不同花生品種種子休眠性鑒定

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(河南省農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所；農(nóng)業(yè)部黃淮海油料作物重點實驗室；河南省油料作物遺傳改良重點實驗室；花生遺傳改良國家地方聯(lián)合工程實驗室， 鄭州 450002)

花生是我國重要的油料作物之一，自20世紀90年代以來，中國一直是世界上最大的花生生產(chǎn)、消費和出口國[1]。種子休眠性是花生品種的一個重要農(nóng)藝性狀[2]，它直接影響花生的播種和收獲，花生種子休眠性的形成機制與調(diào)控一直是研究重點之一。種子休眠性過強常常影響田間出苗，造成缺苗斷壟進而影響產(chǎn)量及種植效益；休眠性過弱易導致莢果在成熟期田間發(fā)芽，嚴重影響籽仁品質(zhì)和種子質(zhì)量，而且增加了黃曲霉菌感染的風險[3]。特別是近年來我國花生主產(chǎn)區(qū)山東、河南等地，花生收獲時期常常遇到連續(xù)陰雨天氣，而目前生產(chǎn)上推廣新品種的休眠性普遍較弱，導致部分田塊在收獲時發(fā)芽，由此引起的產(chǎn)量損失甚至達到20%以上[4]。因此，選育推廣休眠性適度的花生新品種是保證花生高產(chǎn)高效的重要措施。

國內(nèi)外已在花生休眠性的評價方法、影響因素、材料篩選和分子機制等方面開展了較多研究[5]，但有關(guān)花生休眠性與種子主要品質(zhì)指標的相關(guān)性還未見報道。本試驗選用8個花生品種作為材料，研究其休眠性的差異，休眠性與發(fā)芽勢、發(fā)芽率、萌發(fā)率、籽仁品質(zhì)指標的相關(guān)性，為進一步開展花生休眠性的基礎(chǔ)研究提供參考。

1 材料和方法

1.1 材 料

選用8個品種(系)進行休眠性鑒定，其中高油酸品種4個(系)；中大果類型5個，小果類型3個。

表1 參試品種(系)及其類型

品種類型品質(zhì)類型粵油13育成品種普通中大果魯花11育成品種普通大果宛花2號育成品種普通小果開農(nóng)176育成品種高油酸大果開農(nóng)301中間材料高油酸小果豫花9805育成品種普通大果豫花76育成品種高油酸小果開農(nóng)71育成品種高油酸中大果

1.2 方 法

1.2.1 種子休眠性鑒定

種子休眠性鑒定參考陳志德等[6]的方法并略作修改。8個品種收獲當天，挑選成熟飽滿的莢果，人工剝掉果殼，選擇30粒種皮完整無損傷的飽滿種子，經(jīng)蒸餾水沖洗后，擺放于墊有2層濾紙的15 cm培養(yǎng)皿中，加入20 mL蒸餾水后放入28 ℃的光照培養(yǎng)箱中暗培養(yǎng)，每個品種3次重復。以培養(yǎng)后第3 天(發(fā)芽勢)、第7 天(發(fā)芽率)的種子發(fā)芽率為指標評價種子休眠性，以胚軸加胚根長不小于種子長為發(fā)芽標準。同時在培養(yǎng)第3 天、第7天調(diào)查種子萌發(fā)率，以種子露白為萌發(fā)標準。

8個品種收獲后晾曬存放35 d后再次做發(fā)芽試驗，調(diào)查萌發(fā)率、發(fā)芽率、發(fā)芽勢，具體試驗方法同上。

1.2.2 花生種子的品質(zhì)分析

利用DA 7200多功能近紅外分析儀分析了8個品種的籽仁品質(zhì)，包含蛋白質(zhì)、脂肪、油酸、亞油酸、油亞比等指標。

1.2.3 相關(guān)性分析

利用Excel軟件計算萌發(fā)率、發(fā)芽勢等發(fā)芽指標及品質(zhì)指標與休眠性的相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同花生品種種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、萌發(fā)率的差異

從表2可以看出，8個品種收獲當天未經(jīng)晾曬立即進行發(fā)芽試驗，發(fā)芽勢變異幅度在6.25%～86.49%之間，平均為69.15%，變異系數(shù)為45.45%，有3個品種的發(fā)芽勢低于10%，1個品種的發(fā)芽勢在85%以上；發(fā)芽率變異幅度在19.98%～100%之間，平均為74.67%，變異系數(shù)為86.46%；萌發(fā)率變異幅度在21.83%～100%之間，平均為76.61%，變異系數(shù)為36.06%；4個高油酸品種的平均發(fā)芽率為55.21%，4個普通油酸品種的平均發(fā)芽率為94.14%。

由此可見，8個不同花生品種的發(fā)芽率差異較大，具有最大的變異幅度和變異系數(shù)，最適宜評價品種間休眠性差異；收獲當天種子的發(fā)芽率越高，休眠性越弱，發(fā)芽率越低，休眠性越強。

表2 不同品種的休眠特性及其變異

項目發(fā)芽勢(%)發(fā)芽率(%)第7天萌發(fā)率(%)平均值69.15±31.4374.67±27.5576.61±27.63區(qū)間6.25～86.4919.98～10021.83～100變異系數(shù) 45.45 86.4636.06

從表3可知，多數(shù)花生品種種子的萌發(fā)率、發(fā)芽率在收獲后35 d均有不同程度提高，其中高油酸品種顯著提高；4個高油酸品種收獲當天的平均萌發(fā)率、平均發(fā)芽率分別為57.76%、55.21%，收獲35 d后的平均萌發(fā)率、平均發(fā)芽率分別為95.99%、76.64%；尤其是高油酸品種開農(nóng)176的萌發(fā)率、發(fā)芽率分別提高了324%和299%。如果按照以發(fā)芽率70%作為休眠期結(jié)束的臨界值，4個普通油酸品種的休眠性極弱；高油酸品種開農(nóng)176、開農(nóng)301、開農(nóng)71具有一定的休眠性，收獲35 d后開農(nóng)176已結(jié)束休眠期，開農(nóng)301的休眠期接近結(jié)束。

表3 收獲后不同時間種子發(fā)芽能力比較

品種 收獲當天 收獲后35d 萌發(fā)率(%)發(fā)芽率(%)萌發(fā)率(%)發(fā)芽率(%)粵油13100.00±0 100.00±0 100.00±0100.00±0魯花11100.00±0 100.00±097.22±3.9391.67±3.93宛花2號83.58±4.0383.58±4.03100.00±095.45±6.43豫花980598.25±3.0492.98±3.04100.00±086.26±7.99開農(nóng)17621.83±6.1319.98±7.9292.59±8.4979.63±8.49開農(nóng)30150.00±5.8350.00±5.8398.33±2.8961.67±6.55豫花7677.94±9.1877.94±9.18100.00±0100.00±0開農(nóng)7181.25±6.2572.92±3.6193.07±3.1265.26±7.81

2.2 不同花生品種種子收獲當天的發(fā)芽勢、萌發(fā)率與休眠性的相關(guān)性

表4列出了收獲當天種子的發(fā)芽相關(guān)指標與其發(fā)芽率的相關(guān)系數(shù)。3 d萌發(fā)率、7 d萌發(fā)率與發(fā)芽率相關(guān)系數(shù)分別達到0.962 7、0.993 4，表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)，因此也可以采用萌發(fā)率來評價花生品種的休眠性高低；發(fā)芽勢與發(fā)芽率、3 d萌發(fā)率與發(fā)芽勢、7 d萌發(fā)率與發(fā)芽勢之間均達到了顯著的正相關(guān)關(guān)系。

表4 收獲當天種子不同發(fā)芽指標間的相關(guān)性

項目發(fā)芽率發(fā)芽勢發(fā)芽勢0.7925*3d萌發(fā)率0.9627**0.7448* 7d萌發(fā)率0.9934**0.7305*7d胚軸長0.65000.7409* 7d芽長0.42530.48167d胚根長0.39470.3796

注:“*”表示差異顯著(p<0.05)，“**”表示差異極顯著(p<0.01)。下同。

2.3 花生品質(zhì)指標與休眠性的相關(guān)性

表5列出了8個品種的粗脂肪、蛋白質(zhì)、油酸含量、亞油酸含量、油亞比等籽仁品質(zhì)指標與收獲當天種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率的相關(guān)系數(shù)。

花生收獲當天種子的發(fā)芽率與蛋白質(zhì)含量表現(xiàn)為正相關(guān)，與粗脂肪含量之間為負相關(guān)，但二者相關(guān)系數(shù)均不顯著；發(fā)芽率與亞油酸含量、油酸含量、油亞比之間的相關(guān)系數(shù)分別為0.771 6、-0.768 3、-0.784 3，其中發(fā)芽率與亞油酸含量表現(xiàn)為顯著的正相關(guān)，發(fā)芽率與油酸含量、油亞比之間均為顯著的負相關(guān)。

表5 花生籽仁品質(zhì)指標與發(fā)芽率的相關(guān)性

項目發(fā)芽勢發(fā)芽率蛋白質(zhì)0.5990 0.2423 粗脂肪-0.6834-0.2510 亞油酸0.64430.7716* 油酸-0.6568-0.7683*油亞比-0.6909-0.7843*賴氨酸0.49480.1127蛋氨酸0.1384-0.2853胱氨酸0.02830.3931脯氨酸-0.6825-0.5249亮氨酸0.47690.1764蔗糖0.1999-0.1643可溶性總糖-0.0125-0.2315

3 結(jié)論與討論

種子休眠是植物長期演化過程中獲得的對環(huán)境及季節(jié)變化的一種適應性，具有普遍的生物學意義[7]，尤其是在花生生產(chǎn)中對種子休眠性的強弱具有較高的要求，因此加強花生休眠性的基礎(chǔ)及應用研究顯得非常必要。

本研究利用收獲當天的種子進行休眠性鑒定，8個品種間的休眠性差異較大，6個品種的發(fā)芽率在70%以上，休眠性較弱；其中開農(nóng)176的發(fā)芽率在20%以下，休眠性較強。與普通油酸品種相比，高油酸品種具有更強的休眠性，4個高油酸品種的平均發(fā)芽率比普通油酸品種低38.93%。研究表明，發(fā)芽率和萌發(fā)率均可用于評價花生種子的休眠性高低；油酸含量、油亞比與休眠性均存在顯著的正相關(guān)，而亞油酸含量與休眠性存在顯著的負相關(guān)，這與胡曉輝等[8]的結(jié)論相似。

多數(shù)花生品種種子的萌發(fā)率、發(fā)芽率在收獲后35 d 均有不同程度提高，4個高油酸品種收獲當天的平均萌發(fā)率、發(fā)芽率分別為57.76%、55.21%，收獲35 d后的平均萌發(fā)率、發(fā)芽率分別提高至95.99%、76.64%。如果以發(fā)芽率70%作為休眠期結(jié)束的臨界值[5]，4個普通油酸品種的休眠性極弱或無休眠期，高油酸品種開農(nóng)176、開農(nóng)301、開農(nóng)71具有一定的休眠性，并且休眠期應在2個月以內(nèi)。從本研究看，相比普通油酸品種，多數(shù)高油酸品種具有更強的休眠性，這一點在高油酸新品種的推廣利用中需要得到應有的重視與利用。

本研究篩選出的較強休眠性種子開農(nóng)176及弱休眠種子粵油13、魯花11、豫花9805等為下一步的深入研究提供了重要依據(jù)。