(貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院生態(tài)工程學(xué)院， 貴州 畢節(jié) 551700)

赤霉素對喀斯特山區(qū)野生燕麥種子萌發(fā)的影響

蹇黎
(貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院生態(tài)工程學(xué)院， 貴州 畢節(jié) 551700)

利用不同濃度(0，100，200，400，600 mg/L)的赤霉素對喀斯特山區(qū)野生燕麥種子進行處理，測定其種子萌發(fā)活力。結(jié)果表明：除25 ℃、600 mg/L赤霉素濃度處理條件會對種子的發(fā)芽勢產(chǎn)生一定抑制作用外，其余條件下萌發(fā)的種子，發(fā)芽勢、發(fā)芽率會隨著赤霉素濃度的增加而提高。在25 ℃條件下，400 mg/L赤霉素濃度處理種子的萌發(fā)效果最佳，其發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)達到最高，分別為54%、92%、6.67。

赤霉素； 野生燕麥； 種子萌發(fā)； 發(fā)芽率； 發(fā)芽指數(shù)

燕麥(AvenasativaL.)是一年生禾本科燕麥屬植物，具有很高的營養(yǎng)價值、醫(yī)用價值及作為飼料帶來的經(jīng)濟價值，種植面積及產(chǎn)量僅次于玉米、水稻、大麥、小麥和高粱[1-3]。生長在土層淺薄、地表干旱、自然災(zāi)害頻發(fā)、生態(tài)環(huán)境惡劣的喀斯特山區(qū)的野生燕麥，具有一套自我生存的遺傳調(diào)節(jié)機制體系，蘊藏著許多相關(guān)耐環(huán)境脅迫特有基因資源，是我國珍稀野生種質(zhì)資源。通過喀斯特山區(qū)野生燕麥的特異基因資源來改善其他相關(guān)作物的環(huán)境適應(yīng)性，為燕麥新品種的選育提供耐環(huán)境脅迫強的優(yōu)異種質(zhì)資源，更為重要的是，可以建立環(huán)境脅迫基因鑒定和蛋白質(zhì)表達的技術(shù)平臺，以此提高我國麥類作物抗性育種效率和育種水準(zhǔn)。

目前，除部分學(xué)者在野生燕麥與節(jié)節(jié)麥、小黑麥、一粒小麥和野生二粒小麥進行雜交育種、少數(shù)的野生燕麥優(yōu)異基因研究外(如美國農(nóng)業(yè)部科學(xué)家從野生燕麥中提取抗黃銹病(Crownrust)基因)，鮮見對于野生燕麥的抗旱、耐寒、耐鹽堿脅迫等多種抗環(huán)境脅迫基因的研究[4-7]。因此，本研究擬利用不同濃度赤霉素對喀斯特山區(qū)野生燕麥種子進行處理，旨在找出適合野生燕麥種子萌發(fā)的最適條件。

1 材料與方法

1.1 材 料

實驗材料采自貴州16個不同的喀斯特山區(qū)，采集地海拔高度在700～1 900 m之間，其樣本植株具有生長態(tài)勢好、抗性強、籽粒大及飽滿等多種優(yōu)良性狀。

1.2 方 法

1.2.1 種子處理

對野生燕麥種子進行次氯酸鈣消毒后，選優(yōu)質(zhì)飽滿種子15份，每份300粒(3次重復(fù))。其中1組為對照(蒸餾水培養(yǎng))。

1.2.2 種子萌發(fā)的測定

在室溫下，分別用不同濃度(0，100，200，400，600 mg/L)的赤霉素對野生燕麥種子浸種24 h，用蒸餾水清洗3次后，蒸餾水浸種12 h，然后放置在鋪有濾紙的培養(yǎng)皿上，在溫度為20，25，30 ℃半光照的恒溫培養(yǎng)箱中，每個處理3次重復(fù)，以蒸餾水浸種為對照(0 mg/L)。

芽長達0.2 cm為萌芽標(biāo)志。

發(fā)芽勢(%)=7 d的發(fā)芽種子總數(shù)/種子播種總粒數(shù)×100%；

發(fā)芽率(%)=14 d的種子發(fā)芽粒數(shù)/種子播種總粒數(shù)×100%；

發(fā)芽指數(shù)(GI)= ∑(Gt/Dt)，式中：Gt為t日種子發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)種子發(fā)芽的天數(shù)。

1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析采用Excel和SPSS 19.0軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度赤霉素對野生燕麥種子發(fā)芽勢的影響

不同濃度赤霉素對喀斯特山區(qū)野生燕麥種子發(fā)芽勢的影響均不相同。從圖1可知，不同溫度條件下萌發(fā)種子的發(fā)芽勢變幅為44%～60%。在20 ℃和25 ℃條件下，與對照(46%、50%)相比，400 mg/L和600mg/L赤霉素濃度處理的種子，發(fā)芽勢均高于對照，分別為47%(54%)、49%(50%)；而100，200 mg/L赤霉素濃度處理下的種子，其發(fā)芽勢均低于對照，分別為40%(44.7%)、45%(46%)。在30 ℃條件下，所有赤霉素濃度處理的種子的發(fā)芽勢均高于對照(43.3%)，其大小依次為200 mg/L(51%)gt;600 mg/L(47%)gt;400 mg/L(46.3%)gt;100 mg/L(45%)。100 mg/L和200 mg/L赤霉素濃度處理下的種子，其發(fā)芽勢會隨溫度的升高而增加，而經(jīng)過400 mg/L和600 mg/L赤霉素濃度處理過的種子，其發(fā)芽勢最高均在25 ℃，分別為54%、50%；其次是20 ℃(47%、49%)；30 ℃時最低(46%、47%)。在不同溫度條件下，不同濃度赤霉素處理種子的均發(fā)芽勢也不相同，其中，25 ℃時發(fā)芽勢均值(48.8%)最高，30 ℃時發(fā)芽勢均值(46.4%)其次，20 ℃時發(fā)芽勢均值(45.4%)最低。t測驗結(jié)果表明：除25 ℃、400 mg/L赤霉素與20 ℃、100 mg/L赤霉素處理的種子發(fā)芽勢之間存在顯著的差異外(t=3.62)，其余各個溫度和不同濃度處理的種子間的發(fā)芽勢均無顯著差異。由此可見，與對照相比較，隨著赤霉素濃度的升高，野生燕麥種子的發(fā)芽勢呈先下降后升高的趨勢，最后基本與對照持平。

表1 不同溫度和不同赤霉素濃度對喀斯特野生燕麥種子間的t值

赤霉素濃度(mg/L)溫度(℃) 蒸餾水 100mg/L 200mg/L 400mg/L 600mg/L 20℃25℃30℃20℃25℃30℃20℃25℃30℃20℃25℃30℃20℃25℃250．02蒸餾水300．060．04204．12?0．020．01250．290．010．011．88100300．380．020．029．77??8．57??200．050．030．038．03??0．030．18250．140．030．020．010．170．030．04200300．030．040．014．82??0．050．040．010．08200．290．050．021．320．030．010．040．070．06250．010．426．23??2．45?1．371．751．490．066．39??1．02400307．41??0．010．044．15??0．010．210．310．020．010．144．78??200．070．040．015．49??0．020．020．030．370．010．010．010．01600253．340．030．032．51?6．44??9．24??1．770．016．67??3．75?0．012．071．71305．94??0．50．021．956．58??5．69??1．990．069．26??4．36??0．292．99?0．010．004

注：“*”表示p(0.05)顯著水平，“**”表示p(0.01)極顯著水平。

2.2 不同濃度赤霉素對野生燕麥種子發(fā)芽率的影響

在相同的培養(yǎng)條件下，不同濃度赤霉素處理的種子其發(fā)芽率也不相同(圖2)。在20 ℃條件下，除100 mg/L(72%)赤霉素處理的種子發(fā)芽率低于對照(76%)外，其余均高于對照，發(fā)芽率大小依次為85%(600 mg/L)gt;81%(400 mg/L)gt;80%(200 mg/L)。在25 ℃和30 ℃條件下，所有經(jīng)赤霉素濃度處理種子的發(fā)芽率均高于對照，變幅為80%～92%。在相同溫度條件下，野生燕麥種子的發(fā)芽率隨著赤霉素濃度的增加而增加。對于相同赤霉素濃度處理下的種子，在25 ℃時，野生燕麥種子的發(fā)芽率均值(85.4%)最高，30 ℃時發(fā)芽率均值(81.4%)其次，20 ℃時發(fā)芽率均值(78.8%)最低。t測驗結(jié)果(表1)表明：5種赤霉素濃度處理過的種子分別在3種溫度條件下的發(fā)芽率之間的差異性均不相同，除15個發(fā)芽率之間存在顯著差異性，其余不同處理對野生燕麥種子的發(fā)芽率之間均不存在顯著差異。

圖1 赤霉素對野生燕麥種子發(fā)芽勢的影響

2.3 發(fā)芽指數(shù)的測定

不同溫度條件下，經(jīng)過不同濃度赤霉素處理的野生燕麥種子的發(fā)芽指數(shù)也不相同。圖3表明，在20 ℃條件下，其發(fā)芽指數(shù)的變幅為4.96(100 mg/L)～6.15(600 mg/L)，與對照相比，只有600 mg/L赤霉素濃度處理種子的發(fā)芽指數(shù)(6.15)高于對照(5.9)；在25 ℃和30 ℃條件下，種子的發(fā)芽指數(shù)變幅較小，分別為5.83(100 mg/L)～6.67(600 mg/L)、5.46(100 mg/L)～6.28(600 mg/L)，25 ℃，400 mg/L與600 mg/L赤霉素濃度處理種子的發(fā)芽指數(shù)(6.67、6.61)高于對照(6.41)；30 ℃，所有赤霉素濃度處理種子的發(fā)芽指數(shù)(5.68、6.12、5.75、6.28)均高于對照(5.45)。所有不同溫度和不同濃度處理下的種子，最高發(fā)芽指數(shù)比最低發(fā)芽指數(shù)高出21.01%。

圖2 赤霉素對野生燕麥種子發(fā)芽率的影響

圖3 不同溫度和不同濃度赤霉素對野生燕麥種子發(fā)芽指數(shù)的影響

3 討 論

赤霉素是植物常用的一種生長調(diào)節(jié)劑，經(jīng)不同濃度的赤霉素處理過的種子，可對種子的萌發(fā)以及幼苗均有明顯的促進作用[8-10]。本研究中，在合適的溫度和適宜的赤霉素濃度條件下，野生燕麥種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均有所提高，25 ℃，400 mg/L赤霉素濃度處理種子的效果最好，野生燕麥種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)分別達到54%、92%、6.67。除25 ℃條件下，赤霉素濃度達到600 mg/L時反而會對野生燕麥種子的萌發(fā)產(chǎn)生一定的抑制作用外，在相同的溫度條件下，野生燕麥種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率不會隨著赤霉素濃度的增加而提高。

[1]Wise M L,Doehlert D C,McMullen M S.Association ofave.nanthramide concentration in oat(AvenasativaL.)grain with crown rust incidence and genetic resistance[J].Cereal Chemistry,2008,85(5):639-641.

[2]Eric R,Page,Robert S,et al.Modeling site-specific wild oat (Avena fatua) emergence across a variable landscape[J].Weed Science,2006,54(3):838-846.

[3]彭遠英,顏紅海,郭來春,等.燕麥屬不同倍性種質(zhì)資源抗旱性狀評價及篩選[J].生態(tài)學(xué)報,2011,31(9):2 478-2 491.

[4]Zeynab Mohamadzadeh,Eskandar Zand,Taher Nejadsattari,et al.Genetic diversity of wild oats Avena fatua and A.sterilis ssp. ludoviciana accessions of Iran[J].Journal of Food,Agriculture amp; Environment.2012,10(1):307-312.

[5]鄭會敏,馮海嫣,周海鵬,等.野生二粒小麥與二倍體野燕麥遠緣雜交后代的核型分析及進化關(guān)系[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2011,37(6):598-602.

[6]劉利青,周朝廷,周海鵬,等.提莫菲維小麥與二倍體野燕麥遠緣雜交后代的DNA斑點雜交分析[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,38(10):1-3.

[7]韓德俊,張小娟,魏國榮,等.一粒小麥與葡萄牙野燕麥遠緣雜交后代抗條銹病鑒定及抗性株系的篩選[J].麥類作物學(xué)報,2008,28(2):345-348.

[8]劉美茹,李金還,牛建行,等.赤霉素與化學(xué)試劑提高羊草種子萌發(fā)率及活力的比較研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報,2014,27(6):2 687-2 691.

[9]李義強,宋桂龍,郭宇.水浸與赤霉素處理對荊條種子萌發(fā)影響研究[J].種子,2012,31(3):10-13.

[10]徐小玉,張鳳銀,曹陽.赤霉素和乙烯利對美女櫻種子萌發(fā)及幼苗生長的影響[J].種子,2014,33(6):72-74.

(本欄目責(zé)任編輯：曾 勇)

Influence of GA3on Germination of Wild Oat Seeds in Karst Regions

JIANLi

2016-06-09

貴州省科學(xué)技術(shù)基金(編號：黔科合J字[2012]2012號)；畢節(jié)學(xué)院科學(xué)研究基金(編號：院科合字G2012011號，黔教科2008074)。

蹇 黎(1978—)，女，四川人；博士研究生，副教授，研究方向：植物分子育種；E-mail:zggyjl@163.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.10.102

S 512.6

A

1001-4705(2016)10-0102-03