PEG模拟干旱胁迫下6份冬小麦种子抗旱性评价

曹 勇，姬虎太，裴雪霞，郑 军，王 敏，马小飞，李晓丽

（山西省农业科学院小麦研究所，山西临汾041000）

PEG模拟干旱胁迫下6份冬小麦种子抗旱性评价

曹 勇，姬虎太，裴雪霞，郑 军，王 敏，马小飞，李晓丽

（山西省农业科学院小麦研究所，山西临汾041000）

为给小麦抗旱鉴定指标的筛选、小麦品种的培育与利用提供科学依据，在聚乙二醇（PEG-6000）水分胁迫条件下研究了6份旱地小麦种质对水分胁迫的反应，并在种子萌发期进行了抗旱性评价。结果表明，PEG胁迫降低了小麦种子的发芽率、发芽势、发芽指数，抑制了胚芽长、主胚根长度。综合评价认为，6份小麦种质资源中有3份材料（47-12，47-23，47-43）的渗透调节能力较强，具有较强的抵御干旱胁迫的能力，萌芽期的抗旱性强。

水分胁迫；种子；发芽

山西十年九旱，旱地小麦在山西小麦生产中占有重要地位，种植面积约占总面积的2/3。山西省小麦种植期间频频发生严重干旱，抗旱性强的小麦品种越来越受到农民的欢迎[1]。高渗透溶液模拟水分胁迫鉴定品种的抗旱性已得到广泛应用。聚乙二醇（PEG）是一种中性长链多聚化合物，可配制成预定的不同梯度水势溶液，模拟土壤自然水分胁迫状况。

本试验以PEG-6000模拟干旱胁迫，对山西省农业科学院小麦研究所化验室的6份以晋麦47为母本的旱地小麦F6材料进行萌发期的抗旱性评价，以期为小麦抗旱性指标的筛选及抗旱性小麦品种的选育提供理论依据[2-3]。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试材料来源于山西省农业科学院小麦研究所选育的后代品系47-3（W1），47-8（W2），47-12（W3），47-23（W4），47-43（W5），47-89（W6）。收获时间为2014年6月20日。

1.2 试验设计

1.2.1 室内试验 设P1，P2，P3，P4，P5共5个干旱处理，其中，P1为对照（CK），以蒸馏水为培养液；P2，P3，P4，P5分别采用5%，10%，15%，20%不同浓度的PEG-6000溶液室内模拟水分胁迫条件，每个处理设3个重复。

精选大小一致、重量差别不大的种子置于蒸馏水中浸泡24 h，用75%的酒精消毒后，再用蒸馏水冲洗后阴干[4]，用消过毒的镊子夹住种子逐粒均匀置于2层滤纸的培养皿中，并保证胚部向上且朝向同一侧，置床完毕后，在培养皿中均匀加入不同浓度的PEG-6000溶液和清水，并保证种子与滤纸接触良好，将培养皿放入光照培养箱中，温度保持在20～24℃，每天掀盖通风3～5 min，并在培养皿内加入相应浓度的溶液数滴，以保证溶液不短缺，同时每天检查是否有霉变，及时拣出发霉、腐烂种子，把发霉的种子用75%的酒精溶液清洗，以免感染其他种子。

1.2.2 田间试验 6个供试小麦材料于10月2日直接播种于旱地鉴定田，试验设计为随机区组排列，小区面积为12 m2（5 m×2.4 m），小区间设置1 m的隔离区。田间除草和植物保护措施按旱地管理要求进行。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 发芽率和发芽势的测定 从种子置床之日起观察，以胚芽长度达到种子长度1/2时作为发芽标准。每天记录发芽种子数。4～5d计算发芽势，7d计算发芽率。当连续7d不发芽时作为发芽结束期。

发芽率＝正常发芽粒数/供试种子数×100%；发芽势＝种子发芽高峰时的发芽个数/供试种子数×100%。

1.3.2 种子萌发抗旱指数和贮藏物质运转率的测定 第8天剪下根芽，分别测量胚芽和胚根长，同时称量胚芽、胚根与籽粒（剩余部分）的鲜质量，之后将其置于烘箱中烘至恒质量后称其干质量[5]。

种子萌发抗旱指数＝干旱胁迫种子萌发抗旱指数（PIS）/对照种子萌发抗旱指数（PID）；其中，PI＝（1.00）nd2＋（0.75）nd4＋0.5nd6＋0.25nd8；nd2，nd4，nd6，nd8分别为第2，4，6，8天的种子萌发率。

干物质转运率=（芽干质量+根干质量）/（芽干质量＋根干质量＋籽粒干质量）×100%。

1.4 数据分析

使用Excel 2003对数据进行整理和分析。

2 结果与分析

2.1 干旱胁迫对6个冬小麦品系的发芽率和发芽势的影响

由图1，2可知，6个小麦品系都随着PEG-6000溶液浓度的升高，即干旱胁迫加剧，发芽率和发芽势都逐渐下降。P1，P2，P3处理下，各种子间发芽率和发芽势差异不明显，当PEG浓度升高到P4和P5时，尤其是在P5处理下，W3，W4，W5品系的发芽率和发芽势要明显高于W1，W2，W6品系。

2.2 干旱胁迫对冬小麦品系萌发抗旱指数的影响

萌发抗旱指数的大小与种子在干旱胁迫下萌发情况好坏有直接关系[6-7]，萌发抗旱指数越大，种子在干旱胁迫下萌发情况越好。从图3可以看出，6个小麦品系在PEG-6000浓度为20%时的萌发抗旱指数由大到小依次为：W5＞W3＞W4＞W6＞W1＞W2。这与田间鉴定的抗旱性一致，进一步证实了种子的抗旱性可以用萌发抗旱指数作为评价指标[8]。

2.3 干旱胁迫对冬小麦品系贮藏物质转运率的影响

从图4可以看出，随着PEG浓度的增加，即干旱胁迫的加剧[9]，6个小麦品系的干物质转运率都有下降趋势，在P1处理下，干物质转运率表现为W3（83%）＞W5（73%）＞W4（67%）＞W1（61%）＞W2（55%）＞W6（53%）；P5处理时，W1下降幅度最大，干物质转运率表现为W3（36%）＞W5（32%）＞W4（29%）＞W2（24%）＞W6（20%）＞W1（11%）。

3 结论与讨论

小麦产量的高低直接关系到面粉生产和食品工业的发展[10-12]。山西旱地麦田产量的高低依赖天然降水，而山西十年九旱，天然降水总量不足、分布不均、耗散大是限制小麦生产潜力的主要因素[13]。因此，深入研究苗期各抗旱指标和水分利用效率，有针对性地选择抗旱性好、水分利用效率高的小麦品种是今后山西小麦旱地育种的关键所在。本研究通过比较不同PEG浓度处理下的各小麦品系材料的发芽率、发芽势、萌发抗旱指数和干物质转运率，选出具有代表性、抗旱综合表现好的品系材料47-12，47-23，47-43。

干旱导致组织和细胞的水势降低，进而影响植物的各种生理过程[14]。发芽期干旱胁迫可使小麦种子发芽率降低，从而影响出苗率和成穗率[15]，最终使得产量降低[16-17]。小麦发芽期抗旱能力的高低，决定了其播种后的出苗能力和出苗整齐度。胚芽鞘长度法可以对小麦抗旱性进行初期鉴定，相对发芽率、贮藏物质转运率也可作为鉴定小麦萌发期抗旱性的可靠指标。本试验认为，模拟干旱胁迫的PEG-6000最佳处理浓度为20%，这与国家小麦区试以19.2%PEG-6000作为小麦种子萌芽期抗旱鉴定的辅助指标相近[18-20]。

综上所述，不同小麦品种对干旱的适应程度不同，本试验中干旱胁迫下相对种子发芽率、发芽势、萌发抗旱指数和干物质转运率的结果基本一致，综合表明，47-12，47-23，47-43的渗透调节能力较强，具有较强的抵御干旱胁迫的能力，萌芽期的抗旱性强。通过幼苗期小麦抗旱指标的测定，选择生育前期抗旱性强的小麦品种对山西旱地小麦生产和育种都至关重要。

本试验的不足之处是选用品种（系）太少，并且母本都为晋麦47，应该在众多品种（系）中进行幼苗抗旱指标的鉴定，同时由于田间鉴定受环境因素影响大，年间变化大，最好在人工气候室和干旱棚内进行。

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Evaluation of Drought Resistance of Six Winter Wheat Seeds under PEG Simulated Drought Stress

CAOYong，JI Hutai，PEI Xuexia，ZHENGJun，WANGMin，MAXiaofei，LI Xiaoli
（Institute ofWheat，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Linfen 041000，China）

To provide a scientific basis for the selection ofdrought resistance identification indexes and the breeding and utilization of wheat varieties,in this paper,the response of 6 wheat germplasm to water stress was studied,and the drought resistance of the seed germination stage was evaluated under PEG-6000 water stress.The results showed that the PEG stress reduced wheat seed germination rate,germination potential,germination index,inhibited germ length and main radicle length.Comprehensive evaluation showed that 3 materials's osmotic regulation ability（47-12,47-23,47-43）was stronger in 6 wheat resources,they had the stronger ability to resist drought stress,strongdrought resistance in the embryonic stage.

water stress;seed;germination

S512.1＋1

A

1002-2481（2016）06-0723-03

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.06.01

2016-01-09

山西省农业科学院攻关项目（YGG1509）；山西省农业科学院科技自主创新能力提升工程项目（2015zzcx-04）

曹 勇（1984-），男，山西临汾人，助理研究员，硕士，主要从事小麦育种和品质检测研究工作。姬虎太为通信作者。