用渗透剂胁迫鉴定谷子芽期耐旱性的方法研究

采用PEG-6000、甘露醇2种渗透剂7种渗透势模拟水分胁迫,以谷子芽期发芽率、芽长、根长的相对值作为鉴定评价指标,研究谷子芽期耐旱性鉴定的水分胁迫条件.结果表明在胁迫强度较弱时,40%谷子品种萌发、80%谷子品种胚芽、胚根的生长表现促进作用;在胁迫强度较强时,表现出抑制作用.在PEG-6000、甘露醇胁迫下,萌发耐旱指数与种子千粒重呈负相关,与相对发芽势主要表现为中度正相关,与相对根/芽比主要表现为负相关(PEG-6000胁迫),与相对芽长、相对根长相关系数很小;相对芽长与相对根长的相关关系主要表现为中度正相关.种子萌发耐旱指数与相对根长两个指标宜作为谷子芽期耐旱性鉴定指标,-0.75MPa PEG-6000、-1.00MPa甘露醇处理可以作为谷子芽期耐旱性鉴定的水分胁迫条件.     

用渗透剂胁迫鉴定谷子芽期耐旱性的方法研究

采用PEG-6000、甘露醇2种渗透剂7种渗透势模拟水分胁迫,以谷子芽期发芽率、芽长、根长的相对值作为鉴定评价指标,研究谷子芽期耐旱性鉴定的水分胁迫条件。结果表明：在胁迫强度较弱时,40％谷子品种萌发、80％谷子品种胚芽、胚根的生长表现促进作用;在胁迫强度较强时,表现出抑制作用。在PEG-6000、甘露醇胁迫下,萌发耐旱指数与种子千粒重呈负相关。与相对发芽势主要表现为中度正相关,与相对根／芽比主要表现为负相关（PEG-6000胁迫）,与相对芽长、相对根长相关系数很小;相对芽长与相对根长的相关关系主要表现为中度正相关。种子萌发耐旱指数与相对根长两个指标宜作为谷子芽期耐旱性鉴定指标,-0.75MPa PEG-6000、-1.00MPa甘露醇处理可以作为谷子芽期耐旱性鉴定的水分胁迫条件。     

盐分和水分胁迫对盐生植物灰绿藜种子萌发的影响

研究了不同浓度的NaCl和复合盐及等渗溶液(PEG-6000)处理下盐生植物灰绿藜(Chenopodium glaucum L.)种子的萌发状况.结果表明:灰绿藜种子的萌发率与处理溶液的浓度或渗透势之间有显著的负相关关系;在低浓度盐溶液(2.9 g*L-1)中灰绿藜种子的萌发率高于对照(蒸馏水);NaCl溶液对灰绿藜种子萌发的抑制作用大于复合盐溶液.渗透势为-0.2和-0.5 mPa 时,PEG-6000溶液对灰绿藜种子萌发的抑制作用小于等渗NaCl溶液,而在较高渗透势溶液中则正好相反.用渗透势≤-1.8 mPa 的PEG-6000溶液及所有浓度的NaCl和复合盐溶液处理的种子复水后相对萌发率都达到了90%以上,说明一定程度的盐分和水分胁迫对灰绿藜种子萌发潜力并没有很大的影响,并且萌发恢复率随处理盐浓度或PEG-6000溶液渗透势(≤-1.4 mPa)的增加而增加.     

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。     

扁蓿豆和苜蓿种子萌发期抗旱性和耐盐性比较

为明晰扁蓿豆[Medicago ruthenica(Linn.)Trautv.]和苜蓿(Medicago varia Martin.)种子萌发期的抗旱性和耐盐性强弱,以不同浓度的聚乙二醇(PEG-6000)和Na Cl溶液模拟干旱和盐胁迫,研究了不同程度干旱和盐浓度对采自甘肃景泰的扁蓿豆和苜蓿品种阿尔冈金(M.varia Martin.cv."Algonquin")种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,干旱胁迫和盐胁迫降低了扁蓿豆和苜蓿种子的发芽率、发芽指数、活力指数,抑制了胚芽和胚根的生长。-0.3~-0.9 MPa和-1.5 MPa的PEG处理下苜蓿和扁蓿豆种子的相对发芽率间无显著差异,-1.2 MPa的PEG胁迫下苜蓿种子的相对发芽率显著高于扁蓿豆。-0.3~-1.2MPa的PEG胁迫下苜蓿种子的相对发芽指数均显著高于扁蓿豆,其相对芽长无显著差异。Na Cl渗透势为-0.9~-1.5 MPa时,苜蓿种子的相对发芽率显著高于扁蓿豆;-0.3~-1.2 MPa的Na Cl胁迫下苜蓿种子的相对发芽指数和相对活力指数均显著高于扁蓿豆。通过种子萌发期的相对发芽率、相对发芽指数、相对活力指数、相对胚根长和相对胚芽长5项指标,应用隶属函数法对参试材料种子萌发期抗旱性和耐盐性进行综合评价的结果表明,苜蓿品种阿尔冈金种子萌发期的抗旱性、耐盐性均强于来自景泰的扁蓿豆。此结果和人们以往对扁蓿豆和苜蓿的认识"扁蓿豆的抗旱性和耐盐性优于苜蓿"不一致。     

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。     

种子引发提高小麦抗渗透胁迫能力的效应

种子经渗透势-0.8 MPa或-1.2 MPa PEG—6000处理后,抗旱性不同小麦(Triticum aesttvum L．)“晋麦33”和“84G6”种子萌发率均有提高,种子电解质外渗率明显降低,种子萌发适应渗透胁迫能力提高,种子可溶蛋白质含量、PAL和POD活性显著增加,“晋麦33”种子CAT活性增加,两品种幼苗PAL、POD和CAT活性也均有提高,但“84G6”种子CAT活性下降。     

胡杨种子萌发对温光条件和盐旱胁迫的响应特征

以胡杨(Populus euphratica)种子为材料,分别设置光照(连续光照、12h光照/12h黑暗、连续黑暗)温度(10/15℃、15/20℃、20/25℃、25/30℃、30/35℃和35/40℃)试验、PEG6000渗透胁迫(0、-0.1、-0.2、-0.4、-0.6、-0.8、-1.0、-1.2、-1.4和-1.6MPa)试验和NaCl胁迫(0、0.05、0.10、0.20、0.30、0.40、0.60和0.80mol/L)试验,考察室内种子萌发对温度、光照和盐旱胁迫的敏感性,揭示胡杨种子萌发阶段对生境资源的适应策略。结果显示:(1)胡杨种子在温度(10℃/15℃~35℃/40℃)与连续光照、连续黑暗和12h光照/12h黑暗组合处理条件下均能萌发,且最终种子萌发率均能达到77%以上;3种光照条件下,种子萌发的最适温度范围均为25℃/30℃~30℃/35℃,在该温度范围种子萌发表现出快速、集中的特点,且3种光照条件对种子萌发的影响无显著差异。(2)胡杨种子可以在-1.4~0 MPa渗透势溶液中萌发,而在-1.0~0 MPa间最终萌发率均达到90%以上,且相互之间无显著差异;但当渗透势低于-0.4 MPa时胡杨种子萌发进程和萌发速率受到显著影响,当溶液渗透势低于-1.2 MPa时种子萌发受到显著抑制。(3)胡杨种子可以在0~0.80mol/L NaCl溶液中萌发,而最终萌发率、萌发速率均随着NaCl溶液浓度的增高逐渐降低,但在0~0.20mol/L范围内无显著差异;当NaCl溶液浓度大于0.20mol/L时,种子最终萌发率、种子萌发进程和萌发速率均受到显著抑制,萌发高峰期逐渐向后推移。研究结果表明,胡杨种子萌发时温度比较宽泛,对光照无严格要求,适宜温度下萌发快速集中,且萌发时对盐旱胁迫具有一定程度的忍耐性。这些特性有助于胡杨种子充分利用有限的水分条件而快速完成萌发,是胡杨种子萌发对干旱荒漠地区干旱少雨环境的一种生态适应策略。     

胡麻种质萌发期抗旱性综合评价

为研究不同类型胡麻种质萌发期抗旱性表现,以筛选抗旱品种,为抗旱育种提供科技支撑。本研究采用不同浓度的PEG-6000高渗溶液模拟干旱胁迫的方法,对定亚17、陇亚8号和2011621080进行渗透胁迫试验,筛选适宜浓度的PEG-6000溶液。对161份不同类型的胡麻种质在萌发期进行渗透胁迫试验,考查与抗旱性相关的5个性状,并运用单项抗旱系数、综合抗旱系数、隶属函数和灰色关联度相结合的方法对种质资源的抗旱性进行综合评价。结果表明,不同浓度PEG-6000胁迫对胡麻种质的萌发均有影响,当PEG-6000的浓度在18%时,各种指标的抑制作用均显著加强,因此本研究选用18%的PEG-6000浓度模拟干旱胁迫试验;PEG-6000胁迫降低了161份胡麻种质资源的相对发芽率,抑制了幼芽的生长,种质间表现出较大差异。根据抗旱性量度值将供试种质划为5级,其中1级抗旱型2份、2级15份、3级28份、4级82份、5级34份;供试种质的抗旱性强弱与地理来源息息相关。试验结果说明选择多个性状,综合评价胡麻萌发期抗旱性是可行且准确的。     

渗透胁迫条件下内生细菌对银砂槐种子萌发和主要碳水化合物含量的影响

为了探明渗透胁迫条件下内生细菌对银砂槐[Ammodendron bifolium(Pall.)Yakovl.]种子萌发和早期幼苗生长的影响,在正常(渗透势0.0 MPa)和PEG6000模拟的渗透胁迫(渗透势-0.3 MPa)条件下,对培养0、5、10和15 d接菌组(分别接种内生细菌菌株AY3、AY9和AG18,即AY3、AY9和AG18组)和对照(未接种内生细菌,CK)组银砂槐的种子萌发(种子萌发率和胚根长)及主要碳水化合物(包括淀粉、可溶性糖、蔗糖、葡萄糖、果糖和总碳水化合物)含量进行了比较分析。结果表明:总体上看,渗透胁迫条件下接菌组和CK组的种子萌发率、胚根长及葡萄糖和果糖含量均低于正常条件下,而淀粉、可溶性糖、蔗糖和总碳水化合物含量均高于正常条件下;并且,正常和渗透胁迫条件下接菌组的种子萌发率、胚根长及葡萄糖和果糖含量均高于CK组,而淀粉、可溶性糖、蔗糖和总碳水化合物含量均低于CK组。另外,正常和渗透胁迫条件下接菌组和CK组的葡萄糖含量在培养5 d时均为0.00 mg·g~(-1)。研究结果显示:渗透胁迫能够抑制银砂槐种子萌发和胚根生长;内生细菌可明显减轻渗透胁迫对银砂槐种子萌发和胚根生长的抑制效应,并能促进其种子萌发过程中碳水化合物的动员和利用。     

绿豆种质资源芽期抗旱性鉴定

干旱是影响我国绿豆生产的主要因素之一,筛选抗旱性种质资源,培育抗旱品种,对我国绿豆产业发展具有重要意义。本研究首先以4份绿豆种质为材料,通过检测5个梯度渗透势PEG-6000溶液模拟旱胁迫下的发芽率动态分布,确定了绿豆芽期模拟旱胁迫的适宜PEG-6000溶液渗透势为-0.9 MPa(21.8%)。进而以-0.9 MPa的PEG-6000溶液对113份绿豆种质进行芽期抗旱鉴定,通过测定发芽势、发芽率、下胚轴长、胚根长、干重和鲜重等10项指标及相关性分析,认为相对发芽势、相对发芽率、相对下胚轴长、相对胚根长、相对总芽长、相对鲜重、相对干重、相对发芽指数、相对活力指数9项指标可以作为评价绿豆芽期抗旱性指标。利用隶属函数分析法,对113份种质的芽期抗旱性进行综合评价,筛选出1份高抗种质当地吉豆(C0000626)和16份抗性种质,为绿豆抗旱基因发掘及抗旱品种改良奠定基础。     

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。     

PEG胁迫对文冠果种子萌发和幼苗生理特性的影响

在种子发芽箱中,以清水为对照,用5%、10%、15%、20%、25%、30%和35%共7个浓度聚乙二醇(PEG-6000)溶液浇灌栽培基质,观察文冠果种子的萌发和幼苗生长情况,以及幼苗叶片脯氨酸、丙二醛的含量和细胞膜相对透性的变化,探讨文冠果种子萌发对土壤水分的要求及其幼苗忍耐干旱的能力。结果显示:(1)在PEG浓度5%～35%范围内,文冠果种子发芽率、成苗率、幼苗根长和细胞膜透性均随着胁迫强度的增加呈明显的下降趋势;细胞膜透性随着胁迫强度的增加先升高后降低,但脯氨酸、丙二醛含量和幼苗根数量则呈现逐渐上升趋势。(2)5%的PEG浓度能够促进文冠果种子萌发,提高成苗率和根数量,降低幼苗死亡率;5%～10%的PEG能够明显促进苗高生长,但对根长影响不大;当PEG浓度高于15%后,种子萌发受到抑制,成苗率明显降低。(3)当PEG浓度高于25%时幼苗死亡率急剧上升,幼苗脯氨酸含量、丙二醛含量和细胞膜透性显著增加,细胞膜结构受到严重伤害。研究表明,低浓度PEG处理有利于文冠果种子萌发和幼苗生长,但过高浓度却对文冠果种子萌发和幼苗生长具有一定的抑制作用;文冠果种子萌发及其幼苗可忍受5%～25%的PEG渗透胁迫,即文冠果种子萌发和幼苗生长可忍受土壤水势为-7.94～-11.05MPa的干旱胁迫。     

芦笋在PEG模拟干旱条件下的生理生化变化

用聚乙二醇(PEG-6000)胁迫处理芦笋幼苗,检测了幼苗的渗透调解物质含量、生物膜透性、抗氧化特性等指标。结果表明:脯氨酸、可溶性糖含量随着处理时间的延长显著增加,且以20%的PEG浓度处理增加最明显;SOD、POD、CAT活性在PEG处理后明显增强;相对电导率随着处理浓度的增大和时间的延长而增大;MDA含量随着处理时间的延长明显增加,且以10%和20%浓度处理增加显著。由此表明,芦笋在干旱胁迫下通过增加渗透调解物质含量,降低水势来提高其抗旱能力;通过增强抗氧化酶活性,提高抗氧化能力,来减轻干旱胁迫伤害。     

Impact of osmotic stress on physiological and biochemical characteristics in drought-susceptible and drought-resistant wheat genotypes

In this study, the seedlings of two wheat cultivars were used: drought-resistant Chinese Spring (CS) and drought-susceptible (SQ1). Seedlings were subjected to osmotic stress in order to assess the differences in response to drought stress between resistant and susceptible genotype. The aim of the experiment was to evaluate the changes in physiological and biochemical characteristics and to establish the optimum osmotic stress level in which differences in drought resistance between the genotypes could be revealed. Plants were subjected to osmotic stress by supplementing the root medium with three concentrations of PEG 6000. Seedlings were grown for 21 days in control conditions and then the plants were subjected to osmotic stress for 7 days by supplementing the root medium with three concentrations of PEG 6000 (D1, D2, D3) applied in two steps: during the first 3 days of treatment ?0.50, ?0.75 and ?1.00 and next ?0.75, ?1.25 and ?1.5 MPa, respectively. Measurements of gas exchange parameters, chlorophyll content, height of seedlings, length of root, leaf and root water content, leaf osmotic potential, lipid peroxidation, and contents of soluble carbohydrates and proline were taken. The results highlighted statistically significant differences in most traits for treatment D2 and emphasized that these conditions were optimum for expressing differences in the responses to osmotic stress between SQ1 and CS wheat genotypes. The level of osmotic stress defined in this study as most suitable for differentiating drought resistance of wheat genotypes will be used in further research for genetic characterization of this trait in wheat through QTL analysis of mapping population of doubled haploid lines derived from CS and SQ1.     

Improvement in drought tolerance in bread wheat is related to an improvement in osmolyte production,antioxidant enzyme activities,and gaseous exchange

Water deficit stress negatively affects wheat growth, physiology, and yield. In lab and hydroponic experiments, osmotic stress levels (control, −2, −4, −6 and −8 Bars) created by PEG-6000, caused a significant decline in germination, mean germination time, root, shoot, and coleoptile length in both wheat genotypes examined. Germination was inhibited more in Wafaq-2001 than in Chakwal-50. Wafaq-2001 showed a higher susceptibility index based on root and shoot dry weight than did Chakwal-50. Wheat plants exhibited osmotic adjustment through the accumulation of proline, soluble sugars, soluble proteins, and free amino acids, and increased antioxidation activities of superoxide dismutase, peroxidase, catalase, and malondialdehyde. Increasing water deficit stress caused a linear decline in chlorophyll contents, leaf membrane stability, and relative water content in all wheat plants, with Wafaq-2001 showing a more severe negative impact on these parameters with increasing stress levels. The results suggest the possibility of utilizing some of these parameters as quantitative indicators of water stress tolerance in plants. Gas exchange measurements (photosynthesis, transpiration, stomatal conductance), leaf osmotic potential, water potential, and yield attributes decreased more abruptly with increasing water deficit, whereas leaf cuticular wax content increased in both genotypes, with more severe impacts on Wagaq-2001. More reduction in biochemical, physiological, and yield attributes was observed in Wafaq-2001 than was observed in Chakwal-50. Based on these results, we can conclude that Chakwal-50 is a more drought-tolerant genotype, and has excellent potential for future use in breeding programs to improve wheat drought tolerance.     

豌豆种质资源芽期耐旱性评价及耐旱种质筛选

我国是第一大豌豆生产国,在世界豌豆生产中占有举足轻重的地位。然而,干旱是制约我国豌豆生产的主要因素,为了探索豌豆芽期耐旱性,以4份来自不同降雨量地区的豌豆种质为材料,在浓度为0、5%、10%、15%、20%、25%和30%PEG-6000(聚乙二醇)高渗溶液模拟干旱条件产生水分胁迫进行种子萌发试验,试验中测定种子的发芽势、发芽率、发芽指数及简易活力指数4个指标的动态变化,确定了豌豆芽期耐旱性鉴定适宜的PEG-6000浓度为20%~25%。进一步以22%PEG-6000模拟旱胁迫对来自我国18个不同省份的87份豌豆种质资源进行耐旱性鉴定,试验中测定种子相对发芽势、相对发芽率等、萌发耐旱指数及萌发胁迫指数等13个指标,主成分分析确定了相对发芽势、相对发芽率等7项指标作为耐旱综合评价因子,利用隶属函数法,筛选出1份高抗种质(G0002457),来自降水较少的新疆莎车,7份抗旱种质(G0002293、G0005403、G0002418、G0002083、G0000799、G0002017和G0002082),多来自降水较少的西北部春播区。本研究可为耐旱种质的选择提供科学指导,为豌豆耐旱品种改良奠定基础。