水分脅迫對(duì)2個(gè)彩棉品種種子萌發(fā)期相關(guān)指標(biāo)的影響

張敏敏，裴懷弟，劉新星

（甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所，甘肅 蘭州 730070）

植物在整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育過程中，經(jīng)常會(huì)遭受到干旱、鹽漬、低溫、病蟲害等各種生物及非生物脅迫的影響，其中水分脅迫是最常見的逆境影響因子之一。棉花是我國的重要經(jīng)濟(jì)作物，在整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育過程中，干旱對(duì)棉花生長(zhǎng)期產(chǎn)生的危害以及由此造成的產(chǎn)量損失往往比較嚴(yán)重。目前，作物抗旱性的研究方法很多，大多是在人工控制的干旱或人工模擬干旱條件下進(jìn)行，主要方法有室外盆栽控制水分、室內(nèi)水培或采用PEG滲透脅迫、人工控制的溫室、氣候室和培養(yǎng)箱等［1-3］。其中，聚乙二醇（PEG）是一種高分子的滲透劑，其最大特點(diǎn)是本身不能穿越細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，因而不會(huì)引起質(zhì)壁分離，使植物組織和細(xì)胞處于類似于干旱的水分脅迫之中［4］。相關(guān)研究表明，棉花種子在受到不同程度的干旱脅迫時(shí)，隨著水勢(shì)的下降，其發(fā)芽率、發(fā)芽速度、發(fā)芽指數(shù)、苗高、根長(zhǎng)、根莖比、幼苗干鮮重等均出現(xiàn)不同程度的降低［5-6］。我們采用室內(nèi)高滲溶液PEG-6000模擬干旱脅迫，對(duì)棕色棉BC05、隴綠棉3號(hào)種子萌發(fā)期子葉干重和鮮重、胚根干重、胚根長(zhǎng)及下胚軸長(zhǎng)等指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定，旨在為棉花抗旱性評(píng)價(jià)、栽培和育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試彩棉品種為棕色棉BC05、隴綠棉3號(hào)，均由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所提供。

1.2 試驗(yàn)方法

選取飽滿、整齊一致的彩色棉種子，用1 g/kg HgCl滅菌10 min，再用水沖洗3～5遍，分別加入6個(gè)濃度梯度PEG-6000溶液，處理濃度分別為5%、10%、15%、20%、25%、30%，空白對(duì)照（CK）為蒸餾水。每品種各處理50粒種子，3次重復(fù)，置于25℃恒溫培養(yǎng)箱中用紙床發(fā)芽。7 d后測(cè)定彩色棉萌發(fā)期子葉鮮重、下胚軸長(zhǎng)、胚根長(zhǎng)。然后105℃殺青，80℃烘干，測(cè)定子葉干重、胚根干重。彩色棉子葉鮮重、干重、胚根干重用1/1 000天平稱量，下胚軸長(zhǎng)和胚根長(zhǎng)用直尺測(cè)量。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2007對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖分析，SPASS1 7.0進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度PEG-6000對(duì)彩色棉子葉鮮重的影響

從表1可以看出，隨著PEG-6000脅迫濃度的增加，BC05子葉鮮重呈不規(guī)則下降的趨勢(shì)。脅迫濃度為5%～15%時(shí)，子葉鮮重與CK差異不顯著；當(dāng)脅迫濃度為20%時(shí)，子葉鮮重比CK下降了28.8%，與CK差異達(dá)顯著水平；PEG-6000濃度大于25%時(shí)，BC05種子萌發(fā)受抑制，種子未萌發(fā)。隨著PEG-6000脅迫濃度的增加，隴綠棉3號(hào)子葉鮮重呈現(xiàn)不規(guī)則的下降趨勢(shì)。當(dāng)脅迫濃度為5%～20%時(shí)，子葉鮮重與CK差異不顯著；當(dāng)脅迫濃度為25%時(shí)，比CK下降了12.9%，差異達(dá)顯著水平；當(dāng)脅迫濃度為30%時(shí)，隴綠棉3號(hào)種子萌發(fā)受抑，種子未萌發(fā)。表明低濃度PEG-6000對(duì)彩色棉子葉鮮重影響不顯著，高濃度下種子萌發(fā)受抑制，且隴綠棉3號(hào)抗逆性強(qiáng)于BC05。

2.2 不同濃度PEG-6000對(duì)彩色棉子葉干重的影響

從表1可以看出，BC05子葉干重均低于CK。脅迫濃度為 5%～15%時(shí)，隨著PEG-6000濃度的增加，BC05子葉干重先減后增，與CK的差異均達(dá)顯著水平；當(dāng)脅迫濃度為20%時(shí)，BC05單株子葉干重為0.025 g，比CK降低了50%，差異顯著；當(dāng)PEG-6000濃度為25%時(shí)，BC05種子萌發(fā)受抑制，種子未萌發(fā)。隴綠棉3號(hào)子葉干重隨著PEG脅迫濃度的增加，呈現(xiàn)不規(guī)則下降的趨勢(shì)，脅迫濃度為5%～20%時(shí)，與對(duì)照差異均不顯著；脅迫濃度為25%時(shí)，隴綠棉3號(hào)子葉干重為0.043 g/株，比CK下降了33.8%，差異達(dá)顯著水平；脅迫濃度為30%時(shí)，種子萌發(fā)受抑制，種子未萌發(fā)。

2.3 不同濃度PEG-6000對(duì)彩色棉胚根干重的影響

從表1可以看出，BC05和隴綠棉3號(hào)胚根干重均隨著PEG-6000脅迫濃度的增加而降低。當(dāng)脅迫濃度大于5%時(shí)，2個(gè)彩色棉品種的胚根干重下降明顯，均與CK達(dá)顯著差異。BC05在脅迫濃度為20%時(shí)胚根干重降到最低，比CK降低了70%；在脅迫濃度為25%時(shí)，種子萌發(fā)受抑制。隴綠棉3號(hào)在脅迫濃度為25%降到最低，較CK降低53.8%；在脅迫濃度為30%時(shí)種子萌發(fā)受抑制。可見，在高濃度脅迫下，彩棉種子萌發(fā)受抑制，胚根不生長(zhǎng)。

2.4 不同濃度PEG-6000對(duì)彩色棉下胚軸長(zhǎng)的影響

從表1可以看出，隨著PEG-6000脅迫濃度的增加，BC05和隴綠棉3號(hào)的下胚軸長(zhǎng)均呈下降的趨勢(shì)。BC05在脅迫濃度為5%～20%時(shí)，與CK相比，各處理下胚軸長(zhǎng)下降趨勢(shì)明顯，差異均達(dá)顯著水平；脅迫濃度為25%時(shí)，種子不萌發(fā)，下胚軸不生長(zhǎng)。隴綠棉3號(hào)在脅迫濃度為5%～10%時(shí)，下胚軸長(zhǎng)與CK差異不顯著；濃度為15%～25%時(shí)，與CK差異顯著；在脅迫濃度為25%時(shí)，隴綠棉3號(hào)下胚軸為0.90 cm，脅迫濃度為30%時(shí)，種子不萌發(fā)，下胚軸不生長(zhǎng)。

表1 不同濃度PEG-6000處理彩棉種子萌發(fā)期的指標(biāo)

2.5 不同濃度PEG-6000對(duì)彩色棉胚根長(zhǎng)的影響

從表1可以看出，隨著PEG-6000脅迫濃度的增加，BC05和隴綠棉3號(hào)的胚根長(zhǎng)均呈現(xiàn)不規(guī)則下降趨勢(shì)。當(dāng)脅迫濃度為5%～20%時(shí)，與CK相比，2個(gè)彩色棉種子的胚根長(zhǎng)下降趨勢(shì)明顯，差異均達(dá)顯著水平；在脅迫濃度為25%時(shí)，BC05萌發(fā)受抑制，胚根未生長(zhǎng)，而隴綠棉3號(hào)在濃度為30%時(shí)種子不萌發(fā)、胚根未生長(zhǎng)?？梢?，隴綠棉3號(hào)較BC05有較強(qiáng)的抗逆性。

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，不同濃度PEG-6000脅迫對(duì)彩色棉BC05和隴綠棉3號(hào)種子的萌發(fā)期相關(guān)生長(zhǎng)指標(biāo)產(chǎn)生不同程度的影響。隨著PEG-6000濃度的增加，BC05和隴綠棉3號(hào)子葉鮮重、子葉干重、胚根干重、下胚軸長(zhǎng)、胚根長(zhǎng)等指標(biāo)均呈下降趨勢(shì)?？梢钥闯觯S著干旱脅迫濃度的增加，2個(gè)彩棉品種的種子萌發(fā)均受到不同程度的抑制，干旱脅迫顯著地影響了棉花單株子葉干鮮重、下胚軸的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)和干物質(zhì)的形成。但不同彩色棉品種降低的幅度存在著很大的差異。在PEG-6000脅迫濃度大于25%時(shí)，BC05種子萌發(fā)被完全抑制，而隴綠棉3號(hào)在PEG-6000脅迫為30%時(shí)種子萌發(fā)被抑制，各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)均降到最低。

植物種子的萌發(fā)和初期生長(zhǎng)對(duì)外界環(huán)境脅迫較為敏感，因此可以用種子萌發(fā)及其初期生長(zhǎng)狀況來評(píng)價(jià)植物的抗逆性［7］。PEG-6000處理對(duì)種子萌發(fā)期來說，起到了水分脅迫的作用［8-10］。孫彩霞等［11］在玉米上的研究表明，PEG滲透脅迫處理下，玉米種子胚芽及胚根在伸長(zhǎng)生長(zhǎng)和干物質(zhì)形成方面均受到了明顯的抑制，與本試驗(yàn)結(jié)果一致。