脫落酸對(duì)水稻種子萌發(fā)的影響

張 翔，項(xiàng) 超，劉金師，張 奎，黃貫劉，康圣好

(1.安徽華安種業(yè)有限責(zé)任公司，安徽合肥 230031；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院，北京 100081)

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脫落酸對(duì)水稻種子萌發(fā)的影響

張 翔1，項(xiàng) 超2，劉金師1，張 奎1，黃貫劉1，康圣好1

(1.安徽華安種業(yè)有限責(zé)任公司，安徽合肥 230031；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院，北京 100081)

[目的] 研究水稻種子儲(chǔ)藏時(shí)的最佳ABA處理濃度，為水稻生產(chǎn)提供理論依據(jù)。[方法]以Y兩優(yōu)2號(hào)、徽兩優(yōu)630和早秈802為材料，利用不同濃度的外源植物激素ABA溶液進(jìn)行浸種處理，觀測(cè)其對(duì)水稻種子萌發(fā)的影響；并用不同濃度ABA 溶液噴施于稻苗上，調(diào)查稻苗的生長(zhǎng)情況。[結(jié)果]低濃度的ABA(10 mg/L)處理水稻種子對(duì)其萌發(fā)有促進(jìn)作用，并能有效控制根和芽的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，高濃度ABA(50～90 mg/L)對(duì)種子萌發(fā)和根、芽的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)具有明顯的抑制作用。ABA 抑制苗高生長(zhǎng)的強(qiáng)度因其濃度高低而異，ABA 濃度愈高，對(duì)苗的抑制作用愈強(qiáng)。[結(jié)論]了解外源激素ABA對(duì)水稻種子萌發(fā)的影響，進(jìn)而掌握水稻種子萌發(fā)所需的條件，對(duì)于保證水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)具有實(shí)踐指導(dǎo)意義。

種子萌發(fā)； 水稻； ABA

種子萌發(fā)是一個(gè)非常復(fù)雜的生理過(guò)程，涉及到很多代謝途徑，如呼吸作用、水分代謝、各種貯藏物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化、酶和激素的作用以及各種外源因素(溫度、光照、金屬離子等)都對(duì)種子的萌發(fā)產(chǎn)生影響[1-4]。脫落酸(ABA)是人們公認(rèn)的五大類植物激素之一，對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育具有獨(dú)特的調(diào)控功能[4-5]。在水稻生產(chǎn)上，ABA常作為水稻種子萌發(fā)的有效抑制劑，應(yīng)用于種子的儲(chǔ)藏。但較高濃度的外源ABA能更有效抑制種子的萌發(fā)，在栽培過(guò)程中會(huì)對(duì)種子的正常萌發(fā)產(chǎn)生不利影響，加劇水稻生產(chǎn)的損失[6-7]。因此，對(duì)于雜交水稻種子采用ABA處理時(shí)，有必要獲得適宜的ABA浸種濃度[8-9]。筆者選用8種不同濃度的ABA溶液分別對(duì)3種水稻種子作浸種處理，結(jié)合種子萌發(fā)過(guò)程的某些生理指標(biāo)的測(cè)定，以明確水稻種子儲(chǔ)藏時(shí)的最佳ABA處理濃度，為水稻生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試水稻種子為Y兩優(yōu)2號(hào)、徽兩優(yōu)630和早秈802，由安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所提供。

1.2 試驗(yàn)方法1.2.1

ABA浸種處理及發(fā)芽率的測(cè)定。選擇飽滿的水稻種子，用1%的過(guò)氧化氫消毒，然后分別用0、5、10、20、30、50、70、90 mg/L ABA于25 ℃恒溫箱中浸種24 h，用蒸餾水洗凈，然后各取種800粒，置于墊有2層濕潤(rùn)濾紙的發(fā)芽盒中(長(zhǎng)×寬×高為15 cm×15 cm×10 cm)，每個(gè)發(fā)芽盒100粒，3次重復(fù)，在人工氣候培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，溫度為32 ℃，分別于24、36、48、60、72 h時(shí)記錄不同處理下種子的發(fā)芽情況。第4天測(cè)定根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)及芽、根鮮重和干重。

l.2.2

苗期試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)催芽的水稻種子播于盛有細(xì)土的塑料盒內(nèi)，于四葉期分別施用濃度50、100、200、400 mg/L ABA，施用量均為200 ml/m2，以噴施等量清水為對(duì)照，重復(fù)3次。處理當(dāng)天及處理后5、10和14 d調(diào)查苗高。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度ABA對(duì)水稻種子發(fā)芽率的影響

3個(gè)水稻品種經(jīng)不同濃度的ABA浸種后，ABA 對(duì)水稻種子萌發(fā)的調(diào)控作用因濃度而異(表1～3)。總體來(lái)看，3個(gè)水稻品種的發(fā)芽率與對(duì)照相比，在濃度較低時(shí)(5、10、20 mg/L)沒有明顯變化，而在濃度較高時(shí)(30、50、70、90 mg/L)明顯下降，可見高濃度的ABA對(duì)這3種水稻種子的萌發(fā)都有抑制作用。當(dāng)ABA濃度為5 mg/L時(shí)，水稻種子的發(fā)芽率與對(duì)照相比，24～72 h無(wú)明顯差別。當(dāng)ABA濃度為10 mg/L時(shí)，ABA對(duì)3種水稻種子萌發(fā)表現(xiàn)為一定程度的促進(jìn)作用，且在培養(yǎng)36 h時(shí)，促進(jìn)作用最為明顯，而在20～90 mg/L時(shí)均表現(xiàn)為不同程度的抑制作用，且隨著ABA 濃度的不斷提高其抑制作用愈發(fā)強(qiáng)烈，當(dāng)浸種濃度為50～90 mg/L時(shí)，抑制作用尤為明顯。

2.2 不同濃度ABA 對(duì)水稻幼苗生長(zhǎng)的影響

由表4～6可知，ABA 對(duì)3種水稻幼芽、幼根的伸長(zhǎng)及單株鮮重、單株干重增長(zhǎng)均具有明顯的抑制作用，且ABA 濃度愈高抑制作用愈強(qiáng)。當(dāng)ABA 濃度為5 mg/L 時(shí)，對(duì)于Y兩優(yōu)2號(hào)而言，幼芽、幼根的長(zhǎng)度分別為對(duì)照(清水)的60%和56%，鮮重分別為對(duì)照的52%和50%，干重分別為對(duì)照的57%和50%。對(duì)于徽兩優(yōu)630而言，幼芽、幼根的長(zhǎng)度分別為對(duì)照(清水)的61.0% 和64.6%，鮮重分別為對(duì)照的57.8% 和76.0%，干重分別為對(duì)照的50%和50%。對(duì)于早秈802而言，幼芽、幼根的長(zhǎng)度分別為對(duì)照(清水)的50% 和58%，鮮重分別為對(duì)照的50% 和70%，干重分別為對(duì)照的45%和41%。當(dāng)ABA 濃度提高到30 mg/L 以上時(shí)，3個(gè)水稻品種種子幼芽、幼根的平均長(zhǎng)度均小于1 mm，幾乎完全被抑制。

由表4～6可知，ABA 對(duì)3種水稻幼芽、幼根的伸長(zhǎng)及單株鮮重、單株干重增長(zhǎng)均具有明顯的抑制作用，且ABA 濃度愈高抑制作用愈強(qiáng)。當(dāng)ABA 濃度為5 mg/L 時(shí)，對(duì)于Y兩優(yōu)2號(hào)而言，幼芽、幼根的長(zhǎng)度分別為對(duì)照(清水)的60%和56%，鮮重分別為對(duì)照的52%和50%，干重分別為對(duì)照的57%和50%。對(duì)于徽兩優(yōu)630而言，幼芽、幼根的長(zhǎng)度分別為對(duì)照(清水)的61.0% 和64.6%，鮮重分別為對(duì)照的57.8% 和76.0%，干重分別為對(duì)照的50%和50%。對(duì)于早秈802而言，幼芽、幼根的長(zhǎng)度分別為對(duì)照(清水)的50% 和58%，鮮重分別為對(duì)照的50% 和70%，干重分別為對(duì)照的45%和41%。當(dāng)ABA 濃度提高到30 mg/L 以上時(shí)，3個(gè)水稻品種種子幼芽、幼根的平均長(zhǎng)度均小于1 mm，幾乎完全被抑制。

表2 不同ABA濃度處理和培養(yǎng)時(shí)間下徽兩優(yōu)630的發(fā)芽率

表3 不同ABA濃度處理和培養(yǎng)時(shí)間下早秈802的發(fā)芽率

表4 不同濃度ABA 處理后Y兩優(yōu)2號(hào)水稻種子幼芽和幼根的生長(zhǎng)情況

表5 不同濃度ABA 處理后徽兩優(yōu)630水稻種子幼芽和幼根的生長(zhǎng)情況

表6 不同濃度ABA 處理后早秈802水稻種子幼芽和幼根的生長(zhǎng)情況

2.3 不同ABA濃度對(duì)水稻苗高的影響

由表7～9可知，ABA 抑制苗高生長(zhǎng)的強(qiáng)度因其濃度高低而異，ABA 濃度愈高，對(duì)苗高的抑制作用愈強(qiáng)。ABA 對(duì)水稻苗高的抑制作用主要表現(xiàn)在經(jīng)ABA 處理的苗高增長(zhǎng)率明顯小于對(duì)照。ABA處理前，Y兩優(yōu)2號(hào)的平均苗高為6 cm，用50、100、200和400 mg/L ABA 處理5 d后，Y兩優(yōu)2號(hào)的苗高增長(zhǎng)率分別比對(duì)照(清水)的33.3%少6.7%、13.3%、20.0%和28.3%；ABA處理前，徽兩優(yōu)630的平均苗高為5.5 cm，徽兩優(yōu)630的苗高增長(zhǎng)率分別比對(duì)照(清水)的36.4%少1.9%、9.1%、16.0% 和27.3%；ABA處理前，早秈802的平均苗高為7.0 cm，早秈802的苗高增長(zhǎng)率分別比對(duì)照(清水)的42.9%少2.9%、5.1%、13.0% 和28.5%。對(duì)于廣兩優(yōu)2號(hào)，處理后5 d，經(jīng)50、100、200和400 mg/L ABA處理的Y兩優(yōu)2號(hào)苗高分別比對(duì)照降低5.0%、10.0%、15.0%和21.3%；ABA 處理后10 d，Y兩優(yōu)2號(hào)苗高分別比對(duì)照降低8.0%、12.0%、14.6%和20.0%；ABA 處理后15 d，除Y兩優(yōu)2號(hào)的200、400 mg/L外，各ABA 處理的苗高與對(duì)照無(wú)明顯差異。對(duì)于徽兩優(yōu)630，各處理后5 d，經(jīng)50、100、200和400 mg/L ABA 處理的徽兩優(yōu)630苗高分別比對(duì)照降低1.3%、6.7%、12.0%和20.0%；ABA 處理后10 d，徽兩優(yōu)630苗高分別比對(duì)照降低1.5%、6.9% 、10.0%和15.4%；ABA 處理后15 d，各ABA 處理的苗高與對(duì)照無(wú)明顯差異。對(duì)于早秈802，處理后5 d，經(jīng)50、100、200和400 mg/L ABA處理的早秈802苗高分別比對(duì)照降低2%、4%、10%和20%；ABA處理后10 d，早秈802苗高分別比對(duì)照降低4.1%、12.8%、22.1%和27.9%，ABA處理后15 d，各ABA處理早秈802苗高與對(duì)照無(wú)明顯差別。

表7 不同濃度ABA 處理后Y兩優(yōu)2號(hào)苗高

注：同列不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。

表8 不同濃度ABA 處理后徽兩優(yōu)630苗高

注：同列不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。

表9 不同濃度ABA 處理后早秈802苗高

注：同列不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。

3 結(jié)論與討論

該試驗(yàn)結(jié)果表明，低濃度ABA 處理對(duì)水稻種子的萌發(fā)沒有明顯影響，但能有效抑制幼苗的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，這與前人的研究基本一致，低濃度的脫落酸對(duì)水稻種子的萌發(fā)促進(jìn)作用明顯，高濃度的脫落酸對(duì)水稻種子普遍起抑制作用。然而脫落酸浸種處理的總體結(jié)果并不簡(jiǎn)單地隨濃度升高而抑制作用一直增強(qiáng)，隨著脫落酸浸種后種子培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，其抑制效應(yīng)往往會(huì)逐漸減弱。另外，高濃度ABA 處理能有效抑制種子的萌發(fā)，這一作用有可能為利用國(guó)產(chǎn)廉價(jià)天然ABA 解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中雜交水稻制種F1收獲前穗發(fā)芽及貯藏期間發(fā)芽的技術(shù)難題提供新的調(diào)控途徑[10]。

[1] 劉雙平，李迪，陶麗華，等.酸雨脅迫下鑭對(duì)水稻種子萌發(fā)及呼吸作用的影響[J].雜交水稻，2008(5)：11-15.

[2] 劉擁海，俞樂(lè)，吳國(guó)創(chuàng).不同pH值條件下酸鋁對(duì)水稻種子萌發(fā)和根系生長(zhǎng)的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008(11)：234-238.

[3] 戚樂(lè)磊，陳陽(yáng)，賈恢先.鹽脅迫下有機(jī)及無(wú)機(jī)硅對(duì)水稻種子萌發(fā)的影響[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002(3)：111-117.

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[7] 曹雅君，江玲，羅林廣，等．水稻品種休眠特性的研究[J]．南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，24(2)：1-5．

[8] 雍太文，楊文鈺，王小春，等．外源ABA對(duì)雜交水稻種子萌發(fā)的生理效應(yīng)[J]．種子，2002(5)：26-27．

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[10] 王熹，陶龍興，黃效林，等．外源ABA對(duì)雜交水稻制種Fl穗芽的抑制效應(yīng)[J]．作物學(xué)報(bào)，2000，26(1)：59-64．

Effect of the Exogenous Plant Hormone ABA on the Germination of Rice Seeds

ZHANG Xiang1, XIANG Chao2, LIU Jin-shi1et al

(1.Anhui Huaan Seed Industry co., LTD, Hefei, Anhui 230031; 2.Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081)

[Objective] The aim was to clear the best concentration of ABA treatment of rice seed under storage condition, and provide theoretical basis for rice production.[Method] Three rice varieties, including Y Liangyou 2, Huiliangyou 630 and Zaoxian 802 were treated by soaking seeds with different concentrations of abscisic acid (ABA) to study the effect of ABA on seed germination. [Result]The results showed that the low concentration of ABA (10 mg/L) treatment of rice seed had a promoting effect on the germination, and could effectively control the growth of root and shoot elongation, high concentration of ABA (50-90 mg/L) had significant inhibitory effect on seed germination and root growth, shoot elongation. The intensity that ABA inhibited the growth of the seedlings were varied because of its concentration, ABA concentration was higher, the inhibitory effect on the seedling was stronger. [Conclusion]Understanding effect of exogenous ABA on seed germination and grasping the conditions of seed germination had practical guidance for ensuring high yield of rice.

Seed germination; Rice；Abscisic acid

張翔(1985- )，男，江蘇射陽(yáng)人，助理農(nóng)藝師，從事雜交水稻制種工作。

2015-11-17

S 511

A

0517-6611(2015)35-073-02