鹽脅迫對水稻恢復系發芽的影響

陳 劍，潘曉飚，謝留杰，黃善軍

（1.浙江大學 農業與生物技術學院,浙江 杭州 310058；2.浙江省臺州市農業科學研究院,浙江臨海 317000）

鹽脅迫對水稻恢復系發芽的影響

陳 劍1，2，潘曉飚2，謝留杰2，黃善軍2

（1.浙江大學 農業與生物技術學院,浙江 杭州 310058；2.浙江省臺州市農業科學研究院,浙江臨海 317000）

以種子發芽勢、發芽率、相對鹽害率、芽長、根長和根數為測定指標,設5個不同NaCl濃度模擬鹽脅迫,對8個水稻恢復系進行耐鹽性試驗。結果表明,隨著NaCl濃度的增大,各恢復系種子的萌發抑制作用明顯增強。8個參試恢復系間耐鹽性存在明顯差異,其中國際水稻研究所選育的FL478屬于強耐鹽材料,臺州市農業科學研究院篩選的ST500屬于中耐鹽材料,臺州市農業科學研究院篩選的ST1040和ST1050與大面積應用的9311為弱耐鹽材料,臺州市農業科學研究院篩選的ST940,D159和ST1054等3個恢復系為極弱耐鹽材料。

鹽脅迫；水稻；恢復系；發芽期；耐鹽性

水稻是鹽敏感作物,鹽脅迫會影響水稻的產量。隨著地球環境的異常變化和人為不合理的灌溉,全球鹽堿地面積日趨擴大,土地鹽堿化成為影響水稻生產進一步穩定發展的制約因素之一。目前世界至少有1/5的耕地存在不同程度的鹽堿化,我國鹽堿化土地面積近1億hm2,潛在鹽堿地面積達1 733萬 hm2［1-3］。水稻為我國主要的糧食作物,由于大量鹽堿地和鹽漬化土壤的存在,受到了不同程度的鹽害影響而導致產量難以提高。對水稻耐鹽性的研究成為當今農業發展的重要課題之一。為此,我們以不同濃度的鹽 （NaCl）溶液處理水稻種子,通過對各恢復系被測指標的差異顯著性分析,比較不同恢復系種子的耐鹽性,以期為水稻的抗性育種和抗鹽栽培等研究提供技術參考。

l 材料與方法

1.1 供試材料

供試恢復系材料共8個,即 ST1040,ST940, ST1050,D159,ST1054,ST500,FL478和 9311。其中：ST1040,ST940,ST1050,D159,ST1054和ST500是臺州市農業科學研究院篩選的水稻耐鹽恢復系；FL478為國際水稻研究所選育的耐鹽品種；9311為大面積應用的兩系恢復系。

1.2 處理設計

以品種為主區,NaCl溶液為輔區進行試驗。

恢復系材料以FL478和9311為對照。

各恢復系采用NaCl溶液進行種子處理,NaCl溶液分別為0.0% （CK）,0.4%,0.8%,1.0%和1.2%,共5個濃度水平。

先將供試種子置于50℃恒溫箱中高溫處理48 h。后均勻置于墊有2張濾紙、直徑9 cm的培養皿中。單皿置30粒飽滿種子,重復2次。分別加入不同濃度的NaCl溶液10 m L,并將所有培養皿置于30℃培養箱內培養。隔天換水,以保持NaCl溶液濃度的相對穩定。

1.3 測定指標及評價標準

以種子芽長大于等于種子1/2長度,根長等于種子長度作為發芽標準,第4天計算發芽勢,第7天計算發芽率,測定芽長、主根長和單粒根數。

發芽勢/%=第4天發芽粒數/供試種子數× 100,發芽率/%=第7天發芽粒數/供試種子數× 100,相對鹽害率/%=（對照發芽率-處理發芽率）/對照發芽率×100。

以1.0%NaCl水平的種子發芽率為標準,分1-9級評價［4］。1級相對鹽害率 0.0% ～20.0%,耐鹽性極強；3級相對鹽害率20.1%～40.0%,耐鹽性強；5級相對鹽害率40.1%～60.0%,耐鹽性中；7級相對鹽害率60.1%～80.0%,耐鹽性弱；9級相對鹽害率80.1%～100.0%,耐鹽性極弱。

2 結果與分析

2.1 發芽勢

由表1可以看出,隨著NaCl濃度的增加,各供試恢復系種子發芽勢均呈下降趨勢。

在0.4%NaCl濃度下,各恢復系發芽勢下降幅度較小,與對照比較差異不顯著。當NaCl濃度達0.8%,1.0%和1.2%時,發芽勢下降幅度逐漸增大,說明鹽對水稻種子發芽起到了明顯的抑制作用。從0.8%NaCl溶液起,由于不同品種芽期的耐鹽能力不同,各品種間發芽勢開始出現明顯差異。當NaCl濃度為1.0%時,ST1040,ST1050,ST500恢復系與對照 FL478的發芽勢均在20.1% ～31.7%,而其余4個恢復系的發芽勢僅0.0% ～6.7%。當NaCl濃度為1.2%時,只有ST1040和ST1050的發芽勢較高,分別為21.7%和23.3%。

由此說明,參試的ST1040,ST1050和ST500恢復系與對照 FL478,在高鹽濃度下 （1.0% NaC1）還保持一定的發芽勢,表現出較強的耐鹽性；其余3個恢復系與對照9311,在高鹽濃度下發芽勢均受到嚴重的抑制。

表1 不同濃度NaCl脅迫下水稻恢復系的種子發芽勢比較

2.2 發芽率

8個恢復系不同濃度 NaCl脅迫結果 （表2）表明,隨著NaCl濃度的升高,各恢復系發芽率呈逐漸降低趨勢。

表2 不同濃度NaCl脅迫下水稻恢復系的種子發芽率比較

不同恢復系芽期耐鹽能力不同,8個恢復系間發芽率差異顯著。在0.4%和0.8%NaCl濃度下,各恢復系發芽率較對照分別下降0.0～6.6和0.0～11.7百分點,下降幅度較小,差異不顯著。當NaCl濃度達1.0%和1.2%時,發芽率較對照分別下降36.7～96.7和65.0～100.0百分點,說明鹽脅迫對水稻種子發芽起到了明顯的抑制作用。在1.0%NaCl濃度下,ST1040,ST1050,ST500這3個恢復系的發芽率分別比FL478的發芽率低21.7, 21.7和13.3百分點。在1.2%NaCl濃度下, ST1040,ST1050,ST500的發芽率分別比FL478高20.0,11.7和18.3百分點。

由此說明,參試的 ST1040,ST1050和ST500恢復系在高鹽濃度下的發芽能力不弱于國際水稻研究所選育的耐鹽對照品種FL478。其余3個由臺州市農業科學研究院篩選的恢復系與對照9311在高鹽濃度下的發芽率均受到嚴重的抑制。

2.3 耐鹽性

由表2可以看出,隨著NaCl濃度的升高,發芽率呈下降趨勢,各恢復系的相對鹽害率也隨之增加。當NaCl濃度達到1.2%時,平均相對鹽害率最大,但各恢復系均受到了嚴重的抑制,因此恢復系間差異不明顯。當NaCl濃度為1.0%時,8個恢復系平均相對鹽害率與1.2%NaCl濃度時差別不大,而恢復系間的差異比較明顯。因此,根據相對鹽害率分級標準,以1.0%NaCl時的相對鹽害率進行分級。

分級結果表明,對照FL478屬于強耐鹽材料, ST500屬于中耐鹽材料,ST1040,ST1050與對照品種9311為弱耐鹽材料,ST940,D159,ST1054恢復系為極弱耐鹽材料。

2.4 生長狀況

由表3可知,NaCl脅迫下各恢復系的芽長、根長和根數均隨著NaCl濃度的升高而呈下降趨勢,各恢復系間的變化趨勢也較一致。各恢復系芽長的受抑制程度隨著NaCl濃度的升高而增強。在0.4%NaCl濃度下,芽長、根長和根數總體下降緩慢,部分恢復系的根數甚至多于對照。當NaCl濃度達到1.0%時,各恢復系的根長和根數下降速度加快,而芽長下降速度與0.4%～0.8%NaCl濃度時相近。這說明,有些恢復系在0.4%～0.8%NaCl濃度脅迫下會促進根的分生,而隨著NaCl濃度的增加,則更多表現為抑制分生。隨著NaCl濃度的升高,NaCl脅迫對根的抑制作用大于對芽的抑制,這可能與根是最先接觸到水分和鹽溶液的器官,同時也是受滲透脅迫和離子毒害作用最明顯的部位有關。

表3 不同濃度NaCl脅迫下水稻恢復系的芽長、根長、根數比較 cm

3 小結與討論

試驗結果表明,在本研究NaCl濃度范圍,隨著NaCl濃度的增加,水稻恢復系種子的發芽勢、發芽率、芽長、根長及根數具有明顯的下降趨勢,不同恢復系的受抑制程度,取決于其本身的耐鹽能力。本試驗還發現,各恢復系耐鹽性不同。在0.4%NaCl濃度脅迫下,ST500等恢復系種子萌發沒有受到抑制,相反能促進根部的分生。無論濃度高低,NaCl脅迫對種子發芽均有抑制作用,如各NaCl濃度下各恢復系的發芽勢、發芽率,以及芽長均有下降,這些指標在一定程度上可以作為判斷種子活力和品種耐鹽性的標準。

分級評價結果表明,參試的8個恢復系中,對照FL478屬于強耐鹽材料,ST500屬于中耐鹽材料,ST1040,ST1050與對照品種 9311為弱耐鹽材料,ST940,D159和ST1054恢復系為極弱耐鹽材料。分級評價結果僅是根據室內芽期數據的分析,存在一定的局限性,其結果的應用性還有待于后續苗期及大田試驗的進一步驗證。

［1］ 趙可夫,范海.鹽生植物及其對鹽漬生境的適應生理［M］.北京：科學出版社,2005.

［2］ 殷延勃,馬洪文.寧夏耐鹽水稻種質資源的篩選 ［J］.寧夏農林科技,2007（4）：1-2.

［3］ 祁棟靈,郭桂珍,李明哲,等.水稻耐鹽堿性生理和遺傳研究進展 ［J］.植物遺傳資源學報,2007,8（4）：486-493.

［4］ 祁棟靈,韓龍植,張三元.水稻耐鹽堿性鑒定評價方法［J］.植物遺傳資源學報,2005,6（2）：226-231.

（責任編輯：吳益偉）

S 511

：A

：0528-9017（2014）04-0471-03

文獻著錄格式：陳劍,潘曉飚,謝留杰,等.鹽脅迫對水稻恢復系發芽的影響 ［J］.浙江農業科學,2014（4）：471-473.

2014-02-09

陳 劍（1985-）,男,浙江臨海人,助理農藝師,學士,從事農產品質量安全檢測工作。E-mail：chenrichard615@163.com。