粒飽滿、無病蟲害、大小均勻和顏色一致的種子50粒,用2%的H2O2 消毒5 min后再用蒸餾水反復(fù)洗凈,然后浸沒于20 ml 的5%、10%、15%、20% PEG-6000 溶液中,對照加入等量蒸餾水,12 h后取出,將籽粒均勻放在直徑9 cm培養(yǎng)皿中的濾紙上。培養(yǎng)皿中分別加入5%、10%、15%、20% PEG-6000溶液10 ml,然后置于光照培養(yǎng)箱中萌發(fā),光照/黑暗溫度為30℃/20℃,光強(qiáng)為2 000 μmol/m2·s。每個(gè)品種重復(fù)3次。5天后統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽粒數(shù),測定每條根的根長及芽長。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 PEG-6000對不同品系小麥種子發(fā)芽率的影響

        表1顯示,不同濃度PEG-6000對12個(gè)小麥品系種子發(fā)芽率呈現(xiàn)明顯不同的影響。PEG-6000處理能提高9611、2003/22、501、偃4100和2003(73)的發(fā)芽率,PEG-6000促進(jìn)這些品系種

        子萌發(fā)的濃度存在很大差異,如5%PEG-6000處理能提高2003/22的發(fā)芽率,10% PEG-6000處理能提高9611、2003/22和偃4100的發(fā)芽率,15% PEG-6000處理能提高9611的發(fā)芽率,20% PEG-6000處理能提高501的發(fā)芽率。相反, 051287、9612、00-482、9711、986、520、527對PEG-6000處理表現(xiàn)敏感,5% PEG-6000處理就能降低其發(fā)芽率。

        2.2 PEG-6000對不同品系小麥種子初生根和次生根生長的影響

        表2顯示,不同濃度PEG-6000處理對12個(gè)小麥品系種子初生根和次生根根長呈現(xiàn)明顯不同的影響。5%、10% PEG-6000能不同程度地促進(jìn)9611、2003/22、501、偃4100、9612、2003(73)、9711、986、527品系的初生根和次生根伸長,其中9611、2003(73) 和527品系在5% PEG-6000處理時(shí)促進(jìn)程度較大,在10% PEG-6000處理時(shí)促進(jìn)程度下降,其余品系則在10% PEG-6000處理時(shí)促進(jìn)程度最大。個(gè)別品系如520對PEG-6000表現(xiàn)比較敏感,5%、10%、15%、20% PEG-6000處理能不同程度地抑制其初生根和次生根伸長。有些品系如051287和00-482,5% PEG-6000處理能抑制其根伸長,而10% PEG-6000處理卻促進(jìn)其根伸長。此外,15% PEG-6000處理仍能促進(jìn)501品系初生根和次生根伸長,卻抑制其余品系根的伸長。20% PEG-6000處理嚴(yán)重抑制所有品系初生根和次生根的伸長,

        2.3 PEG-6000對不同品系小麥種子平均芽長的影響

        表3顯示,不同濃度PEG-6000對不同品系小麥胚芽伸長影響不同。5% PEG-6000處理能抑制2003/22、偃4100、9612、00-482、9711、986、520和527品系胚芽伸長,而促進(jìn)9611、501和2003(73)等品系胚芽伸長,而對于051287品系胚芽伸長無影響。10%、15%和20% PEG-6000明顯抑制所有品系胚芽伸長,501對不同濃度PEG-6000脅迫表現(xiàn)不敏感,胚芽伸長抑制程度較小。

        3 討論與結(jié)論

        干旱是小麥生產(chǎn)中主要的自然災(zāi)害,小麥從播種到收獲,易遭遇不同程度的干旱脅迫,從而導(dǎo)致產(chǎn)量下降和嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。充分挖掘小麥自身耐旱的遺傳潛力,選育耐旱品種,在一定程度上可緩解干旱脅迫對不同生育期小麥的危害。

        PEG-6000是一種滲透調(diào)節(jié)劑,利用PEG-6000溶液可模擬不同程度的干旱脅迫。大量研究表明,PEG-6000能不同程度地抑制種子萌發(fā)[3~5], 且品種間敏感程度存在明顯差異[6]。在本項(xiàng)研究中,較低濃度(5%)PEG-6000對一些品系種子萌發(fā)存在明顯的抑制效應(yīng),這些品系種子對PEG-6000脅迫表現(xiàn)較為敏感。在較高濃度PEG-6000處理下,幾乎所有供試品系(501除外)都呈現(xiàn)抑制效應(yīng)。研究還發(fā)現(xiàn),一定濃度的PEG-6000處理,可提高另外一些品系種子發(fā)芽率。文獻(xiàn)顯示,PEG-6000能促進(jìn)水稻和番茄等種子萌發(fā)[5, 7]。PEG-6000促進(jìn)種子萌發(fā)的原因在于降低了種子吸水速率,使種子膜系統(tǒng)得到較好修復(fù),并提前啟動(dòng)與萌發(fā)相關(guān)的各種代謝[8~10]??梢?,小麥種子對PEG-6000脅迫存在明顯的品系差異。

        PEG-6000處理對不同品系萌發(fā)種子胚芽和幼根伸長影響不同,主要表現(xiàn)在抑制胚芽伸長,而促進(jìn)初生根和次生根伸長,這樣有利于降低蒸騰作用,減少胚芽中水分損失,促進(jìn)根系下扎,利用較深土層水分,從而提高抗旱能力。可見,不同小麥品系對干旱脅迫具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。PEG-6000脅迫對不同小麥品系影響主要表現(xiàn)為促進(jìn)種子萌發(fā),抑制胚芽伸長,促進(jìn)初生根和次生根伸長,這種影響是一種生理上的適應(yīng),有利于緩解干旱脅迫造成的不利影響。根據(jù)這種特性,我們可以結(jié)合種子發(fā)芽率、根長和芽長,初步篩選出對干旱脅迫非敏感材料,為在小麥其他生育期結(jié)合形態(tài)、生理、生化和遺傳等特性進(jìn)一步篩選提供候選材料。根據(jù)本研究結(jié)果,可以初步確定9611和2003(73)為較好的候選親本材料。參 考 文 獻(xiàn):

        [1]張 斌,秦 嶺,王瑩瑩,等.作物抗旱分子機(jī)制研究進(jìn)展[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2011, 12:22-26.

        [2]譚曉榮,伏 毅,戴 媛.干旱鍛煉提高小麥幼苗抗旱性的抗氧化機(jī)理研究[J].作物雜志,2009,5:19-23.

        [3]李培英, 孫宗玖, 阿不來提. PEG模擬干旱脅迫下29份偃麥草種質(zhì)種子萌發(fā)期抗旱性評價(jià)[J].中國草地學(xué)報(bào),2010,32(1):32-39.

        [4]宋軍生,王 芳,魚小軍.PEG脅迫對板藍(lán)根種子萌發(fā)和幼苗生長的影響[J].種子, 2011,30(11):11-14.

        [5]楊 柳, 周瑞陽, 金聲楊.PEG模擬干旱脅迫對11份黃麻種子萌發(fā)的效應(yīng)[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2011,42(7):715-718.

        [6]張 倩,張洪生,蓋偉玲,等.玉米品種早期抗旱性分析[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2011, 2:21-23.

        [7]孫柳青,朱永良,程 英.PEG引發(fā)對番茄種子萌發(fā)的影響[J].上海蔬菜,2010,2: 68-69.

        [8]華智銳, 李小玲.PEG處理對商洛黃芩種子萌發(fā)和幼苗生長的影響[J].種子,2011, 30(1):102-104.

        [9]孫園園,孫永健,王明田,等.種子引發(fā)對水分脅迫下水稻發(fā)芽及幼苗生理性狀的影響[J].作物學(xué)報(bào),2010,35(11):1931-1940.

        [10]張 麗,祝利海.PEG引發(fā)對農(nóng)大108玉米種子萌發(fā)及活力的影響[J].種子科技,2011, 7:24-26. 山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 2012,44(10):54~55

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