盐胁迫对水稻恢复系发芽的影响

陈 剑，潘晓飚，谢留杰，黄善军

（1.浙江大学 农业与生物技术学院,浙江 杭州 310058；2.浙江省台州市农业科学研究院,浙江临海 317000）

盐胁迫对水稻恢复系发芽的影响

陈 剑1，2，潘晓飚2，谢留杰2，黄善军2

（1.浙江大学 农业与生物技术学院,浙江 杭州 310058；2.浙江省台州市农业科学研究院,浙江临海 317000）

以种子发芽势、发芽率、相对盐害率、芽长、根长和根数为测定指标,设5个不同NaCl浓度模拟盐胁迫,对8个水稻恢复系进行耐盐性试验。结果表明,随着NaCl浓度的增大,各恢复系种子的萌发抑制作用明显增强。8个参试恢复系间耐盐性存在明显差异,其中国际水稻研究所选育的FL478属于强耐盐材料,台州市农业科学研究院筛选的ST500属于中耐盐材料,台州市农业科学研究院筛选的ST1040和ST1050与大面积应用的9311为弱耐盐材料,台州市农业科学研究院筛选的ST940,D159和ST1054等3个恢复系为极弱耐盐材料。

盐胁迫；水稻；恢复系；发芽期；耐盐性

水稻是盐敏感作物,盐胁迫会影响水稻的产量。随着地球环境的异常变化和人为不合理的灌溉,全球盐碱地面积日趋扩大,土地盐碱化成为影响水稻生产进一步稳定发展的制约因素之一。目前世界至少有1/5的耕地存在不同程度的盐碱化,我国盐碱化土地面积近1亿hm2,潜在盐碱地面积达1 733万 hm2［1-3］。水稻为我国主要的粮食作物,由于大量盐碱地和盐渍化土壤的存在,受到了不同程度的盐害影响而导致产量难以提高。对水稻耐盐性的研究成为当今农业发展的重要课题之一。为此,我们以不同浓度的盐 （NaCl）溶液处理水稻种子,通过对各恢复系被测指标的差异显著性分析,比较不同恢复系种子的耐盐性,以期为水稻的抗性育种和抗盐栽培等研究提供技术参考。

l 材料与方法

1.1 供试材料

供试恢复系材料共8个,即 ST1040,ST940, ST1050,D159,ST1054,ST500,FL478和 9311。其中：ST1040,ST940,ST1050,D159,ST1054和ST500是台州市农业科学研究院筛选的水稻耐盐恢复系；FL478为国际水稻研究所选育的耐盐品种；9311为大面积应用的两系恢复系。

1.2 处理设计

以品种为主区,NaCl溶液为辅区进行试验。

恢复系材料以FL478和9311为对照。

各恢复系采用NaCl溶液进行种子处理,NaCl溶液分别为0.0% （CK）,0.4%,0.8%,1.0%和1.2%,共5个浓度水平。

先将供试种子置于50℃恒温箱中高温处理48 h。后均匀置于垫有2张滤纸、直径9 cm的培养皿中。单皿置30粒饱满种子,重复2次。分别加入不同浓度的NaCl溶液10 m L,并将所有培养皿置于30℃培养箱内培养。隔天换水,以保持NaCl溶液浓度的相对稳定。

1.3 测定指标及评价标准

以种子芽长大于等于种子1/2长度,根长等于种子长度作为发芽标准,第4天计算发芽势,第7天计算发芽率,测定芽长、主根长和单粒根数。

发芽势/%=第4天发芽粒数/供试种子数× 100,发芽率/%=第7天发芽粒数/供试种子数× 100,相对盐害率/%=（对照发芽率-处理发芽率）/对照发芽率×100。

以1.0%NaCl水平的种子发芽率为标准,分1-9级评价［4］。1级相对盐害率 0.0% ～20.0%,耐盐性极强；3级相对盐害率20.1%～40.0%,耐盐性强；5级相对盐害率40.1%～60.0%,耐盐性中；7级相对盐害率60.1%～80.0%,耐盐性弱；9级相对盐害率80.1%～100.0%,耐盐性极弱。

2 结果与分析

2.1 发芽势

由表1可以看出,随着NaCl浓度的增加,各供试恢复系种子发芽势均呈下降趋势。

在0.4%NaCl浓度下,各恢复系发芽势下降幅度较小,与对照比较差异不显著。当NaCl浓度达0.8%,1.0%和1.2%时,发芽势下降幅度逐渐增大,说明盐对水稻种子发芽起到了明显的抑制作用。从0.8%NaCl溶液起,由于不同品种芽期的耐盐能力不同,各品种间发芽势开始出现明显差异。当NaCl浓度为1.0%时,ST1040,ST1050,ST500恢复系与对照 FL478的发芽势均在20.1% ～31.7%,而其余4个恢复系的发芽势仅0.0% ～6.7%。当NaCl浓度为1.2%时,只有ST1040和ST1050的发芽势较高,分别为21.7%和23.3%。

由此说明,参试的ST1040,ST1050和ST500恢复系与对照 FL478,在高盐浓度下 （1.0% NaC1）还保持一定的发芽势,表现出较强的耐盐性；其余3个恢复系与对照9311,在高盐浓度下发芽势均受到严重的抑制。

表1 不同浓度NaCl胁迫下水稻恢复系的种子发芽势比较

2.2 发芽率

8个恢复系不同浓度 NaCl胁迫结果 （表2）表明,随着NaCl浓度的升高,各恢复系发芽率呈逐渐降低趋势。

表2 不同浓度NaCl胁迫下水稻恢复系的种子发芽率比较

不同恢复系芽期耐盐能力不同,8个恢复系间发芽率差异显著。在0.4%和0.8%NaCl浓度下,各恢复系发芽率较对照分别下降0.0～6.6和0.0～11.7百分点,下降幅度较小,差异不显著。当NaCl浓度达1.0%和1.2%时,发芽率较对照分别下降36.7～96.7和65.0～100.0百分点,说明盐胁迫对水稻种子发芽起到了明显的抑制作用。在1.0%NaCl浓度下,ST1040,ST1050,ST500这3个恢复系的发芽率分别比FL478的发芽率低21.7, 21.7和13.3百分点。在1.2%NaCl浓度下, ST1040,ST1050,ST500的发芽率分别比FL478高20.0,11.7和18.3百分点。

由此说明,参试的 ST1040,ST1050和ST500恢复系在高盐浓度下的发芽能力不弱于国际水稻研究所选育的耐盐对照品种FL478。其余3个由台州市农业科学研究院筛选的恢复系与对照9311在高盐浓度下的发芽率均受到严重的抑制。

2.3 耐盐性

由表2可以看出,随着NaCl浓度的升高,发芽率呈下降趋势,各恢复系的相对盐害率也随之增加。当NaCl浓度达到1.2%时,平均相对盐害率最大,但各恢复系均受到了严重的抑制,因此恢复系间差异不明显。当NaCl浓度为1.0%时,8个恢复系平均相对盐害率与1.2%NaCl浓度时差别不大,而恢复系间的差异比较明显。因此,根据相对盐害率分级标准,以1.0%NaCl时的相对盐害率进行分级。

分级结果表明,对照FL478属于强耐盐材料, ST500属于中耐盐材料,ST1040,ST1050与对照品种9311为弱耐盐材料,ST940,D159,ST1054恢复系为极弱耐盐材料。

2.4 生长状况

由表3可知,NaCl胁迫下各恢复系的芽长、根长和根数均随着NaCl浓度的升高而呈下降趋势,各恢复系间的变化趋势也较一致。各恢复系芽长的受抑制程度随着NaCl浓度的升高而增强。在0.4%NaCl浓度下,芽长、根长和根数总体下降缓慢,部分恢复系的根数甚至多于对照。当NaCl浓度达到1.0%时,各恢复系的根长和根数下降速度加快,而芽长下降速度与0.4%～0.8%NaCl浓度时相近。这说明,有些恢复系在0.4%～0.8%NaCl浓度胁迫下会促进根的分生,而随着NaCl浓度的增加,则更多表现为抑制分生。随着NaCl浓度的升高,NaCl胁迫对根的抑制作用大于对芽的抑制,这可能与根是最先接触到水分和盐溶液的器官,同时也是受渗透胁迫和离子毒害作用最明显的部位有关。

表3 不同浓度NaCl胁迫下水稻恢复系的芽长、根长、根数比较 cm

3 小结与讨论

试验结果表明,在本研究NaCl浓度范围,随着NaCl浓度的增加,水稻恢复系种子的发芽势、发芽率、芽长、根长及根数具有明显的下降趋势,不同恢复系的受抑制程度,取决于其本身的耐盐能力。本试验还发现,各恢复系耐盐性不同。在0.4%NaCl浓度胁迫下,ST500等恢复系种子萌发没有受到抑制,相反能促进根部的分生。无论浓度高低,NaCl胁迫对种子发芽均有抑制作用,如各NaCl浓度下各恢复系的发芽势、发芽率,以及芽长均有下降,这些指标在一定程度上可以作为判断种子活力和品种耐盐性的标准。

分级评价结果表明,参试的8个恢复系中,对照FL478属于强耐盐材料,ST500属于中耐盐材料,ST1040,ST1050与对照品种 9311为弱耐盐材料,ST940,D159和ST1054恢复系为极弱耐盐材料。分级评价结果仅是根据室内芽期数据的分析,存在一定的局限性,其结果的应用性还有待于后续苗期及大田试验的进一步验证。

［1］ 赵可夫,范海.盐生植物及其对盐渍生境的适应生理［M］.北京：科学出版社,2005.

［2］ 殷延勃,马洪文.宁夏耐盐水稻种质资源的筛选 ［J］.宁夏农林科技,2007（4）：1-2.

［3］ 祁栋灵,郭桂珍,李明哲,等.水稻耐盐碱性生理和遗传研究进展 ［J］.植物遗传资源学报,2007,8（4）：486-493.

［4］ 祁栋灵,韩龙植,张三元.水稻耐盐碱性鉴定评价方法［J］.植物遗传资源学报,2005,6（2）：226-231.

（责任编辑：吴益伟）

S 511

：A

：0528-9017（2014）04-0471-03

文献著录格式：陈剑,潘晓飚,谢留杰,等.盐胁迫对水稻恢复系发芽的影响 ［J］.浙江农业科学,2014（4）：471-473.

2014-02-09

陈 剑（1985-）,男,浙江临海人,助理农艺师,学士,从事农产品质量安全检测工作。E-mail：chenrichard615@163.com。