曹 勇，姬虎太，寧東賢，馬 崗，楊秀麗

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所，山西臨汾041000）

我國國土面積中有1/2以上是干旱地區(qū)，水資源短缺一直是制約我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的重大難題，因此，選擇抗旱并能夠高效利用土壤中水分的小麥品種，已成為許多小麥育種者首要考慮的因素。山西地處內(nèi)陸，屬大陸性暖溫帶氣候，降雨量少，蒸發(fā)量大，是我國北方半干旱農(nóng)業(yè)區(qū)的組成部分，屬干旱嚴(yán)重的地區(qū)之一，小麥也以旱地小麥為主，所以，對(duì)小麥的抗旱性進(jìn)行鑒選具有重要的意義。

在小麥種子萌發(fā)的整個(gè)過程中，胚芽鞘有比胚芽更為強(qiáng)的出土能力，這就可以保護(hù)胚芽出土?xí)r不受損傷[1]。同時(shí)，相關(guān)研究也證實(shí)了胚芽鞘的尖端含有植物生長素和葉綠體，這就為幼苗能夠快速出土并進(jìn)行光合作用提供了有利的條件，因此，在小麥生長初期，胚芽鞘有著重要的作用[2-3]。Rebetzke等[4]通過實(shí)踐證明，將胚芽鞘長度作為小麥苗期抗旱性鑒選指標(biāo)的方法是可行的；關(guān)周博等[5]用不同濃度的PEG6000滲透溶液，對(duì)6個(gè)不同抗旱性小麥品種進(jìn)行處理，通過比較其胚芽鞘、千粒質(zhì)量、穗粒數(shù)、苗高、產(chǎn)量和抗旱指數(shù)間的相關(guān)性得出，與抗旱指數(shù)相關(guān)性最高的是胚芽鞘，說明胚芽鞘長度作為小麥苗期進(jìn)行抗旱性鑒選指標(biāo)的方法是可行的。盡管國內(nèi)外的很多學(xué)者都對(duì)胚芽鞘的長度與抗旱性的關(guān)系進(jìn)行了有益探索[6-7]，但是模擬土壤環(huán)境并測量小麥胚芽鞘長度方法的研究報(bào)道較少。鑒于此，本研究著重介紹了模擬土壤環(huán)境下測量小麥胚芽鞘長度方法的具體操作及其對(duì)小麥抗旱性鑒選指標(biāo)的可行性。

1 材料和方法

1.1 材料和設(shè)備

供試小麥品種為臨旱536、晉麥79號(hào)、晉麥47號(hào)、晉麥 92號(hào)（臨 Y8159）（4個(gè)旱地品種）和臨航2018、濟(jì)麥22（2個(gè)水地品種）共6個(gè)品種。每個(gè)品種挑選干凈、無雜質(zhì)、大小均勻一致的籽粒20粒，用于測量其胚芽鞘的長度（胚芽鞘伸長期間一直是利用種子中的營養(yǎng)，選取大小均勻一致的小麥種子可以減少由于種子自身營養(yǎng)物質(zhì)的不等造成的誤差）。

試驗(yàn)所用器材由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所化驗(yàn)室提供。供試器材為RXZ-260C智能人工氣候箱、Milli-QIntegral 10 System、恒溫冰箱、D-1型高壓蒸汽滅菌鍋、直徑9 cm的培養(yǎng)皿、濾紙、錫箔箱等。

試驗(yàn)所用的水均為純水，所用培養(yǎng)皿在滅菌鍋中消毒并用75%的乙醇擦拭內(nèi)外表面，濾紙使用前先高溫（120℃）烘烤滅菌。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)前的準(zhǔn)備 新收獲的小麥種子存在休眠現(xiàn)象，處于休眠狀態(tài)的種子必須度過休眠期才能發(fā)芽。這時(shí)應(yīng)解除休眠才能進(jìn)行該試驗(yàn)。對(duì)于剛收獲的小麥種子，必須先曬種，然后將干種子置于4℃條件下冷處理3～4 d。試驗(yàn)前將選好的小麥籽粒用75%乙醇沖洗其表面進(jìn)行消毒，然后再用純水沖凈表面殘留的乙醇。

1.2.2 試驗(yàn)方法 向鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿中加入純水20 mL充分浸潤，注意排凈濾紙底部氣泡，以免影響種子吸水，用事先消過毒的鑷子將各品種小麥籽粒均勻放入培養(yǎng)皿中，然后再加入純水10 mL，蓋上培養(yǎng)皿蓋，貼上籽粒品種標(biāo)簽，放入智能人工氣候箱中潤麥24 h（溫度20℃，濕度 25%）。

24 h后，將小麥籽粒取出，用噴壺將事先裁剪好的濾紙（長60 cm，寬60 cm）充分濕潤，然后挑選潤麥后露白的各品種小麥籽粒10粒，用鑷子均勻地放在濾紙對(duì)折后的中央直線上，注意同一品種的籽粒盡量放在一張濾紙上，便于以后測量和統(tǒng)計(jì)，所有小麥籽粒腹溝緊貼濾紙，胚乳朝同一個(gè)方向放置，小麥籽粒之間的距離控制在3 cm。小麥籽粒放好后，在濾紙上貼上品種名稱標(biāo)簽，然后把濾紙卷成圓筒狀，注意在卷濾紙時(shí)要保證小麥籽粒緊貼濾紙，濾紙盡量不要產(chǎn)生皺褶，以免小麥胚芽鞘長彎，測量時(shí)產(chǎn)生人為誤差。

所有待測小麥籽粒都卷好后，為保證所測胚芽鞘都向上生長，將其胚乳向下，濾紙圓筒豎向放置于事先準(zhǔn)備好的錫箔箱內(nèi)并保證箱內(nèi)無漏光，然后把錫箔箱放入智能人工氣候箱中7 d（溫度20℃，濕度25%）。

1.3 胚芽鞘長度的測量

將包裹小麥籽粒的濾紙展開平鋪后對(duì)胚芽鞘進(jìn)行測量。需要注意的是小麥種子根系較為發(fā)達(dá)，往往在包裹的濾紙內(nèi)相互纏繞，不易將濾紙展開，這時(shí)可將包裹小麥根系部分的濾紙剪掉后再展開。

正?？梢赃M(jìn)行胚芽鞘長度測量的小麥幼苗特征是：幼苗勻稱健壯，有一個(gè)發(fā)育好、直立的胚芽鞘，芽鞘中包著子葉或子葉延伸到芽鞘頂端，剛從芽鞘中伸出。

2 結(jié)果與分析

由表1可知，6個(gè)品種的胚芽鞘平均長度由大到小為臨旱536>晉麥92號(hào)（臨Y8159）>晉麥79號(hào)>晉麥47號(hào)>臨航2018>濟(jì)麥22。田間抗旱性較好的旱地品種臨旱536和晉麥92號(hào)（臨Y8159）的胚芽鞘長度明顯高于其他品種，水地品種臨航2018和濟(jì)麥22的胚芽鞘長度與其余4個(gè)旱地品種相比，胚芽鞘較短。田間試驗(yàn)也表明，臨旱536和晉麥92號(hào)（臨Y8159）的產(chǎn)量和抗旱指數(shù)較高，說明通過本試驗(yàn)方法利用胚芽鞘長度作為小麥材料抗旱鑒選的指標(biāo)是可行的。

表1 不同品種的小麥籽粒胚芽鞘長度比較 cm

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間一般為8 d，為了使試驗(yàn)數(shù)據(jù)更加可靠，可進(jìn)行3次重復(fù)比較，每次試驗(yàn)可選大量品種進(jìn)行比較，從而選出長胚芽鞘的品種，同時(shí)可在田間將試驗(yàn)品種進(jìn)行播種，將試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)與田間長勢(shì)和產(chǎn)量進(jìn)行比較，為選出抗旱節(jié)水的小麥新品種提供相關(guān)數(shù)據(jù)。

本試驗(yàn)主要是模擬小麥籽粒在土壤中的生長環(huán)境，為了能夠快速、大量地篩選出具有長胚芽鞘小麥而提出的方法，由于人為創(chuàng)造的環(huán)境和土壤環(huán)境存在差別，所以有條件的可選一定規(guī)格的容器，用沙床或土壤代替濾紙，但同時(shí)試驗(yàn)方法的操作上也會(huì)比較復(fù)雜。

干旱是我國北方地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的一個(gè)嚴(yán)重問題。培育抗旱能力強(qiáng)的小麥新品種是農(nóng)業(yè)科學(xué)家需要解決的重要課題。以20世紀(jì)90年代我國選育的抗旱節(jié)水小麥品種——晉麥47號(hào)為代表，近年來以抗旱、節(jié)水為主要特點(diǎn)的品種選育已不是一個(gè)新課題。一些新技術(shù)例如轉(zhuǎn)基因技術(shù)，通過導(dǎo)入來自大豆、棉花或小麥等作物的抗旱關(guān)鍵基因，創(chuàng)制出一批抗旱轉(zhuǎn)基因小麥新品系。多年以來，各地育種家和農(nóng)業(yè)科學(xué)研究者相繼選育出了不少抗旱、節(jié)水的小麥新品種。但是在抗旱節(jié)水小麥品種的選育過程中，如果用產(chǎn)量作為評(píng)價(jià)育種材料抗旱性的指標(biāo)，育種家必須花大量的時(shí)間，同時(shí)工作量也相對(duì)較大。小麥胚芽鞘長度的遺傳力較強(qiáng)，所以，通過模擬土壤環(huán)境測量小麥胚芽鞘長度，是一種快速鑒選小麥抗旱指標(biāo)比較理想的方法。

［1］張玉梅，林琪，姜雯，等.滲透脅迫條件下不同抗旱性小麥品種萌發(fā)期生理生化指標(biāo)的變化 [J].麥類作物學(xué)報(bào)，2006，26（ 6） ：125-130.

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