鹽脅迫對水稻恢復(fù)系發(fā)芽的影響

陳 劍，潘曉飚，謝留杰，黃善軍

（1.浙江大學(xué) 農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院,浙江 杭州 310058；2.浙江省臺州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,浙江臨海 317000）

鹽脅迫對水稻恢復(fù)系發(fā)芽的影響

陳 劍1，2，潘曉飚2，謝留杰2，黃善軍2

（1.浙江大學(xué) 農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院,浙江 杭州 310058；2.浙江省臺州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,浙江臨海 317000）

以種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、相對鹽害率、芽長、根長和根數(shù)為測定指標(biāo),設(shè)5個不同NaCl濃度模擬鹽脅迫,對8個水稻恢復(fù)系進(jìn)行耐鹽性試驗。結(jié)果表明,隨著NaCl濃度的增大,各恢復(fù)系種子的萌發(fā)抑制作用明顯增強(qiáng)。8個參試恢復(fù)系間耐鹽性存在明顯差異,其中國際水稻研究所選育的FL478屬于強(qiáng)耐鹽材料,臺州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院篩選的ST500屬于中耐鹽材料,臺州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院篩選的ST1040和ST1050與大面積應(yīng)用的9311為弱耐鹽材料,臺州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院篩選的ST940,D159和ST1054等3個恢復(fù)系為極弱耐鹽材料。

鹽脅迫；水稻；恢復(fù)系；發(fā)芽期；耐鹽性

水稻是鹽敏感作物,鹽脅迫會影響水稻的產(chǎn)量。隨著地球環(huán)境的異常變化和人為不合理的灌溉,全球鹽堿地面積日趨擴(kuò)大,土地鹽堿化成為影響水稻生產(chǎn)進(jìn)一步穩(wěn)定發(fā)展的制約因素之一。目前世界至少有1/5的耕地存在不同程度的鹽堿化,我國鹽堿化土地面積近1億hm2,潛在鹽堿地面積達(dá)1 733萬 hm2［1-3］。水稻為我國主要的糧食作物,由于大量鹽堿地和鹽漬化土壤的存在,受到了不同程度的鹽害影響而導(dǎo)致產(chǎn)量難以提高。對水稻耐鹽性的研究成為當(dāng)今農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要課題之一。為此,我們以不同濃度的鹽 （NaCl）溶液處理水稻種子,通過對各恢復(fù)系被測指標(biāo)的差異顯著性分析,比較不同恢復(fù)系種子的耐鹽性,以期為水稻的抗性育種和抗鹽栽培等研究提供技術(shù)參考。

l 材料與方法

1.1 供試材料

供試恢復(fù)系材料共8個,即 ST1040,ST940, ST1050,D159,ST1054,ST500,FL478和 9311。其中：ST1040,ST940,ST1050,D159,ST1054和ST500是臺州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院篩選的水稻耐鹽恢復(fù)系；FL478為國際水稻研究所選育的耐鹽品種；9311為大面積應(yīng)用的兩系恢復(fù)系。

1.2 處理設(shè)計

以品種為主區(qū),NaCl溶液為輔區(qū)進(jìn)行試驗。

恢復(fù)系材料以FL478和9311為對照。

各恢復(fù)系采用NaCl溶液進(jìn)行種子處理,NaCl溶液分別為0.0% （CK）,0.4%,0.8%,1.0%和1.2%,共5個濃度水平。

先將供試種子置于50℃恒溫箱中高溫處理48 h。后均勻置于墊有2張濾紙、直徑9 cm的培養(yǎng)皿中。單皿置30粒飽滿種子,重復(fù)2次。分別加入不同濃度的NaCl溶液10 m L,并將所有培養(yǎng)皿置于30℃培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)。隔天換水,以保持NaCl溶液濃度的相對穩(wěn)定。

1.3 測定指標(biāo)及評價標(biāo)準(zhǔn)

以種子芽長大于等于種子1/2長度,根長等于種子長度作為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn),第4天計算發(fā)芽勢,第7天計算發(fā)芽率,測定芽長、主根長和單粒根數(shù)。

發(fā)芽勢/%=第4天發(fā)芽粒數(shù)/供試種子數(shù)× 100,發(fā)芽率/%=第7天發(fā)芽粒數(shù)/供試種子數(shù)× 100,相對鹽害率/%=（對照發(fā)芽率-處理發(fā)芽率）/對照發(fā)芽率×100。

以1.0%NaCl水平的種子發(fā)芽率為標(biāo)準(zhǔn),分1-9級評價［4］。1級相對鹽害率 0.0% ～20.0%,耐鹽性極強(qiáng)；3級相對鹽害率20.1%～40.0%,耐鹽性強(qiáng)；5級相對鹽害率40.1%～60.0%,耐鹽性中；7級相對鹽害率60.1%～80.0%,耐鹽性弱；9級相對鹽害率80.1%～100.0%,耐鹽性極弱。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)芽勢

由表1可以看出,隨著NaCl濃度的增加,各供試恢復(fù)系種子發(fā)芽勢均呈下降趨勢。

在0.4%NaCl濃度下,各恢復(fù)系發(fā)芽勢下降幅度較小,與對照比較差異不顯著。當(dāng)NaCl濃度達(dá)0.8%,1.0%和1.2%時,發(fā)芽勢下降幅度逐漸增大,說明鹽對水稻種子發(fā)芽起到了明顯的抑制作用。從0.8%NaCl溶液起,由于不同品種芽期的耐鹽能力不同,各品種間發(fā)芽勢開始出現(xiàn)明顯差異。當(dāng)NaCl濃度為1.0%時,ST1040,ST1050,ST500恢復(fù)系與對照 FL478的發(fā)芽勢均在20.1% ～31.7%,而其余4個恢復(fù)系的發(fā)芽勢僅0.0% ～6.7%。當(dāng)NaCl濃度為1.2%時,只有ST1040和ST1050的發(fā)芽勢較高,分別為21.7%和23.3%。

由此說明,參試的ST1040,ST1050和ST500恢復(fù)系與對照 FL478,在高鹽濃度下 （1.0% NaC1）還保持一定的發(fā)芽勢,表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐鹽性；其余3個恢復(fù)系與對照9311,在高鹽濃度下發(fā)芽勢均受到嚴(yán)重的抑制。

表1 不同濃度NaCl脅迫下水稻恢復(fù)系的種子發(fā)芽勢比較

2.2 發(fā)芽率

8個恢復(fù)系不同濃度 NaCl脅迫結(jié)果 （表2）表明,隨著NaCl濃度的升高,各恢復(fù)系發(fā)芽率呈逐漸降低趨勢。

表2 不同濃度NaCl脅迫下水稻恢復(fù)系的種子發(fā)芽率比較

不同恢復(fù)系芽期耐鹽能力不同,8個恢復(fù)系間發(fā)芽率差異顯著。在0.4%和0.8%NaCl濃度下,各恢復(fù)系發(fā)芽率較對照分別下降0.0～6.6和0.0～11.7百分點,下降幅度較小,差異不顯著。當(dāng)NaCl濃度達(dá)1.0%和1.2%時,發(fā)芽率較對照分別下降36.7～96.7和65.0～100.0百分點,說明鹽脅迫對水稻種子發(fā)芽起到了明顯的抑制作用。在1.0%NaCl濃度下,ST1040,ST1050,ST500這3個恢復(fù)系的發(fā)芽率分別比FL478的發(fā)芽率低21.7, 21.7和13.3百分點。在1.2%NaCl濃度下, ST1040,ST1050,ST500的發(fā)芽率分別比FL478高20.0,11.7和18.3百分點。

由此說明,參試的 ST1040,ST1050和ST500恢復(fù)系在高鹽濃度下的發(fā)芽能力不弱于國際水稻研究所選育的耐鹽對照品種FL478。其余3個由臺州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院篩選的恢復(fù)系與對照9311在高鹽濃度下的發(fā)芽率均受到嚴(yán)重的抑制。

2.3 耐鹽性

由表2可以看出,隨著NaCl濃度的升高,發(fā)芽率呈下降趨勢,各恢復(fù)系的相對鹽害率也隨之增加。當(dāng)NaCl濃度達(dá)到1.2%時,平均相對鹽害率最大,但各恢復(fù)系均受到了嚴(yán)重的抑制,因此恢復(fù)系間差異不明顯。當(dāng)NaCl濃度為1.0%時,8個恢復(fù)系平均相對鹽害率與1.2%NaCl濃度時差別不大,而恢復(fù)系間的差異比較明顯。因此,根據(jù)相對鹽害率分級標(biāo)準(zhǔn),以1.0%NaCl時的相對鹽害率進(jìn)行分級。

分級結(jié)果表明,對照FL478屬于強(qiáng)耐鹽材料, ST500屬于中耐鹽材料,ST1040,ST1050與對照品種9311為弱耐鹽材料,ST940,D159,ST1054恢復(fù)系為極弱耐鹽材料。

2.4 生長狀況

由表3可知,NaCl脅迫下各恢復(fù)系的芽長、根長和根數(shù)均隨著NaCl濃度的升高而呈下降趨勢,各恢復(fù)系間的變化趨勢也較一致。各恢復(fù)系芽長的受抑制程度隨著NaCl濃度的升高而增強(qiáng)。在0.4%NaCl濃度下,芽長、根長和根數(shù)總體下降緩慢,部分恢復(fù)系的根數(shù)甚至多于對照。當(dāng)NaCl濃度達(dá)到1.0%時,各恢復(fù)系的根長和根數(shù)下降速度加快,而芽長下降速度與0.4%～0.8%NaCl濃度時相近。這說明,有些恢復(fù)系在0.4%～0.8%NaCl濃度脅迫下會促進(jìn)根的分生,而隨著NaCl濃度的增加,則更多表現(xiàn)為抑制分生。隨著NaCl濃度的升高,NaCl脅迫對根的抑制作用大于對芽的抑制,這可能與根是最先接觸到水分和鹽溶液的器官,同時也是受滲透脅迫和離子毒害作用最明顯的部位有關(guān)。

表3 不同濃度NaCl脅迫下水稻恢復(fù)系的芽長、根長、根數(shù)比較 cm

3 小結(jié)與討論

試驗結(jié)果表明,在本研究NaCl濃度范圍,隨著NaCl濃度的增加,水稻恢復(fù)系種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、芽長、根長及根數(shù)具有明顯的下降趨勢,不同恢復(fù)系的受抑制程度,取決于其本身的耐鹽能力。本試驗還發(fā)現(xiàn),各恢復(fù)系耐鹽性不同。在0.4%NaCl濃度脅迫下,ST500等恢復(fù)系種子萌發(fā)沒有受到抑制,相反能促進(jìn)根部的分生。無論濃度高低,NaCl脅迫對種子發(fā)芽均有抑制作用,如各NaCl濃度下各恢復(fù)系的發(fā)芽勢、發(fā)芽率,以及芽長均有下降,這些指標(biāo)在一定程度上可以作為判斷種子活力和品種耐鹽性的標(biāo)準(zhǔn)。

分級評價結(jié)果表明,參試的8個恢復(fù)系中,對照FL478屬于強(qiáng)耐鹽材料,ST500屬于中耐鹽材料,ST1040,ST1050與對照品種 9311為弱耐鹽材料,ST940,D159和ST1054恢復(fù)系為極弱耐鹽材料。分級評價結(jié)果僅是根據(jù)室內(nèi)芽期數(shù)據(jù)的分析,存在一定的局限性,其結(jié)果的應(yīng)用性還有待于后續(xù)苗期及大田試驗的進(jìn)一步驗證。

［1］ 趙可夫,范海.鹽生植物及其對鹽漬生境的適應(yīng)生理［M］.北京：科學(xué)出版社,2005.

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（責(zé)任編輯：吳益?zhèn)ィ?/p>

S 511

：A

：0528-9017（2014）04-0471-03

文獻(xiàn)著錄格式：陳劍,潘曉飚,謝留杰,等.鹽脅迫對水稻恢復(fù)系發(fā)芽的影響 ［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué),2014（4）：471-473.

2014-02-09

陳 劍（1985-）,男,浙江臨海人,助理農(nóng)藝師,學(xué)士,從事農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測工作。E-mail：chenrichard615@163.com。