沙潔 支金虎

摘要：用聚乙二醇（PEG6000）模擬水分脅迫條件（0、-0.2、 -0. 3、-0. 5、-0.6、-0.8、-1.0 MPa），對(duì)10個(gè)番茄品種進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，研究滲透脅迫對(duì)番茄種子萌發(fā)及幼根發(fā)育的影響。結(jié)果顯示， 滲透勢(shì)越低，對(duì)種子發(fā)芽的脅迫程度越大，在-0.5、-0.6、-0.8、-1.0 MPa 處理下所有供試品種的種子均不能發(fā)芽。在0、-0.2、-0.3 MPa 處理下，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)及幼根發(fā)育均受到不同程度的抑制。在供試番茄品種中，石紅59號(hào)、IVF3155、屯河5501、IVF6172具有較強(qiáng)的耐干旱脅迫能力。

關(guān)鍵詞：水分脅迫；番茄；聚乙二醇（PEG6000）；種子；發(fā)芽率；幼根長(zhǎng)

中圖分類號(hào)：S641.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-1463（2018）05-0016-03

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2018.05.006

Bioinformatics Analysis of Wild Yak MT-3 Gene

LI Jie， WANG Jianfu

（College of Animal Science and Technology， Gansu Agricultural University， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract：This study aimed to study the bio-information of Wild yak MT-3 gene. The physicochemical characteristics， structures and functions of ovine MT-3 are predicted with software tools and database. Meanwhile， the phylogenetic tree of MT-3 and related proteins is constructed， The results show that the ORF of MT-3 is 513 bp which encoded 170 amino acids. The Wild yak protein of MT-3 is 17 556.37 Da in molecular weight， isoelectric point is 5.68. The secondary structure of MT-3 shows that it is mainly constituted of β-pleated sheet and coils， the encoding production conjecturally belongs to non-enzyme protein. MT-3 has an inhibitory activity on nerve growth， by scavenging free radicals and NO， it plays a role in protecting brain cells.

Key words：Wild yak；Metallothionein 3 gene；Bioinformatics analysis

番茄是我國(guó)種植面積和消費(fèi)量最大的蔬菜作物之一[1 - 3 ]。隨著全球氣候變暖，趨向異?；?，生態(tài)平衡遭到破壞，土地沙漠化、鹽堿化嚴(yán)重[3 - 4 ]、水資源短缺的問題日益嚴(yán)重[5 ]。干旱造成的農(nóng)作物損失幾乎在所有非生物脅迫中占首位，僅次于生物脅迫病蟲害。面對(duì)可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)的要求，培育和利用抗旱作物品種，推行有效的節(jié)水措施，是利用干旱土地的有效途徑。大部分番茄品種在整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育過程中對(duì)干旱脅迫都是比較敏感的，以種子發(fā)芽和苗期為最敏感[2 - 3， 6 ]。近年來(lái)，利用聚乙二醇（PEG）來(lái)模擬干旱脅迫鑒定種子抗旱性的方法，在樹木、玉米、大豆等經(jīng)濟(jì)作物中廣泛使用[7 - 10 ]，其優(yōu)點(diǎn)是方法簡(jiǎn)單，試驗(yàn)周期較短。我們采用PEG600模擬水分脅迫，選用10個(gè)番茄品種，研究不同番茄品種在不同滲透壓下種子萌發(fā)特性及幼根發(fā)育情況，以明確不同滲透勢(shì)脅迫對(duì)不同品種番茄發(fā)芽期耐旱性鑒定的指標(biāo)，為綜合評(píng)價(jià)番茄不同品種發(fā)芽期耐旱性和番茄品種的抗旱鑒定提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試番茄品種共10個(gè)，分別為屯河17號(hào)、石紅59號(hào)、IVF3155、紅雜33、石番15號(hào)、石紅45F1、屯河5501、茄番0738、IVF6172、AB2，均由塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院提供。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 種子消毒 試驗(yàn)前對(duì)番茄種子消毒。將番茄種子在10%NaClO 中浸泡3 min后撈出，用無(wú)菌水沖洗2遍，然后在70%C2H5OH中浸泡5 min撈出，用無(wú)菌水沖洗干凈，晾干備用。

1.2.2 試驗(yàn)方法 采用 PEG6000 溶液模擬水分脅迫，共設(shè)滲透勢(shì)為0（CK）、-0.2、-0.3、-0.5、 -0.6、-0.8、-1.0 MPa等7個(gè)處理。試驗(yàn)采用單因素7水平完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，每個(gè)處理10 粒種子，重復(fù) 3 次。將消毒后的番茄種子在室溫下浸種24 h，然后均勻地?cái)[放在加入10 mL處理液并鋪有單層定性濾紙的培養(yǎng)皿（直徑為9 cm）中，封口，置25 ℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)。每天觀察、記錄發(fā)芽種子數(shù)。第 8 天結(jié)束發(fā)芽，計(jì)算發(fā)芽率（GP）、發(fā)芽勢(shì)（GE）。

發(fā)芽勢(shì)=前3 d發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%

發(fā)芽率=規(guī)定日期內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%

2 結(jié)果分析

2.1 不同滲透勢(shì)對(duì)番茄種子發(fā)芽的影響

2.1.1 發(fā)芽率 從圖1可以看出，0 MPa處理的番茄種子發(fā)芽率除石番15號(hào)和紅雜33號(hào)較低，分別為63.3%和70.0%外，其余8個(gè)品種都在86%以上，其中屯河5501、石紅59號(hào)均達(dá)到100%。說(shuō)明0 MPa處理很適合番茄種子發(fā)芽。-0.2 MPa處理的番茄種子發(fā)芽率也相對(duì)較高，但跟0 MPa處理比較發(fā)芽率低且不穩(wěn)定，AB2發(fā)芽率最低，僅有10.0%；屯河5501發(fā)芽率最高，為93.3%。番茄種子發(fā)芽率為60%～80%的有3個(gè)品種，發(fā)芽率在80%以上的有5個(gè)品種，說(shuō)明-0.2 MPa處理相對(duì)較適合番茄種子發(fā)芽。-0.3 MPa處理的番茄種子發(fā)芽率較低，10個(gè)供試番茄品種的種子發(fā)芽率均低于60%，除石紅59號(hào)種子發(fā)芽率為53.3%外，其余品種種子發(fā)芽率為0～33.3%，與0 MPa處理和-0.2 MPa處理比較，-0.3 MPa處理的番茄種子發(fā)芽率很低，說(shuō)明-0.3 MPa處理對(duì)番茄種子發(fā)芽影響大，不利番茄種子發(fā)芽和生長(zhǎng)。而-0.5 MPa處理、-0.6 MPa處理、-0.8 MPa處理、-1.0 MPa處理的種子均未發(fā)芽。

2.1.2 發(fā)芽勢(shì) 從圖2可以看出，0 MPa處理（CK）下以IVF3155的發(fā)芽勢(shì)最高，為88.00%；石紅59號(hào)、屯河17號(hào)的發(fā)芽勢(shì)較高，分別為86.00%、85.00%；茄番0738的發(fā)芽勢(shì)最低，為28.00%?？梢姡? MPa處理（CK）下有3個(gè)品種的發(fā)芽勢(shì)在80%以上，發(fā)芽勢(shì)為60%～80%的有2個(gè)品種，其余品種的發(fā)芽勢(shì)為28.00%～52.00%。-0.2 MPa處理的種子發(fā)芽勢(shì)比0 MPa處理低很多，最高的是石紅59號(hào)，發(fā)芽勢(shì)為68.00%；最低是茄番0738，發(fā)芽勢(shì)為20.83%。-0.2 MPa處理對(duì)番茄種子發(fā)芽勢(shì)的抑制相比0 MPa處理（CK）較大，對(duì)發(fā)芽勢(shì)的影響也較明顯。-0.3 MPa處理的種子發(fā)芽勢(shì)非常低，只有石紅59號(hào)和IVF3155的發(fā)芽勢(shì)分別為6.25%和20.00%，其余品種發(fā)芽勢(shì)均為零。說(shuō)明-0.3 MPa處理對(duì)番茄種子發(fā)芽勢(shì)有很明顯的抑制作用，-0.5 MPa處理、-0.6 MPa處理、-0.8 MPa處理、-1.0 MPa處理種子發(fā)芽勢(shì)均為零。

2.2 不同滲透勢(shì)對(duì)番茄幼根發(fā)育的影響

從圖3可以看出，各處理下的番茄幼根長(zhǎng)由大到小依次為0 MPa處理、-0.2 MPa處理、-0.3 MPa處理。0 MPa處理下幼根最長(zhǎng)的是IVF3155，為7.46 cm。幼根長(zhǎng)在7 cm以上的有3個(gè)品種，分別為石紅59號(hào)、IVF3155和石番15號(hào)；幼根長(zhǎng)為6～7 cm的有3個(gè)品種，分別為石紅45F1、紅雜33和茄番0738；幼根長(zhǎng)為5～6 cm的有3個(gè)品種，分別為FIV6172、AB2、屯河5501；幼根長(zhǎng)在5 cm以下的只有屯河17號(hào)，幼根長(zhǎng)僅為4.2 cm。-0.2 MPa處理下幼根最長(zhǎng)的是IVF3155，為7.00 cm，幼根長(zhǎng)為5～7 cm的有4個(gè)品種，但均短于0 MPa處理下的幼根長(zhǎng)；其余品種幼根長(zhǎng)均在5 cm以下。-0.3 MPa處理下幼根最長(zhǎng)的是石紅45F1，為2.20 cm，幼根長(zhǎng)1～2 cm的有3個(gè)品種，其余品種幼根長(zhǎng)均在1 cm以下或?yàn)榱恪?/p>

3 小結(jié)與討論

研究結(jié)果表明，0 MPa處理下蕃茄種子萌發(fā)正常，滲透勢(shì)越高抑制種子發(fā)芽越顯著。這一趨勢(shì)與梁玉芹等[1 ] 、裴成成等[2 ]的研究結(jié)果一致。許多關(guān)于番茄受水分脅迫的研究表明，在輕度水分脅迫下番茄種子的發(fā)芽率有上升趨勢(shì)，但越低的滲透勢(shì)對(duì)番茄種子萌發(fā)有抑制作用[11 - 12 ]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，滲透勢(shì)越高對(duì)種子萌發(fā)的脅迫程度就越大，且水勢(shì)在 - 0.4 MPa 以上時(shí)所有參試材料都不能發(fā)芽。在-0.2 MPa、-0.3 MPa處理下，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、幼根生長(zhǎng)都受到不同程度的抑制。綜合發(fā)芽能力和幼根發(fā)育能力兩方面的結(jié)果認(rèn)為，番茄品種石紅59號(hào)、IVF3155、屯河5501、IVF6172具有較強(qiáng)的耐干旱脅迫能力。

隨著水分脅迫濃度的增大，種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)總體呈下降趨勢(shì)，從-0.2 MPa開始，不同品種的發(fā)芽、對(duì)水分脅迫的敏感程度差異越來(lái)越明顯，即不同品種番茄受水分脅迫抑制的程度不同。盡管各指標(biāo)分別體現(xiàn)種子萌發(fā)的不同方面，有的材料雖發(fā)芽率高，但長(zhǎng)勢(shì)沒那么好；有的發(fā)芽率雖略低，但長(zhǎng)勢(shì)較好，通過比較，它們表現(xiàn)的趨勢(shì)基本一致，可以用來(lái)作為芽期耐旱鑒定指標(biāo)。

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（本文責(zé)編：鄭立龍）