4个烟草品种干旱胁迫下萌发和苗期生理特性及抗旱性评价

刘玲玲　丁永乐　程传策　张丰收　王莹

摘要：利用聚乙二醇（PEG-6000）模拟干旱胁迫，研究了干旱胁迫对4个烤烟品种种子萌发和苗期生理特性的影响，并对其抗旱性进行了评价。在正常供水和15%PEG-6000模拟干旱条件下测定了种子发芽特性及幼苗生理生化等指标，将各性状在正常供水与干旱胁迫下测定值的比值作为抗旱性评价指标。结果表明，4个烤烟品种的抗旱性强弱依次为云烟87>毕纳1号>黔西1号>韭菜坪2号。

关键词：烤烟；种子；萌发；生理特性；抗旱性

中图分类号：Q945.78 文献标志码：A 文章编号：1002-1302（2015）05-0104-03

烟草是重要经济作物，在我国有较大种植面积。在干旱胁迫下烟叶会出现水分亏缺，导致烟草产量降低，同时严重影响烟叶品质。贵州是典型的岩溶高原山区，山高坡陡，岩溶地貌发育强烈，降雨后易产生径流流失，致使水分缺乏，常成为制约烟草种植和品质形成的主要因素，而耕地大多不连片、不平整，目前要实现大面积机械或自动灌溉都是不现实的，且改进耕作栽培方式也不能从根本上解决问题；因此，选育推广抗旱烟草品种是解决干旱威胁的一项经济有效的主要措施。在烟草抗旱生理指标以及机理研究中，鉴定品种的抗旱性是首要工作，对选育耐旱性品种以减轻干旱危害具有重要意义。Michel等发现聚乙二醇分子不进入种子，Khajeh-Hoe-seini等发现聚乙二醇没有毒性，所以聚乙二醇可以用来模拟干旱胁迫。本研究利用15%的聚乙二醇（PEG-6000）溶液模拟干旱胁迫，探讨干旱胁迫对不同品种烟草种子萌发及生理指标的影响，为抗旱品种的筛选提供理论依据。

1.材料与方法

1.1材料

选用贵州省毕节地区主栽烟草品种毕纳1号、云烟87、韭菜坪2号和黔西1号这4个品种的种子。种子由贵州省毕节市烟草公司提供。

1.2方法

1.2.1种子萌发试验采用培养皿纸上发芽法，参照《国际种子检验规程》进行萌发试验。将种子均匀置于铺有2层滤纸的培养皿（直径9cm）中发芽，培养皿分为2组，试验组每个培养皿中加入2mL15%PEG-6000作为渗透介质模拟干旱胁迫环境，对照组每个培养皿中加2mL蒸馏水代替

2.结果与分析

2.1干旱胁迫TN同烟草种子发芽特性的变化

2.1.1干旱胁迫下不同烟草种子发芽率的变化

发芽率是反映种子活力的常用指标。从表1可以看出，PEG干旱胁迫对4个品种烤烟种子的发芽具有抑制作用，但不同品种对干旱胁迫的响应程度不同。云烟87干旱胁迫下发芽率最低，为87.0%，但是相对发芽率最高，为95.3%；毕纳1号的相对发芽率为94.6%，略低于云烟87；黔西1号次之，为93.7%；韭菜坪2号的相对发芽率最低，为90.3%。相对发芽率越高，则干旱胁迫对种子的影响越小，该种子的抗旱性比较好。2.1.2干旱胁迫下不同烟草种子发芽指数的变化

发芽指数是发芽率指标的细化和深化，它放大了种子活力的特征，使种子的差异加大，是衡量干旱胁迫对种子发芽影响程度的一个重要指标。由表2可见，干旱胁迫条件下，毕纳1号发芽指数最高，与其他3个品种差异显著。云烟87和毕纳1号的相对发芽指数较高，分别为0.854和0.859；韭菜坪2号和黔西1号的相对发芽指数较低。相对发芽指数越高，则干旱胁迫对种子的影响越小，该种子的抗旱性越好。

2.1.3干旱胁迫下不同烟草种子活力指数的变化

活力指数是种子发芽速率和生长量的综合反映，是种子活力的更好指标。从表3可以看出，干旱胁迫下，4个品种的活力指数均差异显著。其中，毕纳1号活力指数最大，为14.0；黔西1号活力指数最小，为8.13。云烟87的相对活力指数最大，为0.763；毕纳1号和韭菜坪2号次之；黔西1号相对活力指数最低，为0.699。相对活力指数越高，则干旱胁迫对种子的影响越小，该种子的抗旱性比较好。

2.2干旱胁迫下不同烟草幼苗素质的变化

2.2.1干旱胁迫下不同烟草幼苗全长的变化从表4可以看出，正常供水条件下，毕纳1号幼苗全长最长，黔西1号幼苗最短，比毕纳1号短0.531cm，差异显著；干旱胁迫下韭菜坪2号和毕纳1号幼苗较长，与云烟87和黔西1号差异显著。云烟87的相对幼苗全长较大，为0.893；其次是黔西1号和韭菜坪2号，分别为0.892和0.882；毕纳1号相对幼苗全长最小，为0.816。相对幼苗全长越大，说明干旱胁迫对种子的影响越小，该种子的抗旱性比较好。

2.2.2干旱胁迫下不同烟草幼苗鲜质量的变化

由表5可知，毕纳1号在正常供水条件和干旱胁迫条件下的幼苗鲜质量都是最大的，黔西1号在正常供水和干旱胁迫下的幼苗鲜质量都是最小的。各品种在正常供水条件下幼苗鲜质量的差异性均显著，干旱胁迫下，云烟87与黔西l号的幼苗鲜质量差异不显著，与毕纳1号和韭菜坪2号的差异显著。黔西1号的相对幼苗鲜质量最大，为0.870；云烟87、毕纳1号次之，韭菜坪2号最小，为0.759。相对幼苗鲜质量越大，则干旱胁迫对种子的影响越小，该种子的抗旱性比较好。

2.2.3干旱胁迫下不同烟草幼苗干质量的变化

由表6可以看出，正常供水条件下，毕纳l号幼苗干质量最大，黔西1号最小，比毕纳1号轻0.51mg/株，各品种幼苗干质量差异均显著；干旱胁迫条件下，黔西l号幼苗干质量最小，毕纳1号最大，比黔西1号重0.42mg/株，各品种幼苗干质量差异均显著。黔西1号的相对幼苗干质量最大，为0.826；毕纳1号次之，为0.821；云烟87较小，为0.772；韭菜坪2号最小，为0.768。相对幼苗干质量越大，则干旱胁迫对种子的影响越小，该种子的抗旱性比较好。

2.3干旱胁迫下不同烟草幼苗生理特性的变化

在干旱等逆境条件下，烟草体内的活性氧物质增多，增强了对细胞膜脂的过氧化作用。植物为了维持正常的生长，通过抗氧化酶系统对活性氧进行清除。在抗氧化酶系统中，超氧化物歧化酶（sOD）是植物抗氧化的第一道防线，能清除细胞中多余的超氧阴离子，过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）可以使过氧化氢歧化成水和氧分子，通过这3种酶的作用，可有效地控制植物体内活性氧的积累。丙二醛（MDA）是植物膜脂过氧化反应的最终分解产物，人们常用它作为膜脂过氧化反应的指标。对于抗旱性较强的植物品种，在同等胁迫处理强度下，SOD、CAT、POD酶活性增高幅度更大，或者酶活性下降幅度较小，并且丙二醛含量增幅不大。

2.3.1干旱胁迫下不同烟草幼苗MDA的变化

由表7可知，干旱胁迫下烟草幼苗的MDA含量较正常供水条件下有不同程度增加。干旱胁迫下黔西1号MDA含量最大，云烟87的MDA含量最小，两者差异显著。黔西1号的相对MDA含量最大，为1.319；其次是毕纳1号和韭菜坪2号；云烟87最小，为1.200。相对MDA含量越小，则干旱胁迫对种子的影响越小，该种子的抗旱性比较好。

2.3.2干旱胁迫下不同烟草幼苗CAT的变化

由表8可知，烟苗在干旱胁迫下的CAT活性较正常供水条件下有不同程度增加。正常供水条件下，黔西1号的CAT活性与另外3个品种差异显著；干旱胁迫下韭菜坪2号CAT活性最大，毕纳1号CAT活性最小，二者差异显著。韭菜坪2号的相对CAT活性最大，为2.267；其次是毕纳1号，为2.054；云烟87次之，为1.969；黔西1号相对CAT活性最小。相对CAT活性越大，则干旱胁迫对种子的影响越小，该种子的抗旱性越好。

2.3.3干旱胁迫下不同烟草幼苗POD的变化

由表9可知，烟草幼苗在干旱胁迫下POD活性较之正常供水条件下有不同程度的增加。正常供水条件下，黔西1号的POD活性最大，与另外3个品种差异显著；干旱胁迫下韭菜坪2号与毕纳1号POD活性居中，2品种差异不显著，与另外2品种差异显著。云烟87的POD相对活性最大，为1.652；其次是韭菜坪2号，为1.570；毕纳1号次之，为1.511；黔西1号POD相对活性最小，为1.319。POD相对活性越大，则干旱胁迫对种子的影响越小，该种子的抗旱性比较好。

2.3.4干旱胁迫下不同烟草幼苗SOD的变化

由表10可知，烟草幼苗在干旱胁迫下的SOD活性较之正常供水条件下有不同程度的增加。正常供水条件下，黔西1号的SOD活性最大，韭菜坪2号的SOD活性最小，各个品种间差异均显著；干旱胁迫下韭菜坪2号与黔西号SOD活性居中，2品种差异不显著，与另外2品种差异显著。云烟87的SOD相对活性最大，为2.300；其次是韭菜坪2号，为2.211；黔西1号次之，为1.944；毕纳1号SOD相对活性最小，为1.658。SOD相对活性越大，则干旱胁迫对种子的影响越小，该种子的抗旱性比较好。

2.4不同品种烟草的抗旱性综合评价

隶属函数法是植物抗旱性评价中较为常用的一种综合评价方法，可在多个指标测定的基础上对植物抗旱性进行较为综合、全面的评价，避免了使用单一评价指标进行评价的不准确性，评价的结果较为科学、可靠。4个烤烟品种的抗旱性综合评价如表11所示，各品种抗旱性综合评价的隶属函数值排序为云烟87>毕纳1号>黔西1号>韭菜坪2号。由此可知，云烟87抗旱性最强，毕纳1号次之，韭菜坪2号抗旱性最弱。

3.结论与讨论

烟草的抗旱性是一个受多因素影响的、复杂的数量性状，且不同烟草品种的抗旱性机制也不尽相同，使得不同品种对某一具体指标的抗旱性反应也不一定相同，因此在评价烟草的抗性指标时应综合不同的指标，而不能孤立地把某一个指标作为抗旱性的唯一指标来鉴定。在作物抗逆性鉴定中，可使用逆境胁迫下与正常生长条件下测定值的比值（相对值）作为评价指标，采用相对比值进行分析，能减少不同品种各自的遗传背景差异，使结果更具代表性，本试验也得出类似结论。本试验根据各个指标的变化趋势综合考虑，4个烤烟品种的抗旱性强弱依次为云烟87>毕纳1号>黔西1号>韭菜坪2号。本试验仅对烟草品种的发芽期和苗期进行了抗旱性鉴定，因此试验的结果只代表这2个时期的抗旱性。发芽期和苗期抗旱性强的品种在干旱条件下发芽成苗好，幼苗生长较快，干物质积累多，为后期的生长奠定了较好的基础。