中國(guó)塘料2013Sugar Crops of China第3期文章編號(hào):1007-2624(2013)03-004002聚乙二醇對(duì)甜菜種子低溫萌發(fā)的影響沙紅高燕,高衛(wèi)時(shí),王燕飛(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所,烏魯木齊830091)摘要:研究了聚乙二醇(PEG)漫泡后,甜菜種子芽率、種子活力及生理生化的變化,對(duì)PEG浸種的最佳濃度和時(shí)間進(jìn)行篩選。結(jié)果表明,PEG有助于提高甜萊種子活力和能縮短出苗時(shí)間,顯著提高種子簡(jiǎn)化活力指數(shù),以10%和20%濃度PEG浸種效果較好。處理后的種子浸泡液的電導(dǎo)率大幅度下降。低溫培養(yǎng)下,適宜濃度PEG處理后甜萊幼苗的電解質(zhì)外滲奉( Electrolyte leakage rat,ELR)和丙二醛(MDA)含量較對(duì)照有所下降。關(guān)鍵詞:甜萊種子:聚乙二醇:活力指數(shù)中圖分類號(hào):S5663文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A聚乙二醇(PEG)是一種高分子滲壓劑,自身不能滲入種子活細(xì)胞內(nèi),但可參與細(xì)胞內(nèi)許多生理代謝過程。近些年,關(guān)于PEC在多種作物和蔬菜種子上的引發(fā)作用研究已有報(bào)道。研究認(rèn)為PEC對(duì)促進(jìn)萌發(fā),縮短出苗時(shí)間提高種子活力和抗逆性有一定作用習(xí)其原理在于,用PEG對(duì)種子進(jìn)行預(yù)處理時(shí),通過滲透調(diào)節(jié)作用,控制種子引發(fā)時(shí)的水勢(shì),使種子細(xì)胞吸水緩慢,有利于細(xì)胞膜的修復(fù),減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的滲漏,從而有效提前啟動(dòng)或加強(qiáng)種子萌發(fā)代謝過程。我國(guó)自育甜菜品種種子芽率大都在85%左右,難與國(guó)外進(jìn)口品種相比如何提高自育甜菜品種種子芽率已成為其占領(lǐng)市場(chǎng)的瓶頸之一。本文對(duì)PEG提高甜菜種子活力的生理基礎(chǔ)和最佳浸種濃度和時(shí)間進(jìn)行了初步研究。1材料和方法11試驗(yàn)材料甜菜種子品種為新甜14號(hào)、15號(hào)(由新疆農(nóng)科院經(jīng)濟(jì)作物研究所提供),處理劑:聚乙二醇(PEG)。12試驗(yàn)方法12.1甜菜種子處理將甜菜分別浸沒于10%、20%、30%、40%的PEG溶液中,浸種時(shí)間設(shè)12h、24h、48h,進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)和電導(dǎo)率、丙二醛測(cè)定。試驗(yàn)按濃度(A)和時(shí)間(B)二因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì),共15個(gè)處理(如表1),以PEG濃度0處理為試驗(yàn)對(duì)照。表1試驗(yàn)設(shè)計(jì)122電導(dǎo)率隨機(jī)選取50粒種子,流水沖洗2處理號(hào)1234567891011213次,蒸餾水沖洗2次,用濾紙吸取多余的水,用PEG濃度%010203040010203040010203040浸泡種子12h、24h、48h,分別測(cè)其電導(dǎo)率,重復(fù)3次。時(shí)間h1212121212242424242448484848481.23種子發(fā)芽種子發(fā)芽在種子發(fā)芽箱和光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行,發(fā)芽床為發(fā)芽盒加雙層濾紙,每皿100粒種子,3次重復(fù),16℃發(fā)芽。第2天起開始統(tǒng)計(jì)芽率,共記錄10天。1.4數(shù)據(jù)測(cè)定在發(fā)芽盒利用沙子為基質(zhì)播種,出芽后,光照500k,10h培養(yǎng),第15天后測(cè)量幼苗株高、干重,計(jì)算簡(jiǎn)化活力指數(shù),每個(gè)處理隨機(jī)取10株幼苗測(cè)量高度,隨機(jī)取50株幼苗烘干測(cè)干重。測(cè)定幼苗的電解質(zhì)外滲率叫丙二醛。除單株干重外,所有數(shù)據(jù)做Fos顯著性分析。2結(jié)果與分析2.1PEG對(duì)甜菜種子浸泡液電導(dǎo)率的影響表2PEG對(duì)甜菜種子浸泡液電導(dǎo)率的影響PEG種子浸泡液電導(dǎo)率,在一定程度上能反映種子細(xì)胞膜結(jié)00476aB0.506aB0.545aA構(gòu)的完整性。從表2可以看出,在相同浸泡時(shí)間下,電導(dǎo)率隨100.372bB0408bA0420bA著PEG濃度的增加,而不斷下降,除了濃度在30%與40%之新甜14號(hào)200231cB0.287cA0310cA300.166dB0.19ldAB0.217dA間,其他處理間差異顯著;在同一濃度下,隨著浸泡時(shí)間不斷400.165dC0.l81dB0200dA增加,PEG浸泡處理液的電導(dǎo)率也在增加,處理12h和48h之00808aA0806aA0850aA100.576bC0612bB0651bA間差異顯著。說明種子浸泡時(shí)間越長(zhǎng),對(duì)其細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)造成的新甜15號(hào)200356c0421046cA300.26ldB0.283dAB0.304dA損傷越大;試驗(yàn)結(jié)果也表明PEG能減少浸泡種子時(shí)對(duì)種子帶400.250dB292dA來的傷害降低膜透性延緩細(xì)胞內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的滲出。導(dǎo)電率單位:mscm;小寫字母表示濃度差異豎看;大寫字母表示時(shí)間差異,橫看收稿日期:2013-0603基金項(xiàng)目:國(guó)家甜菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系西北區(qū)栽培崗位專家(CRS-210303)。作者簡(jiǎn)介:沙紅(1974-),女,江蘇省啟東縣人,助理研究員,主要從事植物生物技術(shù)與分子生物學(xué)研究。通訊作者:王燕飛(1955-),女,江蘇省啟東縣人,研究員,研究方向:甜菜育種與栽培。E- mail: yanfeidjo@xas.accn第3期沙紅,等:聚乙二醇對(duì)甜菜種子低溫萌發(fā)的影響4122PEG對(duì)甜菜種子發(fā)芽率、活力指數(shù)、幼苗株高的影響從表3中可以看出,同一濃度下,隨著種子浸泡時(shí)間延長(zhǎng),種子發(fā)芽率略有降低,當(dāng)PEG濃度為40%時(shí),浸泡時(shí)間差異顯著即說明濃度越大浸泡時(shí)間越長(zhǎng)對(duì)發(fā)芽率影響越大。同一浸泡時(shí)間,隨著PEc濃度的增加種子發(fā)芽率整體表現(xiàn)為先略有上升而后下降的趨勢(shì)。浸泡12h下,不同濃度的PEG處理的甜菜種子發(fā)芽率較對(duì)照都有所提高,當(dāng)PEG濃度為10%,發(fā)芽率達(dá)9033%,與各處理之間差異顯著。其他處理間差異不顯著。PEG處理在提高種子發(fā)芽率上有促進(jìn),就其直接提高種子發(fā)芽率來說方差分析認(rèn)為效果不顯著。表3PEG對(duì)新甜14、15號(hào)種子發(fā)芽率、活力指數(shù)等指標(biāo)的影響品種1%12h發(fā)芽率%幼苗株高單株干重/mg簡(jiǎn)化活力指數(shù)%Bh 12h08367bcA7900aA75.33aA31.5cA320cA330cA2730262259eAB23700bA19585bB109033aA8133aA8033aA42.2bA426abA43.3abA3.2292.528906bA235.86bB200.83bB新甜14號(hào)20833bA8400aA7467aA42.8bA42.8abA438ahA37383731942aA319.20aA28828aA308400bA81.33aA77.33aA50.3aA499aA519aA3.2423326880dB34159aA25519aB4083.67bcA7533aAB7400aB492aA47.8abA498abA343.03.026448cA22599cB25360aA07267aA7900aA7567aA369cB403bAB423aA23302016932dB237.00bA15134bB107467aA8000aA7167aA446bA448ahA425aA33404024865cB32000aA28668aA新甜15號(hào)20833aA8067aA7567aA523aA480bA493aA3537396805a295112B29436aB67aA73aA70.33aA42.7bA425abA458aA3.72740273.29cA283.80aA281.32注:簡(jiǎn)化活力指數(shù)單計(jì)7發(fā)率第,看號(hào)母表系時(shí)間異39①23102849追表3的數(shù)據(jù)表明PEG浸泡時(shí)間和濃度會(huì)影響幼苗的干重,有利干物質(zhì)的積累,對(duì)種子簡(jiǎn)化活力指數(shù)也有不可忽視的影響作用。同一浸泡時(shí)間,濃度對(duì)簡(jiǎn)化活力指數(shù)影響有顯著差異。3種不同時(shí)間下,PEG濃度為20%,其簡(jiǎn)化活力指數(shù)明顯高于其他濃度的,差異顯著。在特定的濃度下,浸泡時(shí)間會(huì)顯著影響甜菜種子的簡(jiǎn)化活力指數(shù)。通過測(cè)定幼苗株高,發(fā)現(xiàn)同一浸泡時(shí)間,隨著PEG濃度的不斷增加,幼苗株高也不斷增加,PEG濃度為30%時(shí),達(dá)到最大值,方差分析表明PEG濃度對(duì)幼苗株高的影響顯著。用同一濃度PEG處理,浸泡時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)幼苗株高影響差異不顯著。適宜濃度的PEG能促進(jìn)早發(fā)提高幼苗株高。23PEG對(duì)甜菜幼苗電解質(zhì)外滲率、丙二醛含量的影響植物在受到不利環(huán)境危害時(shí),細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能最先會(huì)受到傷害,細(xì)胞膜透性增大,植物細(xì)胞受損電解質(zhì)外滲率的大小、丙二醛含量的多少能反應(yīng)細(xì)胞膜損傷程度。試驗(yàn)結(jié)果(表4)表明:PEG浸泡處理種子后,兩個(gè)甜菜品種的電解質(zhì)外滲率(ELR),不表4PEG對(duì)甜菜幼苗電解質(zhì)外滲率、丙二醛含量的影響同濃度及不同處理時(shí)間均有顯著差異。不同基因型甜菜幼苗ELR含量表現(xiàn)略有不同,新甜品種PEC電解質(zhì)外滲率%內(nèi)二醛/( mmol/g fw)12h12h 24h14號(hào)在PEG浸泡時(shí)間相同時(shí),幼苗的ELR隨0428aA468aA289cB1.52aB156aB180cA著PEG濃度的增加,整體表現(xiàn)為先下降而后新甜14號(hào)20378bA2865C3068167aB13LC203bA有所上升,各處理與對(duì)照有顯著差異;在同30246cB230cB383bA1.89aA1.57aB1.78cA濃度下,處理24h時(shí),用PEG浸泡處理后的幼4035.1bB292bC43.5aA187aB154aC2.34aA034.6aB39bA408cA1.30bB1.71aB222aA苗ELR相對(duì)較低。新甜15號(hào)種子在同一濃度新甜15號(hào)20327C392B55bA17b127aA12bAaA下,隨著PEG浸泡時(shí)間的延長(zhǎng),幼苗的ELR顯著增加;隨著PEG濃度的增加,整體表現(xiàn)為先上升再下降而后有所上升的趨勢(shì)。丙二醛注:小寫字母表示濃度差異,豎看;大寫字母表示時(shí)間差異,橫看(MDA)含量變化與ELR相似,兩品種表現(xiàn)先下降再上升趨勢(shì),除新甜15號(hào)24h處理外,不同濃度處理MDA差異顯著。兩品種在PEG處理濃度最大40%處理時(shí)間最長(zhǎng)48h時(shí),ELR和MDA含量最大。初步認(rèn)為在PEC低濃度10%-30%時(shí),浸泡時(shí)間≤24h內(nèi),甜菜種子和幼苗能更好地忍耐低溫,有利于生長(zhǎng);PEG濃度40%浸泡時(shí)間≥48h會(huì)降低植物抗逆性;不同品種存在差異3結(jié)論31用PCC浸泡甜菜種子,其濃度和浸泡時(shí)間對(duì)甜菜種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)有影響。在本次試驗(yàn)中,綜合比較認(rèn)為用10%和20%濃度PEG浸泡12h處理甜菜種子效果相對(duì)較好。32處理后的種子浸泡液的電導(dǎo)率大幅度下降,表明用低濃度PEG對(duì)穩(wěn)定甜菜種子細(xì)胞結(jié)構(gòu),降低膜透性有促進(jìn)作用,從而提高幼苗成活率。在用10%和20%濃度PEG處理甜菜種子12h,促進(jìn)了種子的萌發(fā),顯著提高種子簡(jiǎn)化活力指數(shù),增加幼苗株高和干重縮短出苗時(shí)間。但是濃度過大浸種時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)降低發(fā)芽率。(下轉(zhuǎn)第43頁(yè))第3期閆志山,等:甜菜品種不同密度大區(qū)對(duì)比試驗(yàn)22含糖率和產(chǎn)糖量分析2009年含糖率較高的品種是中單070和中單0702,塊根平均含糖率分別達(dá)177%和17,8%,分別比巴士森高出23度和24度;單位面積產(chǎn)糖量較高的品種有中單0702、H0466、巴士森和中單0701,平均產(chǎn)糖量分別達(dá)到668uhm2、562/hm2、5.6Whm2和52/hm3。2010年塊根含糖率較高的品種是中單0701和Beta807,塊根平均含糖率分別達(dá)168%和15.0%,分別比巴士森高出24度和0.6度;單位面積產(chǎn)糖量較高的品種有中單0701、阿西羅和Beta807,平均產(chǎn)糖量分別達(dá)到86hm2、8.10hm2、7.10hm2。23根腐病抗病性調(diào)查200年,對(duì)塊根根腐病發(fā)病率調(diào)查(表1)發(fā)現(xiàn):對(duì)根腐病抗病性較高的品種有中單0701、中單0702H0466和巴士森。Beta807和KWS4121當(dāng)年發(fā)病率相對(duì)較高。3結(jié)論與討論中單0701、中單0702、HI0466和巴土森對(duì)根腐病抗病性相對(duì)較強(qiáng)。在高發(fā)病率的200年,根產(chǎn)量和含糖率相對(duì)較為穩(wěn)定;在低發(fā)病率的200年,中單0701和巴士森塊根產(chǎn)量仍然處于較高水平。阿西羅、Beta807和KWs4121等品種對(duì)根腐病抗病性相對(duì)弱些。在高發(fā)病率的200年,產(chǎn)量受到較大影響;但在低發(fā)病率的2010年阿西羅和Beta807塊根產(chǎn)量都達(dá)到較高水平。綜合考慮塊根產(chǎn)量、含糖率根腐病抗病性等因素,認(rèn)為:阿西羅、中單0701、中單0702、H0466和巴士森較適合海倫甜菜產(chǎn)區(qū)種植。在夏、秋降雨量不是過于集中的年份,Beta807和KWS8522等品種也適合選擇種植。阿西羅在當(dāng)?shù)乜梢赃m當(dāng)稀植,巴士森在當(dāng)?shù)乜梢赃m當(dāng)密植;在試驗(yàn)密度條件下,中單0701KWs9145、KWS9522等品種對(duì)密度條件差異似乎不是太敏感。Comparative Experiment between Different Sugarbeet Varietiesunder Different densitiesYAN Zhi-shan2, FAN You-jun", HUANG Cai-yun, SONG Bai-quan 23, YANG Ji 23(1. Key Laboratory of Sugarbeet Genetic Breedin, Harbin 150080, China; 2.Key Laboratory of North Sugar Crop Resource andUtilization, Chinese Academy of A gricultural Sciences, Harbin 150080, China; 3. Sugarbeet Research Institute, Chinese Academy ofAgricultural Sciences/Crop Academy of Heilongjiang University, Harbin 150080, China)Abstract: The experiment between different sugarbeet varieties was conducted under three densities in 2009and 2010. The results showed that appropriately plant sugarbeet varieties were Acero, Zhodan0701, Zhodan0702H10466 and bashsen in hailun areaKey words: sugarbeet; varieties; density trial(上接第41頁(yè))33甜菜幼苗在低溫下培養(yǎng),適宜濃度PEG處理后甜菜幼苗電解質(zhì)外滲率和丙二醛含量低于對(duì)照,說明有助于提高甜菜幼苗抗低溫傷害的能力,不同品種存在差異。參考文獻(xiàn):[]張燕,方力李天飛,等.聚乙二醇對(duì)煙草種子活力及幼苗保護(hù)酶活性的影響云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2004,19(1):36-402}呂小紅,傅家瑞聚乙二醇滲調(diào)處理提高花生種子活力和抗寒性門中山大學(xué)學(xué)報(bào),1990,29(1):63-693]顧龔平吳國(guó)榮陸長(zhǎng)梅等.PEG處理對(duì)大豆種子幼苗活力及活性氧代謝的影響中國(guó)油料作物學(xué)報(bào),20002(2):26-304]劉鐵錚,趙習(xí)平電導(dǎo)法測(cè)定杏葉片細(xì)胞質(zhì)膜相對(duì)透性的研究門河北農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,12(1):33-345高俊風(fēng)植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)M西安:世界圖書出版公司,2000Effects of PEg on Seed vigor of SugarbeetSHA Hong, GAO Yan, GAO Wei-shi, WANG Yan-feiAbstract: The sugarbeet seed soaking polyethylene glycol(PEG)was tested to determine the physiological andbiochemical changes of germination and seed vigor, and to screen optimal concentrations and time of PEg seedtreatments. The results showed that PEG can improve the germination rate, simplified vigor index and vigor ofsugarbeet seed, or shorten the emergence time The good result was under concentration at 10% and 20% PEGfor treating seeds 12 h. After processing of seed soaking liquid conductivity sharply fall. Under low temperature,electrolyte exosmosis rate and MDA content of seedling decreased (lower than the control)under appropriateconcentration of peKey wordsarbeit seeed: PEGVigor index