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        4個(gè)煙草品種干旱脅迫下萌發(fā)和苗期生理特性及抗旱性評(píng)價(jià)

        2015-10-20 14:06:19劉玲玲丁永樂(lè)程傳策張豐收王瑩
        江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2015年5期
        關(guān)鍵詞:萌發(fā)生理特性抗旱性

        劉玲玲 丁永樂(lè) 程傳策 張豐收 王瑩

        摘要:利用聚乙二醇(PEG-6000)模擬干旱脅迫,研究了干旱脅迫對(duì)4個(gè)烤煙品種種子萌發(fā)和苗期生理特性的影響,并對(duì)其抗旱性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。在正常供水和15%PEG-6000模擬干旱條件下測(cè)定了種子發(fā)芽特性及幼苗生理生化等指標(biāo),將各性狀在正常供水與干旱脅迫下測(cè)定值的比值作為抗旱性評(píng)價(jià)指標(biāo)。結(jié)果表明,4個(gè)烤煙品種的抗旱性強(qiáng)弱依次為云煙87>畢納1號(hào)>黔西1號(hào)>韭菜坪2號(hào)。

        關(guān)鍵詞:烤煙;種子;萌發(fā);生理特性;抗旱性

        中圖分類號(hào):Q945.78 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1002-1302(2015)05-0104-03

        煙草是重要經(jīng)濟(jì)作物,在我國(guó)有較大種植面積。在干旱脅迫下煙葉會(huì)出現(xiàn)水分虧缺,導(dǎo)致煙草產(chǎn)量降低,同時(shí)嚴(yán)重影響煙葉品質(zhì)。貴州是典型的巖溶高原山區(qū),山高坡陡,巖溶地貌發(fā)育強(qiáng)烈,降雨后易產(chǎn)生徑流流失,致使水分缺乏,常成為制約煙草種植和品質(zhì)形成的主要因素,而耕地大多不連片、不平整,目前要實(shí)現(xiàn)大面積機(jī)械或自動(dòng)灌溉都是不現(xiàn)實(shí)的,且改進(jìn)耕作栽培方式也不能從根本上解決問(wèn)題;因此,選育推廣抗旱煙草品種是解決干旱威脅的一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)有效的主要措施。在煙草抗旱生理指標(biāo)以及機(jī)理研究中,鑒定品種的抗旱性是首要工作,對(duì)選育耐旱性品種以減輕干旱危害具有重要意義。Michel等發(fā)現(xiàn)聚乙二醇分子不進(jìn)入種子,Khajeh-Hoe-seini等發(fā)現(xiàn)聚乙二醇沒(méi)有毒性,所以聚乙二醇可以用來(lái)模擬干旱脅迫。本研究利用15%的聚乙二醇(PEG-6000)溶液模擬干旱脅迫,探討干旱脅迫對(duì)不同品種煙草種子萌發(fā)及生理指標(biāo)的影響,為抗旱品種的篩選提供理論依據(jù)。

        1.材料與方法

        1.1材料

        選用貴州省畢節(jié)地區(qū)主栽煙草品種畢納1號(hào)、云煙87、韭菜坪2號(hào)和黔西1號(hào)這4個(gè)品種的種子。種子由貴州省畢節(jié)市煙草公司提供。

        1.2方法

        1.2.1種子萌發(fā)試驗(yàn)采用培養(yǎng)皿紙上發(fā)芽法,參照《國(guó)際種子檢驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)。將種子均勻置于鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿(直徑9cm)中發(fā)芽,培養(yǎng)皿分為2組,試驗(yàn)組每個(gè)培養(yǎng)皿中加入2mL15%PEG-6000作為滲透介質(zhì)模擬干旱脅迫環(huán)境,對(duì)照組每個(gè)培養(yǎng)皿中加2mL蒸餾水代替

        2.結(jié)果與分析

        2.1干旱脅迫TN同煙草種子發(fā)芽特性的變化

        2.1.1干旱脅迫下不同煙草種子發(fā)芽率的變化

        發(fā)芽率是反映種子活力的常用指標(biāo)。從表1可以看出,PEG干旱脅迫對(duì)4個(gè)品種烤煙種子的發(fā)芽具有抑制作用,但不同品種對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)程度不同。云煙87干旱脅迫下發(fā)芽率最低,為87.0%,但是相對(duì)發(fā)芽率最高,為95.3%;畢納1號(hào)的相對(duì)發(fā)芽率為94.6%,略低于云煙87;黔西1號(hào)次之,為93.7%;韭菜坪2號(hào)的相對(duì)發(fā)芽率最低,為90.3%。相對(duì)發(fā)芽率越高,則干旱脅迫對(duì)種子的影響越小,該種子的抗旱性比較好。2.1.2干旱脅迫下不同煙草種子發(fā)芽指數(shù)的變化

        發(fā)芽指數(shù)是發(fā)芽率指標(biāo)的細(xì)化和深化,它放大了種子活力的特征,使種子的差異加大,是衡量干旱脅迫對(duì)種子發(fā)芽影響程度的一個(gè)重要指標(biāo)。由表2可見,干旱脅迫條件下,畢納1號(hào)發(fā)芽指數(shù)最高,與其他3個(gè)品種差異顯著。云煙87和畢納1號(hào)的相對(duì)發(fā)芽指數(shù)較高,分別為0.854和0.859;韭菜坪2號(hào)和黔西1號(hào)的相對(duì)發(fā)芽指數(shù)較低。相對(duì)發(fā)芽指數(shù)越高,則干旱脅迫對(duì)種子的影響越小,該種子的抗旱性越好。

        2.1.3干旱脅迫下不同煙草種子活力指數(shù)的變化

        活力指數(shù)是種子發(fā)芽速率和生長(zhǎng)量的綜合反映,是種子活力的更好指標(biāo)。從表3可以看出,干旱脅迫下,4個(gè)品種的活力指數(shù)均差異顯著。其中,畢納1號(hào)活力指數(shù)最大,為14.0;黔西1號(hào)活力指數(shù)最小,為8.13。云煙87的相對(duì)活力指數(shù)最大,為0.763;畢納1號(hào)和韭菜坪2號(hào)次之;黔西1號(hào)相對(duì)活力指數(shù)最低,為0.699。相對(duì)活力指數(shù)越高,則干旱脅迫對(duì)種子的影響越小,該種子的抗旱性比較好。

        2.2干旱脅迫下不同煙草幼苗素質(zhì)的變化

        2.2.1干旱脅迫下不同煙草幼苗全長(zhǎng)的變化從表4可以看出,正常供水條件下,畢納1號(hào)幼苗全長(zhǎng)最長(zhǎng),黔西1號(hào)幼苗最短,比畢納1號(hào)短0.531cm,差異顯著;干旱脅迫下韭菜坪2號(hào)和畢納1號(hào)幼苗較長(zhǎng),與云煙87和黔西1號(hào)差異顯著。云煙87的相對(duì)幼苗全長(zhǎng)較大,為0.893;其次是黔西1號(hào)和韭菜坪2號(hào),分別為0.892和0.882;畢納1號(hào)相對(duì)幼苗全長(zhǎng)最小,為0.816。相對(duì)幼苗全長(zhǎng)越大,說(shuō)明干旱脅迫對(duì)種子的影響越小,該種子的抗旱性比較好。

        2.2.2干旱脅迫下不同煙草幼苗鮮質(zhì)量的變化

        由表5可知,畢納1號(hào)在正常供水條件和干旱脅迫條件下的幼苗鮮質(zhì)量都是最大的,黔西1號(hào)在正常供水和干旱脅迫下的幼苗鮮質(zhì)量都是最小的。各品種在正常供水條件下幼苗鮮質(zhì)量的差異性均顯著,干旱脅迫下,云煙87與黔西l號(hào)的幼苗鮮質(zhì)量差異不顯著,與畢納1號(hào)和韭菜坪2號(hào)的差異顯著。黔西1號(hào)的相對(duì)幼苗鮮質(zhì)量最大,為0.870;云煙87、畢納1號(hào)次之,韭菜坪2號(hào)最小,為0.759。相對(duì)幼苗鮮質(zhì)量越大,則干旱脅迫對(duì)種子的影響越小,該種子的抗旱性比較好。

        2.2.3干旱脅迫下不同煙草幼苗干質(zhì)量的變化

        由表6可以看出,正常供水條件下,畢納l號(hào)幼苗干質(zhì)量最大,黔西1號(hào)最小,比畢納1號(hào)輕0.51mg/株,各品種幼苗干質(zhì)量差異均顯著;干旱脅迫條件下,黔西l號(hào)幼苗干質(zhì)量最小,畢納1號(hào)最大,比黔西1號(hào)重0.42mg/株,各品種幼苗干質(zhì)量差異均顯著。黔西1號(hào)的相對(duì)幼苗干質(zhì)量最大,為0.826;畢納1號(hào)次之,為0.821;云煙87較小,為0.772;韭菜坪2號(hào)最小,為0.768。相對(duì)幼苗干質(zhì)量越大,則干旱脅迫對(duì)種子的影響越小,該種子的抗旱性比較好。

        2.3干旱脅迫下不同煙草幼苗生理特性的變化

        在干旱等逆境條件下,煙草體內(nèi)的活性氧物質(zhì)增多,增強(qiáng)了對(duì)細(xì)胞膜脂的過(guò)氧化作用。植物為了維持正常的生長(zhǎng),通過(guò)抗氧化酶系統(tǒng)對(duì)活性氧進(jìn)行清除。在抗氧化酶系統(tǒng)中,超氧化物歧化酶(sOD)是植物抗氧化的第一道防線,能清除細(xì)胞中多余的超氧陰離子,過(guò)氧化氫酶(CAT)和過(guò)氧化物酶(POD)可以使過(guò)氧化氫歧化成水和氧分子,通過(guò)這3種酶的作用,可有效地控制植物體內(nèi)活性氧的積累。丙二醛(MDA)是植物膜脂過(guò)氧化反應(yīng)的最終分解產(chǎn)物,人們常用它作為膜脂過(guò)氧化反應(yīng)的指標(biāo)。對(duì)于抗旱性較強(qiáng)的植物品種,在同等脅迫處理強(qiáng)度下,SOD、CAT、POD酶活性增高幅度更大,或者酶活性下降幅度較小,并且丙二醛含量增幅不大。

        2.3.1干旱脅迫下不同煙草幼苗MDA的變化

        由表7可知,干旱脅迫下煙草幼苗的MDA含量較正常供水條件下有不同程度增加。干旱脅迫下黔西1號(hào)MDA含量最大,云煙87的MDA含量最小,兩者差異顯著。黔西1號(hào)的相對(duì)MDA含量最大,為1.319;其次是畢納1號(hào)和韭菜坪2號(hào);云煙87最小,為1.200。相對(duì)MDA含量越小,則干旱脅迫對(duì)種子的影響越小,該種子的抗旱性比較好。

        2.3.2干旱脅迫下不同煙草幼苗CAT的變化

        由表8可知,煙苗在干旱脅迫下的CAT活性較正常供水條件下有不同程度增加。正常供水條件下,黔西1號(hào)的CAT活性與另外3個(gè)品種差異顯著;干旱脅迫下韭菜坪2號(hào)CAT活性最大,畢納1號(hào)CAT活性最小,二者差異顯著。韭菜坪2號(hào)的相對(duì)CAT活性最大,為2.267;其次是畢納1號(hào),為2.054;云煙87次之,為1.969;黔西1號(hào)相對(duì)CAT活性最小。相對(duì)CAT活性越大,則干旱脅迫對(duì)種子的影響越小,該種子的抗旱性越好。

        2.3.3干旱脅迫下不同煙草幼苗POD的變化

        由表9可知,煙草幼苗在干旱脅迫下POD活性較之正常供水條件下有不同程度的增加。正常供水條件下,黔西1號(hào)的POD活性最大,與另外3個(gè)品種差異顯著;干旱脅迫下韭菜坪2號(hào)與畢納1號(hào)POD活性居中,2品種差異不顯著,與另外2品種差異顯著。云煙87的POD相對(duì)活性最大,為1.652;其次是韭菜坪2號(hào),為1.570;畢納1號(hào)次之,為1.511;黔西1號(hào)POD相對(duì)活性最小,為1.319。POD相對(duì)活性越大,則干旱脅迫對(duì)種子的影響越小,該種子的抗旱性比較好。

        2.3.4干旱脅迫下不同煙草幼苗SOD的變化

        由表10可知,煙草幼苗在干旱脅迫下的SOD活性較之正常供水條件下有不同程度的增加。正常供水條件下,黔西1號(hào)的SOD活性最大,韭菜坪2號(hào)的SOD活性最小,各個(gè)品種間差異均顯著;干旱脅迫下韭菜坪2號(hào)與黔西號(hào)SOD活性居中,2品種差異不顯著,與另外2品種差異顯著。云煙87的SOD相對(duì)活性最大,為2.300;其次是韭菜坪2號(hào),為2.211;黔西1號(hào)次之,為1.944;畢納1號(hào)SOD相對(duì)活性最小,為1.658。SOD相對(duì)活性越大,則干旱脅迫對(duì)種子的影響越小,該種子的抗旱性比較好。

        2.4不同品種煙草的抗旱性綜合評(píng)價(jià)

        隸屬函數(shù)法是植物抗旱性評(píng)價(jià)中較為常用的一種綜合評(píng)價(jià)方法,可在多個(gè)指標(biāo)測(cè)定的基礎(chǔ)上對(duì)植物抗旱性進(jìn)行較為綜合、全面的評(píng)價(jià),避免了使用單一評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)的不準(zhǔn)確性,評(píng)價(jià)的結(jié)果較為科學(xué)、可靠。4個(gè)烤煙品種的抗旱性綜合評(píng)價(jià)如表11所示,各品種抗旱性綜合評(píng)價(jià)的隸屬函數(shù)值排序?yàn)樵茻?7>畢納1號(hào)>黔西1號(hào)>韭菜坪2號(hào)。由此可知,云煙87抗旱性最強(qiáng),畢納1號(hào)次之,韭菜坪2號(hào)抗旱性最弱。

        3.結(jié)論與討論

        煙草的抗旱性是一個(gè)受多因素影響的、復(fù)雜的數(shù)量性狀,且不同煙草品種的抗旱性機(jī)制也不盡相同,使得不同品種對(duì)某一具體指標(biāo)的抗旱性反應(yīng)也不一定相同,因此在評(píng)價(jià)煙草的抗性指標(biāo)時(shí)應(yīng)綜合不同的指標(biāo),而不能孤立地把某一個(gè)指標(biāo)作為抗旱性的唯一指標(biāo)來(lái)鑒定。在作物抗逆性鑒定中,可使用逆境脅迫下與正常生長(zhǎng)條件下測(cè)定值的比值(相對(duì)值)作為評(píng)價(jià)指標(biāo),采用相對(duì)比值進(jìn)行分析,能減少不同品種各自的遺傳背景差異,使結(jié)果更具代表性,本試驗(yàn)也得出類似結(jié)論。本試驗(yàn)根據(jù)各個(gè)指標(biāo)的變化趨勢(shì)綜合考慮,4個(gè)烤煙品種的抗旱性強(qiáng)弱依次為云煙87>畢納1號(hào)>黔西1號(hào)>韭菜坪2號(hào)。本試驗(yàn)僅對(duì)煙草品種的發(fā)芽期和苗期進(jìn)行了抗旱性鑒定,因此試驗(yàn)的結(jié)果只代表這2個(gè)時(shí)期的抗旱性。發(fā)芽期和苗期抗旱性強(qiáng)的品種在干旱條件下發(fā)芽成苗好,幼苗生長(zhǎng)較快,干物質(zhì)積累多,為后期的生長(zhǎng)奠定了較好的基礎(chǔ)。

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