干旱是限制植物生長發(fā)育的一個(gè)重要因素,是 全球面臨的一個(gè)重大問題。據(jù)統(tǒng)計(jì),干旱和半干旱 地區(qū)占全球面積的 1/3 以上,我國的干旱和半干旱 地區(qū)占全國總面積的 47%。水分供應(yīng)不足影響到 植物的光合作用、物質(zhì)運(yùn)輸、蛋白質(zhì)合成和細(xì)胞伸 長等生理過程 ,使得這些地區(qū)植被稀疏,生態(tài)環(huán)境 惡化,水土流失嚴(yán)重,自然災(zāi)害頻繁。
1 材料和方法
1.1 試驗(yàn)材料
供試材料為晉農(nóng) 1 號達(dá)烏里胡枝子,種子由山 西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院牧站草學(xué)實(shí)驗(yàn)室種子資 源庫提供,在 -10 ℃保存。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 引發(fā)處理
試驗(yàn)于 2018 年 6 月在山西農(nóng)業(yè) 大學(xué)草學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。將達(dá)烏里胡枝子種子用不同 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的 PEG-6000(5%,10%,15%,20%)和 MeJA (0.025,0.250,2.500 μmol/L)分別在 25 ℃黑暗條件 下浸種處理 18 h,以不做引發(fā)處理作為對照組。
1.2.2 發(fā)芽試驗(yàn)
引發(fā)結(jié)束后迅速用蒸餾水沖洗 3 次,每個(gè)處理各取 50 粒種子,分別鋪在直徑為 9 cm 培養(yǎng)皿的 2 層濾紙上,加入適量含有 15% PEG 溶液的蒸餾水模擬干旱條件,于 25 ℃博訊電熱恒溫培養(yǎng)箱(上海博訊HPX-9162MBE)中恒溫培養(yǎng),設(shè) 4 個(gè)重復(fù),每天稱質(zhì)量補(bǔ)充蒸發(fā)的水分。
1.3 測定項(xiàng)目及方法
發(fā)芽期間每天記錄發(fā)芽數(shù),試驗(yàn)開始后第 5 天 計(jì)算發(fā)芽勢(GE),第 10 天計(jì)算發(fā)芽率(GP),發(fā)芽 試驗(yàn)結(jié)束后,測定平均苗鮮質(zhì)量,并測量根長、苗 高,計(jì)算種子發(fā)芽指數(shù)(GI)、平均發(fā)芽時(shí)間(MGT) 及幼苗活力指數(shù)(SVI)。 GP=(G10/N)×100% (1) GE =(G5/N)×100% (2) GI =Σ(Gt/D) (3) t MGT =Σ(Gt×t)/ΣGt (4) SVI =GP×平均苗鮮質(zhì)量 /100 (5) 式中,G10 為第 10 天發(fā)芽(胚根突破種皮 2 mm) 種子數(shù);G5 為第 5 天發(fā)芽種子數(shù);N 為發(fā)芽種子總 數(shù);Gt 為第 t 天種子發(fā)芽數(shù);t 為發(fā)芽天數(shù)。
1.4 數(shù)據(jù)分析
采用 Microsoft Excel 2007 整理原始數(shù)據(jù),SPSS 23.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析(ANOVA)。
2 結(jié)果與分析
在干旱條件下,經(jīng)濃度為 0.025~ 2.500 μmol/L 的 MeJA 引發(fā)后,達(dá)烏里胡枝子發(fā)芽 率均極顯著高于對照組(P<0.01),且 MeJA 濃度為 0.25 μmol/L 時(shí)發(fā)芽率最高,比對照組增加了 20.5%, 說明 0.25 μmol/L MeJA 的引發(fā)處理能顯著促進(jìn)干旱脅迫下達(dá)烏里胡枝子種子的萌發(fā)。經(jīng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 5%~20%的 PEG 引發(fā)處理后,達(dá)烏里胡枝子發(fā)芽 率均顯著高于對照組(P<0.05),且隨著質(zhì)量分?jǐn)?shù) 的升高發(fā)芽率逐漸降低。PEG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 5%時(shí),達(dá) 烏里胡枝子發(fā)芽率比對照組增加了 17.6%,說明 5% PEG 的引發(fā)處理能提高干旱條件下達(dá)烏里胡枝 子種子的萌發(fā)。0.25 μmol/L MeJA 與 5% PEG 引發(fā) 處理間發(fā)芽率的差異不顯著(P>0.05)。經(jīng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 5%~20%的 PEG 引發(fā)處理后, 達(dá)烏里胡枝子的發(fā)芽勢均極顯著高于對照組(P< 0.01),且隨著質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高,發(fā)芽勢逐漸降低,說 明 5% PEG 的引發(fā)處理最能緩解干旱對達(dá)烏里胡 枝子的抑制作用。0.25 μmol/L MeJA 與 5% PEG 引 發(fā)處理間發(fā)芽勢的差異不顯著(P>0.05)。
3 結(jié)論與討論
種子引發(fā)技術(shù)在發(fā)達(dá)國家作為蔬菜、花卉、作度的引發(fā)劑能縮短達(dá)烏里胡枝子種子在干旱脅迫 下的發(fā)芽時(shí)間。發(fā)芽時(shí)間低于對照組的處理排序?yàn)?0.25 μmol/L MeJA<0.025 μmol/L MeJA<5% PEG< 2.5 μmol/L MeJA,所有處理中,MeJA 濃度為 0.25 μmol/L 時(shí),平均發(fā)芽時(shí)間最短,說明 0.25 μmol/L MeJA 引發(fā)處理對縮短種子萌發(fā)時(shí)間最有效。但在多數(shù)情況下,田間出苗率與常規(guī)發(fā)芽試驗(yàn) 所得發(fā)芽率不相符,也無法標(biāo)志種子的真實(shí)質(zhì)量水 平。而根系作為植物重要的吸收器官和合成器官, 較強(qiáng)的根系活力在干旱脅迫下更為重要。本試驗(yàn) 中,0.25 μmol/L MeJA 浸種可以顯著促進(jìn)干旱條件 下達(dá)烏里胡枝子幼苗根系和苗高的伸長(P<0.05), 由于根系伸長,進(jìn)而提高了幼苗的吸水能力,增加 了幼苗鮮質(zhì)量,提高了幼苗活力,有效緩解了干旱 脅迫的抑制作用,而 5% PEG 的引發(fā)對幼苗苗高和 根長的促進(jìn)效果不明顯,表明只有適宜濃度 MeJA 引發(fā)才能緩解干旱的抑制作用。