番茄种子引发对种子活力和幼苗耐热性的影响
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引言
引言
种子引发是提高种子活力的一项新新技术[1]。引发处理可以提高作物种子的出苗率[2]、出苗整齐度、出苗时间、节约种子用量、降低生产成本、提高幼苗素质、 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072^
增强苗期抗逆能力等[3][4]。
目前常用种子引发的方法有:渗透引发、液体引发、滚筒引发、水引发、起泡柱引发、固体基质引发、搅拌型生物反应器引发[5]、生物引发[6]以及膜引发等。不同的引发方法有不同的优缺点,以及不同引发所需的材料不一样。根据本次试验所用的引发剂以及方便程度综合考虑下来,本次试验采用的是液体引发方法。下面是关于液体引发的一些研究成果。徐金金等[7]采用不同种类和浓度的化学试剂对不结球白菜种子进行引发,最后筛选出引发效果佳、种子发芽率和种子发芽势均显著提高的引发剂。Gandhare[8]等试验结果表明在静电场中可以提高番茄种子的发芽势,根梢长度以及种子活力。研究表明采用一定浓度的赤霉素(GA3)溶液处理茄子种子,可提早打破种子休眠,促进细胞分裂,从而加快种子萌发进程[9]。洪法水等[10]用 PEG 处理黄瓜种子,发现它能提高种子萌发能力和活力,促进幼苗生长,增强幼苗抗寒性,对幼苗抵御逆境有很大影响。任永霞[11]等研究表明,用CaCl2、赤霉素( GA3) 以及其组合溶液浸种都能促进 PEG胁迫下紫花苜蓿种子的萌发,提高紫花苜蓿种子的发芽率、发芽指数、活力指数,提高紫花苜蓿种子的活力。其中适宜浓度适宜配比的GA3+ CaCl2复合液组合中,组合活力指数高于其相应浓度的单一溶液效果。种子引发的另一重要效果是能增强种子抗逆性,提高幼苗的抵御逆境的能力。Hu[12]等试验结果表明SPD浸种可促进盐胁迫下番茄种子的萌发和幼苗的生长,提高番茄的耐盐性。梁玉芹[13]等[13]将用不同浓度的PEG溶液进行番茄引发试验,试验结果表明,引发后种子萌发的耐旱指数显著提高,增强了种子的耐旱性。PEG 是一种大分子化合物,它既不易渗入种子,又不会对种子造成伤害,同时还具有逆转老化的作用,可以打破种子休眠,有效提高种子活力,有一定的促进萌发和抗逆性作用.邱倩倩等[14]用輕石引发辣椒种子,在盐胁迫条件下,引发种子的发芽指标显著高于对照组,试验结果表明輕石引发能增强辣椒幼苗的抗盐性。张彦萍[15]等用亚精胺(Spd)和精胺(Spn)引发茄子种子,两种处理方法都能提高茄子种子耐低温胁迫能力,在低温条件下,种子活力显著高于对照。有研究表明用较低浓度的PEG6000、无机盐离子(Ca2+)和激素(GA3)进行组合引发效果最好,能显著提高种子的发芽指标,组合引发处理的发芽率比对照提高了51.3%74.3%[16]。但在番茄中,组合引发,且把引发与其耐热性放在一起的研究还较少,因此本研究先从不同种类引发剂中,筛选出最优引发剂,在此基础上将这些引发剂组合进行种子引发,比较组合引发与单引发的效果,并分析了组合引发是否可提高种子的抗逆性。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料为“109番茄”番茄种子。
1.2 试验方法
1.2.1 单引发剂引发番茄种子
选择大小和饱满度一致的种子,剔除开裂和种皮暗黑等有残缺问题的种子,先用0.3% NaClO消毒5 min,再用自来水冲洗3次,然后用去离子水冲洗3次,将50 粒番茄种子放一个培养皿内,放置于培养皿中,摆放均匀,倒入20ml配置好的引发溶液,在20℃黑暗条件下引发处理24h,每个处理重复 3 次。试验所用的引发处理如表1所示。
引发结束后,分别对照的和对处理种子用蒸馏水冲洗3次,待种子表面水分吸干后置于两层吸水纸间自然干至原含水量。然后将种子置于光照培养箱中进行发芽试验,发芽时设置光照为3000lx,昼夜温度为25℃/20℃(白天/黑夜16h/8h),每天观察,并早晚用蒸馏水润湿滤纸以保湿,同时记录数据,引发处理结束后,统计番茄种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数4 项发芽指标[7]。筛选出最佳引发浓度的单引发剂。
表 1 不同引发剂引发处理试验编号
Table 1 Experiment design of different priming treatment
引发剂
Treatment
浓度
Concentration
H2O
PEG6000
10%
PEG6000
20%
PEG6000
30%
CaCl2
1%
CaCl2
2%
CaCl2
3%
GA3
1%
GA3
2%
GA3
3%
1.2.2 组合引发剂引发番茄
根据1.2.1中筛选出的较好的单引发剂种类和浓度(分别是浓度为20%的PEG、2%的GaCl2、以及2%的GA3。通过两两组合或三种引发剂组合进行引发处理,处理方法同1.2.1。
引发结束后,分别对处理和对照的种子用蒸馏水冲洗20s,吸干表面水分后置于两层吸水纸间自然干至原含水量,然后将种子置于光照培养箱中发芽,发芽时昼夜温度控制为25℃/20℃(白天/黑夜16h/8h),光照为3000lx,每天观察并早晚用蒸馏水润湿滤纸以保湿,引发处理后统计番茄种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数4 项发芽指标[7]。筛选出适宜的引发剂及引发浓度。
1.2.3 番茄幼苗耐热处理
将对照和引发处理的番茄幼苗放在光照培养箱中培养,当培养至四叶一心时,选取长势基本一致的幼苗,放入GXZ380D 型光照培养箱进行高温胁迫,设置温度为40 ℃ ,光照 12 h,黑暗 12 h,高温胁迫处理 24 h,取番茄幼苗相同叶龄叶片即用于测定脯氨酸 (Pro) 、相对电导率含量和丙二醛 (MDA),也用于测定超氧化物歧化酶 (SOD) 、过氧化物酶 (POD) 、过氧化氢酶 (CAT) 活性[17]。采用完全随机区组设计,3 次重复。
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