全 文 :人参研究 GINSENG RESEARCH 2011 年第 3 期
三种处理方法对菘蓝种子抗旱性的影响
段进潮 焦朋娜 周军方 徐 岩 吴小玲 任跃英*
(吉林农业大学中药材学院·吉林 长春·130118)
张立明
(吉林省镇赉县新合中药材开发专业合作社·吉林 镇赉·137300)
摘 要: 以菘蓝种子为试验材料,采用不同浓度的 PEG-6000溶液模拟干旱胁迫,研究了三种处理方法即
ABT浸种﹑CaCl2浸种﹑吸湿回干以及对照对菘蓝种子抗旱性的影响。 结果表明:对照组中,在 5%
PEG6000胁迫条件下,菘蓝种子发芽势发芽指数达到最大为 30.67%、21.01,说明菘蓝种子本身具
有一定抗旱性,适当水分胁迫对菘蓝种子发芽势发芽率发芽指数及胚根下胚轴生长有促进作用,
高胁迫对上述指标有抑制作用;电解质外渗率随水分胁迫强度的增加而降低。 三种处理方法中,
CaCl2浸种处理提高菘蓝种子抗旱性的作用最好。
关键词:菘蓝;种子;ABT 浸种;CaCl2浸种;吸湿回干
Effects of Three Processing Methods on Drought Resistance
of the Seeds of Isatis
Duan Jinchao,Jiao Pengna,Zhou Junfang,Xu Yan,Wu Xiaolin,Ren Yueying
(Department of Traditional Chinese Medicinal, Ji Lin Agricultural University,130118 China)
Zhang Liming
(Xin He Medicinal Cooperative of Zhen Lai, 137300 China)
Abstract: Taking the seeds of?Isatis (Isatis indigotica Fort.) as experimental materials, by using different concentration PEG-6000 to
simulate drought stress conditions, we studied the effects of three processing methods: ABT seed soaking﹑CaCl2 seed soaking﹑
Presoaking and CK on drought resistance of the seeds of?Isatis. The results showed that In CK group, the maximum
germinating energy and germination index of Isatis reached 30.67%, 21.01 at 5% PEG6000 stress conditions. there is some
character of the drought resistance form the seeds of Isatis. Proper drought could benefit to seed germination rate, germinating
energy, germination index, and growth of radicle, while High drought could the high osmotic had obvious inhibition role on
above indexes.; However, the electrolyte leakage rate is reduced with the increase of water stress.CaCl2 seed soaking is the
best processing methods for improving the drought resistance of the seeds of?Isatis among the three processing methods.
Keyword: Isatis; seeds; ABT seed soaking; CaCl2 seed soaking; Presoaking
植物在其生长过程中会受到各种因素的影响制
约,其中干旱是对其影响最大的环境因素之一。 我国
干旱和半干旱地区面积占国土面积的一半,并有逐年
递增的趋势,干旱问题日趋严重,因此寻求各项抗旱
措施,维持生态平衡,解决水资源不足成为当今农业
亟待研究的重要内容[1]。本试验以菘蓝种子为材料,在
不同水分胁迫下研究了三种处理方法对其生长的影
响,旨在筛选适宜的抗旱措施,并为菘蓝抗旱育种工
作提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 试验材料
菘蓝种子为吉林省白城市镇赉新河农村合作社
基金项目:吉林省科研育种专项资金项目。
*通讯作者:任跃英,教授,主要研究方向:中药栽培及育种。
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人参研究 GINSENG RESEARCH 2011 年第 3 期
注:表中数据为 Mean±XE(n=3),同列肩注含不同字母者差异显著(p<0.05)
提供的角果。
1.2 试验方法
精选板蓝根种子进行发芽试验,种子前处理——
0.1%次氯酸钠表面消毒 10min 后,蒸馏水少量多次冲
洗若干次,至无次氯酸钠味道为止。 将种子随机分为
四份,分别用以下方法处理,ABT(ABT 生根粉 8 号,
林科院 ABT 研究开发中心生产) 浸种:0.02g/kg ABT
水溶液浸泡 12h。 CaCl2浸种:0.1%CaCl2 水溶液浸种
12h。 吸湿回干:自来水浸泡 8h,取出后 35℃烘箱烘干
至原始含水量。对照:不做任何处理。聚乙二醇(PEG-
6000) 溶于蒸馏水中配制成 0%,5%,10%,15%,20%
PEG溶液(记为 P0, P5, P10, P15, P20)[2]。直径 12cm的
玻璃培养皿中铺 2 层滤纸作为发芽床(50 粒/盘,每处
理 3 重复 ),加入 7mlPEG 溶液,称重后加盖,记录数
值,20℃恒温培养箱内发芽(每天 8h连续光照)[3]。每隔
24 h称质量补充水分,使处理间渗透胁迫浓度保持相
对稳定。 逐日统计发芽数,4d为初次计数时间 10d为
末次计数时间。
1.3 测定指标:
1.3.1 发芽率、发芽势、发芽指数的测定
发芽率 G=×100%式中,n 为萌发种子数,N 为供试种
子数
发芽势 GP=×100%n4为第四天的种子萌发数
发芽指数 GI=∑ GtDt ×100%
式中 Gt 为 t 日的种子萌发
数,Dt为相应的萌发天数
活力指数 VI=S×GI式中 S为第七天的每株平均鲜重,
GI为第七天的发芽指数
1.3.2 胚根长、下胚轴长,胚根鲜重、下胚轴及子叶鲜
重的测定
待种子发芽至第 7 天时,从每个培养皿中随机抽
取 10 株板蓝根,用刻度尺测定其胚根长、下胚轴长,
用电子天平测其胚根鲜重、下胚轴及子叶鲜重[4]。
1.3.3 电解质外渗率的测定
将胚根、下胚轴剪成 0.2 cm 长段混匀,称取 0.2 g
鲜样,用去离子水洗净,放入具塞试管中,加入去离子
水 15 ml 浸没样品,振荡 30 min,室温放置 60 min,用
DDS-11A 型电导率仪测定溶液的电导率(E1),再放入
沸水浴 15min,冷却后再次测定溶液的电导率(E2),另
外测定去离子水的电导率(E0)。 并按照(E1-E0)/(E2-
E0)×100%计算样品的电解质外渗率[5]。
所得数据利用 SPSS13.0数据分析,Excel作图。
2 结果与分析
2.1 不同处理对菘蓝种子萌发的影响
段进潮等:三种处理方法对菘蓝种子抗旱性的影响
表 1 不同处理下菘蓝种子发芽势(%)
处理 P0 P5 P10 P15 P20
CK 29.33±3.53a 30.67±1.70ab 22.00±1.11a 18.00±1.15a 6.00±1.75a
ABT浸种 28.67±1.76a 26.67±1.79 a 22.00±3.06a 19.33±1.33a 4.00±2.31a
CaCl2浸种 47.33±4.81b 38.67±4.67b 24.67±2.38a 18.33±2.40a 14.00±2.00b
吸湿回干 42.67±5.21b 33.33±1.85ab 21.33±2.40a 18.00±3.06a 8.00±2.47ab
由表 1 可以看出,随着水分胁迫的增加,三种处
理法下菘蓝种子发芽势均呈现下降的趋势,而对照则
呈现先升高后降低的趋势,表明菘蓝种子具有一定抗
旱能力,在 P5条件下达到最大,为 30.67%。 在正常水
分条件下(P0),CaCl2 浸种﹑吸湿回干两种方法促进
了菘蓝种子的发芽势,且差异显著,分别为 47.33%和
42.67%;而 ABT浸种与对照无显著差异。在高强度水
分胁迫下(P5-P20),CaCl2 浸种处理下菘蓝种子的发
芽势仅在 P20 下与对照差异显著,发芽势为 14.00%,
其他水分胁迫下均不显著;ABT浸种及吸湿回干两种
方法与对照均不显著。
注:表中数据为 Mean±XE(n=3),同列肩注含不同字母者差异显著(p<0.05)
处理 P0 P5 P10 P15 P20
CK 48.00±1.15ab 43.33±1.76a 40.67±0.67ab 35.33±1.15a 25.33±3.33a
ABT浸种 46.67±1.76a 44.67±1.76a 36.67±0.67a 32.00±2.00a 18.00±1.76a
CaCl2浸种 56.67±3.53b 55.33±2.91b 47.67±2.67b 39.33±4.16b 28.67±1.15b
吸湿回干 55.67±3.71b 43.33±1.76a 35.33±1.76a 28.67±1.15a 22.00±3.06a
表 2 不同处理下菘蓝种子发芽率(%)
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由表 2 可以看出,随着水分胁迫的增加,对照及
三种处理法下菘蓝种子发芽率均呈现下降的趋势。在
正常水分条件下(P0),CaCl2 浸种﹑吸湿回干两种方
法提高了菘蓝种子的发芽率, 但差异不显著;ABT 浸
种与对照无显著差异。 在高强度水分胁迫下 (P5-
P20),CaCl2 浸种均提高了菘蓝种子的发芽率, 发芽
率分别达到了 55.33%、47.67%、39.33%、28.67%,且差
异显著; 而 ABT 浸种及吸湿回干两种方法与对照均
不显著;说明 CaCl2 浸种在干旱情况下可提高菘蓝种
子的发芽率。
由表 3 可以看出,随着水分胁迫的增加,三种处
理法下菘蓝种子发芽指数呈现下降趋势,而对照则为
先升高后下降的趋势。在正常水分条件下(P0),CaCl2
浸种﹑吸湿回干两种方法提高了菘蓝种子的发芽指
数,且差异显著,发芽指数分别为 29.21 和 27.59;而
ABT 浸种与对照无显著差异。 在高强度水分胁迫下
(P5-P20),CaCl2 浸种发芽指数均高于对照, 但仅在
P5 条件下与对照显著, 发芽指数为 25.67;ABT 浸种
及吸湿回干两种方法与对照均不显著。
2.2 不同处理对菘蓝种子胚根长下胚轴长的影响
图 1 菘蓝种子胚根长
由图 1 可以看出,对照组中,适当的水分胁迫可
提高菘蓝种子胚根生长。ABT浸种及 CaCl2浸种在各
水分胁迫下均可促进菘蓝种子的胚根生长;吸湿回干
除了 P20条件下均可促进菘蓝种子的胚根生长,其中
以 ABT浸种处理效果最好。
图 2 菘蓝种子下胚轴长
由图 2 可以看出,对照组中,高水分胁迫(P10-
P20)抑制菘蓝种子下胚轴生长,低水分胁迫(P5)促进
菘蓝种子下胚轴生长。 在正常水分条件下(P0),三种
处理方法均可促进菘蓝种子下胚轴生长。ABT浸种在
P20 条件下可促进菘蓝种子下胚轴生长,其他水分胁
迫下则抑制菘蓝种子下胚轴生长。 CaCl2 浸种﹑吸湿
回干法在高强度水分胁迫下则抑制菘蓝种子下胚轴
生长。
2.3 不同处理对菘蓝种子胚根鲜重、 下胚轴及子叶鲜
重的影响
图 3 菘蓝种子胚根鲜重
由图 3可以看出,对照组在高强度水分胁迫下可
增加菘蓝种子胚根鲜重,且在 P5条件下达到最大。在
正常水分条件下(P0),三种处理法均可提高菘蓝种子
胚根鲜重。 在高强度水分条件下,ABT 浸种均可提高
菘蓝种子胚根鲜重;CaCl2 浸种除 P5 条件下,均可提
高菘蓝种子鲜重;吸湿回干处理则抑制胚根增重。
图 4 菘蓝种子下胚轴及子叶鲜重
由图 4 可以看出,正常水分条件下(P0),三种处理
法均能提高下胚轴及子叶鲜重。在 P5条件下,三种处
理法均抑制下胚轴及子叶增重。在高强度水分胁迫下
表 3 不同处理下菘蓝种子发芽指数
处理 P0 P5 P10 P15 P20
CK 20.95±1.07a 21.01±1.00a 17.23±0.74ab 15.47±0.14a 8.66±1.60ab
ABT浸种 20.34±1.10a 18.25±0.54a 15.20±0.84a 12.43±1.26a 5.88±1.42a
CaCl2浸种 29.21±2.28b 25.67±1.81b 20.04±1.03b 16.45±1.72a 10.55±1.79b
吸湿回干 27.59±2.25b 21.35±1.51a 13.86±1.08ac 15.36±0.63a 8.43±1.16ab
注:表中数据为 Mean±XE(n=3),同列肩注含不同字母者差异显著(p<0.05)
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(P10-P20) 吸湿回干处理均抑制下胚轴及子叶增重,
而 CaCl2浸种、ABT浸种对其影响不明显。
2.4 不同处理对菘蓝种子电解质外渗率的影响
图 5 菘蓝种子电解质外渗率
由图 5 可以看出,随着水分胁迫的增加,对照及
三种处理法下的菘蓝种子电解质外渗率呈下降趋势。
在在正常水分条件下(P0),CaCl2 浸种﹑吸湿回干法
降低了菘蓝种子电解质外渗率。在高水分胁迫条件下
(P5-P20),三种处理法均降低了菘蓝种子电解质外渗
率,其中以 CaCl2浸种的降低效果最好。
3 结论与讨论
3.1 对菘蓝种子发芽势发芽率与发芽指数的考察,可
以得出菘蓝种子本身具有一定的抗旱性,这就为菘蓝
抗旱育种提供了基础材料; 但随着水分胁迫的增加,
发芽势发芽率与发芽指数均明显下降,因此选择适当
的抗旱措施是必要的。 三种处理法中,CaCl2 浸种可
显著提高菘蓝种子的抗旱性, 而 ABT 浸种及吸湿回
干两种方法效果不显著。
3.2胚根长则意味着有较强的吸水能力, 适当的水分
胁迫可促进菘蓝种子胚根与下胚轴生长,高强度的水
分胁迫则抑制生长,且下胚轴抑制的效果更明显。 三
种处理方法均可促进菘蓝种子胚根生长,其中以 ABT
浸种效果最好。 高水分胁迫下,三种处理方法则均抑
制下胚轴生长,这种现象的原因可能是下胚轴营养物
质转移到了胚根上。
3.3高强度水分胁迫有利于胚根鲜重的增加, 且适当
浓度达到最大, 而下胚轴及子叶鲜重则未出现此规
律,说明菘蓝种子在水分胁迫。在高强度水分条件下,
ABT浸种与 CaCl2浸种可提高胚根鲜重,吸湿回干则
抑制胚根增重,三种方法对下胚轴及子叶的影响
不明显。
以上两条说明, 菘蓝种子在高强度水分胁迫下,
能够适应干旱条件, 以利于其生长。 三种处理法,以
ABT浸种效果最好。
3.4对电导率的影响电导率值的变化, 在一定程度上
反映出种子内部无机组分的转化情况。水分胁迫的增
加,对照及三种处理法下的菘蓝种子电解质外渗率均
下降,说明适当的水分胁迫及三种处理方法可增强细
胞膜透性,增强其适应逆境的能力,其中以 CaCl2 浸
种效果最好。
本试验研究初步表明菘蓝种子具有一定抗旱性,
而选择适当的抗旱措施可提高其抗旱性。本试验只针
对单一处理进行了比较,而且试验中 ABT 浸种 CaCl2
浸种各有优势, 因此两种处理配合使用是否更有效
果,有待于进一步研究。
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参 考 文 献
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