PEG干旱胁迫下植物生长调...小麦萌发期性状指标的相关性_梁晶.pdf

农 药AGROCHEMICALS梁晶,李进,张军高,等.PEG干旱胁迫下植物生长调节剂与小麦萌发期性状指标的相关性J.农药,2023,62(4):288-294.doi:10.16820/j.nyzz.2023.1013收稿日期：2022-11-26，修返日期：2022-12-30基金项目：新疆维吾尔自治区科技援疆项目(2022E02002)；农业农村部荒漠绿洲作物生理生态与耕作重点实验室开放课题(25107020-202203)；新疆农业科学院青年科技骨干创新能力培养项目(xjnkq-2022013)；黄土高原特色作物优质高效生产省部共建协同创新中心开放课题(SBGJXTZXKF-9)；新疆维吾尔自治区天山青年计划杰出青年科技人才培养项目(2020Q009)作者简介：梁晶(1992)，男，甘肃白银人，助理研究员，硕士，主要从事作物化控的研究。E-mail：。通讯作者：雷斌(1973)，男，四川南江人，研究员，博士，主要从事农药研制及应用技术研究。E-mail：。PEG干旱胁迫下植物生长调节剂与小麦萌发期性状指标的相关性梁 晶1a,2，李 进1a,2，张军高1a,2，周小云1a,2，龚静云1a,2，张宏芝1a,2，王 莉3，鄢 蓉3，雷 斌1bc,2(1.新疆农业科学院 a.核技术生物技术研究所；b.科技成果转化中心；c.农药试制中心，乌鲁木齐 830091；2.新疆作物化学调控工程技术研究中心，乌鲁木齐 830091；3.新疆农业大学 农学院，乌鲁木齐 830052)摘要：目的旨在为不同植物生长调节剂对小麦萌发期的抗旱栽培应用提供依据。方法采用20%PEG-6000模拟干旱胁迫，研究矮壮素、冠菌素、14-羟基芸苔素甾醇、萘乙酸和多效唑5种植物生长调节物质对小麦萌发期相关性状指标的影响。结果14-羟基芸苔素甾醇、冠菌素和萘乙酸随着处理质量浓度的增大萌发期特性呈现先上升后下降的趋势，而矮壮素和多效唑对小麦种子萌发呈现抑制趋势，并且浓度越高抑制率越高。其中14-羟基芸苔素甾醇在质量浓度1.5、2.5 mg/L和冠菌素在2.5 mg/L处理下，小麦种子萌发期抗旱综合评价值最高。综合评价值与各项指标的抗旱性度量值的关联程度由高到低为相对活力指数相对贮藏转运率相对根长相对发芽率相对发芽指数相对芽长相对发芽势相对根数相对根冠比。结论在小麦萌发期，较宜选用14-羟基芸苔素甾醇和冠菌素进行抗旱药剂浸种。关键词：植物生长调节剂；小麦萌发期；PEG-6000胁迫；性状指标中图分类号：S482.8文献标志码：A文章编号：1006-0413(2023)04-0288-07Correlation between plant growth regulators and wheatgermination traits under PEG drought stressLIANG Jing1a,2,LI Jin1a,2,ZHANG Jun-gao1a,2,ZHOU Xiao-yun1a,2,GONG Jing-yun1a,2,ZHANG Hong-zhi1a,2,WANG Li3,YAN Rong3,LEI Bin1bc,2(1.Xinjiang Academy of Agricultural Sciences a.Institute of Nuclear Biotechnology;b.Scientific and TechnologicalAchievements Transformation Center;c.Agricultural Chemicals Trial Center,rmqi 830091,China;2.Xinjiang Crop Chemical Control Engineering Technology Research Center,rmqi 830091,China;3.College of Agriculture,Xinjiang Agricultural University,rmqi 830052,China)Abstract:Aims This study aims to provide a basis for the application of different plant growth regulators indrought-resistant cultivation of wheat during germination.Methods Drought stress was simulated by 20%PEG-6000.The effects of 5 plant growth regulators including chlormequat,coronatine,14-hydroxylated brassinosteroid,1-naphthylacetic acid and paclobutrazol on the related traits of wheat during germination were studied.Results The germinationcharacteristics of wheat seed treated with 14-hydroxylated brassinosteroid,coronatine and 1-naphthyl acetic acid rose atfirst and then dropped with the increase of treatment concentration.Chlormequat and paclobutrazol inhibited wheatseed germination,and the higher the concentration the higher the inhibition rate would get.Treated with14-hydroxylated brassinosteroid at 1.5,2.5 mg/L or coronatine at 2.5 mg/L,the drought-resistant comprehensiveevaluation value of germinating wheat seed was the highest of all.The order of correlation degree between thecomprehensive evaluation value and the drought-resistant measurement value of each index is:relative vigor index relative storage transport rate relative root length relative germination rate relative germination index relativeshoot length relative germination potential relative root number relative root shoot ratio.Conclusions Duringthe germination period of wheat,14-hydroxylated brassinosteroid and coronatine are more suitable for soaking seeds asdrought-resistant agents.Key words:plant growth regulator;germination period of wheat;PEG-6000 stress;character index第62卷第4期2023年4月Vol.62,No.4Apr.2023第4期小麦(Triticum aestivum L.)是世界各地的主要作物和主食，干旱胁迫成为了农业中最重要的非生物胁迫之一1。在有限的水分条件下种植小麦会限制营养生长和生殖生长，最终降低其质量和产量，对世界农业发展与人类安全构成严重威胁2。一般为了适应干旱和一些不利条件因素的制约，小麦自身形成了一些避旱或抗逆机制，包括生化、生理和基因调控网络，主要由基因组干预调节与干旱相关的植物内源激素、信号分子、转录因子以及转录和翻译修饰等共同构成小麦的防御策略3-4。然而当植物长期在胁迫条件影响下，其自身所采取的这些保护措施通常不足以保护自身。因此为了提高植物在这种条件下自我保护的能力，需要使用一种或多种辅助物质，其中植物生长调节剂作为一种外源物质对提高植物抗旱胁迫能力极其重要5。一般为了测试种子对不利环境条件的耐受性，常以使用PEG-6000高分子量渗透物质诱导的干旱胁迫作为种子萌发期耐旱性鉴定筛选方法6。而植物生长调节剂被发现可以提高植物对非生物胁迫造成损害的耐受性以及影响植物的不同发育进程7。植物生长调节剂，主要由人工合成的与天然植物激素相同作用的化合物和从生物中提取的天然植物激素组成8。14-羟基芸苔素甾醇9、冠菌素10-13、萘乙酸14-16、矮壮素17、多效唑18-19等外源植物生长调节剂，已被广泛用于小麦、玉米、棉花、水稻、花生、大豆和辣椒等作物，被研究证实能够有效改变植物对水分胁迫的反应从而增强作物在干旱胁迫下的耐旱性。合理应用植物生长调节剂，可以增强小麦在干旱胁迫下的抵御能力从而提高产量20。所以，利用植物生长调节剂对小麦进行调控已成为目前小麦抗逆栽培的重要途径之一。种子的萌发抗旱性是由各种各样的因素相互作用而形成的较为复杂的综合性状，由于植物调节剂能够活化种子生长调节基因，提高种子的萌发特性，本文拟研究不同植物生长调节剂及其不同质量浓度对干旱胁迫的反应及其抗旱性性状指标。通过研究在PEG-6000模拟干旱胁迫下，5种不同植物调节剂浸种对小麦萌发特性及幼苗生长的影响，以期筛选出效果较优的植物生长调节物质以及抗旱性性状指标，为干旱条件下小麦的种植管理提供理论基础。1材料与方法1.1材料与试剂1.1.1供试小麦品种新春37，新疆农业科学院核技术生物技术研究所。1.1.2供试药剂50%矮壮素水剂(四川润尔科技有限公司)；0.006%冠菌素水剂(成都新朝阳作物科学股份有限公司)；0.0075%14-羟基芸苔素甾醇水剂(成都新朝阳作物科学股份有限公司)；25%多效唑悬浮剂(上海悦联化工有限公司)；4.2%萘乙酸水剂(河南绿保科技发展有限公司)。1.1.3供试仪器培养皿(90 mm)、竖式高压灭菌锅、烧杯、恒稳磁力搅拌器、玻璃棒、药匙、自封袋、封口膜、三角瓶、万分之一天平。1.2方法1.2.1试验设计各药剂在推荐剂量范围内由低到高分别设5个质量浓度：矮壮素1.0、5.0、10.0、25.0、50.0 mg/L，冠菌素0.5、1.0、2.5、5.0、10.0 mg/L，14-羟基芸苔素甾醇水剂0.5、1.0、2.5、5.0、10.0 mg/L，多效唑25.0、50.0、75.0、100.0、150.0 mg/L，萘乙酸50.0、100.0、150.0、200.0、250.0 mg/L，以蒸馏水处理为对照。挑选大小均匀、籽粒饱满、无病虫害的种子，用2%次氯酸钠水溶液浸泡15 min进行消毒处理，然后用蒸馏水反复冲洗，分别用不同植物生长调节物质浸泡24 h(对照用蒸馏水浸泡)，然后用蒸馏水冲洗3次，置于滤纸上摊开自然晾干备用。用镊子(75%酒精消毒)取晾干的小麦种子均匀摆放在培养皿(90 mm)中，铺2层滤纸，用移液枪加入10 mL 20%聚乙二醇(PEG-6000)水溶液，最后培养皿加盖后将其一起放入人工气候培养箱，培养条件为20 恒温，相对湿度(605)%，每天12 h光照，光照强度1000 lx。保持滤纸水分饱和状态，用蒸馏水补充损失的水分。各处理均设4次重复，每重复50粒种子。1.2.2测定项目与方法种子置于培养皿后，每天定时调查种子的发芽数(以胚根