不同浸水时间对大豆种子发芽的影响.pdf

南方农业学报J O U R N A L0 FS O U T H E R NA G R I C U L T U R E I S S N2 0 9 5 11 9 1 C O D E NN N X A A B D O I 1 0 3 9 6 9 j is s n 2 0 9 5 1 1 9 1 2 0 1 3 1 2 1 9 8 1 不同浸水时间对大豆种子发芽的影响 陈文杰 陈渊 梁江 曾维英 汤复跃 韦清源 f 西农业科学院经济作物研究所 南宁5 3 0 0 0 7 摘要 目的 观察桂春8 号和桂春1 l 号大豆种子在不同浸水时问处理条件下的受害表现 筛选出大豆种子耐浸水 胁迫处理方法 方法 以去离了水浸泡1 2 1 6 8h A 分别测定浸泡溶液电导性及种子的发芽势 出苗率和正常苗率 等 结果 浸水处理对大豆种子产生严重的危害 浸水后大豆种皮消融 种子内溶物外漏 种子萌芽子叶出现坏斑 部 分真叶坏死 生长点消失 根部主根发育受到破坏 长出不定根 严重时根部不能发育 部分种子向地性消失 随着浸 水时间的延长 大豆浸泡液电导率不断增加 发芽势 出苗率 正常苗率逐渐降低 浸泡液电导率与发芽势 出苗率 正 常苗率的相关系数分别为一0 8 2 3 一0 8 5 4 和 0 8 1 1 达极显著负相关 此外 桂春1 l 号的发芽势 正常苗率均显著高于 桂春8 号 结论 桂春1l g 的耐浸水胁迫能力高于桂春8 号 浸泡液电导率可作为大批量初步筛选大豆耐浸水种质资 源的指标 发芽势 正常芽率等可作为进一步筛选大豆耐浸水胁迫的指标 关键词 浸水胁迫 大豆 正常苗率 电导率 中图分类号 5 6 5 1 0 4文献标志码 A文章编号 2 0 9 5 1 1 9 1 2 0 1 3 1 1 1 9 8 1 0 4 E f f e ct so fd if f e r e n ts o a k in gd u r a t io n so ns o y b e a ns e e d g e r m in a t io n C H E NW e n j ie C H E NY u a n L I A N GJ ia n g Z E N GW e i y in g T A N GF u y u e W E IQ in g y u a n C a s hC r o p sR e s e a r chI n s t it u t e G u a n g x iA ca d e m yo fA g f icu l t u r a lS cie n ce s N a n n in g5 3 0 0 0 7 C h in a A b s t r a ct O b j e ct iv e T h er e s p o n s e so fG u ich u n8a n dG u ich u n1 1ind if f e r e n ts o a k in gd u r a t io n sw e r es t u d ie dt oin v e s t ig a t et h es cr e e n in gt e ch n iq u ef o rs o y b e a ns e e df l o o d in gt o l e r a n ce M e t h o d T w ov a r ie t ie sw e r ef l o o d e df o r1 2 1 6 8h ind e io n iz e dw a t e r T h ee l e ct r ica lco n d u ct iv it yo fs o y b e a ns o a k in gl iq u id g e r m in a t io ne n e r g y g e r m in a t io np e r ce n t a g ea n d n o r m a ls e e d in gp e r ce n t a g ew e r ed e t e ct e d R e s u l t S o a k in gt r e a t m e n tw a sd is a s t r o u sf o rs o y b e a ns e e d w h ichm a d es e e d s k inm e l t in t e r n a ls o l u b l es u b s t a n ces p il l e u p h y l l ad ie b a ds p o ta p p e a rinco t y l e d o n g r o w in gp o in tv a n is h m a inr o o t h u r ta n da d v e n t it io u sr o o tg r o w U n d e rm o r es e r io u scir cu m s t a n ce s r o o tg r o w t hw a st e r m in a t e da n dt h eg e o t r o p is mo fp a r t ia ls e e d sd is a p p e a r e d A st h et r e a t m e n tt im ep r o l o n g e d e l e ct r ica lco n d u ct iv it yw a sin cr e a s e d h o w e v e rg e r m in a t io ne n e r g Y g e r m in a t io np e r ce n t a g ea n dn o r m a ls e e d in gp e r ce n t a g ew e r eg r a d u a l l yd e cr e a s e d T h eco e f f icie n to fa s s o cia t io nb e t w e e n e l e ct r ica lco n d u ct iv it ya n do t h e rt h r e ein d e x e sw a s 一0 8 2 3 一0 8 5 4a n d 一0 811 r e s p e ct iv e l y w h ichp r e s e n t e de x t r e m e l y n e g a t iv eco r r e l a t io n T h eg e r m in a t io ne n e r g yp e r ce n t a g ea n dn o r m a ls e e d in gp e r ce n t a g ed a t ao fG u ich u n1 1w e r es ig n if i ca n t l yh ig h e rt h a nt h o s eo fG u ich u n8 C o n cl u s io n T h ef l o o d in gt o l e r a n cea b il it yo fG u ich u n11w a sb e t t e rt h a nG u ich u n 8int h ise x p e r im e n t T h ee l e ct r ica lco n d u ct iv it yo fs o a k in gl iq u idcanb eu s e dint h es o y b e a ns e e df l o o d in gt o l e r a n cep r e s cr e e n in g T h e nf u r t h e rs e l e ct io na n ds t u d yw o r kca nb eco n d u ct e du s in gg e r m in a t io ne n e r g yp e r ce n t a g ea n dn o r m a ls e e d in gp e r ce n t a g ea st h es e l e ct in gin d ica t o r s K e yw o r d s s o a k in gt r e a t m e n t s o y b e a n n o r m a ls e e d in gr a t e e l e ct r ica lco n d u ct iv it y O 引言 研究意义 我国处于季风性气候区 雨热同期给 农业生产带来充分的雨水和热量 有利于我国农业的 发展 但过多的降雨量容易发生涝害 大豆播种后遇 到涝害或者渍害 籽粒容易在土中腐烂 出苗差 补苗 繁琐又费工 影响农民种植大豆的积极性 因此 研究 浸水胁迫对大豆种子出苗率等相关性状的影响 对研 究大豆耐涝机理及筛选耐渍害大豆品种具有重要的 收稿日期 2 0 1 3 0 5 1 2 基金项目 国家大豆产业技术体系资助项目 n y cy t x 一0 0 4 公益性行业 农业 科研专项项目 2 0 1 1 D D J T Z 一1 5 广西农业科学院基本 科研业务专项项目 桂农科2 0 1 2 Y M 0 8 桂g 蝌2 0 1 2 Y M 0 9 作者简介 陈文杰 1 9 8 2 一 主要从事大豆育种 栽培及耐逆境研究工作 E m a il ce n w e n j il 0 3 0 1 6 3 C O B 1 9 8 2 南方农业学报 意义 前人研究进展 目前 国外学者在大豆种子耐 浸水胁迫等方面已进行了大量研究 在浸水条件下 大豆种子快速吸胀可导致大量细胞内物质外漏 从而 产生不健康的种苗 D u k ee ta 1 1 9 8 6 H o u 和T h s e n g 1 9 9 2 研究表明 浸水处理后的大豆种子发芽率与大 田条件下涝害试验的发芽率呈显著相关 并发现种皮 为黑色或棕色的大豆种质耐浸水胁迫能力明显高于 黄色种质 H o u 等 1 9 9 5 以发芽率为指标 研究了大豆 种子耐浸水胁迫的遗传规律 发现其同时受加性基因 和上位基因控制 S a y a m a 等 2 0 0 9 利用9 6 个N I L s 采 用发芽率 G R 和正常苗率 N R 为鉴定指标检测到4 个大豆种子耐涝的Q T L 分别位于1 2 号 H 连锁群 8 号 A 2 连锁群 4 号 C 1 连锁群 和2 号 D l b 连锁群 染 色体上 此外 部分国内学者对大豆其他时期耐涝情 况也进行了较多研究 陈文杰等 2 0 1 2 王芳等 2 0 0 7 利用相对死苗率鉴定了大批野生大豆和栽培大豆种 质资源 筛选f 一批苗期耐涝的材料 采用C I M 和 M I M 方法在科丰1 号和南农11 3 8 2 衍生的重组自交系 N J R I K Y 中检测到4 个苗期耐全淹的0 T L 王芳等 2 0 0 8 孙慧敏等 2 0 1 0 以苏8 8 一M 2 1 新沂小黑豆衍生的重 组自交系 N J R I S X 为材料 在V 期进行5 7cm 淹水 处理2 0d 以处理前后株高变化 处理终叶龄和成熟 期株高3 个性状的平均耐涝指标为评价指标 检测到 同时位于1 9 号染色体 L 连锁群 上的两个Q T L 宋晓 慧等 2 0 1 3 通过苗期淹水处理 研究了1 0 个大豆品种 的根部形态及叶片生理指标的变化 本研究切人点 我国是一个涝害多发国家 但目前有关大豆种子耐浸 水胁迫的研究还较少 拟解决的关键问题 选用广西 生产上大面积推广的大豆品种桂春8 号和桂春l1 号为 材料 采用砂床发芽法研究不同浸水处理时间对大豆 浸泡液的电导率及大豆发芽势 出苗率及正常苗率等 性状的变化 研究浸水胁迫对大豆种子出苗率等的影 响 为今后筛选大豆耐浸水胁迫种质资源提供参考 1 材料与方法 1 1 试验材料 供试材料为目前广西生产上主推的两个大豆品 种桂春8 号和桂春11 号 由于春种的发芽率较低 本研 究所用种子为秋繁种 1 2 试验方法 试验采取两因子随机区组设计 两因子分别为品 种和浸水时间 重复3 次 浸水时间设1 4 个处理水平 分别为0 5 I 0 I 5 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0 6 5 7 0d 对照为非浸水处理 取健康完好的大豆种子3 0 粒 S a y a m ae t a 1 2 0 0 9 称其重量后放人3 0 0m L 塑料杯中 然后按2 0 m L g 向塑料杯中加去离子水使种子全部浸泡于水中 置于2 5 室内 每1 2h 处理一批种子 处理结束后 用 电导 义D Z S 7 0 8 测定各处理溶液的电导率 然后用去 离子水清洗浸泡过的大豆两遍 置于预装有2 0m m 厚 消毒砂床的保鲜盒 1 9 5m m 1 0 6m m 9 0m m 内 覆 厚1 5m m 的湿沙层 盖上盒盖 置于2 5 恒温室内进 行发芽试验 对照组提前1 2h 将种子置于沙床上 在 相同的发芽条件下进行发芽 室内光照强度为1 0 0 0 0l x 发芽3d 后观察记录各处理材料的发芽势 5d 后观察 记录各处理材料的出苗率和正常苗率 正常苗表现为 子叶 真叶叶片 茎无明显损坏且根发育正常的豆苗 发芽势 3d 后发芽种子数 1 共试种子总数 1 0 0 发芽率 5d 后发芽种子总数 供试种子总数 1 0 0 m 苗率 5d 后出苗种子总数 供试种子总数 1 0 0 正常苗率 5d 后出苗种子中的正常苗数 供试 种子总数 1 0 0 1 3 统计分析 用E x ce l2 0 0 3 对数据进行处理统计 用S A S8 0 进 行方差分析及相关性分析 2 结果分析 2 1不同浸水时间处理对大豆萌发和苗形态的影响 浸水处理对大豆种子产生严重危害 主要表现在 浸水后大豆种皮消融 种子内溶物外漏 导致大豆种 子萌芽后子叶和根部受到明显损害 图1 与正常苗 相比 大豆籽粒浸水处理4d 后 部分大豆的子叶受害 图1浸水处理后萌发大豆子叶 真叶及根部受害情况 F ig 1 C o t y l e d o n e y p h y l l aa n dr o o td a m a g es it u a t io no f g e r m in a t in gs o y b e a na f t e rs e e ds o a k in gt r e a t m e n t 陈文杰等 不同浸水时间对大豆种子发芽的影响 1 9 8 3 严重 出现大面积坏斑 部分真叶叶片受害后出现坏 死 严重时生长点消失 此外 茎节生长缓慢甚至不能 正常生长 根部发育畸形 主根发育受到破坏 长出大 量不定根 严重时 不定根的生长也受到严重影响或 者不能进行根部发育 部分种子受害后发芽时表现出 向地性消失 根部破土向上生长 而子叶部分留在土 内 另外一些种子因受害严重 完全腐烂没有活力 2 2 不同浸水时间处理对大豆各性状指标的影响 2 2 1不同浸水时间处理对大豆浸泡液电导率的影 响经方差分析 两个大豆材料不同处理间的浸泡液 电导率存在极显著差异 P 0 0 0 0 1 从图2 可知 随着 浸水时间的延长 种子浸泡溶液的电导率不断增加 其中桂春8 号浸泡液电导率增加的速度高于桂春1 1 号 浸水处理0 5d 后 桂春8 号和桂春11 号种子浸泡液 电导率分别从3 7 4 3ix s cm 增加至2 6 2 0 0 和2 6 0 6 7 斗s cm 且差异均达极显著水平 浸水2 0d 后浸泡液开 始变浑浊 浸水4 0d 后部分大豆籽粒开始出现种皮消 融 浸水处理7 0d 后 桂春8 号和1 1 号种子浸泡液电导 率均达最高值 I1 8 2 3 3 和7 1 9 6 7s cm 其中 两个大 豆品种在浸水处理0 4 3 5d 和6 5 7 0d 两个时间段的 浸泡液电导率增加速率较高 l o o 0 0 9 0 0 0 荟8 0 o o 7 0 0 0 娶6 0 0 0 羞5 0 0 0 泵加 o o 丽3 0 伽 袖2 0 0 0 丑l O o o O 0 0 0 51 0 1 52 0 2 5 3 03 54 04 5 5 0 5 56 06 5 7 0 浸水时间 d S o a k in gd a y 0 0O 51 01 52 02 5 3 O3 54 04 55 05 56 06 57 0 浸水时间 d S o a k in gd a y 2 2 2 不同浸水时间处理对大豆发芽势的影响浸 水后 不同大豆品种和不同处理间的发芽势均存在极 显著差异 P 0 0 0 0 1 F 5 3 2 4 和1 0 0 7 随着处理时间 的延长 种子发芽势逐渐降低 但桂春8 号种子发芽势 降低速率高于桂春1 1 号 说明桂春1 l 号种子比桂春8 号有较强的活力 图2 尤其是浸水处理2 0d 后 两材 料发芽势差更明显 浸水处理7 0d 后桂春11 号发芽势 为5 6 6 7 而桂春8 号仅为3 1 11 2 2 3 不同浸水时间处理对大豆出苗率和正常苗率 的影响浸水处理后两品种间及不同处理间的种子 出苗率均存在显著差异 P 0 0 1 4 5 F 6 3 6 和P 0 0 0 1 F 5 3 7 其中桂春l l 号的出苗率显著高于桂春8 号 两 品种间及不同处理间的正常苗率存在极显著差异 P 0 0 0 1 F 8 4 7 9 和2 1 6 7 随浸水时间的延长 种子 出苗率和正常苗率均逐渐降低 图2 浸水处理1 5d 前 桂春8 号和桂春1 1 号正常苗率无明显差异 而处理 2 0d 后两者差异增加 浸水处理7 0d 后 桂春8 号正常 苗率降至2 0 0 0 桂春11 号正常苗率仍为4 6 6 7 图 2 说明桂春11 号的耐浸水能力高于桂春8 号 童 芒 三 星 C 毒 罟 E 0 o 摹 取 抵 制 0 0 0 0 9 0 0 0 8 0 0 0 7 0 0 0 6 0 0 0 5 0 0 0 4 0 0 0 3 0 O O 2 0 0 0 l O o o O o o O Q 0 0 9 0 0 0 8 0 0 0 7 0 0 0 6 0 0 0 5 0 0 0 4 0 o o 30 0 0 2 0 0 0 l0 0 0 n o o O OO 51 O 1 52 O2 5 3 03 54 0 4 55 0 5 56 06 5 7 0 浸水时I f i d S o a k in gd a y o 0 0 51 0 1 52 02 53 03 54 0 4 55 0 5 56 06 57 0 浸水时间 d S o a k in gd a y 图2 不同浸水时间处理对桂春8 号和桂春1 1 号种子萌发的影响 F ig 2 E f f e ct so f d if f e r e n ts o a k in gt im et r e a t m e n t so ns e e dg e r m in a t io n 2 3 不同性状间的相关性分析 相关性分析结果表明 种子浸泡液电导率与种子 发芽势 出苗率 正常苗率之间均存在极显著负相关 表1 相关系数分别为一0 8 2 3 一0 8 5 4 和一0 8 1 1 说明 浸泡液电导率可反映大豆受到浸水危害的程度 发芽 势 出苗率和正常苗率间均为正相关 其中发芽势与 正常苗率间相关系数高达0 9 4 8 说明经浸水处理 种 子发芽3d 后 其出苗整齐度可以直接反映后期正常苗 率的高低 黜 咖 黜 栅 姗 皇占 npuou一唇u Si一瓣雌删 善磬Ilp Q 董Ba 1一装一附妞壮肖 1 9 8 4 南方农业学报 表1不同性状间的相关分析结果 T a b 1 R e l a t io n s h ipa n a l y s isa m o n gd if f e r e n tin d ice so fs o y b e a n 项目 电导率发芽势出苗率 I t e m C o n d u ct iv it yG e r m in a t io nE m e r g e n ce 旦竺 塑 璺堕 发芽势G e r m in a t io np o t e n t ia l一0 8 2 3 出苗率E m e r g e n cer a t e 一0 8 5 4 0 8 8 2 正常苗率H e a l t hs e e d l in g r a t e 一0 8 1l 0 9 4 8 0 8 5 2 表示达1 显著水平 r e p r e s e n ts ig n if ica n td if f e r e n cea t1 l e v e l 3 讨论 H o u 和T h s e n g 1 9 9 1 研究了大豆种皮完整与否对 其浸水处理后发芽率的影响 结果显示 同时处理4d 后 种皮完整的大豆发芽率显著高于种皮破损的大 豆 在本研究的预备试验中 若试验材料中有部分大 豆种皮破裂 浸水处理后 其浸泡液的电导率比种皮 完整的种子浸泡液上升更快 且处理3d E 右的浸泡 液上层会出现大量泡沫 随后 部分籽粒浮于水表面 浸泡液浑浊程度较同批次处理种子明显增大 且散发 恶臭 随后大量籽粒糜烂 因此 试验用种需要确保种 皮的完好性 以减少试验误差 浸水胁迫对大豆种子的危害其实是缺氧胁迫 在 适宜的温度下 大豆种子吸胀后细胞新陈代谢旺盛 但由于缺氧 产生大量的乳酸 酒精等代谢中间产物 乳酸和酒精破坏细胞膜 细胞内物质大量外漏 使浸 泡液的电导性增强 王振宝等 1 9 9 8 因此 测定浸泡 液的电导率可用来反映种子受浸水胁迫的危害大小 本研究中 大豆种子浸泡液的电导率与种子发芽势 出苗率和正常苗率的相关系数分别为一0 8 2 3 一0 8 5 4 和一0 8 11 呈极显著负相关 且电导率测定法简单易操 作 可考虑以电导率法对大批量的大豆资源进行耐浸 水能力的初步筛选 本研究中 浸水胁迫处理2 0d 后 桂春1 1 号和桂 春8 号两品种间的正常苗率出现显著差异 分别为 8 7 7 8 和6 3 3 3 浸水处理4 0d 后桂春11 号正常苗率 为7 7 7 8 桂春8 号的正常苗率为4 2 2 2 说明桂春1 1 号种子耐浸水胁迫能力高于桂春8 号 4 结论 本研究结果表明 不同浸水时间处理对大豆种子 发芽及根 茎 子叶和生长点均具有不同程度的危害 大豆耐浸水种质资源筛选可以浸泡液电导率及种子 发芽势 正常苗率等作为初步筛选指标 桂春1 1 号的 耐浸水胁迫能力高于桂春8 号 致谢 感谢广西农业科学院玉米研究所对本研究 给予的支持与帮助 参考文献 陈文杰 汤复跃 梁江 陈渊 2 0 1 2 大豆耐涝研究进展 J 南方农业学报 4 3 2 1 9 1 1 9 5 C h e nW J T a n gFY L ia n gJ C h e nY 2 0 1 2 R e s e a r chp r o g r e s s o nw a t e r l o g g in gt o l e r a n ceins o y b e a n JJ J o u r n a lo fS o u t h e r nA g r icu l t u r e 4 3 2 1 9 1 1 9 5 孙慧敏 赵团结 盖钧镒 2 0 1 0 大豆苗期耐淹性的遗传与 Q T L 分析 J 作物学报 3 6 4 5 9 0 5 9 5 S u nHM Z h a oTJ G a iJY 2 0 1 0 I n h e r it a n cea n dQ T Lm a p p in go fw a t e r l o g g in gt o l e r a n cea ts e e d l in gs t a g eo fs o y b e a n l JJ A ct aA g r o n o m icaS in ie a 3 6 4 5 9 0 5 9 5 宋晓慧 腾占林 萧长亮 李冬梅 李文滨 张代平 2 0 1 3 淹水胁迫对不同耐涝性大豆品种苗期根部形态及叶部生 理指标的影响 J 大豆科学 3 2 1 1 4 0 1 4 2 S o n gXH T e n gZL X ia oCL L i DM L iW B Z h a n gDP 2 0 1 3 E f f e cto fw a t e r l o g g in go nr o o tm o r p h o l o g ya n dp h y s io l o g ica lin d e x e so fs o y b e a nv a r ie t ie slJj S o y b e a nS cie n ce 3 2 1 1 4 0 1 4 2 王芳 赵团结 盖钧镒 2 0 0 7 大豆野生与栽培资源苗期耐淹 性的鉴定 生态区特征和优异种质发掘 J 大豆科学 2 6 6 8 2 9 8 3 4 W a n gF Z h a oTJ G a iJY 2 0 0 7 E v a l u a t io n e co r e g io n ch a r a ct e r z a t io na n de l it eg e r m p a l s mid e n t if ica t io no fs u b m e r g e n cet o l e r a n cea ts e e d l in gs t a g einw il da n dcu l t iv a t e d s o y b e a n s JJ S o y b e a nS cie n ce 2 6 6 8 2 9 8 3 4 王芳 赵团结 喻德跃 陈受宜 盖钧镒 2 0 0 8 大豆苗期耐淹 性的遗传与Q T L 分析 J 作物学报 3 4 5 7 4 8 7 5 3 W a n gF Z h a oTJ Y uDY C h e nSY G a iJY 2 0 0 8 I n h e r i t a n cea n dQ T La n a l y s iso fs u b m e r g e n cet o l e r a n cea t s e e d l in gs t a g eins o y b e a n l G l y cin em a x L M e r r 儿JJ A ct a A g r o n o m ie aS in ica 3 4 5 7 4 8 7 5 3 王振宝 王树春 徐国良 1 9 9 8 一种种子活力的测定方法一 电导率法 J 种子 3 7 0 W a n gZB W a n gSC X uGL 1 9 9 8 E l e ct r ica lco n d u ct iv it y m e t h o d Am e t h o do fs e e dv it a l it yd e t e r m in a t io n JJ S e e d 3 7 0 D u k eSH K a k e f u d aG H e n s o nCA L o e f f l e rNL V a nH u l l e NM 1 9 8 6 R o l eo ft h et e s t a e p id e r m isint h el e a k a g eo f