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大赖草染色体对小麦种子耐盐性的影响

2014-10-28胡文花张雅莉王林生

湖北农业科学 2014年15期
关键词:普通小麦胚芽鞘生长率

胡文花+张雅莉+王林生

摘要:以中国春和普通小麦-大赖草(Triticum aestivum-Leymus racemosus)异附加系DA5Lr、DA7Lr、AddLr11″、AddLr2″DA7Lr#1S和DA5Lr#1L为试材,研究了NaCl对其种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,随着NaCl浓度的升高,它们的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、芽长、单株鲜重、单株干重及胚芽鞘相对生长率均受到抑制,而DA7Lr材料受抑制程度明显低于其他材料。在100 mmol/L NaCl胁迫下,DA7Lr的种子发芽率下降率、发芽势下降率、发芽指数下降率、活力指数下降率和芽长下降率分别为22.92%、16.28%、57.38%、69.39%和25.54%,分别低于中国春种子32.64、49.78、23.25、4.31和10.66个百分点;100 mmol/L NaCl胁迫48h,DA7Lr种子胚芽鞘相对生长率为0.267 mm/h,比中国春提高117.1%;100 mmolNaCl胁迫下,第九天调查结果,DA7Lr幼苗单株鲜、干重分别为76.4 mg和10.6 mg,分别比中国春增加7.1%和82.8%,表现出了较高的耐盐性。

关键词:普通小麦(Triticum aestivum);大赖草;异附加系;NaCl胁迫;种子萌发;幼苗生长

中图分类号:Q813.4;Q945.78;S512.1+1 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2014)15-3497-04

Effects of Leymus racemosus Chromosome to the Salt Tolerance of Common Wheat Seed

HU Wen-hua,ZHANG Ya-li,WANG Lin-sheng

(College of Agriculture,Hena University of Science & Technology,Luoyang 471003,Henan, China)

Abstract: The effects of NaCl stress on seed germination and seedlings growth were studied ,using Chinese Spring, Triticum aestivum-Leymus racemosus heterochromosome lines such as DA5Lr,DA7Lr,AddLr11″,AddLr2″,DA7Lr#1S and DA5Lr#1L as materials. Results showed that germination rate,germination potential,germination index , activity index,bud length, per plant fresh weight, per plant dry weight and relative growth rate of coleoptile were inhibited,and The inhibitory degree of DA7Lr is obviously lower than other materials. Under salt stress by 100 mmol/L NaCl, The decline rate of germination rate,germination potential,germination index , activity index and bud length of DA7Lr seed was 22.92%,16.28%,57.38%,69.39% and 25.54% respectively,and compared to Chinese Spring, these decline rate declined 32.64,49.78,23.25,4.31 and 10.66 percentage points, respectively. Under salt stress after 48 h, the relative growth rate of coleoptile was 0.267 mm/h,and the increasing rate of that compared to Chinese Spring was 117.1%. Under salt stress after 9d, per plant fresh weight and per plant dry weight of DA7Lr was 76.4mg and 10.6mg respectively, the increasing rate of that compared to Chinese Spring was 7.1% and 82.8% rspectively. DA7Lr have high salt tolerance characters of seedlings.

Key words: Triticum aestivum; Leymus racemosus;alien addition line; NaCl stress; seed germination;seedlings growth

收稿日期:2014-04-17

基金项目:河南省教育厅自然科学研究计划项目(2011A180011);河南科技大学重大前期预研项目(13090043)

作者简介:胡文花(1990-),女,河南伊川人,在读硕士研究生,研究方向为作物遗传育种,(电话)15838510629(电子信箱)412471852@qq.com;

通讯作者,王林生(1965-),男,教授,博士,主要从事小麦分子细胞遗传及种质资源挖掘利用研究,(电话)15838510629(电子信箱)

wanglinsheng650209@qq.com。

普通小麦是世界上栽培最广的重要粮食作物,在我国其种植面积和总产仅次于水稻,居第二位。小麦也是许多盐碱地区的主要粮食作物,因此选育耐盐品种是提高盐渍化土壤小麦产量的重要方法。随着小麦栽培的集约化及集约化品种选育的进行,小麦种内的遗传基础日趋狭窄,已成为选育耐盐性品种的瓶颈。而自然界中存在着丰富的小麦近缘野生和半野生植物,蕴藏着许多普通小麦不具备的、对小麦改良又需要的有益基因。将其导入小麦中已成为拓宽小麦遗传基础,选育突破性新品种的有效途径。

大赖草(Leymus racemosus,2n=4X=28,JJNN),又称巨大冰麦草,大穗滨麦草,属于禾本科( Gramineae)赖草属(Leymus),具有抗旱、抗寒,抗条锈病、秆锈病、叶锈病以及根腐病、赤霉病和黄矮病等多种病害,尤其高耐盐碱[1]。从中亚到东欧都有分布,尤其生长在海岸、沙丘和沙漠中。前人已成功地将大赖草染色体通过异附加系、异代换系等导入到普通小麦中[2-8],并对其应用价值进行了初步分析,但对普通小麦—大赖草异染色体系的耐盐性研究报道甚少。本研究通过盐胁迫下普通小麦—大赖草异染色体系种子萌发及幼苗生长的初步分析,为进一步挖掘大赖草耐盐基因,创造新的小麦耐盐种质资源奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为普通小麦中国春、普通小麦-大赖草5Lr二体异附加系DA5Lr、普通小麦-大赖草7Lr二体异附加系DA7Lr、普通小麦-大赖草11Lr二体异附加系AddLr11″、普通小麦-大赖草2Lr二体异附加系AddLr2″、普通小麦-大赖草端二体异附加系DA7Lr#1S和普通小麦-大赖草端二体异附加系DA5Lr#1L。上述大赖草异附加系由南京农业大学提供。

1.2 试验方法

精选小麦种子,经0.1 mol/L升汞溶液消毒15 min,再用去离子水反复冲洗数次,放入直径为10 cm的培养皿内,每皿均匀放入20粒小麦种子,再分别加入浓度0(CK)、50、100、150和200 mmol/L的NaCl溶液,每个处理设置3个重复。然后放在温度(25±2) ℃,光照为12 h/d,光照度10 000 lx的培养箱中培养。

定期记录种子萌发数。发芽期间每隔24 h记录一次,第四天统计发芽势,第七天统计发芽率,并计算发芽指数,第九天测其幼苗的鲜重和干重,每盆随机挑选10株幼苗,先测其鲜重,然后用纸包好于105 ℃烘箱中30 min杀青后,降至80 ℃烘至恒重,冷却后,称干重。

发芽率=(7 d内供试种子的发芽数/供试种子数)×100%

发芽势=(4 d内供试种子的发芽数/供试种子数)×100%。

发芽指数(GI)=∑Gt/Dt,Gt为在t日的发芽数,Dt为发芽天数。

活力指数(VI)=GI×S,公式中GI为发芽指数,S为幼苗高度。

芽长=发芽的所有幼苗高度的总和/发芽的幼苗总数

发芽率(发芽势、发芽指数等)下降率=

×100%

胚芽鞘长度测量:胚芽鞘伸长25~35 mm时,分别切取5 mm和10 mm各10段放在含100 mmol/L NaCl溶液的培养皿中,于25 ℃下避光培养,然后在24 h、48 h和72 h测量胚芽鞘切段长度。

胚芽鞘相对生长率=(L2-L1)/△t,式中,L2为后一次测量的胚芽鞘长度(cm),L1为前一次测量的胚芽鞘长度(cm),△t为时间间隔(h)

2 结果与分析

2.1 NaCl胁迫对普通小麦—大赖草异附加系发芽率和发芽势的影响

由表1看出,用50、100、150和200 mmol/L NaCl分别处理DA5Lr、DA7Lr、AddLr11″、AddLr2″、DA7Lr#1S、DA5Lr#1L和中国春种子,结果发现, DA5Lr种子的发芽率下降率分别为34.78%、26.08%、56.52%、63.04%;AddLr11″种子的发芽率下降率分别为32.65%%、53.06%、59.18%和65.31%;AddLr2种子的发芽率下降率分别为14.58%、30.23%、60.47%和62.79%;DA7Lr#1S种子的发芽率下降率分别为26.19%、40.48%、52.38%和54.76%;DA5Lr#1L种子的发芽率下降率分别为-5.13%、33.33%、48.72%和56.41%;中国春发芽率下降率分别为13.33%、55.56%、68.89%和64.44%;而DA7Lr种子的发芽率下降率分别为9.3%、22.92%、46.25%和52.08%,明显低于其他材料。不同浓度NaCl胁迫对其发芽势的影响与发芽率的结果相似,在50、100 mmol/LNaCl浓度下,DA7Lr种子的发芽势下降率分别为20.14%、16.28%,明显低于其他材料,表现出较好的耐盐性。

2.2 NaCl胁迫对普通小麦-大赖草异附加系发芽指数和活力指数的影响

由表2可知,用50、100、150和200 mmol/L NaCl分别处理DA5Lr、DA7Lr、AddLr11″、AddLr2″、DA7Lr#1S、DA5Lr#1L和中国春种子,它们的发芽指数下降率和活力指数的下降率随着NaCl浓度的升高而加大。50、100、150和200 mmol/L NaCl处理,DA5Lr种子的发芽指数下降率分别为50.33%、62.81%、90.03%和92.30%,AddLr11″种子的发芽指数下降率分别为21.48%、63.56%、82.56%和91.43%,中国春种子的发芽指数下降率分别为35.15%、80.63%、91.23%和92.14%,而DA7Lr的发芽指数下降率明显低于其他材料,分别为17.12%、57.38%、82.04%和85.07%。50、100、150 mmol/L NaCl处理,DA5Lr种子活力指数的下降率分别为52.41%、70.09%,97.04%;AddLr11″种子活力指数的下降率分别为47.36%、76.00%、96.20%;中国春种子活力指数的下降率分别为46.86%、73.70%、97.51%,而DA7Lr种子活力指数的下降率分别为34.57%、69.39%、91.51%,明显低于其他材料;当NaCl浓度超过150 mmol/L时,DA7Lr的活力指数下降率与其他材料差异不明显。

2.3 NaCl胁迫对普通小麦-大赖草异附加系芽长的影响

由表3可知,NaCl胁迫使试验材料芽长受到不同程度的抑制,其芽长下降率表现明显差异。DA5Lr、DA7Lr、AddLr11″、AddLr2″、DA7Lr#1S、DA5Lr#1L和中国春种子,在50mmol/L NaCl胁迫下芽长下降率分别为4.13%、3.11%、4.17%、3.35%、3.66%、3.14%和5.58%;在100 mmol/L NaCl胁迫下芽长下降率分别为30.59%、25.54%、26.30%、27.90%、32.81%、34.51%和36.20%;150 mmol/L NaCl胁迫下芽长下降率分别为70.34%、50.02%、60.62%、69.82%、75.42%、72.55%和71.59%;200 mmol/L NaCl胁迫下芽长下降率分别为82.5%、72.72%、77.96%、75.50%、80.31%、82.25%和80.71%。DA7Lr的芽长下降率明显低于其他材料,耐盐性较强。

2.4 NaCl胁迫下普通小麦-大赖草异附加系胚芽鞘相对生长率的变化

由表4可知,用100 mmol/L NaCl分别处理DA5Lr、DA7Lr、AddLr11″、AddLr2″、DA7Lr#1S、DA5Lr

#1L和中国春种子幼苗48 h,观察其胚芽鞘的相对生长率,结果表明,NaCl胁迫12 h,它们的胚芽鞘的相对生长率分别为0.066、0.067、0.050、0.053、0.067、0.058和0.044 mm/h;NaCl胁迫24 h,它们的胚芽鞘相对生长率分别为0.083、0.150、0.108、0.008、0.133、0.118和0.101 mm/h;NaCl胁迫36h,它们的胚芽鞘相对生长率分别为0.117、0.175、0.158、0.075、0.139、0.137和0.115 mm/h;NaCl胁迫48 h它们的胚芽鞘相对生长率分别为0.133、0.267、0.192、0.092、0.217、0.158和0.123 mm/h,而DA7Lr胚芽鞘的相对生长率最大。

2.5 NaCl胁迫对普通小麦-大赖草异附加系幼苗单株鲜重和干重的影响

由表5可知,用50、100、150和200 mmol/L NaCl分别处理DA5Lr、DA7Lr、AddLr11″、AddLr2″、DA7Lr#1S、DA5Lr#1L和中国春种子,于第9天取样,调查其单株幼苗鲜重、干重。结果表明,DA7Lr幼苗单株鲜重分别为105.0、93.6、76.4和63.4 mg,明显高于其他异附加系材料;对照中国春的幼苗单株鲜重分别为93.6、80.4、71.4和41.2 mg,DA7Lr比中国春幼苗单株鲜重分别高12.2%、16.4%、7.0%和53.8%。DA7Lr幼苗单株干重分别为12.4、12.0、10.6和7.0 mg,明显高于其他异附加系材料;对照中国春幼苗单株干重分别为9.0、8.8、5.8和3.2mg,DA7Lr比中国春分别高37.8%、36.4%、82.8%和118.8%,表现出高盐浓度下DA7Lr幼苗具有较高的干物质积累能力。

3 讨论

小麦种子萌发和幼苗期是盐胁迫最敏感的阶段之一,该阶段盐胁迫小麦种子萌发及幼苗生长将受到不同程度的抑制,表现在发芽率、发芽指数和活力指数的明显下降[9],因此,对小麦种子发芽率、发芽指数和活力指数等指标的研究,可作为耐盐植物的重要参考。

试验结果表明,随着NaCl处理浓度的增加,DA5Lr、DA7Lr、AddLr11″、AddLr2″、DA7Lr#1S、DA5Lr

#1L和中国春种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数等指标明显降低,这与王宝山等[10]的试验结果相似。但其下降趋势不同材料间存在明显差异。通过比较各试验材料种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数下降率看出,DA7Lr种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数下降率明显低于其他材料,表明DA7Lr在盐胁迫下具有较强的生长能力,表现出较高的耐盐性,因此盐胁迫下DA7Lr具有较高的单株干重。在50 mmol/L NaCl浓度下,发现DA5Lr#1L比对照发芽率增长5.13%,这说明该浓度下刺激了种子的发芽,其他研究者也有类似的报道。

大赖草作为小麦的近缘野生植物,具有许多优良性状,且已导入栽培小麦,培育出一批有较好应用前景的附加系和易位系。但这些大多作为小麦的抗病资源,对其耐盐异染色体系还未见报道。本研究发现DA7Lr表现出较好的耐盐性,初步推测大赖草7Lr染色体上可能携带耐盐的主效基因;同时发现DA7Lr#1S耐盐性也较好,进一步推断耐盐基因有可能在7Lr#1S上,因此DA7Lr和DA7Lr#1S均可作为小麦耐盐育种的潜在基因资源。

参考文献:

[1] MCGUIRE P E, DVORAK J. High salt-tolerance potential in wheat grasses[J]. Crop Sci, 1981, 21: 702-705.

[2] QI L L, WANG S L, CHEN P D,et,al. Molecular cytogenetic analysis of Leymus racemosus chromosomes added to wheat[J]. Theor Appl Genet ,1997,95: 1084-1091.

[3] 孙文献, 陈佩度, 刘大钧. 将大赖草种质转移给普通小麦的研究 Ⅵ. 端体异附加系的选育与鉴定[J]. 遗传学报, 1998, 25(3): 259-264.

[4] KISHII M, YAMADA T, SASAKUMA T, et al. Production of wheat-Leymus racemosus chromosome addition lines[J]. Theor Appl Genet, 2004,109: 255-260.

[5] 王耀南,陈佩度,刘大钧.巨大冰麦草种质转移给普通小麦的研究 I.(普通小麦×巨大冰麦草)F1的产生[J].南京农业大学学报,1986,9(1):10-14.

[6] 王耀南,陈佩度,王兆悌,等.将巨大冰麦草种质转移给普通小麦的研究II.BC1、BC2的细胞遗传学的研究和赤霉病抗性鉴定[J].南京农业大学学报,1991,14(2):1-5.

[7] 陈佩度,王兆悌,王苏玲,等.将大赖草种质转移给普通小麦的研究 III.抗赤霉病异附加系的选育[J].遗传学报,1995,22(3):206-210.

[8] 陆瑞菊,陈佩度,刘大钧.将大赖草种质转移给普通小麦的研究 IV.通过花药培养选育双重二体异附加系和代换-附加系[J].南京农业大学学报,1995,18(4):1-6.

[9] 王宝山,赵可夫,邹 琦.作物耐盐机理研究进展及提高作物抗盐性的对策[J].植物学通报,1997,14(增刊):25-30.

[10] 王宝山,蔡 蕾,李平华,等.盐碱地耐盐小麦覆膜栽培高产机理的研究[J].西北植物学报,2000,20(5):743-753.

2.3 NaCl胁迫对普通小麦-大赖草异附加系芽长的影响

由表3可知,NaCl胁迫使试验材料芽长受到不同程度的抑制,其芽长下降率表现明显差异。DA5Lr、DA7Lr、AddLr11″、AddLr2″、DA7Lr#1S、DA5Lr#1L和中国春种子,在50mmol/L NaCl胁迫下芽长下降率分别为4.13%、3.11%、4.17%、3.35%、3.66%、3.14%和5.58%;在100 mmol/L NaCl胁迫下芽长下降率分别为30.59%、25.54%、26.30%、27.90%、32.81%、34.51%和36.20%;150 mmol/L NaCl胁迫下芽长下降率分别为70.34%、50.02%、60.62%、69.82%、75.42%、72.55%和71.59%;200 mmol/L NaCl胁迫下芽长下降率分别为82.5%、72.72%、77.96%、75.50%、80.31%、82.25%和80.71%。DA7Lr的芽长下降率明显低于其他材料,耐盐性较强。

2.4 NaCl胁迫下普通小麦-大赖草异附加系胚芽鞘相对生长率的变化

由表4可知,用100 mmol/L NaCl分别处理DA5Lr、DA7Lr、AddLr11″、AddLr2″、DA7Lr#1S、DA5Lr

#1L和中国春种子幼苗48 h,观察其胚芽鞘的相对生长率,结果表明,NaCl胁迫12 h,它们的胚芽鞘的相对生长率分别为0.066、0.067、0.050、0.053、0.067、0.058和0.044 mm/h;NaCl胁迫24 h,它们的胚芽鞘相对生长率分别为0.083、0.150、0.108、0.008、0.133、0.118和0.101 mm/h;NaCl胁迫36h,它们的胚芽鞘相对生长率分别为0.117、0.175、0.158、0.075、0.139、0.137和0.115 mm/h;NaCl胁迫48 h它们的胚芽鞘相对生长率分别为0.133、0.267、0.192、0.092、0.217、0.158和0.123 mm/h,而DA7Lr胚芽鞘的相对生长率最大。

2.5 NaCl胁迫对普通小麦-大赖草异附加系幼苗单株鲜重和干重的影响

由表5可知,用50、100、150和200 mmol/L NaCl分别处理DA5Lr、DA7Lr、AddLr11″、AddLr2″、DA7Lr#1S、DA5Lr#1L和中国春种子,于第9天取样,调查其单株幼苗鲜重、干重。结果表明,DA7Lr幼苗单株鲜重分别为105.0、93.6、76.4和63.4 mg,明显高于其他异附加系材料;对照中国春的幼苗单株鲜重分别为93.6、80.4、71.4和41.2 mg,DA7Lr比中国春幼苗单株鲜重分别高12.2%、16.4%、7.0%和53.8%。DA7Lr幼苗单株干重分别为12.4、12.0、10.6和7.0 mg,明显高于其他异附加系材料;对照中国春幼苗单株干重分别为9.0、8.8、5.8和3.2mg,DA7Lr比中国春分别高37.8%、36.4%、82.8%和118.8%,表现出高盐浓度下DA7Lr幼苗具有较高的干物质积累能力。

3 讨论

小麦种子萌发和幼苗期是盐胁迫最敏感的阶段之一,该阶段盐胁迫小麦种子萌发及幼苗生长将受到不同程度的抑制,表现在发芽率、发芽指数和活力指数的明显下降[9],因此,对小麦种子发芽率、发芽指数和活力指数等指标的研究,可作为耐盐植物的重要参考。

试验结果表明,随着NaCl处理浓度的增加,DA5Lr、DA7Lr、AddLr11″、AddLr2″、DA7Lr#1S、DA5Lr

#1L和中国春种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数等指标明显降低,这与王宝山等[10]的试验结果相似。但其下降趋势不同材料间存在明显差异。通过比较各试验材料种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数下降率看出,DA7Lr种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数下降率明显低于其他材料,表明DA7Lr在盐胁迫下具有较强的生长能力,表现出较高的耐盐性,因此盐胁迫下DA7Lr具有较高的单株干重。在50 mmol/L NaCl浓度下,发现DA5Lr#1L比对照发芽率增长5.13%,这说明该浓度下刺激了种子的发芽,其他研究者也有类似的报道。

大赖草作为小麦的近缘野生植物,具有许多优良性状,且已导入栽培小麦,培育出一批有较好应用前景的附加系和易位系。但这些大多作为小麦的抗病资源,对其耐盐异染色体系还未见报道。本研究发现DA7Lr表现出较好的耐盐性,初步推测大赖草7Lr染色体上可能携带耐盐的主效基因;同时发现DA7Lr#1S耐盐性也较好,进一步推断耐盐基因有可能在7Lr#1S上,因此DA7Lr和DA7Lr#1S均可作为小麦耐盐育种的潜在基因资源。

参考文献:

[1] MCGUIRE P E, DVORAK J. High salt-tolerance potential in wheat grasses[J]. Crop Sci, 1981, 21: 702-705.

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[4] KISHII M, YAMADA T, SASAKUMA T, et al. Production of wheat-Leymus racemosus chromosome addition lines[J]. Theor Appl Genet, 2004,109: 255-260.

[5] 王耀南,陈佩度,刘大钧.巨大冰麦草种质转移给普通小麦的研究 I.(普通小麦×巨大冰麦草)F1的产生[J].南京农业大学学报,1986,9(1):10-14.

[6] 王耀南,陈佩度,王兆悌,等.将巨大冰麦草种质转移给普通小麦的研究II.BC1、BC2的细胞遗传学的研究和赤霉病抗性鉴定[J].南京农业大学学报,1991,14(2):1-5.

[7] 陈佩度,王兆悌,王苏玲,等.将大赖草种质转移给普通小麦的研究 III.抗赤霉病异附加系的选育[J].遗传学报,1995,22(3):206-210.

[8] 陆瑞菊,陈佩度,刘大钧.将大赖草种质转移给普通小麦的研究 IV.通过花药培养选育双重二体异附加系和代换-附加系[J].南京农业大学学报,1995,18(4):1-6.

[9] 王宝山,赵可夫,邹 琦.作物耐盐机理研究进展及提高作物抗盐性的对策[J].植物学通报,1997,14(增刊):25-30.

[10] 王宝山,蔡 蕾,李平华,等.盐碱地耐盐小麦覆膜栽培高产机理的研究[J].西北植物学报,2000,20(5):743-753.

2.3 NaCl胁迫对普通小麦-大赖草异附加系芽长的影响

由表3可知,NaCl胁迫使试验材料芽长受到不同程度的抑制,其芽长下降率表现明显差异。DA5Lr、DA7Lr、AddLr11″、AddLr2″、DA7Lr#1S、DA5Lr#1L和中国春种子,在50mmol/L NaCl胁迫下芽长下降率分别为4.13%、3.11%、4.17%、3.35%、3.66%、3.14%和5.58%;在100 mmol/L NaCl胁迫下芽长下降率分别为30.59%、25.54%、26.30%、27.90%、32.81%、34.51%和36.20%;150 mmol/L NaCl胁迫下芽长下降率分别为70.34%、50.02%、60.62%、69.82%、75.42%、72.55%和71.59%;200 mmol/L NaCl胁迫下芽长下降率分别为82.5%、72.72%、77.96%、75.50%、80.31%、82.25%和80.71%。DA7Lr的芽长下降率明显低于其他材料,耐盐性较强。

2.4 NaCl胁迫下普通小麦-大赖草异附加系胚芽鞘相对生长率的变化

由表4可知,用100 mmol/L NaCl分别处理DA5Lr、DA7Lr、AddLr11″、AddLr2″、DA7Lr#1S、DA5Lr

#1L和中国春种子幼苗48 h,观察其胚芽鞘的相对生长率,结果表明,NaCl胁迫12 h,它们的胚芽鞘的相对生长率分别为0.066、0.067、0.050、0.053、0.067、0.058和0.044 mm/h;NaCl胁迫24 h,它们的胚芽鞘相对生长率分别为0.083、0.150、0.108、0.008、0.133、0.118和0.101 mm/h;NaCl胁迫36h,它们的胚芽鞘相对生长率分别为0.117、0.175、0.158、0.075、0.139、0.137和0.115 mm/h;NaCl胁迫48 h它们的胚芽鞘相对生长率分别为0.133、0.267、0.192、0.092、0.217、0.158和0.123 mm/h,而DA7Lr胚芽鞘的相对生长率最大。

2.5 NaCl胁迫对普通小麦-大赖草异附加系幼苗单株鲜重和干重的影响

由表5可知,用50、100、150和200 mmol/L NaCl分别处理DA5Lr、DA7Lr、AddLr11″、AddLr2″、DA7Lr#1S、DA5Lr#1L和中国春种子,于第9天取样,调查其单株幼苗鲜重、干重。结果表明,DA7Lr幼苗单株鲜重分别为105.0、93.6、76.4和63.4 mg,明显高于其他异附加系材料;对照中国春的幼苗单株鲜重分别为93.6、80.4、71.4和41.2 mg,DA7Lr比中国春幼苗单株鲜重分别高12.2%、16.4%、7.0%和53.8%。DA7Lr幼苗单株干重分别为12.4、12.0、10.6和7.0 mg,明显高于其他异附加系材料;对照中国春幼苗单株干重分别为9.0、8.8、5.8和3.2mg,DA7Lr比中国春分别高37.8%、36.4%、82.8%和118.8%,表现出高盐浓度下DA7Lr幼苗具有较高的干物质积累能力。

3 讨论

小麦种子萌发和幼苗期是盐胁迫最敏感的阶段之一,该阶段盐胁迫小麦种子萌发及幼苗生长将受到不同程度的抑制,表现在发芽率、发芽指数和活力指数的明显下降[9],因此,对小麦种子发芽率、发芽指数和活力指数等指标的研究,可作为耐盐植物的重要参考。

试验结果表明,随着NaCl处理浓度的增加,DA5Lr、DA7Lr、AddLr11″、AddLr2″、DA7Lr#1S、DA5Lr

#1L和中国春种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数等指标明显降低,这与王宝山等[10]的试验结果相似。但其下降趋势不同材料间存在明显差异。通过比较各试验材料种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数下降率看出,DA7Lr种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数下降率明显低于其他材料,表明DA7Lr在盐胁迫下具有较强的生长能力,表现出较高的耐盐性,因此盐胁迫下DA7Lr具有较高的单株干重。在50 mmol/L NaCl浓度下,发现DA5Lr#1L比对照发芽率增长5.13%,这说明该浓度下刺激了种子的发芽,其他研究者也有类似的报道。

大赖草作为小麦的近缘野生植物,具有许多优良性状,且已导入栽培小麦,培育出一批有较好应用前景的附加系和易位系。但这些大多作为小麦的抗病资源,对其耐盐异染色体系还未见报道。本研究发现DA7Lr表现出较好的耐盐性,初步推测大赖草7Lr染色体上可能携带耐盐的主效基因;同时发现DA7Lr#1S耐盐性也较好,进一步推断耐盐基因有可能在7Lr#1S上,因此DA7Lr和DA7Lr#1S均可作为小麦耐盐育种的潜在基因资源。

参考文献:

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