高滲透壓PEG溶液發(fā)芽法鑒定煙草品種抗旱性研究

蘇福+王仁剛+丁燦

摘要 利用24%高滲透壓PEG溶液（PEG8000）模擬干旱脅迫，對(duì)20個(gè)煙草品種進(jìn)行了試驗(yàn)，研究了20個(gè)煙草品種在干旱條件下種子萌發(fā)和苗期生長(zhǎng)情況，并對(duì)不同煙草品種抗旱性進(jìn)行了鑒定。在正常供水和24% PEG8000溶液模擬干旱條件下測(cè)定了種子發(fā)芽勢(shì)、種子發(fā)芽率、種子發(fā)芽指數(shù)、煙苗長(zhǎng)度、煙苗活力指數(shù)及其比值，以其作為評(píng)價(jià)品種抗旱性強(qiáng)弱的指標(biāo)。結(jié)果表明，在發(fā)芽期和苗期抗旱性較強(qiáng)的煙草品種為凱里中號(hào)葉子、公會(huì)曬煙、麻江大廣煙、龍里大白花。

關(guān)鍵詞 煙草品種；高滲透壓PEG溶液；發(fā)芽法；抗旱性

中圖分類號(hào) S572.037 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）10-0042-03

煙草是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，在我國(guó)大部分地區(qū)廣泛種植。貴州是喀斯特高原山區(qū)，山高坡陡，降雨后易產(chǎn)生徑流流失，致使水分缺乏，是制約貴州煙草廣泛種植和優(yōu)質(zhì)品質(zhì)形成的主要因素，且貴州煙草種植區(qū)域大多不連片、不平整。目前，要實(shí)現(xiàn)機(jī)械灌溉或自動(dòng)灌溉很難，且改進(jìn)煙草栽培方式也不能從根本上解決問(wèn)題。因此，選育推廣煙草抗旱品種是解決干旱條件對(duì)煙草品質(zhì)影響的一個(gè)經(jīng)濟(jì)有效的方法。利用高滲透壓PEG溶液研究作物品種抗性在小麥、水稻、大豆等作物上有很多報(bào)道[1-4]。2007年陳恒旺等[5]用PEG溶液研究了紅大和K326的抗旱性，說(shuō)明這種方法在鑒定煙草品種抗旱性上可行。本試驗(yàn)利用24%聚乙二醇（PEG8000）溶液模擬干旱脅迫，研究干旱脅迫對(duì)不同煙草品種種子萌發(fā)期及苗期生理指標(biāo)的影響，為篩選煙草抗旱品種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本研究在福泉試驗(yàn)基地組培室內(nèi)進(jìn)行，室內(nèi)溫度控制在（25±1）℃。

1.2 試驗(yàn)材料

供試煙草品種為福泉1號(hào)、花溪大青桿、惠水對(duì)筋煙、惠水三都大白花、凱里中號(hào)葉子、龍里大白花、麻江大廣煙、湄潭大黑煙（1）、湄潭大蒲扇（3）、盤縣大柳葉、平塘中壩曬煙、矮株一號(hào)、把柄煙、大花煙、大瓦垅煙、督葉尖桿煙、二黑煙、風(fēng)林一號(hào)、公會(huì)曬煙、騰沖大柳葉及對(duì)照品種K326。供試藥品為PEG8000溶液。

1.3 試驗(yàn)方法

采用培養(yǎng)皿紙上發(fā)芽法，參照《國(guó)際種子檢驗(yàn)規(guī)程》[6]進(jìn)行種子萌發(fā)試驗(yàn)。將種子均勻置于鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿中發(fā)芽，培養(yǎng)皿分為2組，試驗(yàn)組每個(gè)培養(yǎng)皿中加入1.2 mL 24% PEG8000溶液，對(duì)照組每個(gè)培養(yǎng)皿中加1.2 mL蒸餾水代替PEG8000溶液，且每隔1 d向培養(yǎng)皿內(nèi)加1.2 mL蒸餾水，溫度控制在（25±1）℃。每個(gè)培養(yǎng)皿放50粒種子，每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

培養(yǎng)后1～14 d，每天統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽數(shù)量；第14天測(cè)發(fā)芽種子幼苗的苗長(zhǎng)。計(jì)算公式如下：

發(fā)芽勢(shì)（%）=第7天發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100；

發(fā)芽率（%）=第14天發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100；

相對(duì)發(fā)芽勢(shì)（%）=處理發(fā)芽勢(shì)/對(duì)照發(fā)芽勢(shì)×100；

相對(duì)發(fā)芽率（%）=處理發(fā)芽數(shù)/對(duì)照發(fā)芽數(shù)×100；

發(fā)芽指數(shù)GI=Σ（Gt/Dt）；

煙苗活力指數(shù)=發(fā)芽指數(shù)×苗長(zhǎng)（下胚軸+根長(zhǎng)）；

相對(duì)煙苗苗長(zhǎng)（%）=處理苗長(zhǎng)/對(duì)照苗長(zhǎng)×100；

相對(duì)煙苗活力指數(shù)（%）=處理活力指數(shù)/對(duì)照活力指數(shù)×100；

校正活力指數(shù)=煙苗活力指數(shù)/對(duì)照苗長(zhǎng)；

株高脅迫指數(shù)（PHSI）=干旱下幼苗的株高/對(duì)照幼苗的株高×100。

式中：Gt為第t天的發(fā)芽種子數(shù)，Dt為發(fā)芽日數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫下不同品種煙草種子發(fā)芽勢(shì)鑒定

發(fā)芽勢(shì)是指種子在發(fā)芽試驗(yàn)初期規(guī)定的天數(shù)內(nèi)，正常發(fā)芽種子數(shù)占試驗(yàn)種子數(shù)的百分比，是反映種子質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要指標(biāo)之一。由表1可知，在PEG8000溶液中，各品種的發(fā)芽勢(shì)均較清水對(duì)照低。抗旱性較強(qiáng)的煙草品種在干旱脅迫下相對(duì)發(fā)芽勢(shì)較高，反之抗旱性較弱的品種則相對(duì)發(fā)芽勢(shì)較低。在本試驗(yàn)中，凱里中號(hào)葉子（90.38%）、公會(huì)曬煙（80.77%）、花溪大青桿（47.06%）、風(fēng)林一號(hào)（42.23%）、大瓦垅煙（39.50%）、湄潭大黑煙（1）（38.10%）6個(gè)品種相對(duì)發(fā)芽勢(shì)較高，其余品種相對(duì)發(fā)芽勢(shì)較低；其中騰沖大柳葉（18.85%）相對(duì)發(fā)芽勢(shì)最低。

2.2 干旱脅迫下不同品種煙草種子發(fā)芽率鑒定

發(fā)芽率是指種子在發(fā)芽試驗(yàn)所規(guī)定時(shí)間內(nèi)的正常發(fā)芽種子數(shù)占試驗(yàn)種子數(shù)的百分比，是反映種子活力的重要指標(biāo)之一。在干旱脅迫時(shí)抗旱性較高的品種，具有較高的相對(duì)發(fā)芽率，而抗旱性較低的品種，則具有較低的相對(duì)發(fā)芽率。由表1可知，不同品種對(duì)干旱脅迫的反應(yīng)程度不同。其中凱里中號(hào)葉子（113.04%）、公會(huì)曬煙（110.66%）、大瓦垅煙（109.73%）、督葉尖桿煙（104.78%）、麻江大廣煙（92.64%）、龍里大白花（91.57%）、大花煙（90.91%）等品種對(duì)比其余品種相對(duì)發(fā)芽率較高，其余品種相對(duì)發(fā)芽率較低；其中騰沖大柳葉（24.66%）相對(duì)發(fā)芽率最低。

2.3 干旱脅迫下不同煙草種子發(fā)芽指數(shù)鑒定

發(fā)芽指數(shù)是發(fā)芽率指標(biāo)的細(xì)化和深化，它放大了種子活力的特征，使種子的差異加大，是衡量干旱脅迫對(duì)種子發(fā)芽影響程度的一個(gè)重要指標(biāo)[7]。在干旱脅迫條件下，煙草種子相對(duì)發(fā)芽指數(shù)越高，表明該品種的抗旱性越高；反之相對(duì)發(fā)芽率越低，表明該品種抗旱性越低。由表1可知，凱里中號(hào)葉子（77.34%）、公會(huì)曬煙（68.94%）、花溪大青桿（66.58%）、麻江大廣煙（62.74%）、大花煙（60.46%）、大瓦垅煙（58.72%）、龍里大白花（58.71）、惠水對(duì)筋煙（57.72%）、福泉1號(hào)（56.67）等品種的相對(duì)發(fā)芽指數(shù)較高；騰沖大柳葉（20.36%）相對(duì)發(fā)芽指數(shù)最低。

2.4 干旱脅迫下不同品種煙草煙苗全長(zhǎng)鑒定

在干旱脅迫下，相對(duì)煙苗全長(zhǎng)越大，則表明該品種抗旱性越高；反之，相對(duì)煙苗全長(zhǎng)越小，則表明該品種抗旱性越低。由表2可知，凱里中號(hào)葉子（36.21%）、龍里大白花（35.52%）、麻江大廣煙（33.72%）、惠水三都大白花（33.19%）、平塘中壩曬煙（30.81%）、盤縣大柳葉（29.99%）、公會(huì)曬煙（28.99%）相對(duì)煙苗全長(zhǎng)較大，其余品種相對(duì)煙苗全長(zhǎng)較??；其中騰沖大柳葉（5.65%）相對(duì)煙苗全長(zhǎng)最小。

2.5 干旱脅迫下不同品種煙苗活力指數(shù)鑒定

活力指數(shù)是種子發(fā)芽速率和生長(zhǎng)量的綜合反映，是種子活力的更好指標(biāo)[8]。由表2可知，凱里中號(hào)葉子（28.06%）、麻江大廣煙（21.11%）、龍里大白花（20.83%）、公會(huì)曬煙（19.96%）、花溪大青桿（19.52%）等品種相對(duì)活力指數(shù)較高，其余品種相對(duì)活力指數(shù)相對(duì)較低，其中騰沖大柳葉（1.15%）相對(duì)活力指數(shù)最低。在干旱脅迫下，相對(duì)活力指數(shù)越高，則表明該品種抗旱性越高；反之相對(duì)活力指數(shù)越低，則表明該品種抗旱性越低。

2.6 干旱脅迫下不同品種煙草校正煙苗活力指數(shù)鑒定

校正煙苗活力指數(shù)是綜合反映在高滲透壓下，種子發(fā)芽能力與生長(zhǎng)受影響程度的指標(biāo)。在變化不大時(shí)，校正煙苗活力指數(shù)就會(huì)產(chǎn)生較大變化，是一個(gè)較為敏感的數(shù)據(jù)。能較為準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)煙草品種抗旱性。由表2可知，龍里大白花（9.65）、麻江大廣煙（8.78）、凱里中號(hào)葉子（8.25）、花溪大青桿（7.88）、惠水對(duì)筋煙（7.06）、平塘中壩曬煙（6.30）等品種校正煙苗活力指數(shù)較高，其余品種煙苗活力指數(shù)較低，其中騰沖大柳葉（0.33）煙苗活力指數(shù)最低。

2.7 干旱脅迫下不同品種煙草根長(zhǎng)脅迫指數(shù)鑒定

根長(zhǎng)脅迫指數(shù)是不考慮發(fā)芽的多少，只反映已發(fā)芽種子生長(zhǎng)情況受高滲透壓影響的指標(biāo)。由表2可知，凱里中號(hào)葉子（100.00）、麻江大廣煙（52.70）、龍里大白花（45.86）、平塘中壩曬煙（45.86）、惠水三都大白花（41.12）、盤縣大柳葉（40.00）、公會(huì)曬煙（39.44）等品種根長(zhǎng)脅迫指數(shù)較高，其余品種根長(zhǎng)脅迫指數(shù)較低；其中騰沖大柳葉（6.45）相對(duì)根長(zhǎng)脅迫指數(shù)最低。

3 結(jié)論與討論

煙草品種的抗旱性受到多種因素影響，其中主要因素是遺傳因素和環(huán)境因素。因此，鑒定煙草品種抗旱性不能單獨(dú)根據(jù)某一個(gè)因素指標(biāo)，單一指標(biāo)也難以全面準(zhǔn)確地表現(xiàn)出煙草品種抗旱性強(qiáng)弱，且不同的品種對(duì)同一因素的抗旱性表現(xiàn)也存在一定的差異，所以煙草品種的抗旱性需要結(jié)合多個(gè)因素指標(biāo)來(lái)鑒定。在作物抗逆性鑒定中，可使用逆境脅迫下與正常生長(zhǎng)條件下測(cè)定值的比值（相對(duì)值）作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用相對(duì)比值進(jìn)行分析，能減少不同品種各自的遺傳背景差異，使結(jié)果更具代表性[9]。在本次試驗(yàn)中，根據(jù)相對(duì)發(fā)芽勢(shì)篩選出來(lái)抗旱性較高的品種有凱里中號(hào)葉子、公會(huì)曬煙、花溪大青桿、風(fēng)林一號(hào)、大瓦垅煙、湄潭大黑煙（1）。根據(jù)相對(duì)發(fā)芽率篩選出來(lái)抗旱性較高的品種有凱里中號(hào)葉子、公會(huì)曬煙、大瓦垅煙、督葉尖桿煙、麻江大廣煙、龍里大白花、大花煙。根據(jù)相對(duì)發(fā)芽指數(shù)篩選出來(lái)抗旱性較高的品種有凱里中號(hào)葉子、公會(huì)曬煙、花溪大青桿、麻江大廣煙、大花煙、大瓦垅煙、龍里大白花、惠水對(duì)筋煙、福泉1號(hào)。根據(jù)相對(duì)煙苗全長(zhǎng)篩選出來(lái)抗旱性較高的品種有凱里中號(hào)葉子、龍里大白花、麻江大廣煙、惠水三都大白花、平塘中壩曬煙、盤縣大柳葉、公會(huì)曬煙。根據(jù)相對(duì)煙苗活力指數(shù)篩選出來(lái)抗旱性較高的品種有凱里中號(hào)葉子、麻江大廣煙、龍里大白花、公會(huì)曬煙、花溪大青桿。根據(jù)煙苗校正活力指數(shù)篩選出來(lái)抗旱性較高的品種有龍里大白花、麻江大廣煙、凱里中號(hào)葉子、花溪大青桿、惠水對(duì)筋煙、平塘中壩曬煙。根據(jù)根長(zhǎng)脅迫指數(shù)篩選出來(lái)抗旱性較高的品種有凱里中號(hào)葉子、麻江大廣煙、龍里大白花、平塘中壩曬煙、惠水三都大白花、盤縣大柳葉、公會(huì)曬煙。綜合這20個(gè)煙草品種在24%PEG8000溶液模擬的干旱脅迫條件下，從相對(duì)發(fā)芽勢(shì)、相對(duì)發(fā)芽率、相對(duì)發(fā)芽指數(shù)、相對(duì)煙苗全長(zhǎng)、相對(duì)煙苗活力指數(shù)、煙苗校正活力指數(shù)和根長(zhǎng)脅迫指數(shù)等7項(xiàng)指標(biāo)的變化趨勢(shì)綜合考慮，篩選出凱里中號(hào)葉子、公會(huì)曬煙、麻江大廣煙、龍里大白花4個(gè)在發(fā)芽期和苗期抗旱性較強(qiáng)的品種。本試驗(yàn)僅測(cè)了煙草品種在發(fā)芽期和苗期的種子發(fā)芽特性及幼苗生理等指標(biāo)，因此本試驗(yàn)的結(jié)果只代表煙草品種在發(fā)芽期和苗期的抗旱性強(qiáng)弱。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 景蕊蓮，昌小平.用滲透脅迫鑒定小麥種子萌發(fā)期抗旱性的方法分析[J].植物遺傳資源學(xué)報(bào)，2003，4（4）：292-296.

[2] 安永平，強(qiáng)愛玲，張媛媛，等.滲透脅迫下水稻種子萌發(fā)特性及抗旱性鑒定指標(biāo)研究[J].植物遺傳資源學(xué)報(bào)，2006，7（4）：421-426.

[3] 王賀正，馬均，李旭毅，等.水稻種質(zhì)芽期抗旱性和抗旱性鑒定指標(biāo)的篩選研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2004，17（5）：594-599.

[4] 王利彬，劉麗君，裴宇峰，等.大豆種質(zhì)資源芽期抗旱性鑒定[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，43（1）：36-42.

[5] 陳恒旺，周冀衡，李永平，等.利用PEG鑒定烤煙品種抗旱性研究[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，36（7）：35-38.

[6] 國(guó)際種子檢驗(yàn)學(xué)會(huì)（ISTA）.國(guó)際種子檢驗(yàn)規(guī)程[M].北京：技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1980：145-183.

[7] 梁泰，李得祿，魏林源.4種補(bǔ)血草屬植物種子萌發(fā)期抗旱性研究[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，27（22）：130-135.

[8] 劉玲玲，丁永樂(lè)，程傳策，等.4個(gè)煙草品種干旱脅迫下萌發(fā)和苗期生理特性及抗旱性評(píng)價(jià)[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（5）：104-107.

[9] 鄭昀曄，胡晉，張勝，等.玉米自交系發(fā)芽期和苗期耐寒性的鑒定[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)（農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版），2006（1）：41-45.