PEG—6000脅迫對(duì)不同品系小麥種子萌發(fā)的影響

摘 要：干旱脅迫是貫穿小麥播種至收獲的整個(gè)生育過程的主要非生物限制因子，抗旱性研究是提高小麥抗旱性的基礎(chǔ)。本項(xiàng)研究利用5%、10%、15%、20% PEG-6000溶液模擬干旱脅迫，探討其對(duì)12個(gè)小麥品系種子萌發(fā)的影響。結(jié)果表明，PEG-6000處理能提高9611、2003/22、501、偃4100和2003（73）的發(fā)芽率，而5% PEG-6000處理能降低051287、9612、00-482、9711、986、520和527發(fā)芽率；5%、10% PEG-6000處理促進(jìn)了9611、2003/22、501、偃4100、2003（73）、9711、986和527的初生根和次生根伸長(zhǎng)；PEG-6000濃度高于10%能抑制所有小麥品系胚芽的伸長(zhǎng)?？梢?，不同小麥品系的種子萌發(fā)對(duì)PEG-6000處理存在明顯的性狀差異，利用這種差異可初步篩選對(duì)干旱脅迫非敏感品系，為小麥雜交育種提供候選親本材料。

關(guān)鍵詞：小麥品系；種子萌發(fā)；PEG-6000

中圖分類號(hào)：S512.101 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：1001-4942（2012）10-0051-03

干旱脅迫貫穿小麥播種至收獲的整個(gè)生育過程，是影響小麥生產(chǎn)的主要限制因子，作物抗旱性研究成為植物抗逆性研究中的重中之重[1]。在我國(guó)一些地區(qū)，經(jīng)常出現(xiàn)夏秋連旱，甚至春夏秋三季連旱，不僅延遲小麥播期，影響種子萌發(fā)，還易造成分蘗和成穗率下降以及灌漿受阻，最終導(dǎo)致產(chǎn)量嚴(yán)重下降。在生產(chǎn)上，人們常常采取抗旱鍛煉如蹲苗、擱苗和餓苗等措施提高小麥抗旱能力[2]，然而上述措施存在難以操作、成本增加等問題。通過挖掘小麥自身的耐旱遺傳潛力、選育耐旱品種是減輕和抵御干旱脅迫的理想途徑。本項(xiàng)研究利用已有的12個(gè)小麥育種材料，探討PEG-6000對(duì)不同品系種子萌發(fā)的影響，期望從中篩選出對(duì)PEG-6000脅迫非敏感品系，為小麥耐旱育種提供良好的親本材料。1 材料與方法

供試小麥（Triticum aestivum L.）品系12個(gè)，為9611、2003/22、051287、501、偃4100、9612、00-482、2003（73）、9711、 986、520、527。分別從中挑選籽粒飽滿、無病蟲害、大小均勻和顏色一致的種子50粒，用2%的H2O2 消毒5 min后再用蒸餾水反復(fù)洗凈，然后浸沒于20 ml 的5%、10%、15%、20% PEG-6000 溶液中，對(duì)照加入等量蒸餾水，12 h后取出，將籽粒均勻放在直徑9 cm培養(yǎng)皿中的濾紙上。培養(yǎng)皿中分別加入5%、10%、15%、20% PEG-6000溶液10 ml，然后置于光照培養(yǎng)箱中萌發(fā)，光照/黑暗溫度為30℃/20℃，光強(qiáng)為2 000 μmol/m2·s。每個(gè)品種重復(fù)3次。5天后統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽粒數(shù)，測(cè)定每條根的根長(zhǎng)及芽長(zhǎng)。

2 結(jié)果與分析

2.1 PEG-6000對(duì)不同品系小麥種子發(fā)芽率的影響

表1顯示，不同濃度PEG-6000對(duì)12個(gè)小麥品系種子發(fā)芽率呈現(xiàn)明顯不同的影響。PEG-6000處理能提高9611、2003/22、501、偃4100和2003（73）的發(fā)芽率，PEG-6000促進(jìn)這些品系種

子萌發(fā)的濃度存在很大差異，如5%PEG-6000處理能提高2003/22的發(fā)芽率，10% PEG-6000處理能提高9611、2003/22和偃4100的發(fā)芽率，15% PEG-6000處理能提高9611的發(fā)芽率，20% PEG-6000處理能提高501的發(fā)芽率。相反， 051287、9612、00-482、9711、986、520、527對(duì)PEG-6000處理表現(xiàn)敏感，5% PEG-6000處理就能降低其發(fā)芽率。

2.2 PEG-6000對(duì)不同品系小麥種子初生根和次生根生長(zhǎng)的影響

表2顯示，不同濃度PEG-6000處理對(duì)12個(gè)小麥品系種子初生根和次生根根長(zhǎng)呈現(xiàn)明顯不同的影響。5%、10% PEG-6000能不同程度地促進(jìn)9611、2003/22、501、偃4100、9612、2003（73）、9711、986、527品系的初生根和次生根伸長(zhǎng)，其中9611、2003（73） 和527品系在5% PEG-6000處理時(shí)促進(jìn)程度較大，在10% PEG-6000處理時(shí)促進(jìn)程度下降，其余品系則在10% PEG-6000處理時(shí)促進(jìn)程度最大。個(gè)別品系如520對(duì)PEG-6000表現(xiàn)比較敏感，5%、10%、15%、20% PEG-6000處理能不同程度地抑制其初生根和次生根伸長(zhǎng)。有些品系如051287和00-482，5% PEG-6000處理能抑制其根伸長(zhǎng)，而10% PEG-6000處理卻促進(jìn)其根伸長(zhǎng)。此外，15% PEG-6000處理仍能促進(jìn)501品系初生根和次生根伸長(zhǎng)，卻抑制其余品系根的伸長(zhǎng)。20% PEG-6000處理嚴(yán)重抑制所有品系初生根和次生根的伸長(zhǎng)，

2.3 PEG-6000對(duì)不同品系小麥種子平均芽長(zhǎng)的影響

表3顯示，不同濃度PEG-6000對(duì)不同品系小麥胚芽伸長(zhǎng)影響不同。5% PEG-6000處理能抑制2003/22、偃4100、9612、00-482、9711、986、520和527品系胚芽伸長(zhǎng)，而促進(jìn)9611、501和2003（73）等品系胚芽伸長(zhǎng)，而對(duì)于051287品系胚芽伸長(zhǎng)無影響。10%、15%和20% PEG-6000明顯抑制所有品系胚芽伸長(zhǎng)，501對(duì)不同濃度PEG-6000脅迫表現(xiàn)不敏感，胚芽伸長(zhǎng)抑制程度較小。

3 討論與結(jié)論

干旱是小麥生產(chǎn)中主要的自然災(zāi)害，小麥從播種到收獲，易遭遇不同程度的干旱脅迫，從而導(dǎo)致產(chǎn)量下降和嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。充分挖掘小麥自身耐旱的遺傳潛力，選育耐旱品種，在一定程度上可緩解干旱脅迫對(duì)不同生育期小麥的危害。

PEG-6000是一種滲透調(diào)節(jié)劑，利用PEG-6000溶液可模擬不同程度的干旱脅迫。大量研究表明，PEG-6000能不同程度地抑制種子萌發(fā)[3～5]， 且品種間敏感程度存在明顯差異[6]。在本項(xiàng)研究中，較低濃度（5%）PEG-6000對(duì)一些品系種子萌發(fā)存在明顯的抑制效應(yīng)，這些品系種子對(duì)PEG-6000脅迫表現(xiàn)較為敏感。在較高濃度PEG-6000處理下，幾乎所有供試品系（501除外）都呈現(xiàn)抑制效應(yīng)。研究還發(fā)現(xiàn)，一定濃度的PEG-6000處理，可提高另外一些品系種子發(fā)芽率。文獻(xiàn)顯示，PEG-6000能促進(jìn)水稻和番茄等種子萌發(fā)[5， 7]。PEG-6000促進(jìn)種子萌發(fā)的原因在于降低了種子吸水速率，使種子膜系統(tǒng)得到較好修復(fù)，并提前啟動(dòng)與萌發(fā)相關(guān)的各種代謝[8～10]。可見，小麥種子對(duì)PEG-6000脅迫存在明顯的品系差異。

PEG-6000處理對(duì)不同品系萌發(fā)種子胚芽和幼根伸長(zhǎng)影響不同，主要表現(xiàn)在抑制胚芽伸長(zhǎng)，而促進(jìn)初生根和次生根伸長(zhǎng)，這樣有利于降低蒸騰作用，減少胚芽中水分損失，促進(jìn)根系下扎，利用較深土層水分，從而提高抗旱能力?？梢姡煌←溒废祵?duì)干旱脅迫具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。PEG-6000脅迫對(duì)不同小麥品系影響主要表現(xiàn)為促進(jìn)種子萌發(fā)，抑制胚芽伸長(zhǎng)，促進(jìn)初生根和次生根伸長(zhǎng)，這種影響是一種生理上的適應(yīng)，有利于緩解干旱脅迫造成的不利影響。根據(jù)這種特性，我們可以結(jié)合種子發(fā)芽率、根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)，初步篩選出對(duì)干旱脅迫非敏感材料，為在小麥其他生育期結(jié)合形態(tài)、生理、生化和遺傳等特性進(jìn)一步篩選提供候選材料。根據(jù)本研究結(jié)果，可以初步確定9611和2003（73）為較好的候選親本材料。參 考 文 獻(xiàn)：

[1]張 斌，秦 嶺，王瑩瑩，等.作物抗旱分子機(jī)制研究進(jìn)展[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011， 12：22-26.

[2]譚曉榮，伏 毅，戴 媛.干旱鍛煉提高小麥幼苗抗旱性的抗氧化機(jī)理研究[J].作物雜志，2009，5：19-23.

[3]李培英， 孫宗玖， 阿不來提. PEG模擬干旱脅迫下29份偃麥草種質(zhì)種子萌發(fā)期抗旱性評(píng)價(jià)[J].中國(guó)草地學(xué)報(bào)，2010，32（1）：32-39.

[4]宋軍生，王 芳，魚小軍.PEG脅迫對(duì)板藍(lán)根種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響[J].種子， 2011，30（11）：11-14.

[5]楊 柳， 周瑞陽， 金聲楊.PEG模擬干旱脅迫對(duì)11份黃麻種子萌發(fā)的效應(yīng)[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，42（7）：715-718.

[6]張 倩，張洪生，蓋偉玲，等.玉米品種早期抗旱性分析[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011， 2：21-23.

[7]孫柳青，朱永良，程 英.PEG引發(fā)對(duì)番茄種子萌發(fā)的影響[J].上海蔬菜，2010，2： 68-69.

[8]華智銳， 李小玲.PEG處理對(duì)商洛黃芩種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響[J].種子，2011， 30（1）：102-104.

[9]孫園園，孫永健，王明田，等.種子引發(fā)對(duì)水分脅迫下水稻發(fā)芽及幼苗生理性狀的影響[J].作物學(xué)報(bào)，2010，35（11）：1931-1940.

[10]張 麗，祝利海.PEG引發(fā)對(duì)農(nóng)大108玉米種子萌發(fā)及活力的影響[J].種子科技，2011， 7：24-26. 山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 2012，44（10）：54～55