全 文 ：第21卷 第4期
Vol.21 No.4
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2013年 7月
July 2013
doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2013.04.017
鸭茅种子萌发对渗透胁迫响应与耐旱性评价
季 杨1,2,张新全1*,彭 燕1,汪 霞1,梁小玉1,2,赵欣欣1,黄琳凯1,马迎梅1
(1.四川农业大学动物科技学院,四川 雅安 625014;2.四川省畜牧科学研究院,四川 成都 610066)
摘要:根据不同鸭茅(DactylisglomerataL.)品种萌发期对干旱胁迫的响应,评价9份南方主推鸭茅种质材料抗旱
性差异,为其耐旱胁迫人工调控提供依据。PEG(PEG-6000)模拟干旱胁迫条件,分别以5%,10%和13%(-0.1
MPa,-0.2MPa和-0.3MPa)聚乙二醇溶液作渗透介质,采用人工气候箱内培养皿培养进行萌发期抗旱性研究,
测定萌发抗旱指数、活力抗旱指数、相对发芽率、相对发芽势、相对胚芽长(干重)和相对胚根长(干重)6个指标,应
用模糊隶属函数法进行耐旱性综合评价,并结合种子萌发期贮藏物质转运率与萌发抗旱指数相关性分析进行。结
果表明:9个鸭茅材料耐旱隶属函数平均值范围为0.139~0.935。宝兴平均值最高,为0.935,其耐旱性最高,其次
为02-116和斯巴达,平均值分别为0.883和0.824,而01998材料平均值最低,为0.139。胚根、胚芽在不同渗透胁
迫条件下生长受到不同程度的抑制,贮藏物质转运效率降低,胚根、胚芽干重和贮藏物质与萌发抗旱指数相关性显
著。13%PEG渗透溶液浓度胁迫处理8d可作为研究鸭茅萌芽期抗旱性鉴定的水分胁迫适宜浓度。因此,采用模
糊隶属法进行鸭茅耐旱性的综合评价时,贮藏物质转运效率可作为萌芽期抗旱性鉴定的重要指标。
关键词:鸭茅;渗透胁迫;萌芽期;抗旱性;模糊隶属法
中图分类号:S330.2;Q945.78 文献标识码:A 文章编号:1007-0435(2013)04-0737-07
SeedGerminationResponsetoOsmoticStressand
ToleranceEvaluationofOrchardgrass
JIYang1,2,ZHANGXin-quan1*,PENGYan1,WANGXia1,LIANGXiao-yu1,2,
ZHAOXin-xin1,HUANGLin-kai1,MAYing-mei1
(1.DepartmentofGrasslandScience,SichuanAgriculturalUniversity,Ya’an,SichuanProvince625014,China;
2.SichuanAnimalScienceAcademy,Chengdu,SichuanProvince610066,China)
Abstract:Inordertoprovideatheoreticguidetodroughtstressofmanualmanipulationandfindthemost
droughttolerantvarietyforcultivation,nineorchardgrass(DactylisglomerataL.)germplasmswereused
todemonstratetheirdroughttoleranceaccordingtoseedgerminationresponsetodroughtstress.Three
concentrationswith5%,10%,and13%ofPEG-6000wereusedasthepenetrationmediatoorchardgrass
seedsingrowthchambers.Droughttolerantindex,plantvigortolerantindex,relativeseedgermination
rate,relativeseedgerminationvigor,relativeembryobudlength(dryweight),andrelativeradicallength
(dryweight)ofnineorchardgrassgermplasmweremeasuredtoevaluatetheirdroughttolerantabilities.
Fussysubordinatefunctionwasusedtoassessdroughttolerance.Correlationanalysiswascarriedoutto
revealtherelationshipbetweenstoragesubstancestransportingrateanddroughttoleranceatseedgermina-
tionstage.Theaveragedroughttoleranceindexofnineorchardgrassgermplasmrangedfrom0.139to
0.935.‘Baoxing’wasthemostdroughttolerantmaterialwith0.935droughttolerantindex,while‘02-
116’and‘Sparta’werethesecondorderwith0.883and0.824droughttolerantindices.Samplesof
‘01998’wereleastdroughttolerantwithdroughttolerantindexof0.139.Relativeembryobudlengthand
relativeradicallengthwereinhibitedtosomeextent,storagesubstancetransportingratedecreasedalso.
Additionaly,storagesubstancetransportingratewaspositivelycorrelatedwiththedroughttoleranceofseed
germination.ThePEG-6000of13% wasconsideredastheappropriateconcentrationtotestorchardgrass
收稿日期:2013-01-11;修回日期:2013-03-28
基金项目:国家“十二五”科技支撑计划课题(2011BAD17B03);教育部博导基金(20105103110006);国家现代牧草产业技术体系(CARS-
35-05)资助
作者简介:季杨(1983-),男,四川崇州人,博士研究生,研究方向为种质资源创新及牧草育种,E-mail:jiyang221@163.com;*通信作者
Authorofcorrespondence,E-mail:zhangxq@sicau.edu.cn
草 地 学 报 第21卷
droughttoleranceatseedgerminationstage.Orchardgrassdroughttoleranceevaluationandstoragesub-
stancetransportingratefromfussysubordinatefunctionwereindicatorsoforchardgrassdroughttolerance
atseedgerminationstage.
Keywords:DactylisglomerataL.;Osmoticstress;Seedgermination;Droughttolerance;Subordinative
functionmethod
鸭茅(DactylisglomerataL.)是世界著名的丛
生性冷季型禾本科牧草,具有优质高产和适应性广
等特点,被大量应用于草地农业及生态环境的保护
治理,是一种优良的多用途草类资源,具有较高的应
用价值和开发前景。近年来,随着环境恶化,气候变
暖,水资源短缺造成干旱化趋势已成为全球性的问
题[1]。全世界平均每年因干旱造成的损失相当于其
他非生物胁迫造成的损失之和[2]。在淡水资源严重
不足的压力下,通过人工选育高效抗旱的新品种,使
现有水资源的增产潜力最大化,是一条经济有效的
途径。
种子萌发是鸭茅生活史中的关键阶段,也是衡
量鸭茅耐旱性强弱的重要时期,直接关系到鸭茅的
出苗全苗及整齐度问题。因此,研究鸭茅不同品种
(系)的耐旱性并筛选耐旱能力强的鸭茅品种(系)对
于有效利用干旱及半干旱土地,实现优质、高产、稳
产具有重要的现实意义。利用PEG高渗溶液模拟
干旱胁迫已成为鉴定农作物抗旱性的重要手段,已
得到广泛应用[3]。有研究者利用PEG模拟干旱胁
迫方法鉴定草地早熟禾(Poapratensis)[4-5]、高羊茅
(Festucaarundinacea)[6]、鸭茅[7]、小麦(Triticum
aestivum)[8]、玉米(Zeamays)[9]等牧草及农作物的
抗旱性,大部分应用单一PEG浓度对其抗旱性进
行评价,而利用不同PEG浓度进行牧草的抗旱综
合性评价相关报道较少,尤其针对南方主要推广
的鸭茅种质资源的抗旱性评价尚未见相关报道。
本研究以不同高渗透溶液模拟水分胁迫对鸭茅材
料的种子萌发期进行鉴定和分析,明确各参试材
料对干旱胁迫的响应能力,以期筛选出鸭茅萌发
期耐旱性的主要鉴定指标和耐旱性较强的鸭茅品
种,为鸭茅品种萌芽期的耐旱性鉴定提供理论依
据和生产实践指导。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试材料9份,均为目前国内南方地区主推品
种(系),其中国外引进鸭茅种质5份,国内种质4份
(新品系1份)。种子由四川农业大学草业科学系提
供(表1)。
表1 材料编号及来源
Table1 Materialsandoriginsusedinthisstudy
材料编号
Identification
来源
Origins
品种(系)名
Cultivarname
YA91-2 四川农业大学SichuanAgriculturalUniversity 宝兴Baoxing
YA01998 云南 Yunnan 01998
YA02685 四川古蔺 Gulin,Sichuan 古蔺 Gulin
YA10-1 丹麦 Denmark 金牛 Taurus
YA09-2 美国 TheUnitedStatesofAmerica(U.S.A.) 德娜塔 Donata
YA02123 湖北省畜牧所 HubeiAnimalScienceAcademy 波特Proto
YA05-262 四川达州 Dazhou,Sichuan 川东Chuandong
YA12-1 丹麦 Denmark 斯巴达Sparta
YA02-116 四川农业大学SichuanAgriculturalUniversity 02-116
1.2 试验方法
选用PEG6000渗透试剂模拟水分胁迫。配制
浓度分别为5%,10%和13%(-0.1MPa,-0.2
MPa和-0.3MPa)的3种PEG6000胁迫溶液。精
选均匀饱满种子,称重、消毒,经6%的次氯酸钠溶
液消毒5min后,用蒸馏水冲洗干净,双层滤纸做发
芽床。每个培养皿放100粒种子为一组,分别注入
10mL不同浓度的PEG6000胁迫溶液,以去离子水
作为对照,共4个处理,每个处理3次重复。置于变
温光照培养箱中进行发芽试验,培养箱内昼温为
24℃,夜温为18℃,光照时间8h。
从种子置床之日起开始观察,以胚根突破种皮
1mm作为发芽标准,将供试材料中第1粒种子发
芽之日作为该处理发芽的开始期,以后每隔2d定
时记载发芽种子数,当连续4d不再有种子发芽时
作为发芽试验结束期。并在第3d调查发芽势,第8
837
第4期 季 杨等:鸭茅种子萌发对渗透胁迫响应与耐旱性评价
d调查发芽率。试验结束后,随机选取20株幼苗,
分别测量胚芽长、胚根长,同时称量胚芽、胚根与子
粒(剩余部分)鲜重,然后将其置于烘箱中烘至恒重
后称干重,测定有关项目。
1.3 测定项目及方法
萌发抗旱指数的测定:萌发抗旱指数(germina-
tiondroughtresistanceindex,GDRI)=渗透胁迫
下萌发指数/对照萌发指数,其中,萌发指数(PI)=
(1.00)nd2+(0.75)nd4+(0.50)nd6+(0.25)nd8。
nd2,nd4,nd6和nd8分别为第2,4,6和8d的种子
萌发率[10]。
活力抗旱指数测定:活力抗旱指数=水分胁迫
下种子活力指数/对照种子活力指数,活力指数
(VI)=PI×SX。其中SX 为第8d芽平均长
度[11]。
相对发芽势及相对发芽率[10]:相对发芽势(率)
=处理发芽势(率)/对照发芽势(率)×100%;
相对胚芽长及相对胚根长:相对胚芽(根)长=
处理胚芽(根)长/对照胚芽(根)长×100%;
贮藏物质转运效率的测定:每份材料随机选取
20株幼苗,同时称量胚芽、胚根与子粒(剩余部分)
鲜重,然后将其置于烘箱中烘至恒重后称干重。贮
藏物质运转率(%)=(芽+根)干重/(芽+根+种
子)干重×100%。
1.4 数据处理
不同材料耐旱性综合评价:利用模糊数学中求
隶属函数的方法[12]进行综合评价。过程如下:首先
求出各供试材料的各测定指标在不同PEG浓度下
的隶属值,隶属值计算公式为X′fg=(Xfg-Xgmin)/
(Xgmax-Xgmin),公式中X′fg为f材料g指标在某一
PEG浓度下的抗旱隶属值,Xfg为f 材料g 指标在
该PEG浓度下的测定值,Xgmax为该PEG浓度下g
指标测定的最大值,Xgmin为该PEG浓度下g指标
中的最小值。然后把g指标在各PEG浓度下的隶
属值累加,求其平均值,该平均值即为f材料g 指
标的耐旱隶属值。最后将f材料各指标的耐旱隶
属值累加求其平均值,该平均值即为f材料耐旱隶
属值总平均值大小,耐旱隶属总平均值越大耐旱性
越强[13]。
数据处理:为减少各材料间固有的差异,采用性
状相对值进行耐旱性的综合评价。性状相对值(%)
=渗透胁迫条件下各性状测定值/对照各性状测定
值×100%。
利用Excel2003进行数据计算,应用SPSS16.0
软件进行差异显著性分析和相关性分析。
2 结果与分析
2.1 渗透胁迫对鸭茅种子萌发抗旱指数的影响
随着干旱胁迫程度的加重,不同材料的萌发抗
旱指数逐渐降低。高浓度胁迫对萌发抗旱指数影响
较大,5%,10%和13%这3种浓度胁迫下的萌发抗
旱指数存在显著差异(表2)。
宝兴鸭茅的平均萌发抗旱指数为0.727,为所
有参试材料中最高,其次是02-116和斯巴达,3份
材料的平均萌发抗旱指数显著高于其他材料(P<
0.05);金牛、古蔺、川东、德娜塔、波特、01998的平
均萌发指数在0.496~0.578之间,其中01998的萌
发抗旱指数最低,为0.504(表3)。
2.2 渗透胁迫对活力抗旱指数的影响
随胁迫浓度增加,不同材料的活力抗旱指数逐
渐降低,5%,10%和13%这3种浓度胁迫下的活力
抗旱指数存在显著差异(表2)。不同材料的活力抗
旱指数测定表明,宝兴的平均活力抗旱指数最高,为
2.317,且与其余材料存在显著差异(P<0.05),其
次是02-116和斯巴达,金牛和01998较低,而德娜
塔、古蔺、川东和波特的活力抗旱指数最低(表3)。
表2 不同浓度PEG胁迫下鸭茅种子的萌发特性
Table2 SeedgerminationcharacteristicsofDactylisglomerataL.underdifferentPEGconditions
PEG浓度 萌发抗旱指数 活力抗旱指数 相对发芽势 相对发芽率 相对胚芽长 相对胚根长
PEGconcentration GDRI VI RGV RGR REBL RRL
5% 0.871a 2.426a 1.008a 0.850a 0.946a 0.967a
10% 0.616b 1.346b 0.655b 0.523b 0.681b 0.648b
13% 0.247c 0.266c 0.322c 0.175c 0.335c 0.358c
注:同一列不同字母表示0.05水平下差异显著,下同
Note:Differentlowercaselettersinthesamecolumnindicatesignificantdifferenceat0.05level,thesameasfolowing
937
草 地 学 报 第21卷
表3 PEG胁迫下不同鸭茅种子的萌发特性
Table3 SeedgerminationcharacteristicsofdifferentDactylisglomeratavarietiesunderdifferentPEGconditions
材料名称 萌发抗旱指数 活力抗旱指数 相对发芽势 相对发芽率 相对胚芽长 相对胚根长
Varieties GDRI VI RGV RGR REBL RRL
宝兴Baoxing 0.727d 2.317d 0.920b 0.652b 0.737c 0.786c
02-116 0.642bcd 2.102c 1.025b 0.624b 0.777c 0.775c
斯巴达Sparta 0.670cd 1.957c 1.013b 0.619b 0.743c 0.736c
德娜塔Donata 0.526ab 0.933a 0.486a 0.438a 0.582abc 0.604abc
古蔺Gulin 0.519ab 0.903a 0.597a 0.489a 0.684bc 0.659bc
川东Chuandong 0.504a 0.790a 0.454a 0.454a 0.599abc 0.623abc
波特Proto 0.496a 0.713a 0.417a 0.421a 0.600abc 0.572abc
01998 0.539ab 1.125b 0.510a 0.438a 0.481a 0.504a
金牛Taurus 0.578abc 1.274b 0.535a 0.510a 0.680bc 0.660bc
2.3 渗透胁迫对相对发芽势和相对发芽率的影响
低浓度5%PEG胁迫下,对发芽势和发芽率影
响较小,随胁迫浓度升高,相对发芽势和相对发芽率
均在下降,高浓度10%PEG和13%PEG胁迫下相
对发芽势和相对发芽率值与5%PEG胁迫下存在显
著差异(表2)。02-116的相对发芽势值最高,斯巴
达和宝兴的相对发芽势值较高,波特的相对发芽势
值最低。轻微水分胁迫提高了02-116和斯巴达2
个材料的发芽势(RGV:1.025和1.013,均超过对
照RGV:1),且与高浓度胁迫对02-116、斯巴达和宝
兴发芽势影响较小有关,因此水分胁迫对02-116、
斯巴达和宝兴的发芽势影响较小(表3)。
相对发芽率数值表明,在供试材料中宝兴的发
芽率最高,水分胁迫对其发芽率影响较小,其次是
02-116、斯巴达相对较高,波特最低。不同PEG浓
度处理(0%,5%,10%和13%)的发芽率分别为
77%,80%,48%和16%。由此可知,低浓度PEG
胁迫可提高种子的发芽率(表2)。
2.4 渗透胁迫对相对胚根长和相对胚芽长的影响
如表2所示,在PEG渗透胁迫处理下,胚根与
胚芽的生长均受到明显抑制,并且胚根与胚芽生长
受抑制程度与种子萌发抗旱指数间存在较好的一致
性。相对胚根长和相对胚芽长的结果表明,宝兴、
02-116和斯巴达具有较长的胚根和胚芽,01998的
胚根和胚芽均最短(表3)。表明在渗透胁迫下根芽
生长能力强的品种一般抗旱性也较强。
2.5 耐旱性综合评价及各性状相对值的相关性分析
利用模糊数学中隶属函数方法,对本试验9个
鸭芽材料的萌发抗旱指数、活力抗旱指数、相对发芽
势、相对发芽率、相对胚芽长、相对胚根长6个测定
指标进行隶属函数值计算,得出9个鸭茅材料耐旱
隶属函数总平均值范围为0.139~0.935。宝兴总
平均值最高,其次为02-116和斯巴达,总平均值分
别为0.935,0.883和0.824,而01998平均值最低,
为0.139(表4)。结果表明,宝兴具有较高的抗旱
性,而01998抗旱性相对较差。
对模拟干旱胁迫下供试材料的萌发抗旱指数、
活力抗旱指数、相对发芽势、相对发芽率、相对胚芽
长、相对胚根长的相对值进行了相关性分析,以上6
个指标性状间的相关性都达到了显著或极显著水平
(表5)。结果表明,以上6个指标在鸭茅种子萌发
期间可作为抗旱性鉴定的重要指标。
表4 耐旱指标隶属值及耐旱性综合评价
Table4 Thevalueofsubordinatefunctionandcomprehensiveevaluation(D)ofeachaccession
材料名称 萌发抗旱指数 活力抗旱指数 相对发芽势 相对发芽率 相对胚芽长 相对胚根长 平均值 耐旱名次
Varieties GDRI VI RGV RGR REBL RRL Average Rank
宝兴Baoxing 1.000 1.000 0.855 1.000 0.823 0.929 0.935 1
02-116 0.705 0.830 0.981 0.898 0.973 0.910 0.883 2
斯巴达Sparta 0.790 0.741 0.909 0.819 0.883 0.801 0.824 3
德娜塔Donata 0.381 0.140 0.155 0.152 0.372 0.424 0.271 7
古蔺Gulin 0.305 0.149 0.353 0.393 0.725 0.599 0.421 5
川东Chuandong 0.284 0.080 0.145 0.245 0.484 0.537 0.296 6
波特Proto 0.253 0.025 0.126 0.091 0.470 0.341 0.218 8
01998 0.330 0.198 0.156 0.147 0.000 0.000 0.139 9
金牛Taurus 0.524 0.353 0.275 0.425 0.696 0.605 0.480 4
047
第4期 季 杨等:鸭茅种子萌发对渗透胁迫响应与耐旱性评价
表5 干旱胁迫下各性状的相关系数
Table5 Correlationcoefficientofaltraitsoforchardgrassunderdroughtstress
指标
Traits
萌发抗旱指数
GDRI
活力抗旱指数
VI
相对发芽势
RGV
相对发芽率
RGR
相对胚根长
RRL
相对胚芽长
REBL
GDRI 1
VI 0.981** 1
RGV 0.898** 0.940** 1
RGR 0.957** 0.966** 0.958** 1
RRL 0.661* 0.660* 0.716* 0.800** 1
REBL 0.584* 0.601* 0.719* 0.763** 0.945** 1
注:*和**分别表示5%和1%水平下显著和极显著相关
Note:*and**indicatesignificantcorrelationatthe5%and1%probabilitylevels,respectively
2.6 胚根干重、胚芽干重和贮藏物质转运效率与鸭
茅萌芽期抗旱性关系
在干旱胁迫条件下(表6),胚根和胚芽的干重
都明显地受到抑制,且不同鸭茅品种间差异比较明
显。经相关分析表明,具有高萌发抗旱指数的种子
胚根干重受胁迫后下降幅度较小,胚根干重与种子
萌发抗旱指数成显著相关关系(r=0.741,n=9),同
时胚芽干重降幅也相对较小,与萌发抗旱指数成极
显著相关(r=0.88,n=9)。种子萌发期贮藏物质转
运率的研究结果表明(表7),种子萌发抗旱指数高
的品种,其贮藏物质运转效率也较高,而贮藏物质运
转效率与种子萌发抗旱指数成极显著相关关系
(r=0.92,n=9)。干旱胁迫大大降低了贮藏物质的
运转效率,种子萌发抗旱指数低的品种所受影响明
显增加,这与品种间受抑制程度的变化趋势大体
一致。
表6 渗透胁迫对胚根和胚芽干重的影响
Table6 Effectsofosmoticstressonembryo-rootand-shootdryweights
品种
Varieties
胚根干重Embryo-rootdryweight/g 胚芽干重Embryo-shootdryweight/g
对照Control 5%PEG 10%PEG 13%PEG 对照Control 5%PEG 10%PEG 13%PEG
宝兴Baoxing 0.0031 0.0022 0.0019 0.0015 0.0039 0.0031 0.0026 0.0018
02-116 0.0040 0.0020 0.0018 0.0012 0.0045 0.0026 0.0026 0.0015
斯巴达Sparta 0.0027 0.0025 0.0022 0.0013 0.0031 0.0020 0.0023 0.0011
德娜塔Donata 0.0026 0.0021 0.0015 0.0005 0.0027 0.0022 0.0014 0.0008
古蔺Gulin 0.0026 0.0023 0.0018 0.0009 0.0026 0.0021 0.0020 0.0010
川东Chuandong 0.0024 0.0020 0.0017 0.0005 0.0025 0.0023 0.0019 0.0010
波特Proto 0.0024 0.0020 0.0015 0.0000 0.0025 0.0023 0.0016 0.0000
01998 0.0026 0.0022 0.0016 0.0000 0.0027 0.0025 0.0017 0.0000
金牛Taurus 0.0030 0.0023 0.0018 0.0007 0.0036 0.0026 0.0021 0.0012
表7 渗透胁迫对贮藏物质转运效率的影响
Table7 Effectsofosmoticstressonstoragesubstancetransportingefficiency
品种
Varieties
对照
Control
渗透胁迫5%
5%PEG
渗透胁迫10%
10%PEG
渗透胁迫13%
13%PEG
宝兴Baoxing 60.345 37.951 37.190 33.000
02-116 61.594 33.382 32.881 30.337
斯巴达Sparta 58.000 39.289 36.444 28.571
德娜塔Donata 56.989 32.003 24.155 18.310
古蔺Gulin 54.737 29.144 29.936 25.333
川东Chuandong 53.261 28.476 27.259 19.481
波特Proto 51.579 30.299 23.795 0.000
1998 56.989 33.813 26.459 0.000
金牛Taurus 57.391 33.151 31.116 21.839
2.7 综合聚类分析
采用离差平方和-平方欧式距离法进行聚类分
析并对参试的9个材料依据9个抗旱指标相对值进
行综合抗旱性评价。结果表明在欧氏距离为8时,
可将9份鸭茅种质材料划分为2个抗旱等级,相对
抗旱的是宝兴、02-116、斯巴达、金牛和古蔺,相对敏
147
草 地 学 报 第21卷
感的是川东、德娜塔、波特和01998(图1)。综合聚
类方法与模糊数学中隶属函数方法结果基本一致。
图1 9份鸭茅种质材料抗旱性聚类树状图
Fig.1 ClusteranalysisofnineDactylisglomeratavarieties
3 讨论与结论
PEG模拟干旱胁迫是通过调节溶液的渗透压
来达到限制水分进入种子内的目的。众多研究表
明,利用PEG模拟干旱胁迫,鉴定不同材料的耐旱
性是一种比较可靠,快速的方法。但是PEG最佳胁
迫浓度在不同的植物中也不同。杨剑平等[14]研究
认为,大豆(Glycinemax)萌芽期抗旱性鉴定最佳
PEG溶液为20%。王贺正等[15]研究表明,25%的
PEG溶液浓度是鉴定水稻(Oryzasativa)种质萌芽
期的抗旱性最佳浓度。在本研究预备试验中,设计
浓度分别为0%,5%,10%,13%,15%和20%的
PEG溶液测定种子发芽率,结果表明在5%PEG处
理时9种鸭茅的发芽率、发芽势、种子萌发指数均高
于对照,表明低浓度胁迫对胚根和胚芽的影响较小,
而且对种子萌发特性具有促进作用。浓度为10%
和13%PEG处理的种子萌发基本都受到不同程度
的抑制,其中13%PEG处理的种子,在保证各材料
均有发芽现象的情况下发芽率降低程度最小;15%
处理下,只有宝兴、02-116和斯巴达有发芽现象,发
芽率均不超过20%。而20%PEG胁迫处理下的种
子几乎没有发芽,这可能是因为20%PEG浓度超过
植株能承受的胁迫强度,从而抑制植株生长,甚至死
亡。所以综合考虑认为13%PEG溶液浓度胁迫处
理8d可作为研究鸭茅萌芽期抗旱性鉴定的水分胁
迫最佳模拟浓度。
萌发抗旱指数、活力指数、发芽率、发芽势、相对
胚根长、相对胚芽长作为植物种子在水分胁迫下的
耐旱指标,广泛用于鉴定水分胁迫下的耐旱性程度。
本研究采用上述6个指标对9个鸭茅材料的耐旱性
进行比较,不同指标间耐旱性顺序并不一致,因为种
子萌发过程本身是一个极复杂的生理生化过程,抗
旱性受多个因素影响,用单一抗旱性指标评价植物
萌发期耐旱性具有一定的片面性[16]。许多研究表
明采用模糊数学中求隶属函数值平均法和聚类分析
可消除单因素评定的差异,全面反映植物的抗旱
性[17]。吕德彬等[17]利用多个生理性状隶属函数综
合值评价小麦品种的抗旱性。胡标林等[18]对野生
稻(Oryza)品种的抗旱指标函数的隶属值进行累加
求其平均数,通过品种间比较以评定其抗旱性。本
研究涉及到的宝兴、02-116及01998萌发期种子抗
旱性能力与曾兵等[19]和高杨等[20]研究的苗期抗旱
能力具有较高的一致性。结合上述研究说明,萌芽
期鉴定出的抗旱性较强的种质在苗期也具有较强的
抗旱性。因此,耐旱性综合评价对于种子萌发期与
苗期、全生育期抗旱性相关程度提供了一个理论参
考。但是,植物萌发期耐旱性与其后期可能并不完
全一致。因此,需要进行后期抗旱性鉴定,以充分反
映不同植物或品种间的真实抗旱性。
种子萌发期贮藏物质转运率的研究结果表明,
贮藏物质运转效率与种子萌发抗旱指数与品种间受
抑制程度的变化趋势大体一致。因此,种子萌发期
贮藏物质运转效率可以作为鸭茅品种间抗旱性鉴定
的一个重要指标,可用于大批量鸭茅品种耐旱性的
快速评价。结合实际生产栽培来看,宝兴在南方地
区广泛种植,表现出良好的抗旱性,01998在生产栽
培中最不耐旱,但水分充足条件下也表现出良好的
生产性质,这与本研究的耐旱性评价结果一致[20]。
本研究筛选出宝兴、02-116等耐旱性较好的鸭茅品
种(系),表现出较高的抗旱性,这些品种(系)为今后
深入研究鸭茅耐旱机制和遗传特性,以及干旱与半
干旱地区的开发利用提供了良好的材料基础和种质
资源。
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(责任编辑 刘云霞
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2014年《草地学报》征订启事
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