PEG—6000模擬干旱脅迫下3種西北廣植紫花苜蓿萌發(fā)與抗旱性綜合評價研究

曾澤堂 羅永忠 柳佳

摘 要：采用聚乙二醇（PEG-6000）模擬干旱，研究了不同干旱脅迫環(huán)境對3種西北地區(qū)廣泛種植的紫花苜蓿（Medicago sativa）——甘農(nóng)一號（Medicago varia cv.Gannong NO.1）、牧歌（Medicago sativa L.cv.Ameri Graze 40）、新疆大葉（Medicago sativa L.）的萌發(fā)和部分保護酶活性及葉片相對含水率的影響。結(jié)果表明，隨著PEG濃度升高（PEG濃度5%～25%），3種紫花苜蓿的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、發(fā)芽勢皆明顯降低，葉片相對含水率基本無顯著變化，保護酶活性變化各不相同。利用隸屬函數(shù)法分析得出，3種紫花苜蓿種子萌發(fā)期抗旱性強弱次序為甘農(nóng)一號>新疆大葉>牧歌。

關(guān)鍵詞：PEG-6000；紫花苜蓿；干旱脅迫；萌發(fā)；抗旱性；綜合評價

文章編號： 1005-2690（2018）04-0107-02 中圖分類號： S541.9 文獻標志碼： B

在抗旱性方面，Dooernbos和Kassam（1979）給出了作物反應(yīng)因子的表達式，F(xiàn)iseher和Mauerr（1978）提出敏感指數(shù)S與旱地產(chǎn)量的關(guān)系，蘭巨生[1]（1994）論證了抗旱指數(shù)Rl在抗旱鑒定中的實用性。袁志偉和孫小妹[2]對抗旱性鑒定指標，包括形態(tài)指標、萌發(fā)和生長指標、生理生化指標等作了綜合分析。植株的根、莖、葉等形態(tài)器官都可用來估測品種的抗旱能力[3，4]。種子萌發(fā)是種子植物生活史中的關(guān)鍵階段，也是進行植物抗旱性研究的重要時期[5]。

紫花苜蓿是世界上栽培最廣泛的優(yōu)良豆科牧草，是中國種植面積最大的人工牧草。近年來已經(jīng)開展了應(yīng)用PEG模擬干旱對紫花苜蓿及其他植物種子萌發(fā)影響的相關(guān)研究，本試驗就利用不同濃度的PEG-6000溶液對3種紫花苜蓿種子——甘農(nóng)一號、牧歌、新疆大葉進行水分脅迫處理，模擬紫花苜蓿品種在干旱脅迫下的種子萌發(fā)特性、幼苗部分保護酶活性，比較評價3種紫花苜蓿萌發(fā)期及幼苗生長初期的抗旱性。這對進一步認識干旱條件下紫花苜蓿的適應(yīng)性和生長狀況具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 供試材料

新疆大葉、牧歌、甘農(nóng)一號，以下稱為X、M、G。

1.2 種子萌發(fā)和幼苗培養(yǎng)

挑選各紫花苜蓿品種優(yōu)質(zhì)種子，用75%乙醇浸種消毒2 h，之后用蒸餾水沖洗4～5遍，放至陰暗處自然干燥20 h。將其接種到不同培養(yǎng)皿中培養(yǎng)，培養(yǎng)皿中倒入等體積質(zhì)量濃度依次為0（CK）、5%、10%、15%、20%、25%的 PEG-6000溶液以浸透種子，用電子天平稱量培養(yǎng)皿重量并記錄。培養(yǎng)皿（直徑為90 mm、底部鋪有兩層濾紙），每個處理設(shè)3次重復(fù)，每個重復(fù)有100粒種子。處理于14 h 光照/10 h 黑暗（光照強度為 7 200 lx）、光照期間溫度為 25 ℃、黑暗期間溫度為 20 ℃、相對濕度為40%的條件下萌發(fā)。由于PEG-6000具有不揮發(fā)性，每天8：00 AM稱量培養(yǎng)皿重量，計算損失水分，補充損失水分以保持相應(yīng)處理PEG濃度。種子萌發(fā)后，置于光照強度為7 200 lx、濕度為60%的人工智能氣候培養(yǎng)箱，15（8 h）～ 25 ℃（16 h）變溫處理。每天觀察種子發(fā)芽情況，并記錄發(fā)芽種子數(shù)。以有根、芽長等于種子長的1/2為發(fā)芽標準，連續(xù)7 d不再有種子發(fā)芽為發(fā)芽結(jié)束期。當(dāng)幼苗長至3～4葉期時，測定葉片相對含水量、SOD、CAT。

1.3 種子萌發(fā)及幼苗生理生化指標測定

（1）根據(jù)《種子生物學(xué)研究指南》，計算種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)。

（2）生理生化指標的測定。

（3）SOD活性測定采用氮藍四唑光化還原法。

（4）CAT酶活性按李柏林等的方法修改。

（5）葉片含水量=（葉片鮮重+葉片干重）/葉片鮮重×100%。

1.4 抗旱性綜合評價方法

采用模糊數(shù)學(xué)隸屬法對3種目標種子萌發(fā)期及幼苗生長初期進行抗旱性綜合評價。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2013統(tǒng)計數(shù)據(jù)及作圖分析，差異性分析采用SPSS 22.0。

2 結(jié)果與分析

各指標最大值、最小值、均值及綜合評價平均值D見表1。

由綜合評價均值得出3種紫花苜蓿的抗旱性次序：甘農(nóng)一號>新疆大葉>牧歌，甘農(nóng)一號與新疆大葉的抗旱性相差不大，牧歌稍弱于前兩者。

參考文獻：

[ 1 ] 蘭巨生.農(nóng)作物綜合抗旱性的評價[J].中國農(nóng)學(xué)通報，1994，10（05）：34-35.

[ 2 ] 袁志偉，孫小妹.作物抗旱性鑒定指標及評價方法研究進展[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技，2012（11）：36-39.

[ 3 ] 陳寶書.牧草飼料作物栽培學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2001.

[ 4 ] 耿華珠.中國苜蓿[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1995.

[ 5 ] 王贊，李源，吳欣明，等.PEG滲透脅迫下鴨茅種子萌發(fā)特性及抗旱性鑒定[J].中國草地學(xué)報，2008，30（01）：50-54.

（收稿日期：2018-03-06）