張孟楠 董文淵 浦嬋 吳義遠 劉培

(西南林業(yè)大學(xué)，昆明，650224)

金佛山方竹(Chimonobambusautilis)屬竹亞科寒竹屬，是我國西南地區(qū)特有竹種，分布于重慶、貴州和云南，在海拔1 200～2 500 m處可形成純林，喜生長在氣候溫涼、濕潤多霧的環(huán)境，尤其在出筍及幼竹形成階段，需要有較大的濕度和適當(dāng)?shù)恼谑a[1]。在干旱條件下，金佛山方竹種子發(fā)芽率低，幼苗生長緩慢以及各項生長指標(biāo)均會受到脅迫影響[2-3]。植物在逆境中的定植決定于萌發(fā)條件和幼苗的抗逆性，種子萌發(fā)和幼苗階段的抗逆性強弱是影響種苗生長的關(guān)鍵。長期以來，金佛山方竹的研究主要在形態(tài)特征、生物學(xué)特性、繁殖技術(shù)、豐產(chǎn)栽培技術(shù)、出筍規(guī)律、低產(chǎn)林改造、病蟲害防治和竹筍采收及保鮮加工技術(shù)等方面[4-12]。迄今為止，有關(guān)增強金佛山方竹種苗抗旱性措施未見報道。在干旱條件下，金佛山方竹種苗可供選擇的抗旱措施少，因而干旱對金佛山方竹的種植影響大?，F(xiàn)利用植物激素來增強作物的抗逆性，已成為目前作物抗逆性栽培的途徑之一。本實驗以不同激素濃度處理金佛山方竹種子增強其在PEG6000脅迫下種苗抗旱性的研究，篩選出在干旱條件下能增強金佛山方竹種苗抗旱性的處理方法。

1 材料與方法

材料：以2017年5月上旬采于貴州省桐梓縣黃蓮鄉(xiāng)的金佛山方竹種子為材料，種子凈度為82.1%，種子平均長為9.82 mm，平均直徑為5.12 mm，帶稃種子質(zhì)量143.97 mg(去稃130.10 mg)，含水率70.25%。

實驗步驟：將種子裝入紗布包，浸入2%次氯酸鈉溶液中消毒，30 min后用蒸餾水沖洗3～5次洗去殘留種子表面的消毒液。選用吲哚丁酸(IBA)、萘乙酸(NAA)、6-芐氨基腺嘌呤(6-BA)和赤霉素(GA3)4種激素，分別設(shè)置質(zhì)量濃度梯度為：10、50、100、200、300、500 mg/L(見表1)，對金佛山方竹種子進行浸泡12 h，用純水沖洗，對照組用純水浸泡，置于濾紙上攤開自然晾干備用。將種子放置在鋪有雙層濾紙的12 mm培養(yǎng)皿中，每皿30粒種子，3次重復(fù)。每皿加10 mL 15%聚乙二醇(PEG6000)溶液，培養(yǎng)皿加蓋，最后將培養(yǎng)皿放入人工氣候培養(yǎng)箱，發(fā)芽條件為12 h黑暗，12 h光照，溫度25 ℃，相對濕度80%，光照強度1 000 lx，水分用蒸餾水補充損失。

表1 不同激素質(zhì)量濃度處理的代碼

指標(biāo)測定：試驗開始后，每天記數(shù)發(fā)芽數(shù)(以胚根伸出種皮作為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn))，連續(xù)3 d沒有種子發(fā)芽時結(jié)束試驗。發(fā)芽結(jié)束后，每個處理隨機挑選10株幼苗，測苗高、胚芽鞘長度、根長、根數(shù)。將根、種子與芽分離，在105 ℃下殺青10 min，再置于烘箱中，55 ℃烘干至恒質(zhì)量后，稱干質(zhì)量，計算根冠比和種子貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)換率。

發(fā)芽勢=(從開始發(fā)芽到發(fā)芽數(shù)最多的那天前發(fā)芽種子總數(shù)/種子總數(shù))×100%；

發(fā)芽率=(發(fā)芽種子數(shù)/種子總數(shù))×100%；

貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)換率=((芽干質(zhì)量+根干質(zhì)量)/(芽干質(zhì)量+根干質(zhì)量+籽粒干質(zhì)量))×100%；

抗旱系數(shù)=干旱脅迫值/對照值。

抗旱系數(shù)綜合評價：根據(jù)測定值，利用加權(quán)隸屬函數(shù)對不同激素及不同質(zhì)量濃度的苗木抗旱性進行評價，計算公式如下：

式中：F(xj)為第j個指標(biāo)的隸屬函數(shù)值；xij為第i個處理第j個指標(biāo)的抗旱系數(shù)；xjmin和xjmax分別為第j個指標(biāo)中各個處理抗旱系數(shù)的最小值和最大值；ωj為第j個指標(biāo)因子權(quán)重(表示第j個指標(biāo)在所有指標(biāo)中的重要程度)。

根據(jù)下列標(biāo)準(zhǔn)劃分抗旱級別(DRL)：1級-抗旱性極強，綜合評價值在0.8以上；2級-抗旱性強，綜合評價值在0.6～0.8；3級-抗旱性中等，綜合評價值在0.4～0.6；4級-抗旱性弱，綜合評價值在0.2～0.4；5級-抗旱性極弱，綜合評價值在0.2以下。

數(shù)據(jù)用Excel整理與計算，通過SPSS17.0進行多重比較與相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 PEG6000脅迫下，不同激素處理對金佛山方竹種子發(fā)芽的影響

由表2、圖1可知，在PEG6000脅迫下，不同濃度激素處理對金佛山方竹種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率的影響顯著。相同激素不同質(zhì)量濃度水平之間發(fā)芽勢和發(fā)芽率均具有差異。24組不同質(zhì)量濃度激素處理金佛山方竹種子中21組發(fā)芽勢抗旱系數(shù)明顯高于對照(CK)，13組發(fā)芽率抗旱系數(shù)高于CK。IBA1、IBA3、IBA6、6-BA1、GA34處理的發(fā)芽勢均達到40%，抗旱系數(shù)值為1.636；NAA1處理的發(fā)芽率為73.33%，IBA3處理的發(fā)芽率為71.11%，NAA1、IBA3處理的抗旱系數(shù)分別是1.320、1.280；4種不同激素在質(zhì)量濃度為10、50、100、200、300、500 mg/L時，IBA處理的整體效果最佳，發(fā)芽勢抗旱系數(shù)明顯高于其他激素組，發(fā)芽率抗旱系數(shù)值除IBA6處理外，均低于CK，其他質(zhì)量濃度梯度均高于CK；GA3處理的效果最差，只有GA34處理的發(fā)芽勢抗旱系數(shù)高于CK，而發(fā)芽率抗旱系數(shù)均低于CK。

表2 PEG6000脅迫下，不同濃度激素處理對金佛山方竹種子萌發(fā)的影響

處理發(fā)芽勢均值/%抗旱系數(shù)發(fā)芽率均值/%抗旱系數(shù)IBA140.00a 1.63668.88abc 1.240IBA231.11abcd1.27357.77abcde1.040IBA340.00a1.63671.11ab1.280IBA431.11abcd1.27357.77abcde1.040IBA537.77ab1.54560.00abcd1.080IBA640.00a1.63653.33abcdef0.960NAA137.77ab1.54564.44abcd1.160NAA235.55abc1.45573.33a1.320NAA328.88abcd1.18246.66bcdefj0.840NAA426.66abcd1.09151.11abcdef0.920NAA528.88abcd1.18260.00abcd1.080NAA631.11abcd1.27368.88abc1.2406-BA140.00a1.63668.88abc1.2406-BA233.33abc1.36466.66abcd1.2006-BA335.55abc1.45557.77abcde1.0406-BA433.33abc1.36460.00abcd1.0806-BA517.77abc0.72744.44cdefj0.8006-BA637.77ab1.54542.22defj0.760GA3124.44ab1.00042.22defj0.760GA3226.66abcd1.09133.33efjh0.600GA3326.66abcd1.09124.44jhi0.440GA3440.00a1.63631.11fjh0.560GA3522.22cd0.90913.33hi0.240GA360e02.22i0.040CK24.44bcd1.00055.55abcde1.000

注：表中數(shù)據(jù)后同列不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。

2.2 PEG6000脅迫下，不同濃度激素處理對金佛山方竹幼苗形態(tài)指標(biāo)的影響

由表3可知，PEG6000脅迫下，不同濃度激素處理對金佛山方竹幼苗各形態(tài)指標(biāo)均有顯著影響，但不同濃度激素對形態(tài)指標(biāo)的影響效果不一。NAA2、NAA3、NAA4、NAA5、NAA6處理明顯增加了苗高，其中NAA4處理增加最大，抗旱系數(shù)值達1.801；IBA3、IBA4、6-BA2、GA31處理的苗高也有所增加，但不太明顯，其余處理均低于CK，GA35處理最差，抗旱系數(shù)值為0.710；IBA6、NAA1、GA36等7個不同濃度激素處理根冠比抗旱系數(shù)值高于CK，均增加了根冠比，NAA6、GA34、GA35等17個處理的根冠比均低于CK，NAA1處理的根冠比增加最大，抗旱系數(shù)值達1.517，GA34處理的根冠比最小，抗旱系數(shù)值為0.233；24個不同濃度激素處理均增加了貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率，6-BA1處理增加最大，抗旱系數(shù)值達1.930，6-BA5處理增加最小，抗旱系數(shù)值為1.054；NAA5、IBA2、IBA4等11個處理根長抗旱系數(shù)值高于CK，均增加了根長，GA35、NAA5、NAA6等13個處理的根長均低于CK，其中6-BA2處理根長增加最大，抗旱系數(shù)值達1.967，GA35處理的根長最小，抗旱系數(shù)值為0.371；IBA5、IBA6、NAA5等9個處理根數(shù)抗旱系數(shù)值均高于CK，均增加了根的數(shù)量，GA34、GA35、NAA1等15個處理根數(shù)均少于CK，IBA5、IBA6處理根的數(shù)量增加最多，抗旱系數(shù)值均達1.500，GA35處理的根數(shù)最少，抗旱系數(shù)值為0.500；IBA1、IBA3、NAA1等6個處理均增加了胚芽鞘長度，其中NAA1處理胚芽鞘長度增加最大，抗旱系數(shù)值達1.135。6-BA5處理胚芽鞘長度最小，抗旱系數(shù)值為0.761。

A.NAA1；B.IBA3；C.IBA5；D.6-BA1；E.IBA6；F.CK。

處理苗高均值/cm抗旱系數(shù)根冠比均值抗旱系數(shù)貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率均值/%抗旱系數(shù)根長均值/cm抗旱系數(shù)根數(shù)均值/條抗旱系數(shù)胚芽鞘均值/cm抗旱系數(shù)IBA13.337efghi0.8670.960gh0.82839.07k1.1448.527fgh0.8921.417cdef0.8500.517abc1.093IBA24.133de1.0741.030fg0.88857.23de1.67616.827a1.7601.500cdef0.9000.460abcdef0.973IBA34.077de1.0591.090ef0.94050.58gh1.48112.043bcd1.2601.667bcde1.0000.553a1.169IBA43.680efg0.9561.120ef0.96656.26e1.64713.660b1.4291.860abc1.1160.457abcdef0.966IBA53.647efg0.9471.260d1.08664.34bc1.88412.457bc1.3032.500a1.5000.380def0.803IBA62.793hij0.7251.380bc1.19049.91gh1.4618.977fg0.9392.500a1.5000.457abcdef0.966NAA13.047ghij0.7911.760a1.51739.91k1.16911.920bcde1.2471.223cdef0.7340.510abcd1.078NAA26.210b1.6131.100ef0.94859.00d1.7289.037efg0.9451.697bcd1.0180.537ab1.135NAA35.007c1.3011.460b1.25944.20j1.2945.727hi0.5991.890abc1.1340.497abcde1.051NAA46.933a1.8010.930h0.80263.44c1.8587.957fgh0.8322.223ab1.3340.490abcdef1.036NAA55.020c1.3040.780jk0.67252.87f1.5483.743i0.3922.447a1.4680.423bcdef0.894NAA64.647cd1.2070.720k0.62147.40i1.3883.853i0.4031.470cdef0.8820.447abcdef0.9456-BA13.103fghij0.8060.950gh0.81948.96hi1.43410.720cdef1.1211.527cde0.9160.370ef0.7826-BA23.900def1.0131.183de1.02065.92b1.93018.807a1.9671.307cdef0.7840.400cdef0.8466-BA32.637ij0.6851.360c1.17245.19j1.32313.577b1.4201.110def0.6660.387cdef0.8186-BA42.833hij0.7360.890hi0.76750.00gh1.4648.457fgh0.8851.443cdef0.8660.417bcdef0.8826-BA52.417j0.6281.110ef0.95736.00l1.0548.800fg0.9211.333cdef0.8000.360f0.7616-BA63.333efghi0.8660.770jk0.66447.21i1.3829.393defg0.9831.613bcde0.9680.393cdef0.831GA314.033de1.0481.090ef0.94048.89hi1.43210.463cdef1.0941.860abc1.1160.473abcdef1.000GA323.467efgh0.9010.830ij0.71639.85k1.16710.320cdef1.0791.110def0.6660.387cdef0.818GA333.473efgh0.9020.860hij0.74151.26fg1.50114.100b1.4751.333cdef0.8000.370ef0.782GA343.687efg0.9580.270m0.23334.85l1.0207.320gh0.7661.000ef0.6000.470abcdef0.994GA352.733hij0.7100.600l0.51768.84a2.0163.550i0.3710.833f0.5000.400cdef0.846GA363.480efgh0.9031.420bc1.22450.76gh1.4869.070efg0.9491.221cdef0.7340.422bcdef0.894CK3.850efg1.0001.160e1.00034.15l1.0009.560defg1.0001.667bcde1.0000.473abcdef1.000

注：表中數(shù)據(jù)后同列不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。

2.3 PEG6000脅迫下，不同濃度激素處理對金佛山方竹種苗抗旱性的綜合評價

由表4可知，抗旱性效果由大到小處理為：NAA2、IBA3、IBA5、6-BA2、IBA6、NAA4、NAA1、IBA2、IBA4、IBA1、NAA3、6-BA1、NAA5、6-BA3、GA31、NAA6、6-BA4、CK、6-BA6、GA33、GA34、GA32、6-BA5、GA35、GA36。結(jié)合抗旱效果與綜合評價值篩選出10個處理抗旱性強，9個處理抗旱性中等，5個處理抗旱性弱。

由表5可知，種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、根數(shù)和胚芽鞘長度與綜合評價值成極顯著正相關(guān)，苗高與綜合評價值顯著正相關(guān)。在評價不同濃度激素對金佛山方竹抗旱效果時，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、根數(shù)、胚芽鞘長度和苗高指標(biāo)，比根冠比、貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率、根長更具有參考價值。

表4 PEG6000脅迫下不同濃度激素處理對金佛山方種苗抗旱性的隸屬函數(shù)值及綜合評價值

表5 各因子的相關(guān)性

注：** 表示P<0.01，*表示P<0.05。

3 結(jié)論與討論

植物的抗逆性往往是受遺傳特性和生理狀況影響，植物在逆境中的定植決定于萌發(fā)條件和幼苗的抗逆性，種子萌發(fā)和幼苗生長階段對土壤水分的變化較敏感[3]。隨著幼苗的生長，抗旱能力逐漸增強，所以種子萌發(fā)和幼苗階段的抗逆性強弱是影響種苗生長和成林的關(guān)鍵[13-14]。研究表明，利用PEG6000模擬干旱脅迫，鑒定和評價抗旱性是一種可靠的方法[15-18]。本實驗以不同激素質(zhì)量濃度處理，對不同激素及質(zhì)量濃度進行篩選，結(jié)果顯示，在PEG6000脅迫條件下，大部分不同質(zhì)量濃度激素處理后，對金佛山方竹萌發(fā)特性和幼苗形態(tài)指標(biāo)均有所提升，其中貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化率所有處理全部提升。運用加權(quán)隸屬函數(shù)對抗旱性效果綜合評估，在24個處理中，有17個處理抗旱性綜合評價值高于CK。其中抗旱性綜合評價值前5位的處理是：NAA2、IBA3、IBA5、6-BA1、IBA6，且IBA和NAA的各處理抗旱性綜合評價值均高于CK。因此，IBA作為重要的生長激素，能夠促進種子的組織代謝活動，誘導(dǎo)酶活性，參與根、莖和芽的生長以及維管束的形成和分化等作用[19]。經(jīng)過IBA處理后發(fā)芽率與發(fā)芽勢明顯提高，隨著IBA質(zhì)量濃度的升高，生根數(shù)量也增加，而苗高先上升后下降；IBA、NAA對生根起著顯著的促進作用，而NAA毒性比IBA強。高濃度的NAA有抑制作用，高濃度的NAA促進了乙烯的合成，乙烯抑制了種苗的生長；6-BA是一種細胞分裂素，低濃度的6-BA促進根和芽的形成但高濃度的6-BA抑制根的生長，同時使種苗葉綠素合成受阻。

不同濃度激素處理后，有70%的處理均能增強種苗的抗旱性。只有6-BA5、6-BA6、GA32、GA33、GA34、GA35和GA36處理降低了金佛山方竹種子種苗的抗旱性。其原因是高濃度6-BA處理后的種子，會誘導(dǎo)種子體內(nèi)共生菌產(chǎn)生霉菌。實驗過程中，發(fā)現(xiàn)高濃度6-BA處理的種子10 d左右會開始出現(xiàn)霉菌；GA3處理對種子具有毒害作用，在實驗過程中種子會逐漸變黑變軟，種子萌發(fā)及竹苗生長指標(biāo)均逐漸下降，高濃度較為明顯。

種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、根數(shù)和胚芽鞘長度與綜合評價值成極顯著正相關(guān)，苗高與綜合評價顯著正相關(guān)。因此，將發(fā)芽率、發(fā)芽勢、根數(shù)、胚芽鞘長度和苗高指標(biāo)作為金佛山方竹種苗抗旱性的評價指標(biāo)。

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