高瓊 鄒原東

摘要 [目的]通過觀察玉米雜交種在干旱環(huán)境下的生長性狀表現(xiàn)，用玉米幼苗期的萌發(fā)抗旱指數(shù)來評價(jià)玉米的抗旱性，為抗旱品種選育提供借鑒。[方法]采用PEG-6000水溶液模擬干旱環(huán)境，比較4個(gè)玉米品種在幼苗期的發(fā)芽率、萌發(fā)性狀的變化。[結(jié)果]隨著天數(shù)的增加，4個(gè)品種的發(fā)芽率都表現(xiàn)為先增加后降低，在10%～15%的PEG-6000水溶液濃度下玉米品種的發(fā)芽率高于其他濃度處理;N7、NT3在干旱脅迫下種子萌發(fā)指數(shù)相對較高。從萌發(fā)抗旱指數(shù)的差異分析來看，N7、NT3與N3、T3有極顯著差異。[結(jié)論]N7、NT3的萌發(fā)性狀表現(xiàn)同抗旱指數(shù)差異性一致，可以用來鑒定玉米萌發(fā)期的抗旱性強(qiáng)弱。

關(guān)鍵詞 PEG-6000水溶液;抗旱;萌發(fā);差異性

中圖分類號 S 513 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）12-0032-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.12.009

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Abstract [Objective] The drought resistance of maize was evaluated by germination drought resistance index at seedling stage， which could be used for reference in breeding drought resistant varieties. [Method] PEG6000 aqueous solution was used to simulate the drought environment to compare the germination rate and germination characteristics of four maize varieties in the seedling stage. [Result] The germination rate of the four varieties increased first and then decreased with the increase of days. The germination rate of 10%-15% PEG6000 aqueous solution was higher than other concentrations. N7 and NT3 had higher germination droughtresistant index. According to the difference analysis of sprout index of drought resisting， N7 and NT3 showed extremely significant differences with N3 and T3. [Conclusion] The germination characters of N7 and NT3 were consistent with the difference of drought resistance index， which could be used to identify the drought resistance of maize during germination.

Key words PEG6000 solution;Drought resistance;Germination;Difference

玉米是我國種植面積較大的糧食作物，產(chǎn)量占據(jù)糧食總產(chǎn)量的1/3以上[1]。近年來，隨著國家關(guān)于種子管理相關(guān)法律的落地與實(shí)施，及科技投入的加大，玉米的生產(chǎn)呈現(xiàn)出新態(tài)勢[2-3]。育種工作在提高玉米產(chǎn)量和質(zhì)量中占據(jù)著不可估量的地位，但近些年干旱氣象災(zāi)害頻發(fā)，這對玉米育種工作提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。干旱不僅影響玉米的生長發(fā)育，也會直接影響到玉米的產(chǎn)量和收獲質(zhì)量[4]。研究表明，玉米因?yàn)楦珊抵轮卸葴p產(chǎn)可達(dá)10%～25%，最直接的表現(xiàn)是植株的外部形態(tài)的變化，而內(nèi)在生理的反映更多體現(xiàn)在根系吸水能力的減弱。因此，選育抗旱性強(qiáng)的玉米品種不僅是玉米育種中的重要任務(wù)，更關(guān)系到干旱地區(qū)玉米產(chǎn)量的提高和抵御旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)能力的提升[5-6]。對玉米選擇適宜的干旱鑒定指標(biāo)進(jìn)行抗旱研究，可以鑒別不同品種的抗旱適應(yīng)性，從而進(jìn)行不同級別的抗旱性評價(jià)，這對玉米產(chǎn)區(qū)特別是干旱地區(qū)玉米的生產(chǎn)具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義[7-8]。鑒于此，筆者以4個(gè)雜交種為測試對象，研究不同PEG-6000水溶液濃度（10%、15%、20%、25%）脅迫下玉米幼苗期的發(fā)芽率和萌發(fā)性狀的變化，采用萌發(fā)抗旱指數(shù)來評價(jià)玉米品種的抗旱性，比較出抗旱性較強(qiáng)的玉米品種，為當(dāng)?shù)剡x育抗旱品種提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以4個(gè)玉米雜交種為試驗(yàn)材料，各品種名稱及該試驗(yàn)代碼見表1。

1.2 試驗(yàn)方法

每個(gè)品種選取大小均勻、籽粒飽滿的種子各500粒，用75%的酒精消毒10 min，再用蒸餾水沖洗3次。在準(zhǔn)備好的長20 cm、寬 10 cm發(fā)芽盒中鋪上一定質(zhì)量的細(xì)沙，按照處理分別倒入配置好的濃度分別為10%、15%、20%和25%的PEG-6000水溶液，之后按照一定間距均勻?qū)⒂衩追N子擺放在發(fā)芽盒中，每個(gè)處理 50 粒，3 次重復(fù)，以蒸餾水作為對照，共計(jì)200粒種子。并將發(fā)芽盒置于SPX-250B-G型光照培養(yǎng)箱中，晝/夜溫度為26 ℃/25 ℃。采用早晚噴水的方法控制濕度在60%～70%，設(shè)定好數(shù)值，將光照時(shí)間調(diào)至白天/夜晚為12 h/12 h，光照強(qiáng)度為2 500 lx，連續(xù)培養(yǎng)10 d。在第 2、4、6、8天調(diào)查發(fā)芽數(shù)，計(jì)算發(fā)芽率。待生長到3葉1心時(shí)開始測定各項(xiàng)生長指標(biāo)，包括根系長度、根系條數(shù)、幼苗高度、幼苗鮮重和根鮮重，測定方法為用吸水紙吸取植株表面水分，用電子天平分別測定;幼苗干重和根干重的測定方法為在105 ℃下殺青5 h，并在100 ℃下烘干24 h，取出冷卻后用電子天平分別測定[9]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度PEG-6000水溶液處理對玉米種子發(fā)芽率的影響

由表2可知，每個(gè)試驗(yàn)品種的發(fā)芽率在干旱脅迫下的表現(xiàn)一致，隨著PEG-6000水溶液濃度的增加，發(fā)芽率降低，下降的趨勢在不同品種之間的差異較大，從第8天的表現(xiàn)來看，高低濃度之間發(fā)芽率差異最大的是N3，為0.90～0.28，其他的品種發(fā)芽率的差異由大到小依次為T3、NT3和N7。從天數(shù)來看，隨著天數(shù)的延長，4個(gè)品種的發(fā)芽率都呈先增加后降低的趨勢，降低的幅度由大到小依次為N7、NT3、T3、N3。綜合天數(shù)和濃度分析可知，N7在第6天、10%和15%濃度下的發(fā)芽率最高，NT3、N3、T3在第6天、10%濃度下的發(fā)芽率最高。

2.2 不同濃度PEG-6000水溶液處理對玉米種子萌發(fā)性狀的影響

由表3可知，隨著PEG-6000水溶液濃度的升高，4個(gè)品種的抗旱指數(shù)均下降，并且在10%濃度下的抗旱指數(shù)最大，25%濃度下最小。從品種來看，T3在10%濃度下的抗旱指數(shù)為0.84，而在25%的時(shí)候則達(dá)到0.40，在所有品種中下降的幅度最大，達(dá)到52.38%;下降最小的為N7，僅為41.11%。從15%以及20%濃度下的抗旱指數(shù)來看，不同玉米品種由大到小順序依次為NT3>N7>T3>N3?？梢娕cT3、N3相比，N7、NT3在干旱脅迫下種子萌發(fā)指數(shù)相對較高。

隨著PEG-6000水溶液濃度的升高，4個(gè)品種的根系長度、根系條數(shù)、幼苗高度、根系鮮重、幼苗鮮重、根干重、幼苗干重7個(gè)待測指標(biāo)都呈現(xiàn)出不同程度的下降。具體來看，N3、T3的根系長度隨著滲透液的濃度升高，下降的幅度要大于N7和NT3;NT3和T3玉米品種的根系條數(shù)都在10%濃度達(dá)到最大，而另外2個(gè)品種則在10%和15%的濃度下達(dá)到最大;在不同水溶液濃度下，N7、T3的幼苗高于另外2個(gè)品種，N7的幼苗高度下降幅度最小;不同濃度下，同一個(gè)品種的根系鮮重、根系干重的變化相同，從不同品種來看，NT3和N3在不同濃度下的數(shù)值也高于其他品種;N7的幼苗鮮重、干重在不同濃度下的下降幅度要小于其他品種。

2.3 相同濃度PEG-6000水溶液處理下不同玉米品種對萌發(fā)性狀的影響

由表4可知，在25%PEG-6000水溶液處理下4個(gè)品種間的萌發(fā)性狀有差異。其中N7的根系長度與其他品種有極顯著差異（P<0.01）N7、N3、T3的根系條數(shù)和NT3有極顯著差異（P<0.01）;N7、NT3、T3的幼苗高度和N3有極顯著差異（P<0.01）;4個(gè)品種之間在根系鮮重上表現(xiàn)出差異極顯著（P<0.01）;N3在幼苗鮮重上與其他品種有極顯著差異（P<0.01）;N7和NT3的根系干重、幼苗干重2個(gè)性狀與N7、N3有極顯著差異（P<0.01）。從萌發(fā)抗旱指數(shù)的差異分析來看，N7、NT3與N3、T3有極顯著差異（P<0.01）。

3 結(jié)論與討論

研究發(fā)現(xiàn)，在玉米遭受干旱脅迫條件下，科學(xué)地對其抗旱性指標(biāo)進(jìn)行鑒定并采取相應(yīng)的方法評價(jià)，對篩選玉米新品種，特別是抗旱性品種的育種具有重要的意義。袁志偉等[10]研究發(fā)現(xiàn)，采用形態(tài)和萌發(fā)指標(biāo)來鑒定作物的抗旱性是較為有效的，在作物種子萌發(fā)時(shí)可以采用抗旱指數(shù)來進(jìn)行評價(jià)。

該研究表明，隨著PEG-6000水溶液濃度的升高，4個(gè)品種根系長度、根系條數(shù)、幼苗高度、根系鮮重、幼苗鮮重、根干重、幼苗干重呈現(xiàn)出不同程度的下降，使用此濃度梯度來檢驗(yàn)玉米種子在干旱條件下的萌發(fā)是可行的。從上述性狀指標(biāo)的表現(xiàn)來看，干旱抑制了玉米的萌發(fā)，從不同品種來看，N7和NT3的定根系長度、根系條數(shù)、幼苗高度、根系鮮重的數(shù)值高于其他2個(gè)品種，并且在干旱脅迫下數(shù)值下降較小。NT3和N3的根系鮮重、根系干重隨著干旱脅迫的加強(qiáng)，其數(shù)值較大，且下降幅度緩慢。4個(gè)品種的幼苗鮮重和幼苗干重隨著干旱程度的加劇，數(shù)值相差較小，在不同濃度梯度下的數(shù)值差別較小。綜合分析抗旱性狀來看，N7和NT3幼苗期間的抗旱性要優(yōu)于N3和T3，2個(gè)品種的萌發(fā)性狀表現(xiàn)同抗旱指數(shù)差異性表現(xiàn)一致，在試驗(yàn)范圍內(nèi)可以作為評價(jià)鑒定玉米萌發(fā)期的抗旱性，由此可以為選出抗旱性強(qiáng)的品種提供依據(jù)。

該試驗(yàn)僅從玉米苗期宏觀生長狀態(tài)下進(jìn)行調(diào)查研究，為了更深入的探究待測品種的抗旱機(jī)理，今后可結(jié)合玉米體內(nèi)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的變化及蛋白質(zhì)編碼基因的誘導(dǎo)，不斷地改進(jìn)玉米抗旱性鑒定指標(biāo)及評價(jià)方法，從而更準(zhǔn)確、高效地反映玉米在干旱條件下的生長狀態(tài)及內(nèi)部生理變化，為玉米抗旱育種的研究提供支持。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳印軍，王琦琪，向雁.我國玉米生產(chǎn)地位、優(yōu)勢與自給率分析[J].中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2019，40（1）：7-16.

[2] 王樹圓.玉米在我國畜牧業(yè)中的地位和作用[J].中國農(nóng)業(yè)信息，2014（7）：252.

[3] 董小聃.淺析我國玉米種子市場現(xiàn)狀與發(fā)展[J].種子科技，2019（2）：42.

[4] 楊會舸，李楊.氣象災(zāi)害對玉米種植生產(chǎn)的影響[J].種子科技，2019（2）：16，19.

[5] 蔡甫格，張秀偉，鮑菊，等.3個(gè)雜交玉米種子萌發(fā)及苗期對水分脅迫的響應(yīng)[J].中國種業(yè)，2016（5）：46-48.

[6] 杜彩艷，段宗顏，潘艷華，等.干旱脅迫對玉米苗期植株生長和保護(hù)酶活性的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2015，33（3）：124-129.

[7] 王有恒，張存杰，段居琦，等.中國北方春玉米干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2018，36（2）：257-264，272.

[8] 韋仕甜，王杰，阮英慧.干旱脅迫對不同玉米品種苗期生理指標(biāo)的影響[J].耕作與栽培，2015（5）：20-21，44.

[9] 趙永鋒，王亞卿，賈曉艷，等.玉米雜交種苗期抗旱性鑒定與評價(jià)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，46（9）：51-53.

[10] 袁志偉，孫小妹.作物抗旱性鑒定指標(biāo)及評價(jià)方法研究進(jìn)展[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技，2012（11）：36-39.