， ， ， (呂梁學(xué)院生命科學(xué)系， 山西 離石033000)

聚乙二醇模擬干旱脅迫對花生種子萌發(fā)的影響

呼鳳蘭，李澤英，王曉晶，褚盼盼
(呂梁學(xué)院生命科學(xué)系， 山西 離石033000)

采用不同滲透勢濃度的聚乙二醇(PEG-6000)模擬干旱條件，探討干旱脅迫對花生種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、根長、可溶性糖及可溶性蛋白的影響。結(jié)果顯示：干旱脅迫顯著降低了花生種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、根長；PEG濃度為0～100 g/L，花生種子的可溶性糖含量逐漸增加，可溶性蛋白降低，濃度超過100 g/L時可溶性糖含量逐漸下降，而可溶性蛋白呈現(xiàn)上升趨勢。

聚乙二醇； 干旱； 花生種子

我國北方存在較多的干旱和半干旱耕地，盡管許多限制因素限制著干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)[1]，但是在耕地不斷減少和人口持續(xù)膨脹的形勢下，土地開闊且有很大潛力的干旱半干旱地區(qū)是解決我國農(nóng)業(yè)問題的救命稻草。

花生作為重要的經(jīng)濟(jì)作物，在我國占有很高的地位[2]。我國的花生從改革開放到現(xiàn)在，呈穩(wěn)定發(fā)展的趨勢,花生產(chǎn)量在逐漸增加，在油料作物中占第一位；種植面積也在逐步擴(kuò)大，目前在油料作物中排第二位[3]，僅低于油菜的種植面積；每年的出口量也很大，在花生出口國前列，花生也是我國在世貿(mào)中的優(yōu)勢產(chǎn)品[4]。但隨著氣候變暖趨勢的加劇，花生旱災(zāi)發(fā)生的頻率和范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大，嚴(yán)重影響了花生的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)。種子萌發(fā)是一個非常復(fù)雜的過程，會受各種環(huán)境條件的影響[5]，其中干旱對花生種子的萌發(fā)影響最大。本研究利用聚乙二醇模擬干旱脅迫，探討在不同的干旱條件下花生種子在萌發(fā)過程中發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、根長、可溶性糖及可溶性蛋白的變化，為進(jìn)一步降低干旱脅迫對花生種子萌發(fā)的影響以及選育抗旱花生品種提供理論依據(jù)。

圖1 干旱脅迫對花生種子萌發(fā)的影響

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試的花生品種為：四粒紅、晉花三號、魯花一號。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計

共設(shè)7組水分梯度，即PEG 質(zhì)量濃度分別為0(蒸餾水對照組)，50，100，150，200，250，300 g/L，與之對應(yīng)的溶液水勢約為0，-0.10，-0.20，-0.40，-0.60，-0.86，-1.20 MPa。

選取籽粒飽滿、整齊一致的種子。用溫度為40 ℃的水將選好的四粒紅、晉花三號、魯花一號浸泡12 h，然后用0.5%的高錳酸鉀消毒10 min，消毒后用水將處理好的材料沖洗干凈，使用濾紙吸干表面水分。然后將準(zhǔn)備好的花生種子放入殺過菌的鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿中, 每皿25 粒, 加適量相應(yīng)濃度的聚乙二醇潤濕濾紙。按照以上重復(fù)3 次。

1.3 項(xiàng)目測定

1.3.1 花生種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)的測定

發(fā)芽能力參照農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程[6],發(fā)芽勢、發(fā)芽率的計算公式如下：

發(fā)芽勢(%)=前4 d內(nèi)正常發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%；

發(fā)芽率(%)=前7 d內(nèi)正常發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%；

發(fā)芽指數(shù)=∑(Gt/Dt),式中:Gt為第t 天萌發(fā)個數(shù),Dt 為發(fā)芽的天數(shù)(d)。

1.3.2 根長的測定

發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)束后(連續(xù)3 d發(fā)芽數(shù)不變)，從3次重復(fù)處理中分別隨機(jī)抽取10粒種子測量根長(取子葉以下的根長)(cm)，求平均值。

1.3.3 可溶性糖的測定

采用蒽酮比色法[7]。

1.3.4 可溶性蛋白的測定

采用考馬斯亮藍(lán)法[8]。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫對花生種子萌發(fā)的影響

由圖1可知，當(dāng)PEG濃度為0～250 g/L時，四粒紅的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)緩慢下降，PEG濃度為250～300 g/L時，發(fā)芽勢和發(fā)芽率均迅速降低；PEG濃度為0～150 g/L時，四粒紅的發(fā)芽勢緩慢下降，PEG濃度為150～300 g/L時，發(fā)芽勢迅速下降。當(dāng)PEG濃度為0～150 g/L時，晉花三號的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)緩慢下降，當(dāng)濃度為150～300 g/L時，晉花三號的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)迅速下降。當(dāng)PEG濃度為0～200 g/L時，魯花一號的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)緩慢下降，當(dāng)濃度為200～300 g/L時，魯花一號的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)迅速下降。因此得出，這3種花生品種萌發(fā)期的抗旱能力由強(qiáng)到弱是：四粒紅gt;魯花一號gt;晉花三號。

2.2 干旱脅迫對花生根長的影響

由圖2可知，PEG濃度為0～200 g/L，四粒紅和魯花一號的根長變化不大，當(dāng)PEG濃度為200～300 g/L時，根長迅速變短。說明兩者在PEG濃度為 0～200 g/L時，根可以正常生長，PEG濃度超過200 g/L后，根受到嚴(yán)重抑制。晉花三號在PEG濃度為0～150 g/L時根長變化不大，在PEG濃度為150～300 g/L時，嚴(yán)重限制根的正常生長。

說明在PEG濃度為0～150 g/L時根可以正常生長，超過此濃度后根生長受到嚴(yán)重抑制。

圖2 干旱脅迫對花生種子根長的影響

2.3 干旱脅迫對不同品種花生種子可溶性糖含量的影響

由圖3可知，PEG濃度為0～100 g/L時，四粒紅、晉花三號、魯花一號三者的可溶性糖含量逐漸增加，PEG濃度超過100 g/L以后，可溶性糖的含量逐漸降低。表明可溶性糖含量提高是因?yàn)檩^低濃度的PEG 處理，刺激萌發(fā)的花生種子中淀粉加速分解的結(jié)果；可溶性糖含量降低是因?yàn)楦邼舛鹊腜EG 處理，抑制淀粉分解的結(jié)果。

圖3 干旱脅迫對不同品種花生種子可溶性糖含量的影響

2.4 干旱脅迫對不同品種花生種子可溶性蛋白含量的影響

圖4 干旱脅迫對不同品種花生種子可溶性蛋白含量的影響

由圖4可知，PEG濃度為0～100 g/L時，四粒紅、晉花三號、魯花一號的可溶性蛋白逐漸減少，PEG濃度為100～300 g/L時，可溶性蛋白開始增加。

3 結(jié) 論

PEG模擬干旱脅迫是通過調(diào)節(jié)溶液滲透壓達(dá)到阻礙水分進(jìn)入花生種子內(nèi)部的目的。不同濃度的PEG處理對花生種子的萌發(fā)都有一定的抑制作用，通過研究得出，不同品種花生種子萌發(fā)的臨界PEG水分脅迫值為：四粒紅為250 g/L，魯花一號為200 g/L，晉花三號為150 g/L，當(dāng)PEG濃度超過它的臨界濃度時，種子活力變?nèi)?，種子的萌發(fā)受到嚴(yán)重的影響；不同品種花生種子根長的臨界PEG水分脅迫值為：四粒紅和魯花一號為200 g/L，晉花三號為150 g/L，說明低濃度PEG可以使花生根正常生長，濃度超過一定值后，根的生長就會受到抑制。

四粒紅、晉花三號、魯花一號的可溶性糖含量的臨界PEG水分脅迫值為100 g/L，表明可溶性糖含量提高是因?yàn)檩^低濃度的PEG 處理，刺激萌發(fā)的花生種子中淀粉加速分解的結(jié)果；可溶性糖含量降低是因?yàn)楦邼舛鹊腜EG 處理，抑制淀粉分解的結(jié)果。四粒紅、晉花三號和魯花一號中可溶性蛋白含量的臨界PEG水分脅迫值為100 g/L，表明萌發(fā)種子可能啟動了本能的抗逆系統(tǒng)，低濃度下表現(xiàn)為可溶性蛋白分解加速，可溶性蛋白含量逐漸降低。

通過比較得出，不同花生品種抗旱能力由強(qiáng)到弱是：四粒紅gt;魯花一號gt;晉花三號。

[1]孫愛清,萬勇善,劉鳳珍,等.干旱脅迫對不同花生品種光合特性和產(chǎn)量的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2010(10):32-38.

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Effects of Drought Stress Simulated with Polyethylene Glycol on Seed Germination of Peanut

HUFenglan,LIZeying,WANGXiaojing,CHUPanpan
(Department of Life Science,Luliang University,Lishi Shanxi 033000,China)

In this paper,effects of drought stress on seed germination of peanut was studied,drought stress condition was simulated with Polyethylene Glycol.We explored the the effects of drought stress on germination rate,germination potential,germination index,root length,soluble sugar and soluble protein.The results showed that germination rate,germination potential,germination index and root length were decreased significantly under drought stress.When the concentration of PEG were between 0-100 g/L,the soluble sugar of peanut seed was increased gradually,soluble protein was decreased.When the concentration of PEG were between 100-300 g/L,sugar content was decreased,and soluble protein was increased.

polyethylene glycol; drought; peanut seed

2016-12-13

呂梁學(xué)院科研基金項(xiàng)目資助(ZRXN 201510)。

呼鳳蘭(1980—)，女，山西柳林縣人；研究生，講師，研究方向：生物學(xué)；E-mail：32491767@qq.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.05.029

S 565.2

A

1001-4705(2017)05-0029-03