干旱胁迫对不同品种油菜种子萌发及幼苗生长的影响研究_肖红艳.pdf

干干旱旱胁胁迫迫对对不不同同品品种种油油菜菜种种子子萌萌发发及及幼幼苗苗生生长长的的影影响响研研究究肖红艳，刘可心，刘佳越，李明霞，韩德复（长春师范大学生命科学学院，吉林 长春；安徽师范大学生态与环境学院，安徽 芜湖）摘 要以不同品种的油菜种子为实验材料，以聚乙二醇模拟干旱胁迫，测定种子的发芽指数、根冠比和幼苗期叶片的脯氨酸含量。结果表明，随着干旱胁迫强度增加，不同品种油菜种子的相对发芽率、株高和根冠比均呈先上升后下降的趋势，表明低浓度的干旱胁迫对油菜种子萌发有一定的促进作用，高浓度的干旱胁迫对种子萌发起抑制作用，干旱胁迫强度越大，对种子萌发和幼苗生长的抑制作用越强。不同油菜品种在面对干旱胁迫时，反应程度有所不同，夏青种子的相对发芽率、发芽指数都明显优于其它品种，在干旱胁迫下苗高、根冠比较高，而苏州青较低。综合分析表明，夏青最耐旱，耐旱能力较强，、春秋绿耐旱能力一般，表明苏州青为干旱敏感品种。关键词油菜；干旱胁迫；种子萌发中图分类号 文献标志码 文章编号（）干旱对农作物生长的影响非常严重，我国年平均降雨量不充足的地区约占总土地面积的。植物种子萌发及植株生长与品种有关，也受到生长环境的影响，种子萌发期对水分条件的要求较高，水分直接影响幼苗生长为成熟植株的过程。在干旱胁迫的条件下，会降低植物种子的发芽率，延缓发芽的时间，胁迫严重时，甚至会使种子终止萌发或生长。不同品种的植物在逆境条件所做出的反应不同，种子萌发是植物生长迈出的第一步，但也是在生长的全部时期中对干旱胁迫最敏感的时期。我国种植的油菜总量占据世界首位，油菜一般作为农作物和油料作物，但同时油菜花的观赏价值也非常大，也可以以油菜花为主题开发旅游资源。通过对形态指标和生理指标的分析，选择出抗旱性良好的油菜品种，从而创造更大的价值，为更好地应对雨水减少、土壤水分不足等影响油菜出苗及正常生长，本研究选择了 种食用型、种榨油型和 种观赏型的油菜品种，在相同的温度、湿度、光照下，进行不同程度的干旱胁迫，通过对各个指标的综合分析，探究种子萌发期和幼苗生长过程中，不同油菜品种对干旱胁迫的响应，选择出抗旱性优良的油菜品种，从而更好地应对干旱的环境。材料与方法 实验材料实验材料包括 种食用油菜、种榨油油菜和 种观赏性油菜。种食用油菜分别为来自哈尔滨的春秋绿和苏州青，来自日本的夏青；榨油油菜为来自江苏的杂交高产榨油油菜，将其编号为；观赏性油菜为来自江苏的杂交观赏性油菜，将其编号为。实验方法先分别将不同品种油菜种子用 的乙醇清洗，再用的次氯酸钠处理，最后用超纯水分别收稿日期作者简介肖红艳，女，硕士研究生，从事植物生理生态学研究。通信作者韩德复，男，教授，硕士生导师，博士，从事植物生理生态学研究。对油菜种子清洗 次，将处理好的种子晾干备用。以培养皿滤纸法模拟干旱胁迫，选择无虫害、优良、近似的油菜种子。在直径为 的培养皿中铺放上 层大小适宜的滤纸，放入 粒油菜种子，分别标记。分别向各培养皿中加入 含、质量浓度的聚乙二醇模拟干旱胁迫，次重复。在培养箱培养，萌发条件为：温度为，湿度 ，光照度为。从第 天开始，每隔 冲洗并更换一次培养液，观察并记录发芽数，直至所有种子都停止发芽，在第 天计算种子的发芽指数。培养 天后，用自来水洗净幼苗上的聚乙二醇，测量幼苗的如根长、苗高、根冠比等指标。幼苗脯氨酸含量测定方法用电子天平称取 磺基水杨酸，用超纯水溶解后，定容至 ，得到 的磺基水杨酸。将 冰醋酸和 磷酸（吸取 的磷酸，定容至 ）混合，再称取 茚三酮溶于混合液，在 热水中溶解，得到 酸性茚三酮。将清洁干燥后的幼苗叶片，用电子天平称取不同处理不同品种的油菜叶片各 ，放入装有 磺基水杨酸的试管中，在 水浴 。吸取 上清液于另一试管，加入 冰醋酸、水、酸性茚三酮，在 水浴 。冷却后，加入 的甲苯，摇晃 后，静置一段时间，吸取上清液，在 处测定 值，再通过脯氨酸标准曲线，计算出各浓度下不同品种油菜幼苗脯氨酸的含量。数据统计分析方法根据如下公式计算发芽率、相对发芽率及萌发指数。()，其中，为发芽率，为记录到的萌发种子数；为用于实验的种子总数，为相对发芽率，为聚乙二醇处理的发芽率，为对照组的发芽率，为萌发指数，为 天内种子发芽数，为相应发芽天数。结果与分析 干旱胁迫对油菜种子萌发指标的影响 不同品种油菜种子发芽率的差异发芽率可以反映某一品种对干旱的适应能力，相对发芽率和发芽率相比，能更一目了然地反映不同品种油菜种子在干旱胁迫下适应能力。在不同质量浓度的聚乙二醇模拟干旱胁迫条件下，不同品种油菜种子相对发芽率如图 所示。随着聚乙二醇质量浓度的增大，相对发芽率的数值先增加再减小，聚乙二醇质量浓度在 到 时，对种子的萌发有一定的促进作用，其中在质量浓度 的聚乙二醇浓度下，夏青的相对发芽率达；当聚乙二醇质量浓度在 时，春秋绿表现出了一定程度的促进作用；当聚乙二醇质量浓度在时，除夏青仍保持较高的相对发芽率.外，其他品种的油菜种子发芽率相比于对照组都表现出了显著的下降。图 不同质量浓度聚乙二醇处理下油菜相对发芽率 不同油菜种子发芽指数在不同质量浓度的聚乙二醇模拟干旱胁迫条件下，不同品种油菜种子发芽指数如表 所示。随着聚乙二醇质量浓度的增大，各品种油菜的发芽指数都有所下降。聚乙二醇质量浓度在 时，所有品种油菜种子的发芽指数都有明显下降，下降最为明显的是苏州青，发芽指数由对照组的 下降到.。而在聚乙二醇质量浓度达到 时，所有种子的发芽指数都显著下降，特别是春秋绿，发芽指数由对照组的 下降到。表 不同质量浓度聚乙二醇处理下油菜发芽指数聚乙二醇质量浓度 发芽指数春秋绿苏州青夏青 干旱胁迫对油菜幼苗生长的影响 不同品种油菜幼苗株高的变化在不同质量浓度的聚乙二醇模拟干旱胁迫条件下，不同品种油菜幼苗株高变化如图 所示。在没有聚乙二醇胁迫时，不同的油菜品种幼苗株高也有所差别，株高最高为 和，夏青的株高最短。在聚乙二醇质量浓度为 时，、春秋绿和夏青幼苗的株高有所增加，质量浓度 的聚乙二醇对这三个品种幼苗株高有一定的促进作用；在质量浓度 的聚乙二醇胁迫下，苏州青比 和夏青幼苗株高变化小，在质量浓度 的聚乙二醇胁迫下，苏州青比 和夏青幼苗的株高变化幅度大，说明不同品种油菜对干旱胁迫适应情况不同。图 不同质量浓度聚乙二醇处理下 种油菜幼苗株高 不同油菜幼苗根长的变化由图 可知，随着聚乙二醇质量浓度的增大，种油菜幼苗的根长表现出下降的趋势，在没有聚乙二醇胁迫时，不同的油菜品种差别也较大，根长最长的是 和，夏青的根长最短。其中在聚乙二醇质量浓度为 时，春秋绿和夏青幼苗根长有所增加，说明低质量浓度的聚乙二醇对这两个品种有一定的促进作用。在质量浓度为 时，各品种油菜幼苗根长降低最明显，其中 下降的幅度最大。图 不同质量浓度聚乙二醇处理下 个油菜品种根长 不同油菜幼苗根冠比的变化由图 可知，在没有聚乙二醇胁迫时，的根冠比最大，次之，春秋绿最小。随着聚乙二醇质量浓度升高到，除 外，其余 种油菜幼苗都表现出了上升趋势，聚乙二醇质量浓度由 到 时，夏青和 的根冠比增大。聚乙二醇质量浓度由 到 时，除夏青在质量浓度 根冠比仍有增加外，其它品种油菜幼苗根冠比显著下降。聚乙二醇质量浓度 时，苏州青的根冠比最低。图 不同质量浓度聚乙二醇处理下 种油菜根冠比 不同质量浓度聚乙二醇对 种油菜苗期游离脯氨酸含量的影响在干旱条件的胁迫下，油菜叶片的脯氨酸含量会有所增加。在不同质量浓度的聚乙二醇模拟干旱胁迫条件下，种油菜苗期游离脯氨酸含量如表 所示。随着聚乙二醇质量浓度的增加，幼苗的游离脯氨酸含量显著增加。对于不同品种间，在干旱胁迫程度相同的条件下，脯氨酸增加量却并不相同。其中苏州青的脯氨酸增加量较少，表明其抗旱性弱。表 不同质量浓度聚乙二醇处理下油菜游离脯氨酸含量聚乙二醇质量浓度 游离脯氨酸质量比（）春秋绿苏州青夏青注：不同小写字母表示不同处理间差异显著。讨论与结论干旱胁迫会降低种子的发芽率、萌发指数、株高、根长、根冠比等指标。植物在面对不良环境时，游离脯氨酸会作为一种信号分子，激活很多反应。本实验通过对油菜种子萌发期和幼苗生长过程中形态指标和游离脯氨酸含量的测定，对春秋绿、苏州青、夏青、个油菜品种的抗旱性进行了初步分析，结论如下：（）油菜种子在质量浓度为 的聚乙二醇胁迫下，发芽率、萌发指数、根长、株高都显著下降，游离脯氨酸含量显著上升，故质量浓度 的聚乙二醇是模拟油菜干旱胁迫的较适宜浓度。（）在聚乙二醇模拟的干旱胁迫下，通过对这 种油菜种子萌发期和幼苗生长过程中形态指标和生理指标的测定，来综合选择出抗旱性强的油菜品种。得出 种油菜品种的抗旱性评价：夏青最耐旱，耐旱能力较强，、春秋绿耐旱能力一般，苏州青为干旱敏感品种。参考文献 ，（）：牛东玲，王启基盐碱地治理研究进展土壤通报，（）：，（）：王桔红，陈文，张勇，等贮藏条件对河西走廊四种早生灌木种子萌发的影响生态学杂志，（）：王亚楠，赵思明，曹兵 模拟干旱胁迫下 种草本植物萌发期抗旱性比较草地学报，（）：刘晓威，杨秀艳，刘正祥，等 在植物抵御盐胁迫过程中的作用生物技术通报，（）：杨红旗，徐艳华我国油菜生产现状与发展种子世界，（）：余勤，彭云强，何立川，等四川省发展油菜花观赏旅游存在的问题及建议农业科技通讯，（）：关周博，田建华，胡银岗，等模拟干旱胁迫下甘蓝型油菜幼苗生长与早期活力的关系研究干旱地区农业研究，（）：张红生，胡晋种子学 版北京：科学出版社，胡承伟，张学昆，邹锡玲，等 模拟干旱胁迫下甘蓝型油菜的根系特性与抗旱性中国油料作物学报，（）：项俊，陈兆波，王沛，等对干旱胁迫下甘蓝型油菜抗旱性相关的生理生化指标变化影响华中农业大学学报，（）：杨春杰，张学昆，邹崇顺，等 模拟干旱胁迫对不同甘蓝型油菜品种萌发和幼苗生长的影响中国油料作物学报，（）：，（，；，）：（），：；（责任编辑：王桂君）