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亚麻荠种子萌发抗旱性研究初报



全 文 :中国农学通报 第22卷 第10期 2006年 10月
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亚麻荠属十字花科亚麻荠属,种子含油量占干重
的37%~45%,其中多不饱和脂肪酸约占70%,α-亚
麻酸的含量高达30%~42%,亚油酸含量约为15%[1,2]。
此外,亚麻荠油富含α-亚麻酸、亚油酸、天然维生素
E和神经酸等多种有效成分,是国际上备受推崇的最
佳食用油,而且还是重要的工业原料,可以加工成洗涤
剂、颜料、清漆以及化妆品等。
亚麻荠有耐寒、耐旱、耐瘠薄、抗病、抗虫、耐草害
等多种特性[3],其播种和收获时间与小麦相近,但需水
量和需肥量只有小麦的一半,产量在2000kg/hm2左
右,是一种新型低投入的替代性油料作物。据前期实验
比较,亚麻荠每公顷土地的经济效益要比小麦高出
3000元左右。农业部全国农技推广中心从2003年将
亚麻荠新品种荠蓝列为重点农业高科技项目在全国范
围内进行实验示范推广种植。目前对亚麻荠的研究主
要集中于油料成分分析、栽培技术、抗病性等[4~6],未见
其种子的抗旱性的报道。笔者比较旱胁迫下亚麻荠和
小麦种子萌发特性的差异,探讨亚麻荠种子之所以抗
亚麻荠种子萌发抗旱性研究初报
崔 江 1,姜 伟 2,孙 群 3,孙宝启 3
(1山东省胜利油田东方实业集团公司,山东东营257237;2山东省文登市种子公司,山东文登264400;
3中国农业大学农学与生物技术学院种子科学系,北京100094)
摘 要:比较模拟干旱条件下亚麻荠与小麦种子的发芽率、发芽指数、幼苗苗长和脯氨酸含量,结果表
明,随着干旱胁迫的加重,亚麻荠发芽指数和苗长下降趋势均以及脯氨酸含量增加趋势均低于小麦,
小麦对干旱更加敏感。亚麻荠种子的外层胶质占种子总重的5.67%,可吸收181.31倍的水分,使种子
在最初 10min内即可吸收相当于自身重量 8倍的水分,浸泡 24h后吸水量达到 10倍左右;而小麦种
子浸泡24h后吸水量只有54.7%,据此认为这可能是亚麻荠种子抗旱性较强的原因。
关键词:亚麻荠,种子,抗旱性,脯氨酸
中图分类号:S565.9 文献标志码:A
DroughtResistanceofCamelinaSativa(L.)CrantzsSeedsinGermination
CuiJiang1,JiangWei2,SunQun3,SunBaoqi3
(1EasternIndustrialCompanyofShengliOilfield,Dongying,ShandongProvince257237;
2SeedCompanyofWendeng,Shangdong264400;3Department.ofSeedScience,ColegeofAgricultureandBiotechnology,
ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100094)
Abstract:Thegerminationrate,germinationindexandseedlingsprolinecontentofCamelinasativawere
comparedwithwheat(Jing411)inthispaper,theresultsareasfolows:duringtreatmentoftheseedswith
PEG,asPEGconcentrationwasincreased,germinationindexandseedlings’lengthofCamelinasativa’s
decreasedmoreslowlythanthatofwheat,prolineofwheatincreasedmorethanthatofCamelinasativa,
whichindicatethatwheatismoresensitiveandlessresistanttodroughtthanCamelinasativa.Theseedof
Camelinasativacontain5.67%jelywhichenvelopestheseedandcouldabsorb181.31timeswater.This
mightbethemaincausethattheseedsofCamelinasativaabsorbmorewaterinmorerapidspeedthan
wheat,whichcanexplainthedrought-resistanceofCamelinasativa.
Keywords:Camelinasativa(L.)Crantz,Seed,Drought-resistance,Proline
第一作者简介:崔江,1971年出生,男,本科学历,农艺师,发表论文3篇,Tel:010-62732775,13356612101,E-mail:sqcau@126.com,通信地址:100094北京
市海淀区圆明园西路2号中国农业大学种子系孙群(转)。
通讯作者:孙群,女,1971年8月生,讲师,中国农业大学农学与生物技术学院种子系,主要从事种子科学教学与科研工作,发表论文近20篇,主编或参编
著作6部。通信地址:100094北京市海淀区圆明园西路2号中国农业大学种子系,Tel:010-62732775,E-mail:sqcau@126.com。
收稿日期:2006-06-22,修回日期:2006-06-25。
植物生理科学 203· ·
ChineseAgriculturalScienceBuletinVol.22No.102006October
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旱的原因,以期为干旱缺水地区作物种植结构的选择
提供参考。
1材料与方法
1.1实验材料
亚麻荠种子(Camelinasativa(L.)Crantz)和小麦
(TriticumaestivumL.)种子(品种为京411)。实验2005
年5月于中国农业大学进行。
1.2方法
1.2.1模拟干旱胁迫条件下发芽试验 取滤纸分别用
5%、10%、15%、20%、25%的聚乙二醇(PEG6000)溶液
浸湿后,放入培养皿中,将亚麻荠和小麦种子摆放在滤
纸上,每个培养皿摆放100粒种子,重复3次,置于光
照培养箱中光照发芽,以不用PEG处理的清水浸湿滤
纸摆种发芽作为对照。发芽开始后,每天记录萌发种子
数,直至无萌发种子出现为止。试验中若有严重霉烂的
种子出现,则随时拣出。种子发芽率以最终成为正常幼
苗的百分数计算。发芽指数按公式Gi=r(GT/DT)求
得。其中:GT为在不同天数下的发芽数,DT为相应的
发天数。每天记录种子的发芽情况。7d后测定幼苗苗
高。
1.2.2脯氨酸含量测定 用3-磺基水杨酸法[7],重复3
次。
1.2.3测定种子吸水曲线 分别称取小麦种子和亚麻荠
种子各3.000g,用蒸馏水浸泡,分别于浸泡 10min、
20min、30min、1h、2h、3h、4h、24h后测定种子重量,计
算种子吸水率,重复3次。
1.2.4测定胶质含量 取3.000g亚麻荠种子,加入过量
的 30%HCl[8],浸泡 20min,用清水冲净,风干 7d,称
重,计算种子的胶质含量,重复3次。测定脱胶种子的
吸水速度,取脱胶后风干的亚麻荠种子3.000g,用蒸馏
水浸泡,24h后测定种子重量,计算吸水率,重复3次。
2结果与分析
2.1聚乙二醇模拟干旱胁迫对亚麻荠及小麦种子发芽
率和发芽指数的影响
从图1可看出,低于20%的PEG对亚麻荠种子和
小麦种子发芽率的影响都很小,发芽率几乎均为
100%,但亚麻荠种子的发芽指数显著高于小麦种子,
其发芽指数受到的影响较小,基本上保持不变,而小麦
种子的发芽指数则随着旱胁迫的加重而不断下降,也
就是说小麦种子的发芽指数下降趋势明显高于亚麻
荠,也显示其对旱胁迫的反应更敏感些。
2.2聚乙二醇模拟干旱胁迫对亚麻荠及小麦幼苗长度
的影响
无论是亚麻荠种子还是小麦种子,其苗长在不同
浓度PEG之间都存在着显著差异,苗长均随着PEG
浓度的增加而显著下降(图3),小麦苗长的下降趋势
更加明显,其下降幅度显著高于亚麻荠。
2.3聚乙二醇模拟干旱胁迫对亚麻荠和小麦幼苗脯氨
酸含量的影响
随着PEG浓度的增加,小麦和亚麻荠幼苗中脯氨
酸的含量均显著增加,说明干旱胁迫能够诱导脯氨酸
含量的增加。20%PEG处理的小麦幼苗中脯氨酸含量
增加36.8倍,而亚麻荠只增加了17.8倍,说明相对于
亚麻荠而言,小麦对干旱更加敏感。无论是哪一种处
理,亚麻荠中的脯氨酸含量均高于小麦,其中在0、
10%PEG下差异达极显著水平,15%和20%PEG下,差
异达显著水平,总的来说亚麻荠表现的抗旱性优于小
麦。
2.4聚乙二醇模拟干旱胁迫下亚麻荠种子吸水表现及
其与胶质的关系
亚麻荠种子在最初的 10min内即吸收 8倍于自
身重量的水分,随后缓慢增加,而小麦种子在浸泡
10min后,吸水量只有6.11%,其后不断持续增加,到
24h时吸水量达到54.65%,远低于亚麻荠种子吸水
图1不同浓度聚乙二醇下小麦与亚麻荠种子的发芽率 图2不同浓度聚乙二醇下小麦与亚麻荠种子的发芽指数
植物生理科学204· ·
中国农学通报 第22卷 第10期 2006年 10月
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图3不同浓度聚乙二醇对亚麻荠及小麦幼苗的影响 图4不同浓度聚乙二醇下亚麻荠及小麦幼苗脯氨酸含量
24h后的1031.83%(表1)。据测定,亚麻荠种子胶质含
量为5.67%,其脱胶后的吸水量为1.54%,而完整的亚
麻荠种子吸水量为1031.83%,据此推算单独的种子外
层胶质可吸水181.72倍以上。
3结论与讨论
不同程度的干旱胁迫条件下,亚麻荠和小麦种子
发芽率没有差异,但前者的发芽指数和脯氨酸含量均
显著高于后者。随着胁迫程度的加深,亚麻荠种子的发
芽指数和尔后的幼苗高度下降趋势则显著低于小麦,
小麦幼苗中脯氨酸含量的增加趋势大于亚麻荠。柳建
国等(1998)[9]和Singh等(1983)[10]曾认为植株体内游离
脯氨酸含量与植株的抗逆性紧密相关,耐旱性强的作
物体内游离脯氨酸含量较高。Hanson和 Nelsen
(1987)[11]在大麦上以及曹仪植和吕忠恕(1985)[12]在小
麦上的研究结果显示,对干旱敏感的品种比抗旱品种
累积脯氨酸的速度快。考虑到小麦与亚麻荠是不同的
两个物种,为了消除物种之间的影响起见,尽可能就旱
胁迫下所有指标的变化趋势做比较,并用以判断两者
对干旱的敏感性,结果表明,小麦对干旱更加敏感些,
即其抗旱性不如亚麻荠。
亚麻荠种子外层胶质占种子总量的5.67%,这层
胶质可吸水181.72倍以上,使种子在很短的时间即可
吸足大量水分,供给萌发及苗期所需,这可能是亚麻荠
种子抗旱性较强的重要原因。
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(责任编辑:秦守亮)
表1不同浸泡时间后亚麻荠与小麦种子的吸水率
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