全 文 ：2008年第9期 总第154期 CAOYEYUXUMU草业与畜牧
李 威 1,2, 周青平 2*
(1.青海大学,青海 西宁 810016;2.青海省畜牧兽医科学院,青海 西宁 810016)
收稿日期:2007-12-18
基金项目:科技部农转资金“青引燕麦新品种繁育与示范”
项目 (2006GB2G200318);农业部科研专项子项目“优质燕
麦生产加工技术研究” (nyhyzx-009x5) 资助
作者简介:李威 (1965- ),男,内蒙古土默特左旗人,助
理研究员,在读硕士研究生,主要研究方向为牧草栽培育种。
*通讯作者
摘 要:用不同浓度聚乙二醇 (PEG) 溶液模拟干旱胁迫环境,研究了6种裸燕麦品种在干旱条件下种子的萌发情
况。测定了种子发芽率、发芽势、胚根与胚芽长度及其比值。结果表明,不同浓度PEG处理胁迫对种子的萌发均有一
定的延缓作用。低浓度PEG(5%) 可促进裸燕麦不同品种种子萌发。当PEG浓度达到15%时,对种子萌发产生抑制作
用,随浓度的持续增加,抑制作用逐渐加强,且不同品种间种子萌发受抑制程度表现出明显差异。依此确定了6个裸燕
麦品种萌发期抗旱性强弱。
关键词:裸燕麦;聚乙二醇;干旱;种子萌发
中图分类号:S543+.7.034 文献标识码:A 文章编号:1673-8403(2008)09-0005-04
六种裸燕麦品种种子萌发期抗旱性的研究
燕麦分布于全世界五大州40多个国家,主要集
中种植在北半球燕麦带。中国是裸燕麦 (Avenanuda
L.) 的发源地,距今有5000多年的种植历史, 主要
分布在华北、西北、东北和青藏高原等地的16个省
(区)。青海是我国燕麦的主产区,燕麦主要分布在海
拔1600~3600m的农业区和高寒牧区,年种植面积
2万公顷左右,长期以来主要作为饲料作物,与西部
其他省(区)相比,有很大的资源优势。然而,在燕麦
研究方面,水平较低,手段相对落后。虽然燕麦是青
藏高原地区的主要栽培草种,但和国外相比,对它的
研究还远远不够。研究内容主要包括燕麦栽培、育
种、抗性等方面。裸燕麦是一种公认的粮、草、料兼
用作物,抗逆性强、病虫害少、喜冷凉生境、耐贫
瘠,加之产草量高、营养好,多年来深受农牧民欢
迎。为此,本研究在实验室用聚乙二醇 (6000) 溶
液,模拟干旱胁迫,对6 种裸燕麦品种种子萌发期
抗旱性表现进行比较,为生产应用和筛选抗性物种提
供依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料 (见表1)
供试6个裸燕麦品种种子由青海省畜牧兽医科学
院提供。
1.2 研究方法
1.2.1 试验方法:水分胁迫条件由聚乙二醇 (PEG)
溶液产生。共设5种处理,即 PEG质量浓度分别为
5%、10%、15%、20%、25%。将经过处理的种子置
于培养皿内浸透了 PEG溶液的滤纸上发芽,温度控
制在20~22℃,每天光照约12h。每天向滤纸加PEG
溶液数滴,以浸透滤纸并稍有剩余,每4d换1次滤
纸,以尽量减少水势变动。对照 (CK) 以蒸馏水代
替PEG。每个浓度梯度 (包括对照)3次重复,每个
重复包括50粒种子。从种子置床之日起观察,以胚
芽长度等于种子长度的1/2作为发芽的标准。将3个
重复中最早有种子发芽之日作为该处理发芽的开始
期,以后每天定时记录发芽种子数,当连续4d不再
表1 试验裸燕麦品种名称及来源
品种 来源 原产
内蒙莜麦 内蒙古农科院 内蒙古
青永久747 青海牧科院 加拿大
马营莜麦 青海牧科院 青海民和
定莜1号 甘肃定西 甘肃定西
青永久887 青海牧科院 加拿大
NEON 青海牧科院 英国
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表3 不同裸燕麦品种在不同PEG浓度处理下胚芽长度
有种子发芽时作为发芽结束期。
在第7天,各重复中随机取出10粒发芽种子测
量胚根与胚芽长度,并计算胚根与胚芽比。发芽结束
后,计算发芽率、发芽势。为消除各品种种间基础性
状的差异,对参与分析的各性状指标均采用其相对
值,即水分胁迫下的指标值/对照值。
发芽率是正常发芽的种子数与供测种子总数的百
分比。
发芽势是种子发芽数达到高峰时的正常发芽的种
子总数与供测种子总数的百分比。
1.2.2 数据处理:试验数据处理采用Excel2003程序
绘图和 SPSSforWindows11.0统计分析试验数据,进
行相同植物不同PEG浓度间,以及相同PEG浓度下
不同植物间Duncan方法0.05显著水平上的多重比较
(胚根与胚芽长仅作浓度间的多重比较)。
2 结果与分析
2.1 PEG模拟水分胁迫对胚根、胚芽长度的影响
(见表2、表3,图1、图2)
表2 不同裸燕麦品种在不同PEG浓度处理下胚根长度
注:列中均值标不同小写字母者和行中均值标不同大写字母者在P<0.05水平上差异显著。
0 5% 10% 15% 20% 25% Aver
内蒙莜麦 8.00bB 9.09aA 7.90aB 6.00bC 4.94cD 2.70dE 6.44c
青永久747 9.23aA 8.40aB 8.18aB 6.09abC 5.84bC 2.93cdD 6.82bc
马营莜麦 9.00abAB 9.38aA 7.98aBC 7.42aC 4.91cD 3.56bE 7.04ab
定莜1号 8.56abA 8.12aAB 7.39aBC 6.78abC 5.83bD 3.33bcE 6.67bc
青永久887 8.44abA 8.06aA 8.33aA 6.56abB 5.06bcC 4.22aC 6.78bc
NEON 9.22abA 9.17aA 8.06aAB 6.56abC 7.17aBC 3.41bcD 7.26a
Aver 8.78A 8.70A 7.97B 6.57C 5.63D 3.36E
表2、图1表明,种子发芽后胚根、胚芽是否生
长以及生长的速度受水分胁迫吸水能力的制约。内蒙
莜麦、青永久 747、马营莜麦、定莜 1号、青永久
887、NEON品种种子的相对胚根长均随PEG浓度的
增加呈显著降低变化 (P<0.05),在PEG浓度为5%
时,内蒙莜麦、马营莜麦的胚根比对照略长,而青永
久 747、定莜 1号、青永久 887、NEON的胚根长与
对照胚根长相近。这表明:当浓度较低时 (PEG5%),
对种子的萌发有一定的促进作用。
从表3、图2看出,与其相对胚根长比较,其胚
芽长亦随 PEG浓度的增加呈显著降低变化 (P<
0.05),在PEG浓度为5%时,马营莜麦、NEON的胚
芽略比对照长,其它品种的胚芽长与对照胚芽长相
近。当PEG浓度为15%以上时,干旱明显抑制胚芽
的生长而促进了根的生长,这是因为在水分胁迫下,
植物能调节自身地上与地下器官的关系,将营养物质
优先用于根系 (胚根) 生长的需要。
图1 PEG模拟水分胁迫对胚根长度的影响 图2 PEG模拟水分胁迫对胚芽长度的影响
0 5% 10% 15% 20% 25% Aver
内蒙莜麦 10.24aA 9.68abA 7.91bB 4.42cC 3.28bD 2.14bE 6.28d
青永久747 10.89aA 10.54aAB 9.71aB 5.29bcC 4.16aD 2.19bE 7.13ab
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注:列中均值标不同小写字母者和行中均值标不同大写字母者在P<0.05水平上差异显著。
注:列中均值标不同小写字母者和行中均值标不同大写字母者在P<0.05水平上差异显著。
马营莜麦 10.22aA 10.70aA 8.28bB 5.72bC 3.38bD 2.68abD 6.83bc
定莜1号 10.11aA 10.06aA 8.02bB 5.52bC 4.30aD 2.47abE 6.75c
青永久887 11.03aA 10.39aA 9.28aB 7.06aC 4.17aD 2.91aE 7.47a
NEON 8.56bA 8.88bA 8.28bA 5.67bB 4.22aC 2.24bD 6.31d
Aver 10.18A 10.04A 8.58B 5.61C 3.92D 2.44E
2.2 PEG模拟水分胁迫对胚根 /胚芽比值的影响
(见表4,图3)
水分胁迫下胚根/胚芽比值的增加是植物对水分胁
迫的一种适应性反映。其值的大小可说明对水分胁迫适
应性的强弱。胚根/胚芽比值越大,适应水分胁迫能力
越大,抗旱性也强,反之则弱。裸燕麦种子从萌发到形
成幼苗的过程中,胚根/胚芽的比值随着PEG模拟水分
胁迫程度的增加而增加。由表4、图3可知,当PEG
浓度为25%时,可判定,NEON>青永久887>定莜1
号>青永久747>马营莜麦>内蒙莜麦。
续表3
表4 不同PEG浓度处理下胚根/胚芽比
图3 PEG模拟水分胁迫对胚根/胚芽比的影响
0 5% 10% 15% 20% 25% Aver
内蒙莜麦 0.79bcD 0.94abCD 1.01aC 1.38aB 1.55abA 1.26cB 1.16b
青永久747 0.88bcC 0.79cC 0.88aC 1.17bB 1.41bA 1.37bcA 1.08cd
马营莜麦 0.89bcB 0.88bcB 0.98aB 1.33abA 1.46bA 1.33bcA 1.14bc
定莜1号 0.86bcB 0.82bcB 0.93aB 1.27abA 1.38bA 1.40bcA 1.11bc
青永久887 0.76cE 0.78cDE 0.90aCD 0.94cC 1.26bB 1.47abA 1.01d
NEON 1.08aB 1.03aB 0.97aB 1.17bB 1.77aA 1.57aA 1.26a
Aver 0.87C 0.87C 0.94C 1.21B 1.47A 1.40A
2.3 PEG模拟水分胁迫对裸燕麦品种种子发芽率的
影响 (见表5)
表5表明,裸燕麦种子萌发后对水分胁迫有较强
的适应性。用不同浓度PEG处理裸燕麦种子,当浓
度较低时 (PEG5%),对种子的萌发有一定促进作
用,其中内蒙莜麦、青永久747、NEON的发芽率比
对照分别增长 0.9%、1.8%、1.7%,而其他 3个品种
与对照相似。除5%和10%PEG浓度下的各品种相对
发芽率相近外 (P>0.05),15%~30%PEG浓度下的
6个裸燕麦种子的相对发芽率均<1.0,且随PEG浓
度的增加呈显著降低变化 (P<0.05)。
表5 不同PEG浓度处理下相对发芽率
注:列中均值标不同小写字母者和行中均值标不同大写字母者在P<0.05水平上差异显著。
0 5% 10% 15% 20% 25% 30% Aver
内蒙莜麦 1.000A 1.009abA 0.983aAB 0.932aB 0.204cC 0.144cD 0.068aE 0.620d
青永久747 1.000A 1.018aA 0.983aA 0.735bB 0.445bcC 0.381bC 0.103aD 0.666c
马营莜麦 1.000A 0.975cA 0.983aA 0.966aA 0.474bB 0.431abB 0.144aC 0.710b
定莜1号 1.000A 0.992bcA 1.000aA 0.983aA 0.748aB 0.572aC 0.143aD 0.777a
青永久887 1.000A 0.983cA 0.967aA 0.941aA 0.704abB 0.559aC 0.094aD 0.750ab
NEON 1.000A 1.017aA 0.992aA 0.958aA 0.788aB 0.509abC 0.119aD 0.769a
Aver 1.000A 0.999A 0.985A 0.919B 0.560C 0.433D 0.112E
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相同PEG浓度处理下不同品种种子生长特性比
较,相对发芽率为,10%PEG浓度下,品种间差异均
不显著 (P>0.05);15%PEG浓度下,除青永久747
与其它5个品种差异显著外 (P<0.05),其它5个品
种间差异均不显著 (P>0.05);一般为定莜 1号>
NEON>青永久887>马营莜麦>青永久747>内蒙莜
麦。在20%PEG浓度下,一般为NEON>定莜1号>
青永久887>马营莜麦>青永久747>内蒙莜麦。当浓
度为 25%PEG时,一般为定莜 1号>青永久 887>
NEON>马营莜麦>青永久747>内蒙莜麦。
2.4 PEG模拟水分胁迫对裸燕麦品种种子发芽势的
影响 (见表6)
发芽势是反映种子品质的重要指标之一,一般认
为发芽势高的种子播种后发芽整齐。表6表明,随着
胁迫程度的增强,裸燕麦种子发芽势明显下降,20%
PEG浓度胁迫下,发芽势下降更为明显。因此,在干
旱胁迫下,干旱首先影响发芽势,而后影响发芽率。
在相同PEG浓度处理下不同品种种子发芽势比
表6 不同PEG浓度处理下相对发芽势
注:列中均值标不同小写字母者和行中均值标不同大写字母者在P<0.05水平上差异显著。
0 5% 10% 15% 20% 25% 30% Aver
内蒙莜麦 98.33aA 98.33abA 95.83aA 85.83bB 6.67dC 2.50cCD 0.00cD 55.36c
青永久747 96.67aA 100.00aA 96.67aA 57.50cB 22.50bcdC 9.17cCD 0.00cD 54.64c
马营莜麦 98.33aA 94.17cA 96.67aA 94.17aA 20.00cdB 3.33cC 0.00cC 58.10c
定莜1号 97.50aA 99.17aA 98.33aA 95.00aA 41.67abcB 22.50bC 4.17bD 65.48ab
青永久887 93.33aA 95.00bcA 93.33aA 80.00bB 51.67abC 30.00abD 6.67aE 64.29b
NEON 95.83aA 98.33abA 93.33aA 95.00aA 54.17aB 36.67aC 8.33aD 68.81a
Aver 96.67A 97.50A 95.69A 84.58B 32.78C 17.36D 3.19E
较,在5%PEG浓度下,除马营莜麦、青永久887与
对照差异显著外(P<0.05),其它品种种子发芽势与对
照无显著差异(P>0.05)。在10%PEG浓度下,6种裸
燕麦品种的发芽势与对照无显著差异(P>0.05)。20%
PEG浓度下,发芽势大小的顺序排列为NEON>青永
久887>定莜1号>青永久747>马营莜麦>内蒙莜
麦。在 25%PEG浓度下,顺序排列为 NEON>青永
久887>定莜1号>青永久747>马营莜麦>内蒙莜
麦。这与20%PEG浓度下的排列顺序一致。
3 讨论与结论
3.1 相对胚根/胚芽比的结果表明,低浓度 PEG
(5%) 促进 6种裸燕麦品种种子胚根生长;高 PEG
浓度 (10%~25%) 抑制其胚根和胚芽的生长,且对
胚芽生长的抑制效应比胚根大。说明随水分胁迫程度
的加重,胚芽受抑程度比胚根重,这可能是植物水分
缺乏时适应环境的一种表现。研究中,由于 PEG浓
度为 30%时胚根很短,胚芽几乎看不到,较难比较
各品种间差异,故未测其长度。
3.2 用相对发芽率评价植物种子萌发期的抗旱性,
可避免不同基因型种子在正常条件下发芽率差异对试
验结果的影响,能客观鉴定水分胁迫条件下待测种子
的萌发水平,评价种子萌发期的抗旱性。从总体上
看,随PEG浓度的增加,6种裸燕麦品种种子的相对
发芽率均呈显著下降趋势。5%或10%PEG浓度下,6
种裸燕麦品种种子的相对发芽率、发芽势相似,可能
因低浓度 PEG处理能对种子萌发起引发作用所致。
随PEG浓度增加,各品种种子活性特性指标均呈大
幅度下降趋势,至30%PEG浓度时,其活性特性指标
几乎为零,致使种子不能萌发。
3.3 不同裸燕麦品种对干旱胁迫的适应方式不同。
从胚根/胚芽比、发芽率、发芽势综合来看,它们的
抗旱性强弱顺序为:NEON>青永久 887>定莜 1
号>青永久747>马营莜麦>内蒙莜麦。
总之,胚根/胚芽比、发芽率、发芽势可作为裸
燕麦品种种子萌发期抗旱性初步评定的鉴定指标。不
同品种的抗旱性机制不同,其表现与不同生长期的形
态、生理生化特性及生长发育等方面有关,萌发期裸
燕麦品种的抗旱性评定仅是一方面,为全面评定裸燕
麦品种的抗旱性,应通过田间和室内盆栽试验,对其
不同生长期的形态、生长、生理生化特性等进行进一
步验证。
参考文献
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(上接第8页)
StudyontheDroughtResistanceof6nakedoatsseedsintheGerminationPeriod
LIWei1,2,ZHOUQing-ping2*
(1.QinghaiUniversity,Xining810016,China;
2.QinghaiAcademyofAnimalandVeterinarySciences,Xining810016,China)
Abstracts:Thispaperstudiedtheefectsofpolyethyleneglycol(PEG) -simulateddroughtstresswithdiferent
concentrationon6nakedoatsseedsinthegerminationperiod.Thegerminationrate,germinationpotential,lengthof
radical,hypocotylandtheradical/hypocotylratioweremeasured.TheresultsshowedthatPEGtreatmentwithdiferent
concentrationcouldretardthegerminationofstressedseeds.Thelowconcentrationunder5%PEGcouldstimulateseeds
germinationof6diferentnakedoats.Under15%PEGstress,seedsgerminationwasretarded,andtheretardingfunctions
increasedwiththeincreasingofPEGconcentration.Therewassignificantdiferencebetweenseedsgerminationofdiferent
cultivars.Basedonthetheoryabove,thedroughtresistanceabilityof6nakedoatsinthegerminationperiodwasdetermined.
Keywords:Nakedoats;Polyethyleneglycol(PEG);Drought;Seedsgermination
播种当年沙打旺产量低,每公顷青干草产量为
226kg;第二年产量逐渐上升,到第三年每公顷青干
草产量达9264kg(见表2)。
表2 沙打旺各种植年限产量测定 cm、g/m2
测定时间
种植年限
第一年 第二年 第三年
株高 产量 株高 产量 株高 产量
8月15日 20.8 22.6 50.8 452.1. 76.3 926.4
3.4 营养成分
沙打旺在柴达木地区不能开花,一直处于营养
期,播种第二年的8月中旬对2龄沙打旺进行营养成
分分析,结果见表3。
表3 沙打旺营养成分 %
采样时间 粗蛋白 粗脂肪 粗纤维 粗灰分 无氮浸出物 钙 磷
2004年8月15日 15.31 2.39 29.13 8.87 44.26 1.28 0.098
4 结论
4.1 沙打旺在巴音郭勒地区引种栽培后,其产量高,
品质好,越冬返青好,适应性强而且抗旱能力强,能
在降水量181.8mm左右的伏旱季节良好生长。
4.2 沙打旺根系发达,主根粗壮,入土深约2m,固
土能力强,且产草量可达 9264kg/hm2,可以作为一
种优质饲草进行推广。
4.3 沙打旺对土壤要求不严,适应性强,但种子小,
幼苗生活力及顶土力弱,因而对土壤的耕作质量要求
较高。应在播前精细整地,使地面平整,耙耱保墒,
消除杂草,并于上年秋初进行深翻、冬灌。
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