4個煙草品種干旱脅迫下萌發和苗期生理特性及抗旱性評價

劉玲玲　丁永樂　程傳策　張豐收　王瑩

摘要：利用聚乙二醇（PEG-6000）模擬干旱脅迫，研究了干旱脅迫對4個烤煙品種種子萌發和苗期生理特性的影響，并對其抗旱性進行了評價。在正常供水和15%PEG-6000模擬干旱條件下測定了種子發芽特性及幼苗生理生化等指標，將各性狀在正常供水與干旱脅迫下測定值的比值作為抗旱性評價指標。結果表明，4個烤煙品種的抗旱性強弱依次為云煙87>畢納1號>黔西1號>韭菜坪2號。

關鍵詞：烤煙；種子；萌發；生理特性；抗旱性

中圖分類號：Q945.78 文獻標志碼：A 文章編號：1002-1302（2015）05-0104-03

煙草是重要經濟作物，在我國有較大種植面積。在干旱脅迫下煙葉會出現水分虧缺，導致煙草產量降低，同時嚴重影響煙葉品質。貴州是典型的巖溶高原山區，山高坡陡，巖溶地貌發育強烈，降雨后易產生徑流流失，致使水分缺乏，常成為制約煙草種植和品質形成的主要因素，而耕地大多不連片、不平整，目前要實現大面積機械或自動灌溉都是不現實的，且改進耕作栽培方式也不能從根本上解決問題；因此，選育推廣抗旱煙草品種是解決干旱威脅的一項經濟有效的主要措施。在煙草抗旱生理指標以及機理研究中，鑒定品種的抗旱性是首要工作，對選育耐旱性品種以減輕干旱危害具有重要意義。Michel等發現聚乙二醇分子不進入種子，Khajeh-Hoe-seini等發現聚乙二醇沒有毒性，所以聚乙二醇可以用來模擬干旱脅迫。本研究利用15%的聚乙二醇（PEG-6000）溶液模擬干旱脅迫，探討干旱脅迫對不同品種煙草種子萌發及生理指標的影響，為抗旱品種的篩選提供理論依據。

1.材料與方法

1.1材料

選用貴州省畢節地區主栽煙草品種畢納1號、云煙87、韭菜坪2號和黔西1號這4個品種的種子。種子由貴州省畢節市煙草公司提供。

1.2方法

1.2.1種子萌發試驗采用培養皿紙上發芽法，參照《國際種子檢驗規程》進行萌發試驗。將種子均勻置于鋪有2層濾紙的培養皿（直徑9cm）中發芽，培養皿分為2組，試驗組每個培養皿中加入2mL15%PEG-6000作為滲透介質模擬干旱脅迫環境，對照組每個培養皿中加2mL蒸餾水代替

2.結果與分析

2.1干旱脅迫TN同煙草種子發芽特性的變化

2.1.1干旱脅迫下不同煙草種子發芽率的變化

發芽率是反映種子活力的常用指標。從表1可以看出，PEG干旱脅迫對4個品種烤煙種子的發芽具有抑制作用，但不同品種對干旱脅迫的響應程度不同。云煙87干旱脅迫下發芽率最低，為87.0%，但是相對發芽率最高，為95.3%；畢納1號的相對發芽率為94.6%，略低于云煙87；黔西1號次之，為93.7%；韭菜坪2號的相對發芽率最低，為90.3%。相對發芽率越高，則干旱脅迫對種子的影響越小，該種子的抗旱性比較好。2.1.2干旱脅迫下不同煙草種子發芽指數的變化

發芽指數是發芽率指標的細化和深化，它放大了種子活力的特征，使種子的差異加大，是衡量干旱脅迫對種子發芽影響程度的一個重要指標。由表2可見，干旱脅迫條件下，畢納1號發芽指數最高，與其他3個品種差異顯著。云煙87和畢納1號的相對發芽指數較高，分別為0.854和0.859；韭菜坪2號和黔西1號的相對發芽指數較低。相對發芽指數越高，則干旱脅迫對種子的影響越小，該種子的抗旱性越好。

2.1.3干旱脅迫下不同煙草種子活力指數的變化

活力指數是種子發芽速率和生長量的綜合反映，是種子活力的更好指標。從表3可以看出，干旱脅迫下，4個品種的活力指數均差異顯著。其中，畢納1號活力指數最大，為14.0；黔西1號活力指數最小，為8.13。云煙87的相對活力指數最大，為0.763；畢納1號和韭菜坪2號次之；黔西1號相對活力指數最低，為0.699。相對活力指數越高，則干旱脅迫對種子的影響越小，該種子的抗旱性比較好。

2.2干旱脅迫下不同煙草幼苗素質的變化

2.2.1干旱脅迫下不同煙草幼苗全長的變化從表4可以看出，正常供水條件下，畢納1號幼苗全長最長，黔西1號幼苗最短，比畢納1號短0.531cm，差異顯著；干旱脅迫下韭菜坪2號和畢納1號幼苗較長，與云煙87和黔西1號差異顯著。云煙87的相對幼苗全長較大，為0.893；其次是黔西1號和韭菜坪2號，分別為0.892和0.882；畢納1號相對幼苗全長最小，為0.816。相對幼苗全長越大，說明干旱脅迫對種子的影響越小，該種子的抗旱性比較好。

2.2.2干旱脅迫下不同煙草幼苗鮮質量的變化

由表5可知，畢納1號在正常供水條件和干旱脅迫條件下的幼苗鮮質量都是最大的，黔西1號在正常供水和干旱脅迫下的幼苗鮮質量都是最小的。各品種在正常供水條件下幼苗鮮質量的差異性均顯著，干旱脅迫下，云煙87與黔西l號的幼苗鮮質量差異不顯著，與畢納1號和韭菜坪2號的差異顯著。黔西1號的相對幼苗鮮質量最大，為0.870；云煙87、畢納1號次之，韭菜坪2號最小，為0.759。相對幼苗鮮質量越大，則干旱脅迫對種子的影響越小，該種子的抗旱性比較好。

2.2.3干旱脅迫下不同煙草幼苗干質量的變化

由表6可以看出，正常供水條件下，畢納l號幼苗干質量最大，黔西1號最小，比畢納1號輕0.51mg/株，各品種幼苗干質量差異均顯著；干旱脅迫條件下，黔西l號幼苗干質量最小，畢納1號最大，比黔西1號重0.42mg/株，各品種幼苗干質量差異均顯著。黔西1號的相對幼苗干質量最大，為0.826；畢納1號次之，為0.821；云煙87較小，為0.772；韭菜坪2號最小，為0.768。相對幼苗干質量越大，則干旱脅迫對種子的影響越小，該種子的抗旱性比較好。

2.3干旱脅迫下不同煙草幼苗生理特性的變化

在干旱等逆境條件下，煙草體內的活性氧物質增多，增強了對細胞膜脂的過氧化作用。植物為了維持正常的生長，通過抗氧化酶系統對活性氧進行清除。在抗氧化酶系統中，超氧化物歧化酶（sOD）是植物抗氧化的第一道防線，能清除細胞中多余的超氧陰離子，過氧化氫酶（CAT）和過氧化物酶（POD）可以使過氧化氫歧化成水和氧分子，通過這3種酶的作用，可有效地控制植物體內活性氧的積累。丙二醛（MDA）是植物膜脂過氧化反應的最終分解產物，人們常用它作為膜脂過氧化反應的指標。對于抗旱性較強的植物品種，在同等脅迫處理強度下，SOD、CAT、POD酶活性增高幅度更大，或者酶活性下降幅度較小，并且丙二醛含量增幅不大。

2.3.1干旱脅迫下不同煙草幼苗MDA的變化

由表7可知，干旱脅迫下煙草幼苗的MDA含量較正常供水條件下有不同程度增加。干旱脅迫下黔西1號MDA含量最大，云煙87的MDA含量最小，兩者差異顯著。黔西1號的相對MDA含量最大，為1.319；其次是畢納1號和韭菜坪2號；云煙87最小，為1.200。相對MDA含量越小，則干旱脅迫對種子的影響越小，該種子的抗旱性比較好。

2.3.2干旱脅迫下不同煙草幼苗CAT的變化

由表8可知，煙苗在干旱脅迫下的CAT活性較正常供水條件下有不同程度增加。正常供水條件下，黔西1號的CAT活性與另外3個品種差異顯著；干旱脅迫下韭菜坪2號CAT活性最大，畢納1號CAT活性最小，二者差異顯著。韭菜坪2號的相對CAT活性最大，為2.267；其次是畢納1號，為2.054；云煙87次之，為1.969；黔西1號相對CAT活性最小。相對CAT活性越大，則干旱脅迫對種子的影響越小，該種子的抗旱性越好。

2.3.3干旱脅迫下不同煙草幼苗POD的變化

由表9可知，煙草幼苗在干旱脅迫下POD活性較之正常供水條件下有不同程度的增加。正常供水條件下，黔西1號的POD活性最大，與另外3個品種差異顯著；干旱脅迫下韭菜坪2號與畢納1號POD活性居中，2品種差異不顯著，與另外2品種差異顯著。云煙87的POD相對活性最大，為1.652；其次是韭菜坪2號，為1.570；畢納1號次之，為1.511；黔西1號POD相對活性最小，為1.319。POD相對活性越大，則干旱脅迫對種子的影響越小，該種子的抗旱性比較好。

2.3.4干旱脅迫下不同煙草幼苗SOD的變化

由表10可知，煙草幼苗在干旱脅迫下的SOD活性較之正常供水條件下有不同程度的增加。正常供水條件下，黔西1號的SOD活性最大，韭菜坪2號的SOD活性最小，各個品種間差異均顯著；干旱脅迫下韭菜坪2號與黔西號SOD活性居中，2品種差異不顯著，與另外2品種差異顯著。云煙87的SOD相對活性最大，為2.300；其次是韭菜坪2號，為2.211；黔西1號次之，為1.944；畢納1號SOD相對活性最小，為1.658。SOD相對活性越大，則干旱脅迫對種子的影響越小，該種子的抗旱性比較好。

2.4不同品種煙草的抗旱性綜合評價

隸屬函數法是植物抗旱性評價中較為常用的一種綜合評價方法，可在多個指標測定的基礎上對植物抗旱性進行較為綜合、全面的評價，避免了使用單一評價指標進行評價的不準確性，評價的結果較為科學、可靠。4個烤煙品種的抗旱性綜合評價如表11所示，各品種抗旱性綜合評價的隸屬函數值排序為云煙87>畢納1號>黔西1號>韭菜坪2號。由此可知，云煙87抗旱性最強，畢納1號次之，韭菜坪2號抗旱性最弱。

3.結論與討論

煙草的抗旱性是一個受多因素影響的、復雜的數量性狀，且不同煙草品種的抗旱性機制也不盡相同，使得不同品種對某一具體指標的抗旱性反應也不一定相同，因此在評價煙草的抗性指標時應綜合不同的指標，而不能孤立地把某一個指標作為抗旱性的唯一指標來鑒定。在作物抗逆性鑒定中，可使用逆境脅迫下與正常生長條件下測定值的比值（相對值）作為評價指標，采用相對比值進行分析，能減少不同品種各自的遺傳背景差異，使結果更具代表性，本試驗也得出類似結論。本試驗根據各個指標的變化趨勢綜合考慮，4個烤煙品種的抗旱性強弱依次為云煙87>畢納1號>黔西1號>韭菜坪2號。本試驗僅對煙草品種的發芽期和苗期進行了抗旱性鑒定，因此試驗的結果只代表這2個時期的抗旱性。發芽期和苗期抗旱性強的品種在干旱條件下發芽成苗好，幼苗生長較快，干物質積累多，為后期的生長奠定了較好的基礎。