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低温胁迫对不同萌发状态的裸燕麦种子某些生理特性的影响



全 文 :低温胁迫对不同萌发状态的裸燕麦
种子某些生理特性的影响
贾志国 张 丽
(河北北方学院,075131,河北张家口)
摘 要 对裸燕麦不同萌发状态下的种子进行
了 0℃、5℃、10℃的低温胁迫。结果表明:随温度的
降低,丙二醛含量急剧增加,而脯氨酸和可溶性蛋白
含量也表现出明显增加的趋势。在适宜温度下,各
处理种子又恢复了生活力,这些保护性物质的增多
提高了裸燕麦的抗寒性。
关键词 裸燕麦;低温胁迫;抗寒性;生理特性
裸燕麦(Avena nuda L. )俗称莜麦、铃铛麦,属
禾本科燕麦属,是我国高寒地区的主要粮食作物之
一,其秸草又是发展畜牧业和饲养牲畜的主要饲草。
温度是植物生存和生活的基本坏境条件之一,张家
口地区地势高亢,气候严寒。在播种期,如遇到寒潮
侵袭,常会造成燕麦种子发芽率低,成苗率下降,出
苗不齐,秧苗素质差,使燕麦的产量及品质均受到不
同程度的影响,难以保证苗全苗壮。因此,提高燕麦
出苗率成为提高燕麦产量的前提。
种子发芽是燕麦生长发育的起点,较高的发芽
势和发芽率是培育壮秧的基础,直接关系到燕麦最
终的产量。因此研究低温胁迫对不同萌发状态燕麦
种子发芽的影响,对提高燕麦种子发芽率和成苗率
具有重要理论和实际意义,为我国北方严寒地区燕
麦高产栽培等方面提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
试验材料为大小、形状整齐一致的裸燕麦种子
1 800 粒。
1. 2 试验处理
1. 2. 1 温度设置 设置 0℃、5℃、10℃、20℃(对
照)共 4 个温度处理。
作者简介:贾志国,讲师,主要从事观赏园艺教学科研工作
基金项目:河北北方学院自然科学研究计划项目
收稿日期:2011 - 03 - 14;修回日期:2011 - 06 - 11
1. 2. 2 材料处理 在 15cm 培养皿内铺两层滤纸
作为发芽床,选取均匀饱满种子,经称重(记录重
量)、消毒(75%乙醇溶液浸泡 2min 后洗净) ,挑选
大小整齐一致的裸燕麦种子,每组 50 粒,分别置于
4 个不同的温度,使其萌发为吸胀、萌动、发芽各 4
组,重复 3 次。经过不同低温处理 48h后,分别测定
试验组与对照组中裸燕麦种子的生理指标。
1. 3 指标测定
可溶性蛋白质含量采用考马斯亮蓝 G-205 染色
法测定[1]。丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸
(TBA)比色法测定[2]。脯氨酸含量采用酸性茚三
酮法显色法测定[2]。
2 结果与分析
2. 1 对不同萌发状态种子可溶性蛋白含量的影响
由图 1 可知,经过不同低温胁迫后,随着温度的
降低,蛋白质含量急剧升高。其中,0℃处理下发芽、
萌动和吸胀种子的可溶性蛋白分别为对照的 2. 1
倍、2. 0 倍和 1. 9 倍;5℃处理下发芽、萌动和吸胀种
子的可溶性蛋白分别为对照的 1. 8 倍、1. 6 倍和 1. 5
倍;10℃处理下发芽、萌动和吸胀种子的可溶性蛋白
含量也有一定的提高,但变化值不大。0℃和 5℃处
理与对照之间差异显著,10℃处理和对照相比差异
不显著。
图 1 低温胁迫下裸燕麦种子可溶性蛋白含量的变化
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作物杂志 Crops 2011. 5
DOI:10.16035/j.issn.1001-7283.2011.05.013
2. 2 对不同萌发状态种子游离脯氨酸含量的影响
由图 2 可知,随着温度的降低,燕麦种子不同萌
发状态游离脯氨酸含量明显增加。0℃处理发芽、萌
动和吸胀种子的脯氨酸含量分别为对照的 2. 8 倍、
2. 6 倍和 2. 5 倍;5℃处理下发芽、萌动和吸胀种子
的脯氨酸含量分别为对照的 2. 1 倍、1. 9 倍和 1. 7
倍;10℃处理下发芽、萌动和吸胀种子的游离脯氨酸
含量分别为 20℃种子的 1. 3 倍、1. 2 倍和 1. 1 倍。
0℃处理和对照之间存在极显著差异,5℃和 10℃处
理与对照相比差异达到显著水平。
图 2 低温胁迫下裸燕麦种子游离脯氨酸含量的变化
2. 3 对不同萌发状态种子丙二醛含量的影响
由图 3 可知,随着温度的降低,不同萌发状态种
子 MDA 含量明显增加。其中,0℃处理发芽、萌动
和吸胀种子的 MDA分别为对照的 4. 0 倍、3. 3 倍和
2. 7 倍;5℃处理下发芽、萌动和吸胀种子的 MDA 分
别为对照的 3. 1 倍、2. 9 倍和 2. 4 倍;10℃处理下发
芽、萌动和吸胀种子的 MDA 含量也有一定的提高。
0℃、5℃处理和对照之间存在极显著差异,10℃处理
和对照之间存在显著差异。
图 3 低温胁迫下裸燕麦种子丙二醛含量的变化
3 讨论
可溶性蛋白的亲水性很强,其含量增加会使细
胞内亲水性胶体加强,有利于减慢代谢速度并提高
植物的抗寒性[3]。本试验结果显示,低温胁迫造成
了燕麦种子中可溶性蛋白含量的升高,表明燕麦种
子通过可溶性蛋白质含量的提高来应对环境的胁
迫,以提高本身的抗寒能力。
大量研究表明,植物在逆境胁迫和衰老过程中,
细胞膜脂过氧化的最终产物为 MDA,MDA 与蛋白
质结合会引起膜蛋白变性,损伤膜结构[4 - 6]。经
0℃、5℃和 10℃胁迫处理的燕麦种子 MDA 含量比
对照都高,说明这 3 种胁迫温度都损伤了生物膜并
引发了膜脂过氧化。其中,0℃处理对膜的伤害作用
最大,燕麦遭受的冷害程度也就更深。
脯氨酸是一种细胞亲水性物质,分子量小,溶解
度很大,它含有亚氨基。它的疏水吡咯环可与蛋白
质分子的疏水区结合,对蛋白质起到一定的保护作
用,维持蛋白质与酶的活性构象[7]。本研究结果说
明,低温胁迫使燕麦种子的脯氨酸积累,对于保持植
物细胞内的水分,保护膜结构免受伤害具有积极意
义,从而提高了植物的抗寒性。
在正常温度下,燕麦种子会吸水萌动至发芽,当
温度下降时,会使萌动发芽后的种子生长缓慢甚至
停止生长。本试验将不同的低温处理后的不同萌动
状态的种子播种,在适宜的温度条件下,燕麦种子均
能发芽、出苗,尤其发芽的种子遇水之后生长最快,
在低温条件下吸胀和萌动的种子又从基部向上逐渐
转绿,继而长出叶片。经过 12 ~ 15d观察,其生长势
大小依次为,发芽种子 >萌动 >吸胀 >干种。由此
可见,从吸水膨胀到发芽不同状态的种子,若遇到低
温胁迫后,并不会丧失其活力,在适宜的温度条件下
仍能重新恢复生长,而且出苗生长较快。因此,低温
炼苗会促进燕麦种子的蛋白质含量和脯氨酸含量的
升高,提高其抗寒性。在冷害年份,采用室内催芽,
在种子发芽期进行低温炼苗提高种子抗性,可为以
后气温回升后燕麦生长争得宝贵的生长时间。
参考文献
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作物杂志 Crops2011. 5
马铃薯杂交实生子营养袋育苗及实生苗选择
罗 磊
(甘肃省定西市旱作农业科研推广中心,743000,甘肃定西)
摘 要 采用温室营养袋育苗,将催芽后的种
子小心点播在营养袋中,每袋 1 粒,通过科学的苗床
管理措施使其长成壮苗。齐苗后,揭膜炼苗使幼苗
充分适应外界环境。起宽 70cm、高 30cm的垄,垄斜
面成 45°角,在晚霜结束后,将幼苗栽于垄斜面中
央,适时灌水,加强田间管理。在实生苗世代选择时
实生苗表现出的产量高低不作为选择依据,但是实
生苗的熟期、抗病性、薯型、芽眼深浅、薯皮色、匍匐
茎长短、比重高低等可作为选择依据进行世代选择。
关键词 马铃薯;实生苗;营养袋;育苗
国内外在马铃薯遗传变异研究方面的手段很
多,而实生子利用是其中重要一种。品种间杂交得
来的实生子,都会出现广泛的基因重组现象,单株选
择就从实生一代开始,所以如何正确地培育和筛选
实生苗是马铃薯育种的关键。综合笔者多年工作经
验,采用温室营养袋育苗,移苗时不仅方便快捷而且
能保护实生苗根系不受损伤,还可极大地提高实生
苗的成活率。
作者简介:罗磊,助理研究员,从事农业技术推广
基金项目:现代农业产业技术体系建设专项资金
收稿日期:2011 - 02 - 24;修回日期:2011 - 03 - 07
1 温室营养袋育苗
1. 1 实生子点播及苗圃管理
1. 1. 1 检查和整修温室 温室要提前扣好棚膜,用
2 ~ 3g /m2 硫磺加锯末熏蒸 3 ~ 5d,以消灭温室病菌。
当温室温度达到 20℃以上即可播种。
1. 1. 2 制作营养袋 将旧书纸粘成直径 7 ~ 8cm,
高 12 ~ 14cm筒状。
1. 1. 3 配制营养土 取肥沃田园土、腐熟鸡粪和蛭
石各一份,混和后用 20 目筛片过筛成为营养土,配
制的营养土通气性、渗水性良好,喷水成饱墒,堆放
1d后装袋,装袋八分满,虚实适度,移栽时不散团。
1. 1. 4 整畦 依温室宽度和实生子多少,做南北走
向,100cm宽小畦,畦间留 30cm通道。
1. 1. 5 摆放营养袋 在畦内整齐紧密摆放营养袋,
以防洒水后倒斜及便于播后管理。
1. 1. 6 实生子处理 将实生子用清水浸泡 12h,然
后置于 0℃左右的条件下冷冻 24h 左右,使其结冰。
结冰会使种皮破裂,空气进入种子,有利于解除休
眠,促使种子萌发。
1. 1. 7 实生子的播种
櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓
播前将打破休眠的种子放
Effects of Low Temperature on Some
Physiological Charactetistics of Wheat Seeds
in Different Sprouting Status
Jia Zhiguo,Zhang Li
(Hebei North University,Zhangjiakou 075131,Hebei,China)
Abstract Seeds of naked oat (Avena nuda L.)were treated under 0℃,5℃,and 10℃ in Different Sprouting sta-
tus. The results showed that with the temperature dropped,the content of MDA,proline and soluble protein in-
creased. Under favorable temperature,the seeds returned to viable. These increasing protective substances improved
cold resistance of naked oats.
Key words Naked oats;Low temperature;Cold resistance;Physiological characteristic
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作物杂志 Crops 2011. 5