PEG-6000模拟干旱胁迫下秋地黄瓜萌芽期抗旱性评价

张占军

（陇东学院农林科技学院，甘肃 庆阳 745000）

种子在高渗透势溶液中吸水萌发，相当于在干旱胁迫环境下发芽。PEG-6000（聚乙二醇）作为理想的渗透剂，能保持稳定的渗透压，不会被植物吸收，无毒害，便于在临界水势下进行标准发芽试验［1～6］。陇东地区地处黄土高原，十年九春旱，作物春播发芽率低，出苗困难，幼苗普遍较弱，严重影响生长发育及产量。秋地黄瓜在陇东地区春露地栽培面积较大，干旱是春播出苗的主要制约因素。笔者应用PEG-6000配成高渗溶液，模拟田间干旱条件进行发芽试验，根据种子各项发芽指标以及幼芽长势评价不同秋地黄瓜忍耐干旱能力，以期为秋地黄瓜生产抗旱品种选用及抗旱育种提供指导。现将结果报道如下。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试秋地黄瓜品种共5个，品种编号及来源见表1。模拟干旱胁迫渗透试剂选用PEG-6000（聚乙二醇，化学纯，平均分子量6000），由天津天泰密欧化学试剂开发中心生产。

表1 供试品种编号及来源

1.2 试验方法

配制PEG-6000的系列溶液，根据Michel等的公式配制PEG-6000溶液［6］，渗透压依次为-0.25、-0.50、-0.75、-1.10、-1.25、-1.50MPa。

式中ψs是溶液的渗透势（bar），1 bar=0.1MPa；C是PEG-6000溶液的浓度（g/kg H2O）；T是溶液的温度（28℃）。

每个品种为1个处理，每处理100粒种子，设3次重复。将种子放入直径为9 cm的培养皿（内铺有两层滤纸）中，分别加入20mL不同渗透势的胁迫溶液或无离子水，以无离子水（0渗透势）作为对照，在黑暗条件下进行发芽，培养箱温度为（28±1）℃；每天采用称重法补充适量的蒸馏水，以保持渗透压不变。第3天调查种子发芽情况，统计种子发芽率，计算相对发芽率（在胁迫条件下种子的发芽率占对照条件下发芽率的百分率）。培养第4天每个重复用测微尺随机测量20个幼芽长度（胚轴和胚芽总长度，下同），取平均值。

相对发芽率（%）=（胁迫条件下的发芽率/对照条件下的发芽率）×100

计算种子发芽指数、种子萌发抗旱指数、种子活力指数和种子活力抗旱指数。计算公式如下。

发芽指数（GI）=∑Gt/Dt，式中∑Gt是第3天的发芽数，Dt是发芽天数。

种子萌发抗旱指数=干旱胁迫下种子发芽指数（PIS）/对照种子发芽指数（PIC）

表2 PEG-6000胁迫下参试秋地黄瓜品种发芽率和相对发芽率①

活力指数（VI）=GI×S，式中S是规定时期内幼芽长度（cm）。

种子活力抗旱指数=干旱胁迫下种子活力指数（VIS）/对照种子活力指数（VIC）。

2 结果与分析

2.1 干旱胁迫对秋地黄瓜种子发芽率的影响

从表2看出，在不同渗透压的PEG-6000干旱胁迫下，秋地黄瓜各品种发芽率和相对发芽率随渗透压的增加而减小。渗透压为-0.25MPa时，种子发芽率与对照相比变化不大，相对发芽率为93.2%～109.3%；渗透压为-0.50MPa时，种子发芽率明显降低，相对发芽率为79.9%～87.8%；渗透压为-0.75 MPa时，相对发芽率为43.8%～60.1%；渗透压为-1.0 MPa时，种子发芽率急剧降低，相对发芽率降低到6.2%～16.4%；渗透压-1.25MPa时，种子发芽率极低，相对发芽率仅为1.3%～8.1%；渗透压-1.50 MPa时，种子不发芽。

-0.50MPa是比较适宜鉴定秋地黄瓜萌芽期抗旱性的渗透压指标值，过小干旱胁迫不明显，过大由于胁迫抑制太强，不能区别各品种的抗旱性差异性。0.50MPa PEG-6000干旱胁迫下秋地黄瓜品种的发芽率在76.7%～82.5%，相对发芽率在79.9%～87.8%。1号品种的发芽率与其余品种差异极显著，4号品种与其余品种差异极显著，2、3、5号品种间差异不显著。相对发芽率2号、5号品种间差异不显著，与其余品种差异极显著；1号与3号品种差异显著，与4号品种差异极显著；3号与4号品种差异极显著。

2.2 干旱胁迫对秋地黄瓜种子幼芽长度的影响

从表3看出，-0.25MPa PEG-6000干旱胁迫对不同品种秋地黄瓜幼芽长度有降低的趋势，但各品种间差异不大，不能区别出各品种的抗旱能力-0.50 MPa；PEG-6000干旱胁迫时不同品种幼芽长度降低明显，品种间存在极显著差异。

表3 PEG-6000胁迫下参试秋地黄瓜品种幼芽长度

表4 PEG-6000胁迫下参试秋地黄瓜品种种子发芽指数和萌发抗旱指数

表5 PEG-6000胁迫下参试秋地黄瓜品种种子活力指数和种子活力抗旱指数

2.3 干旱胁迫对秋地黄瓜种子萌发抗旱指数的影响

从表4看出，秋地黄瓜各品种发芽指数和种子萌发抗旱指数随渗透压的增加而明显降低。渗透压-0.25MPa时，发芽指数和种子萌发抗旱指数有降低，但变化不大。渗透压-0.50MPa时，种子发芽指数和种子萌发抗旱指数降低明显，种子萌发抗旱指数在0.80～0.88，其中2号、5号品种间差异不显著，与其余品种差异极显著；1号品种与3号品种差异不显著，均与4号品种差异极显著。渗透压-1.00MPa时，种子发芽指数和种子萌发抗旱指数急剧降低。渗透压-1.25MPa时，发芽指数和种子萌发抗旱指数极低。渗透压-1.50MPa时，种子发芽指数和种子萌发抗旱指数降低到0，即种子均不发芽，由于过度干旱胁迫，已不能区分不同品种的抗旱性。

2.4 干旱胁迫对秋地黄瓜种子活力抗旱指数的影响

表5表明，-0.25 MPa PEG-6000干旱胁迫下，不同秋地黄瓜品种间的种子活力抗旱指数变化不大，差异不明显。-0.50MPa PEG-6000干旱胁迫下，不同秋地黄瓜品种间的种子活力抗旱指数在0.74～0.81，1、2、5号品种之间差异不显著，均与3、4号品种差异极显著，3、4号品种间差异不显著。

2.5 参试秋地黄瓜品种抗旱性综合评价

从表6看出，对-0.50MPa PEG-6000胁迫处理不同品种秋地黄瓜的种子发芽率、相对发芽率、种子萌发抗旱指数、种子活力抗旱指数等各项指标由大到小排序并综合评价，各品种萌芽期抗旱性由大到小依次为新唐山秋黄瓜、板桥白黄瓜、合水老来少黄瓜、四季秋瓜、唐山秋黄瓜。

表6 -0.50 MPa PEG-6000胁迫下参试秋地黄瓜品种各项指标排序及评价排名

3 小结

PEG-6000模拟干旱胁迫，评价秋地黄瓜的抗旱性最佳渗透压是-0.50MPa。在-0.50MPa聚乙二醇（PEG-6000）溶液模拟干旱环境条件下，根据秋地黄瓜种子发芽率、相对发芽率、种子萌发抗旱指数、种子活力抗旱指数等种子萌发指标的表现，各参试秋地黄瓜品种萌芽期的抗旱性由大到小依次为新唐山秋黄瓜、板桥白黄瓜、合水老来少黄瓜、四季秋黄瓜、唐山秋黄瓜。

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