薏苡种质资源萌发期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

干旱是影响薏苡生产的主要因素之一,鉴定薏苡种质资源的抗旱性,筛选抗旱指标,培育抗旱品种,对薏苡产业的发展具有重要意义。本研究首先以抗旱性不同的6份薏苡种质为材料,通过调查5个不同浓度的PEG-6000水溶液模拟干旱胁迫下的发芽率,确定了薏苡萌发期模拟干旱胁迫的最适PEG-6000水溶液渗透势为-0.1 MPa。然后以-0.1 MPa的PEG-6000水溶液模拟干旱胁迫,探讨50份薏苡种质发芽势、发芽率、萌发指数、芽长、芽粗、芽鲜重、芽干重、根长、根粗、根鲜重和根干重的变化,利用综合评价法对50份薏苡种质进行萌发期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选。结果表明,干旱胁迫对薏苡萌发期各指标均有极显著影响。筛选出萌发期抗旱性强的薏苡种质分别为yy18-1、yy14-3和yy13-1,可为薏苡抗旱育种、抗旱机理及干旱调控缓解机制的研究提供基础材料。芽长、芽干重、根长、根鲜重和根干重可作为薏苡种质资源萌发期简单、直观的抗旱性评价指标。     

水分胁迫条件下抗旱性不同小麦品种芽鞘生长的动态分析

提要　在３０％ＰＥＧ－６０００室内模拟干旱条件下,对抗旱性不同的４个小麦品种萌发期的胚芽鞘长度进行了测定,用Ｌｏｇｉｓｔｉｃ方程对芽鞘生长进行了模拟。对曲线参数的分析表明,水分胁迫下芽鞘生长的最快速度下降,生长最快的时间提前,最终导致芽鞘长度缩短。抗旱性强的品种生长速度下降小于抗旱性弱的品种,因而前者芽鞘最终长度长于后者。渗透调节能力强是抗旱性强的品种芽鞘较长的重要原因。     

渗透胁迫对不同抗旱性小麦品种胚芽鞘生长的影响

20％PEG－6000作渗透介质,室内模拟干旱条件下,不同抗旱性小麦品种萌发期的胚芽鞘长度与品种的抗旱性基本一致。据此认为,低水势下穿鞘长度是冬小麦抗旱鉴定及抗旱个体选择的良好指标。     

谷子品种抗旱性的苗期快速鉴定

报道了在苗期快速鉴定谷子品种抗旱性的实验结果.通过比较种子在甘露醇渗透胁迫条件下的相对萌发率和芽生长抑制率、幼苗在适度控水条件下的相对含水量和水势、幼苗严重失水恢复供水后的存活率等几个指标,对5个谷子品种(鲁7060、羊角黄、豫谷5号、Jun 24和Mar 51)的苗期抗旱性进行鉴定.结果表明,Mar 51在所鉴定的品种中具有相对的抗旱优势,可以作为谷子苗期抗旱性研究的代表性材料.谷子种子在甘露醇渗透胁迫条件下的相对萌发率与幼苗在适度控水条件下相对含水量的变化趋势一致,初步认为这两个指标可以作为苗期快速鉴定谷子抗旱性的筛选指标.     

谷子全生育期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

作物全生育期抗旱性对发掘和利用抗旱品种和抗旱基因至关重要,但谷子全生育期抗旱鉴定至今未有报道,抗旱鉴定缺乏鉴定指标。本试验在干旱池模拟干旱条件下,对苗期抗旱性表现不同的谷子品种进行了全生育期抗旱性研究,调查分析了根干重等形态和生理性状在干旱胁迫条件下的变化;采用相关和灰色关联度等方法,分析这些指标与抗旱性(DRI)的关系。结果表明,相对根冠比、相对单穗粒重和灌浆期光合速率、蒸腾速率同抗旱性表现极显著相关,可以作为谷子全生育期抗旱性鉴定的指标;而相对根干重、相对单穗重、相对株高和气孔导度则可以作为谷子全生育期抗旱性鉴定的参考指标;在供试的品种中,红根谷和大齐头白表现了良好的综合抗旱性。本文还讨论了抗旱性的复杂性以及不同性状对干旱胁迫的反应,所建立的指标对谷子全生育期抗旱鉴定具有指导意义。     

干旱胁迫对3种狼尾草种子萌发和幼苗生长的影响

采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫和盆栽控水方法,研究了干旱胁迫对3种狼尾草种子萌发及苗期生长的影响.结果表明:低浓度的PEG(5%)胁迫会提高狼尾草种子的发芽率和发芽指数,当PEG体积分数大于10%时,3种狼尾草的种子发芽率随PEG浓度的增加显著下降(P<0.05),但根冠比增加;在高浓度PEG胁迫下,小穗狼尾草种子相对发芽指数大于羽绒狼尾草和巨人狼尾草,其抗旱半致死浓度和极限浓度高于巨人狼尾草;苗期盆栽控水8 d后,巨人狼尾草叶片的旱害级别高于羽绒狼尾草和小穗狼尾草,小穗狼尾草的叶片相对含水量、脯氨酸含量均高于巨人狼尾草,丙二醛含量低于巨人狼尾草.研究发现,提高苗期狼尾草叶片含水量和脯氨酸积累量有利于增强其抗旱性;小穗狼尾草的苗期抗旱性结果和种子的抗渗透胁迫表现一致,并证实其抗旱性最强.     

DCPTA对干旱胁迫下玉米幼苗生长和抗氧化酶系统的影响

以玉米自交系‘昌7-2’幼苗为材料,采用水培方式研究了模拟不同干旱胁迫程度(10%、12.5%、15%、17.5%、20%、22.5%、25%PEG-6000)及15%PEG-6000干旱胁迫下不同浓度(5、10、15、20、25、30mg/L)植物生长调节剂2-(3,4-二氯苯氧基)三乙胺(DCPTA)对玉米幼苗生长和抗氧化酶系统的影响,以筛选出玉米苗期抗旱性鉴定的适宜PEG-6000浓度,为玉米自交系苗期的抗旱性鉴定提供依据。结果表明:不同浓度PEG-6000处理后,玉米幼苗地上部和根部的干重、鲜重、叶片相对含水量及叶绿素(SPAD)含量均下降,叶片抗氧化酶SOD、POD、CAT的活性增强,丙二醛(MDA)含量升高,渗透调节物质可溶性蛋白、脯氨酸的积累量增加。且当PEG-6000浓度达15%时,以上各指标变化均与清水对照差异显著;在15%PEG-6000浓度模拟干旱胁迫下,不同浓度DCPTA处理均使玉米幼苗上述抗氧化酶活性增强,渗透调节物质含量增加,叶片相对含水量、叶绿素(SPAD)含量和生物量提高,而MDA含量降低,并以15和20mg/L浓度效果较佳。研究认为,室内水培条件下采用PEG-6000模拟干旱鉴定玉米苗期抗旱性的适宜浓度可初步确定为15%;DCPTA处理可促进干旱胁迫下玉米幼苗的生长,并通过提高抗氧化酶活性和渗透调节物质含量来增强其抗旱性,其适宜浓度为15和20mg/L。     

白菜型油菜品种萌发期的抗旱性鉴定与筛选

秋旱影响我国长江流域油菜的播种和生长。从遗传基础广泛的白菜型油菜资源中筛选抗旱材料,对于培育抗旱油菜品种具有重要意义。以不同浓度的PEG-6000溶液于萌发期对5份不同遗传背景的白菜型油菜进行模拟干旱胁迫处理,并测定种子萌发抗旱指数、相对发芽率、相对发芽势、相对根长、相对芽长。与对照相比,干旱胁迫下各指标均有显著差异,对各指标进行主成分分析,确定了抗旱性鉴定参数,并确立了白菜型油菜资源抗旱性筛选的工作液为200 g/L的PEG-6000。选用该工作液于萌芽期对203份白菜型油菜资源进行了抗旱筛选,结果表明,模拟干旱胁迫下,大部分材料的抗旱性与对照有显著差异,用隶属函数法和聚类分析对抗旱性鉴定指标进行分析,并对所有供试材料的抗旱性进行了排序,鉴定出了抗旱性最强的PI226505白菜型油菜,其来源为Iran,为油菜下一步抗旱性遗传改良奠定了基础。     

山西省主推小麦品种芽期及苗期的抗旱性评价

水分对小麦生长发育具有重要的作用。山西省水资源严重匮乏,鉴定山西省主推小麦品种的抗旱性,对于培育优异抗旱品种具有重要意义。本研究以40份山西省各麦区主推小麦品种为试材,分别在芽期和苗期对其进行模拟干旱(20%PEG-6000)处理,分析干旱胁迫对小麦芽期和苗期形态指标的影响,并利用隶属函数和抗旱综合评价值,对参试小麦品种的抗旱性进行评价。结果表明：小麦芽期和苗期的各项指标均不同程度受干旱胁迫的影响,芽期的芽长、根长、芽鲜重、根鲜重和苗期的叶鲜重、根鲜重受干旱胁迫的影响较大;芽期共筛选出抗旱型品种21个(52.5%),其中山农17综合评价值最高,达0.783;苗期共筛选出抗旱型品种5个(12.5%),分别为山农24、晋麦66、长麦6135、晋麦62、长麦3897;芽期和苗期皆为抗旱型的小麦品种是长麦3897;拟合芽期和苗期抗旱性综合评价值之间的关系表明,参试品种2个时期的抗旱性之间无显著相关性。本研究结果可为山西省选取旱地小麦生产用品种以及抗旱性的改良提供参考。     

籼粳稻杂交衍生RIL系的苗期抗旱性评价

为鉴定籼粳稻杂交衍生系的苗期抗旱性,以课题组自育的高代抗逆品系ZD15为母本、籼稻品种IR29为父本,以及杂交衍生的重组自交系群体120份为试验材料,利用PEG-6000对各材料苗期进行干旱胁迫处理,测定根长、根冠比、地上部鲜重、地下部鲜重、地上部干重和地下部干重;利用PEG-6000对各材料芽期进行干旱胁迫处理,测定芽鞘长和芽长。采用主成分分析和隶属函数法对各材料的抗旱性进行综合评价,根据综合抗旱D值可将122份材料分成3类,D值在0.201～0.400之间的有33份,属于不抗旱材料;D值在0.401～0.600之间的有79份,属于中等抗旱材料;D值在0.601～0.800之间的有10份,属于抗旱材料。利用D值进行逐步回归分析,结果表明根长、根冠比、地上部鲜重、地下部鲜重、地上部干重、地下部干重、芽鞘长和芽长8个性状均可作为水稻苗期抗旱性的评价指标。本研究筛选出的抗旱材料,可作为育种中间材料进一步培育,或作为育种资源加以利用,以丰富本区水稻育种的资源库。     

不同花生品种(系)萌发期抗旱性鉴定评价

以发芽势、发芽率、发芽指数、胚根长、胚轴长、幼芽长、幼苗鲜/干重的相对值为指标,通过PEG6000模拟干旱处理,对15份花生品种(系)进行萌发期抗旱性鉴定。结果显示,胁迫处理初期,低浓度处理对种子萌发有促进作用,随着胁迫处理时间的延长及胁迫处理浓度的升高,种子萌发受抑制程度增强。除相对幼芽长以外,其他相对指标都和品种综合抗旱能力呈极显著正相关。通过隶属函数法结合抗旱分级标准筛选出泰花4号、徐花13号、泰0125、泰0005等4份抗旱品种,泰花5号、濮花28、中花16等3份中抗材料,表明该方法可以作为一种快速、简便的鉴定花生萌发期抗旱性的方法。     

Changes in Germination and Seedling Traits of Sesame under Simulated Drought

Drought is considered one of the leading abiotic constraints to agricultural crop production globally. Present study was conducted to assess the effects of different drought treatments (viz. Control, 10% PEG, and 20% PEG) on seed germination, germination indices, seedling traits, and drought tolerance indices of sesame. Our results showed that maximum reduction in the studied parameters was observed at higher PEG concentration (i.e., 20% PEG). As compared to control, the drought treatments viz. 10% and 20% PEG decreased the values for germination indices, such as germination percentage, coefficient of variation of germination time, germination index, and seedling vigor index. Similarly, for seedling traits, the values were decreased for root length, shoot length, root shoot ratio, root fresh weight, shoot fresh weight, root dry weight and shoot dry weight under 10% and 20% PEG treatments significantly in comparison with control. Furthermore, relative to control, the values for drought tolerance indices, such as germination drought tolerance index, root length drought tolerance index, shoot length drought tolerance index, total seedling length drought tolerance index, root fresh weight drought tolerance index, shoot fresh weight drought tolerance index, total fresh weight drought tolerance index, root dry weight drought tolerance index, shoot dry weight drought tolerance index and total dry weight drought tolerance index were also reduced under 10% and 20% PEG treatments, respectively. Our results confirms that drought impact on seed germination and seedling traits could be quantified by using different indices which can further help to design drought adaptation and mitigation strategies. Based on these results it can be concluded that germination indices, seedling traits, and drought tolerance indices have great potential to simulate drought stress impacts on different crop traits thus they should be used in all kinds of stress related studies.     

干旱胁迫对鹿角杜鹃种子萌发和幼苗生理特性的影响

为探明鹿角杜鹃种子萌发和幼苗生长期的耐旱性,以鹿角杜鹃干种子和90d苗龄幼苗为材料,采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟不同程度的干旱胁迫,研究干旱胁迫对其种子萌发、早期幼苗生长及幼苗的细胞膜透性、MDA含量、有机渗透调节物质和抗氧化酶活性的影响,并对种子萌发率、早期幼苗生长量与PEG胁迫浓度间进行了回归分析。结果表明:(1)5%~25%PEG胁迫范围内,随着干旱胁迫程度的增加,鹿角杜鹃种子的发芽启动时间推迟,发芽持续时间延长,发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和幼苗生长量显著降低;重度干旱胁迫(25%PEG)下,鹿角杜鹃种子完全未萌发。(2)发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数以及幼苗生长量的变化均与干旱胁迫程度呈极显著负相关关系,回归分析求得鹿角杜鹃种子萌发的半致死PEG干旱胁迫浓度为15.68%、半致矮PEG干旱胁迫浓度为15.37%。(3)随着PEG胁迫浓度的增加,鹿角杜鹃幼苗叶片SOD活性呈先升后降的趋势,但各胁迫处理仍显著高于CK(0%PEG);细胞膜透性、MDA、脯氨酸、可溶性糖含量、POD和CAT活性则在中度(15%~20%PEG)和重度胁迫下显著升高,与干旱胁迫程度呈极显著正相关关系。研究表明,干旱胁迫显著抑制了鹿角杜鹃种子萌发和早期幼苗生长,使其细胞膜受到损伤,同时鹿角杜鹃可通过体内渗透调节物质和抗氧化酶活性的增加来适应干旱环境,使得自身受抑制、损伤程度降到最低。     

水分胁迫对蔓性千斤拔种子萌发和生理指标的响应

利用不同浓度的聚乙二醇(PEG)模拟水分胁迫条件,测定蔓性千斤拔种子发芽率、发芽指数、平均发芽速度、苗长等萌发特性及渗透调节物质、保护酶活性等生理指标。结果显示,随着PEG浓度的增加,苗长受到明显抑制,发芽率影响不大,降低了平均发芽速度,在4%浓度范围内提高了发芽指数;可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白含量呈上升趋势,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性呈逐渐上升的趋势。这些结果表明,在一定的PEG胁迫浓度范围内,蔓性千斤拔种子萌发有较高的膜保护酶系统及渗透调节能力,并能不同程度的提高其萌发的整齐度。     

Melatonin Promotes Rice Seed Germination under Drought Stress by Regulating Antioxidant Capacity

Drought stress is a serious threat to the germination of plant seeds and the growth of seedlings. Melatonin has been proven to play an important role in alleviating plant stress. However, its effect on seed germination under drought conditions is still poorly understood. Therefore, we studied the effects of melatonin on rice seed germination and physiological characteristics under drought stress. Rice seeds were treated with different concentrations of melatonin (i.e., 0, 20, 100, and 500 μM) and drought stress was simulated with 5% polyethylene glycol 6000 (PEG6000). The results showed that 100 μM melatonin can effectively improve the germination potential, rate and index; the vigor index of rice seeds; and the length of the shoot and root. In addition, that treatment also increased the activity of superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD) and catalase (CAT), and reduced the content of malondialdehyde (MDA). The grey relational grade between the shoot MDA content and the melatonin seed-soaking treatment was the highest, which could be useful for evaluating the effect of melatonin on drought tolerance. Two-way analysis of variance showed that the effect of single melatonin treatment on rice seeds was more significant than that of single drought stress and interaction treatment of drought and melatonin (p < 0.05). The subordinate function results showed that 100 μM melatonin significantly improved the germination and physiological indexes of rice seeds and effectively alleviated the adverse effects of drought stress on rice seedlings. The results helped to improve the understanding of the morphological and physiological involvement of melatonin in promoting seed germination and seedling development under drought stress.     

Drought tolerance and germination response to light and temperature for seeds of saline and non-saline habitats of the habitat-indifferent desert halophyte <Emphasis Type="Italic">Suaeda vermiculata</Emphasis>

Few plants are habitat-indifferent halophytes (i.e., grow well in both saline and non-saline soils). These plants offer a good opportunity to study drought and salinity tolerances during germination for seeds developed and matured in soils differ in salinity. Here, we assessed drought tolerance during germination, as simulated with PEG, and response of germination to light and temperature for Suaeda vermiculata, a habitat-indifferent shrub. Seeds matured in saline and non-saline soils were germinated in six PEG concentrations (0 to ? 1.0 MPa) and put in three incubators adjusted at different temperatures in both light and dark regimes. Drought tolerance was greater for seeds of the non-saline than those of saline soils, especially at higher temperatures. Seeds of the saline soils germinated in the lowest osmotic potentials (? 0.8 and ??1.0 MPa) only at lower temperatures, but seeds of the non-saline soils germinated to higher levels at all temperatures. Tolerances to drought and high temperatures were greater in light for seeds of saline soils, but in darkness for seeds of non-saline soils. Germination rate index did not differ significantly between seeds of the two soil types in higher osmotic potentials, but was significantly greater in seeds of non-saline at lower osmotic potentials. Most seeds that failed to germinate in the PEG concentrations recovered their germination when transferred to distilled water. Germination recovery levels and speeds increased with the decrease in osmotic potentials. Seeds of the saline soil postpone their germination until arrival of suitable temperatures and effective rainfalls that ensure seedling survival in salty habitats of the arid unpredictable deserts.     

模拟水分胁迫对不同种源麻楝种子萌发能力的影响

以麻楝6个种源种子为试验材料,用不同浓度的聚乙二醇(PEG)溶液模拟干旱胁迫,探讨干旱胁迫对种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数以及幼苗苗高和胚根长及根苗比的影响,为麻楝的引种和推广种植提供依据。结果显示:(1)不同水势胁迫处理均降低了麻楝种子的发芽率和发芽势,当水势为-0.40MPa时延缓了种子萌发进程;种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均随干旱胁迫强度的增加呈明显下降的趋势;当胁迫水势为-0.86MPa时,干旱胁迫处理的种子在试验结束时仍未能萌发,即-0.86MPa是麻楝种子萌发的临界水势。(2)当胁迫水势高于-0.40MPa时,麻楝幼苗的胚根长度与对照组差异不显著且长于对照组,说明高于-0.40MPa的水势有利于麻楝种子胚根的生长;麻楝幼苗苗高生长则是随着PEG浓度的升高而逐渐减缓。(3)适当的干旱胁迫可以增大各种源麻楝幼苗根苗比,且在胁迫水势高于-0.20MPa时都达到最大值。研究表明,麻楝种子具有一定的抗干旱胁迫的萌发能力,并以来自缅甸的Khin Aye Pale和泰国的Phu Wiang材料较强,来源于中国三亚和马来西亚Ulu Tranan的较弱。     

干旱胁迫下外源钙对石灰岩地区复羽叶栾树种子萌发的影响

以石灰岩生态恢复优选树种复羽叶栾树种子为试材,采用聚乙二醇(PEG6000)设置0%(CK)、5%、15%、25%、30%模拟石灰岩山区不同干旱环境,以CaCl₂设置0(CK)、15、20、25、30 mmol·L^-1为外源钙离子梯度,模拟石灰岩地区的土壤高钙环境,研究不同浓度CaCl₂、PEG及二者交互作用对种子萌发特征的影响.结果表明: 单纯CaCl₂作用下,中低浓度的外源钙对复羽叶栾树种子萌发参数无显著影响,而高浓度的外源钙对种子萌发具有抑制作用,中低浓度CaCl₂可以增加萌发后幼苗的鲜质量.PEG浓度从0%增至25%,各处理组的种子发芽率、发芽势、发芽指数及活力指数均与对照呈显著递减趋势,幼苗鲜质量明显减小.对各干旱处理组施加一定浓度的外源钙后,中低浓度的CaCl₂可提高种子的萌发特性,而当CaCl₂浓度达到30 mmol·L^-1时,种子难以萌发.PEG浓度达到30%时,种子无萌发.施加一定的外源钙可以提高PEG胁迫下幼苗的鲜质量,使幼苗更加适应干旱缺水的环境.     

干旱胁迫与不同储藏时间对杠柳种子萌发的影响

为了阐明干旱胁迫与不同储藏时间对杠柳种子萌发的影响机理,在室内采用不同浓度的聚乙二醇（PEG）模拟干旱胁迫条件,对3种不同储藏时间的杠柳种子进行了萌发期对比试验,观测了种子的总萌发率、发芽势、活力指数和胚根的生长情况,分析了抗旱特性,结果表明：不同程度的干旱胁迫与储藏时间对杠柳种子萌发均有一定的影响,当PEG-6000浓度为5%,对储藏1年杠柳种子的萌芽率和发芽势起促进作用,对储藏2年种子萌芽率轻度抑制,对储藏3年种子抑制影响较大,当PEG-6000浓度>5%,3种种子的萌芽率和发芽势均呈下降趋势,但当胁迫浓度增大到25%时,种子基本没有萌发。在不同的水分胁迫处理中,3种种子的活力指数和胚根生长速度一直呈下降趋势,尤其3年种子的下降幅度最大。不同储藏时间杠柳种子对干旱胁迫的适应性有差异,储藏1~2年的杠柳种子在PEG-6000浓度为5%~15%中萌发效果较好,且储藏1年种子好于2年种子,3年种子较差。3种种子的耐旱能力由强到弱依次为：1年种子>2年种子>3年种子。     

云锦杜鹃种子萌发及对干旱胁迫的响应

以不同渗透势的PEG-6000溶液模拟干旱胁迫条件, 研究云锦杜鹃种子的萌发、幼苗生长和累积吸水率对干旱胁迫的响应。结果显示：种子于第14 d开始萌发,萌发期为8 d,总萌发率为45.5%±1.7%。在渗透势为-0.3～-0.6 MPa的溶液中, 种子的累计吸水率在第5 d就超过对照(蒸馏水中), 种子的萌发和幼苗的生长也优于对照, 说明云锦杜鹃种子不适合过于湿润的土壤环境中萌发。但溶液的渗透势≥-0.9 MPa时, 种子的吸水减缓、萌发率下降, 同时幼苗的生长也慢, 而当渗透势≥-1.8 MPa时, 种子不能充分吸涨、萌发, 说明云锦杜鹃种子对干旱胁迫比较敏感。另外, 经PEG溶液浸种2天后移入蒸馏水中,萌发率均有一定程度的提高, 其中经-0.3～-1.5 MPa的PEG溶液浸种后, 萌发率显著高于对照。提示用一定浓度范围的PEG溶液浸种可使休眠种子活化, 提高种子繁育的效率。