不同激素水平处理的金佛山方竹种苗抗旱性特征1)

张孟楠 董文渊 浦婵 吴义远 刘培

(西南林业大学，昆明，650224)

金佛山方竹(Chimonobambusautilis)属竹亚科寒竹属，是我国西南地区特有竹种，分布于重庆、贵州和云南，在海拔1 200～2 500 m处可形成纯林，喜生长在气候温凉、湿润多雾的环境，尤其在出笋及幼竹形成阶段，需要有较大的湿度和适当的遮荫[1]。在干旱条件下，金佛山方竹种子发芽率低，幼苗生长缓慢以及各项生长指标均会受到胁迫影响[2-3]。植物在逆境中的定植决定于萌发条件和幼苗的抗逆性，种子萌发和幼苗阶段的抗逆性强弱是影响种苗生长的关键。长期以来，金佛山方竹的研究主要在形态特征、生物学特性、繁殖技术、丰产栽培技术、出笋规律、低产林改造、病虫害防治和竹笋采收及保鲜加工技术等方面[4-12]。迄今为止，有关增强金佛山方竹种苗抗旱性措施未见报道。在干旱条件下，金佛山方竹种苗可供选择的抗旱措施少，因而干旱对金佛山方竹的种植影响大。现利用植物激素来增强作物的抗逆性，已成为目前作物抗逆性栽培的途径之一。本实验以不同激素浓度处理金佛山方竹种子增强其在PEG6000胁迫下种苗抗旱性的研究，筛选出在干旱条件下能增强金佛山方竹种苗抗旱性的处理方法。

1 材料与方法

材料：以2017年5月上旬采于贵州省桐梓县黄莲乡的金佛山方竹种子为材料，种子净度为82.1%，种子平均长为9.82 mm，平均直径为5.12 mm，带稃种子质量143.97 mg(去稃130.10 mg)，含水率70.25%。

实验步骤：将种子装入纱布包，浸入2%次氯酸钠溶液中消毒，30 min后用蒸馏水冲洗3～5次洗去残留种子表面的消毒液。选用吲哚丁酸(IBA)、萘乙酸(NAA)、6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)和赤霉素(GA3)4种激素，分别设置质量浓度梯度为：10、50、100、200、300、500 mg/L(见表1)，对金佛山方竹种子进行浸泡12 h，用纯水冲洗，对照组用纯水浸泡，置于滤纸上摊开自然晾干备用。将种子放置在铺有双层滤纸的12 mm培养皿中，每皿30粒种子，3次重复。每皿加10 mL 15%聚乙二醇(PEG6000)溶液，培养皿加盖，最后将培养皿放入人工气候培养箱，发芽条件为12 h黑暗，12 h光照，温度25 ℃，相对湿度80%，光照强度1 000 lx，水分用蒸馏水补充损失。

表1 不同激素质量浓度处理的代码

指标测定：试验开始后，每天记数发芽数(以胚根伸出种皮作为发芽标准)，连续3 d没有种子发芽时结束试验。发芽结束后，每个处理随机挑选10株幼苗，测苗高、胚芽鞘长度、根长、根数。将根、种子与芽分离，在105 ℃下杀青10 min，再置于烘箱中，55 ℃烘干至恒质量后，称干质量，计算根冠比和种子贮藏物质转换率。

发芽势=(从开始发芽到发芽数最多的那天前发芽种子总数/种子总数)×100%；

发芽率=(发芽种子数/种子总数)×100%；

贮藏物质转换率=((芽干质量+根干质量)/(芽干质量+根干质量+籽粒干质量))×100%；

抗旱系数=干旱胁迫值/对照值。

抗旱系数综合评价：根据测定值，利用加权隶属函数对不同激素及不同质量浓度的苗木抗旱性进行评价，计算公式如下：

式中：F(xj)为第j个指标的隶属函数值；xij为第i个处理第j个指标的抗旱系数；xjmin和xjmax分别为第j个指标中各个处理抗旱系数的最小值和最大值；ωj为第j个指标因子权重(表示第j个指标在所有指标中的重要程度)。

根据下列标准划分抗旱级别(DRL)：1级-抗旱性极强，综合评价值在0.8以上；2级-抗旱性强，综合评价值在0.6～0.8；3级-抗旱性中等，综合评价值在0.4～0.6；4级-抗旱性弱，综合评价值在0.2～0.4；5级-抗旱性极弱，综合评价值在0.2以下。

数据用Excel整理与计算，通过SPSS17.0进行多重比较与相关性分析。

2 结果与分析

2.1 PEG6000胁迫下，不同激素处理对金佛山方竹种子发芽的影响

由表2、图1可知，在PEG6000胁迫下，不同浓度激素处理对金佛山方竹种子发芽势、发芽率的影响显著。相同激素不同质量浓度水平之间发芽势和发芽率均具有差异。24组不同质量浓度激素处理金佛山方竹种子中21组发芽势抗旱系数明显高于对照(CK)，13组发芽率抗旱系数高于CK。IBA1、IBA3、IBA6、6-BA1、GA34处理的发芽势均达到40%，抗旱系数值为1.636；NAA1处理的发芽率为73.33%，IBA3处理的发芽率为71.11%，NAA1、IBA3处理的抗旱系数分别是1.320、1.280；4种不同激素在质量浓度为10、50、100、200、300、500 mg/L时，IBA处理的整体效果最佳，发芽势抗旱系数明显高于其他激素组，发芽率抗旱系数值除IBA6处理外，均低于CK，其他质量浓度梯度均高于CK；GA3处理的效果最差，只有GA34处理的发芽势抗旱系数高于CK，而发芽率抗旱系数均低于CK。

表2 PEG6000胁迫下，不同浓度激素处理对金佛山方竹种子萌发的影响

处理发芽势均值/%抗旱系数发芽率均值/%抗旱系数IBA140.00a 1.63668.88abc 1.240IBA231.11abcd1.27357.77abcde1.040IBA340.00a1.63671.11ab1.280IBA431.11abcd1.27357.77abcde1.040IBA537.77ab1.54560.00abcd1.080IBA640.00a1.63653.33abcdef0.960NAA137.77ab1.54564.44abcd1.160NAA235.55abc1.45573.33a1.320NAA328.88abcd1.18246.66bcdefj0.840NAA426.66abcd1.09151.11abcdef0.920NAA528.88abcd1.18260.00abcd1.080NAA631.11abcd1.27368.88abc1.2406-BA140.00a1.63668.88abc1.2406-BA233.33abc1.36466.66abcd1.2006-BA335.55abc1.45557.77abcde1.0406-BA433.33abc1.36460.00abcd1.0806-BA517.77abc0.72744.44cdefj0.8006-BA637.77ab1.54542.22defj0.760GA3124.44ab1.00042.22defj0.760GA3226.66abcd1.09133.33efjh0.600GA3326.66abcd1.09124.44jhi0.440GA3440.00a1.63631.11fjh0.560GA3522.22cd0.90913.33hi0.240GA360e02.22i0.040CK24.44bcd1.00055.55abcde1.000

注：表中数据后同列不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。

2.2 PEG6000胁迫下，不同浓度激素处理对金佛山方竹幼苗形态指标的影响

由表3可知，PEG6000胁迫下，不同浓度激素处理对金佛山方竹幼苗各形态指标均有显著影响，但不同浓度激素对形态指标的影响效果不一。NAA2、NAA3、NAA4、NAA5、NAA6处理明显增加了苗高，其中NAA4处理增加最大，抗旱系数值达1.801；IBA3、IBA4、6-BA2、GA31处理的苗高也有所增加，但不太明显，其余处理均低于CK，GA35处理最差，抗旱系数值为0.710；IBA6、NAA1、GA36等7个不同浓度激素处理根冠比抗旱系数值高于CK，均增加了根冠比，NAA6、GA34、GA35等17个处理的根冠比均低于CK，NAA1处理的根冠比增加最大，抗旱系数值达1.517，GA34处理的根冠比最小，抗旱系数值为0.233；24个不同浓度激素处理均增加了贮藏物质转化率，6-BA1处理增加最大，抗旱系数值达1.930，6-BA5处理增加最小，抗旱系数值为1.054；NAA5、IBA2、IBA4等11个处理根长抗旱系数值高于CK，均增加了根长，GA35、NAA5、NAA6等13个处理的根长均低于CK，其中6-BA2处理根长增加最大，抗旱系数值达1.967，GA35处理的根长最小，抗旱系数值为0.371；IBA5、IBA6、NAA5等9个处理根数抗旱系数值均高于CK，均增加了根的数量，GA34、GA35、NAA1等15个处理根数均少于CK，IBA5、IBA6处理根的数量增加最多，抗旱系数值均达1.500，GA35处理的根数最少，抗旱系数值为0.500；IBA1、IBA3、NAA1等6个处理均增加了胚芽鞘长度，其中NAA1处理胚芽鞘长度增加最大，抗旱系数值达1.135。6-BA5处理胚芽鞘长度最小，抗旱系数值为0.761。

A.NAA1；B.IBA3；C.IBA5；D.6-BA1；E.IBA6；F.CK。

处理苗高均值/cm抗旱系数根冠比均值抗旱系数贮藏物质转化率均值/%抗旱系数根长均值/cm抗旱系数根数均值/条抗旱系数胚芽鞘均值/cm抗旱系数IBA13.337efghi0.8670.960gh0.82839.07k1.1448.527fgh0.8921.417cdef0.8500.517abc1.093IBA24.133de1.0741.030fg0.88857.23de1.67616.827a1.7601.500cdef0.9000.460abcdef0.973IBA34.077de1.0591.090ef0.94050.58gh1.48112.043bcd1.2601.667bcde1.0000.553a1.169IBA43.680efg0.9561.120ef0.96656.26e1.64713.660b1.4291.860abc1.1160.457abcdef0.966IBA53.647efg0.9471.260d1.08664.34bc1.88412.457bc1.3032.500a1.5000.380def0.803IBA62.793hij0.7251.380bc1.19049.91gh1.4618.977fg0.9392.500a1.5000.457abcdef0.966NAA13.047ghij0.7911.760a1.51739.91k1.16911.920bcde1.2471.223cdef0.7340.510abcd1.078NAA26.210b1.6131.100ef0.94859.00d1.7289.037efg0.9451.697bcd1.0180.537ab1.135NAA35.007c1.3011.460b1.25944.20j1.2945.727hi0.5991.890abc1.1340.497abcde1.051NAA46.933a1.8010.930h0.80263.44c1.8587.957fgh0.8322.223ab1.3340.490abcdef1.036NAA55.020c1.3040.780jk0.67252.87f1.5483.743i0.3922.447a1.4680.423bcdef0.894NAA64.647cd1.2070.720k0.62147.40i1.3883.853i0.4031.470cdef0.8820.447abcdef0.9456-BA13.103fghij0.8060.950gh0.81948.96hi1.43410.720cdef1.1211.527cde0.9160.370ef0.7826-BA23.900def1.0131.183de1.02065.92b1.93018.807a1.9671.307cdef0.7840.400cdef0.8466-BA32.637ij0.6851.360c1.17245.19j1.32313.577b1.4201.110def0.6660.387cdef0.8186-BA42.833hij0.7360.890hi0.76750.00gh1.4648.457fgh0.8851.443cdef0.8660.417bcdef0.8826-BA52.417j0.6281.110ef0.95736.00l1.0548.800fg0.9211.333cdef0.8000.360f0.7616-BA63.333efghi0.8660.770jk0.66447.21i1.3829.393defg0.9831.613bcde0.9680.393cdef0.831GA314.033de1.0481.090ef0.94048.89hi1.43210.463cdef1.0941.860abc1.1160.473abcdef1.000GA323.467efgh0.9010.830ij0.71639.85k1.16710.320cdef1.0791.110def0.6660.387cdef0.818GA333.473efgh0.9020.860hij0.74151.26fg1.50114.100b1.4751.333cdef0.8000.370ef0.782GA343.687efg0.9580.270m0.23334.85l1.0207.320gh0.7661.000ef0.6000.470abcdef0.994GA352.733hij0.7100.600l0.51768.84a2.0163.550i0.3710.833f0.5000.400cdef0.846GA363.480efgh0.9031.420bc1.22450.76gh1.4869.070efg0.9491.221cdef0.7340.422bcdef0.894CK3.850efg1.0001.160e1.00034.15l1.0009.560defg1.0001.667bcde1.0000.473abcdef1.000

注：表中数据后同列不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。

2.3 PEG6000胁迫下，不同浓度激素处理对金佛山方竹种苗抗旱性的综合评价

由表4可知，抗旱性效果由大到小处理为：NAA2、IBA3、IBA5、6-BA2、IBA6、NAA4、NAA1、IBA2、IBA4、IBA1、NAA3、6-BA1、NAA5、6-BA3、GA31、NAA6、6-BA4、CK、6-BA6、GA33、GA34、GA32、6-BA5、GA35、GA36。结合抗旱效果与综合评价值筛选出10个处理抗旱性强，9个处理抗旱性中等，5个处理抗旱性弱。

由表5可知，种子发芽率、发芽势、根数和胚芽鞘长度与综合评价值成极显著正相关，苗高与综合评价值显著正相关。在评价不同浓度激素对金佛山方竹抗旱效果时，发芽率、发芽势、根数、胚芽鞘长度和苗高指标，比根冠比、贮藏物质转化率、根长更具有参考价值。

表4 PEG6000胁迫下不同浓度激素处理对金佛山方种苗抗旱性的隶属函数值及综合评价值

表5 各因子的相关性

注：** 表示P<0.01，*表示P<0.05。

3 结论与讨论

植物的抗逆性往往是受遗传特性和生理状况影响，植物在逆境中的定植决定于萌发条件和幼苗的抗逆性，种子萌发和幼苗生长阶段对土壤水分的变化较敏感[3]。随着幼苗的生长，抗旱能力逐渐增强，所以种子萌发和幼苗阶段的抗逆性强弱是影响种苗生长和成林的关键[13-14]。研究表明，利用PEG6000模拟干旱胁迫，鉴定和评价抗旱性是一种可靠的方法[15-18]。本实验以不同激素质量浓度处理，对不同激素及质量浓度进行筛选，结果显示，在PEG6000胁迫条件下，大部分不同质量浓度激素处理后，对金佛山方竹萌发特性和幼苗形态指标均有所提升，其中贮藏物质转化率所有处理全部提升。运用加权隶属函数对抗旱性效果综合评估，在24个处理中，有17个处理抗旱性综合评价值高于CK。其中抗旱性综合评价值前5位的处理是：NAA2、IBA3、IBA5、6-BA1、IBA6，且IBA和NAA的各处理抗旱性综合评价值均高于CK。因此，IBA作为重要的生长激素，能够促进种子的组织代谢活动，诱导酶活性，参与根、茎和芽的生长以及维管束的形成和分化等作用[19]。经过IBA处理后发芽率与发芽势明显提高，随着IBA质量浓度的升高，生根数量也增加，而苗高先上升后下降；IBA、NAA对生根起着显著的促进作用，而NAA毒性比IBA强。高浓度的NAA有抑制作用，高浓度的NAA促进了乙烯的合成，乙烯抑制了种苗的生长；6-BA是一种细胞分裂素，低浓度的6-BA促进根和芽的形成但高浓度的6-BA抑制根的生长，同时使种苗叶绿素合成受阻。

不同浓度激素处理后，有70%的处理均能增强种苗的抗旱性。只有6-BA5、6-BA6、GA32、GA33、GA34、GA35和GA36处理降低了金佛山方竹种子种苗的抗旱性。其原因是高浓度6-BA处理后的种子，会诱导种子体内共生菌产生霉菌。实验过程中，发现高浓度6-BA处理的种子10 d左右会开始出现霉菌；GA3处理对种子具有毒害作用，在实验过程中种子会逐渐变黑变软，种子萌发及竹苗生长指标均逐渐下降，高浓度较为明显。

种子发芽率、发芽势、根数和胚芽鞘长度与综合评价值成极显著正相关，苗高与综合评价显著正相关。因此，将发芽率、发芽势、根数、胚芽鞘长度和苗高指标作为金佛山方竹种苗抗旱性的评价指标。

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