郭曉麗

（衡水學(xué)院生命科學(xué)系 河北 衡水 053000）

進(jìn)入21 世紀(jì)以來，隨著環(huán)境問題的日益突出，全球性的干旱程度逐漸加重，由此對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，尤其是糧食作物的產(chǎn)量構(gòu)成極大的威脅。中國是一個(gè)水資源相對(duì)短缺的國家，大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，尤其針對(duì)作物自身的水分高效利用將顯得尤為重要[1]。

實(shí)踐表明，干旱條件下作物產(chǎn)量提高的最直接手段就是種植抗旱高產(chǎn)作物品種，而優(yōu)良品種的篩選及鑒定是成功的關(guān)鍵。目前，傳統(tǒng)的篩選方法主要采用田間及產(chǎn)量數(shù)據(jù)來分析，篩選周期長，且很難對(duì)大批量的材料進(jìn)行選擇。此外，某些生理指標(biāo)的局限性限制了在育種上的應(yīng)用。

小麥?zhǔn)俏覈诙蠹Z食作物，尤其在北方廣泛種植，對(duì)其開展抗旱性分析及指標(biāo)鑒定對(duì)我國糧食高產(chǎn)具有重要的意義[2]。目前，針對(duì)小麥的抗旱性指標(biāo)分析及鑒定已有大量研究，對(duì)小麥的抗旱性分析及育種起到了很大的促進(jìn)作用。然而，由于小麥的種植周期長等制約因素，在短時(shí)間內(nèi)對(duì)大批量材料進(jìn)行篩選存在一定難度。本試驗(yàn)以衡水地區(qū)5 個(gè)小麥品種為材料，通過模擬干旱條件，對(duì)不同品種的發(fā)芽率、胚芽鞘長度、胚根數(shù)目和主胚根長度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，來鑒定衡水地區(qū)5 個(gè)不同小麥品種的抗旱程度。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料。供試材料為衡水地區(qū)35、5229、7228、0628、4399 等5 個(gè)小麥品種，由河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所提供。

1.2 試驗(yàn)方法。選取每個(gè)品種整齊、飽滿度較好的種子200 粒，其中對(duì)照100 粒，處理100 粒。將種子用0.1%的HgCl2消毒10 min，蒸餾水沖洗3 次，擺放在直徑10 cm 鋪有3 層濾紙的培養(yǎng)皿中，每個(gè)品種分放在不同培養(yǎng)皿中，每個(gè)放30 粒，重復(fù)3 次。分別加入濃度為20%的聚乙二醇溶液，以蒸餾水處理為對(duì)照，將培養(yǎng)皿放于25 ℃光照培養(yǎng)箱中。培養(yǎng)過程中，每個(gè)培養(yǎng)皿中每天補(bǔ)加對(duì)應(yīng)液體2 ml。培養(yǎng)至第8 d，統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率、胚芽鞘長度、主胚根長度以及胚根數(shù)目。

表1 小麥種子萌發(fā)期抗旱性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[3]

2 結(jié)果與分析

2.1 滲透脅迫處理對(duì)不同小麥品種相對(duì)發(fā)芽率的影響。干旱脅迫下植物種子的發(fā)芽情況是表征耐旱能力的重要依據(jù)之一。由表2 可見：PEG-6000 脅迫下各小麥品種的相對(duì)發(fā)芽率，其中品種7228、4399、35的相對(duì)發(fā)芽率較高，0628 的發(fā)芽率相對(duì)較低。由此，我們初步推斷各小麥品種的耐旱性強(qiáng)弱順序?yàn)?228＞4399＞35＞5229＞0628。

表2 不同小麥品種萌發(fā)期相對(duì)發(fā)芽率

2.2 滲透脅迫處理對(duì)不同小麥品種胚芽鞘長度的影響。大量研究表明，小麥的抗旱性與胚芽鞘長度有著密切的關(guān)系[4～5]。在滲透脅迫條件下，各品種的胚芽鞘生長均受到不同程度的影響，但表現(xiàn)狀況不盡相同。由圖1 我們可以發(fā)現(xiàn)，脅迫條件下，不同小麥品種胚芽鞘長度依次為7228＞4399＞35＞5229＞0628，且0628 品種在PEG 脅迫前后胚芽鞘長度相差1.35 cm，5229 品種相差1.09 cm，而7228 品種相差0.7 cm，4399 品種相差0.78 cm。由此可看出，抗旱性強(qiáng)的品種滲透調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，在干旱情況下胚芽鞘的生長受抑制小。由此我們初步可以推斷出5 種不同品種小麥的抗旱性強(qiáng)弱順序?yàn)?228＞4399＞35＞5229＞0628。

2.3 滲透脅迫處理對(duì)不同小麥品種主胚根長度的影響。主胚根長度是鑒定小麥抗旱性和豐產(chǎn)性的指標(biāo)，在滲透脅迫處理?xiàng)l件下，抗旱性強(qiáng)的品種主胚根長度受抑制較小[6]。由圖2 我們可以看出，滲透脅迫處理均顯著抑制了不同品種主胚根的伸長，其中5229 品種變化最大，滲透脅迫處理后與對(duì)照相比相差6.31 cm，0628 品種次之，而4399 品種滲透脅迫處理后與對(duì)照相比相差3.41 cm，7228 品種差異最小，為2.1 cm。由此我們可以推斷出5 個(gè)小麥品種的抗旱性強(qiáng)弱順序?yàn)?228＞4399＞35＞0628＞5229。

圖2 不同小麥品種主胚根長度

2.4 滲透脅迫處理對(duì)不同小麥品種胚根數(shù)目的影響。在滲透脅迫條件下，各品種的胚根數(shù)目均受到不同程度的影響。由圖3 我們可以看出，滲透脅迫處理各品種胚根數(shù)目的變化有增有減，7228、4399、35 品種均顯著增多，其中7228 品種變化最大，脅迫處理后與對(duì)照相比相差1.9，4399、35 品種僅次之，而0628、5229 品種胚根數(shù)有一定的減少，其中0628 相差1.08，5229 相差0.83。由前人研究結(jié)果我們判斷，可能是由于作物自身的生理反應(yīng)，胚根數(shù)增多，以適應(yīng)旱境，增強(qiáng)自身的抵御能力；也可能是種子自身抵御旱境能力弱或是受環(huán)境或操作技術(shù)的限制，導(dǎo)致品種胚根數(shù)目減少。由此我們可以推斷出5 個(gè)小麥品種的抗旱性強(qiáng)弱依次為7228＞4399＞35＞5229＞0628。

圖3 不同小麥品種胚根數(shù)目

3 結(jié)論與討論

小麥的抗逆性鑒定通常有形態(tài)學(xué)鑒定和生理生化水平鑒定。形態(tài)學(xué)主要包括株高、株型、葉形、根系狀態(tài)等參數(shù)；生理生化鑒定主要有光合作用指標(biāo)、可溶性蛋白、脯氨酸含量、抗氧化酶系統(tǒng)等[7～10]。本試驗(yàn)主要以形態(tài)學(xué)指標(biāo)為依據(jù)，對(duì)5 個(gè)不同小麥品種的抗旱性進(jìn)行分析鑒定。

試驗(yàn)通過對(duì)5 個(gè)不同品種小麥的相對(duì)發(fā)芽率、胚芽鞘長度、主胚根長度及胚根數(shù)目進(jìn)行綜合分析，得出各品種鑒定指標(biāo)的抗旱程度基本一致，其抗旱強(qiáng)弱順 序 依 次 為7228 ＞4399 ＞35 ＞5229 ＞0628，其 中7228、4399、35 這3 個(gè)品種抗旱性相對(duì)比較強(qiáng)，而5229、0628 這2 個(gè)品種抗旱性較弱?？购敌詮?qiáng)的品種其萌發(fā)期活力較強(qiáng)，可抵御干旱脅迫，進(jìn)一步保障了后期幼苗和根系的生長。但由于品種間的內(nèi)在差異，抗旱性的能力和形式會(huì)存在不同，只有因地制宜地對(duì)不同品種合理利用，才能篩選出適宜本地區(qū)的優(yōu)良品種。

作物抗旱性鑒定是對(duì)其抗旱能力強(qiáng)弱的評(píng)價(jià)過程，作物抗旱能力的強(qiáng)弱除其本身的遺傳特性起作用以外，環(huán)境因素的影響也尤為關(guān)鍵。同一品種在不同地區(qū)往往容易出現(xiàn)不同的表現(xiàn)特征，因此，在不同品種的抗旱鑒定中要依據(jù)實(shí)際情況，避開某一因子對(duì)某一測定項(xiàng)目的干擾，結(jié)合不同水平、不同方法，對(duì)作物品種進(jìn)行綜合性鑒定。此外，隨著小麥基因組測序的不斷完善，從分子水平闡明其抗性機(jī)理，結(jié)合基因工程手段開展分子育種，可為人類最終改良小麥抗旱性，提高小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)開辟新途徑。