， ，

(1.臨汾職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 山西 臨汾 041000； 2.呂梁學(xué)院， 山西 離石 033000)

近年來，隨著人們對(duì)食療養(yǎng)生的日益關(guān)注，黑色食品受到很多人的青睞與追捧。而作為黑色食品之一的黑豆，是一種藥食同源的食品，有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、藥用價(jià)值及保健功效。我國(guó)是一個(gè)水資源嚴(yán)重匱乏的國(guó)家，約一半的國(guó)土面積位干旱和半干旱地區(qū)，嚴(yán)重威脅著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[1]。種子萌發(fā)是植物生命活動(dòng)歷程的開始，研究干旱對(duì)黑豆種子萌發(fā)的影響對(duì)于旱地栽培黑豆具有很大的理論意義和實(shí)踐意義。本試驗(yàn)通過不同濃度的PEG-6000模擬干旱脅迫處理，對(duì)黑豆種子魯黑豆1號(hào)、晉豆47號(hào)、豫豆4號(hào)的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，對(duì)其抗旱能力進(jìn)行初步評(píng)定，以期為黑豆的抗旱栽培及黑豆耐旱品種的選育提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

晉豆47號(hào)、魯黑豆1號(hào)、豫豆4號(hào)。

1.2 儀 器

人工智能恒溫培養(yǎng)箱、恒溫水浴鍋、電子天平等。

1.3 方 法

1.3.1 種子預(yù)處理

選擇顆粒大小一致、籽粒飽滿程度一致、色澤一致的種子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。用溫度為40 ℃的水浸泡黑豆種子6 h，之后用5%的次氯酸鈉處理3～8 min，然后用水洗凈，用濾紙吸干種子表面水分。

1.3.2 種子萌發(fā)處理

配制濃度為0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%的PEG-6000溶液(清水處理作為對(duì)照組)。選取黑豆種子，每組25粒，在培養(yǎng)皿中放置1層濾紙，用不同濃度的PEG-6000溶液浸透濾紙，將經(jīng)處理后的黑豆種子置于培養(yǎng)皿內(nèi)的濾紙上發(fā)芽，用保鮮膜將其封住，用記號(hào)筆在標(biāo)簽上分別標(biāo)注清楚試劑的濃度、時(shí)間和日期，然后將培養(yǎng)皿放置在人工培養(yǎng)箱中進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，設(shè)置溫度為(25 ℃)、濕度(75%)，在培養(yǎng)箱中光處理8 h，黑暗處理16 h。每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。

1.3.3 測(cè)量項(xiàng)目及數(shù)據(jù)處理

從種子放置處理好后第2天起開始觀察，每隔24 h觀察記錄1次。以胚根長(zhǎng)度等于種子長(zhǎng)度為萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，每天觀察濾紙的干濕程度，根據(jù)不同處理加相應(yīng)濃度的PEG-6000溶液，以保持濾紙濕潤(rùn)。在每組實(shí)驗(yàn)中，以1粒種子發(fā)芽為起點(diǎn)，記為該處理作用下種子萌發(fā)的始點(diǎn)，然后記錄每天種子的萌發(fā)個(gè)數(shù)，從第2天開始統(tǒng)計(jì)種子的發(fā)芽數(shù)，其中第4天統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽勢(shì)，第7天統(tǒng)計(jì)并計(jì)算種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)與活力指數(shù)。

各項(xiàng)指標(biāo)計(jì)算方法如下：

發(fā)芽率(%)=正常發(fā)芽種子數(shù)/25×100%；

發(fā)芽勢(shì)(%)=發(fā)芽4 d累積的發(fā)芽種子數(shù)/25×100%；

發(fā)芽指數(shù)=∑(Gt/Dt)；式中：Gt為逐日發(fā)芽數(shù)；Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)；

活力指數(shù)=發(fā)芽指數(shù)×幼苗重。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)芽率

由圖1可以看出，3個(gè)品種黑豆種子的發(fā)芽率隨著PEG濃度的增加而呈下降趨勢(shì)，但不同品種的下降程度有所不同。在PEG濃度為5%、10%、15%時(shí)，魯黑豆1號(hào)、晉豆47號(hào)、豫豆4號(hào)發(fā)芽率與對(duì)照組相比基本沒有變化。當(dāng)PEG濃度至15%以后，發(fā)芽率下降趨勢(shì)逐漸增大。當(dāng)用PEG濃度處理時(shí)，PEG濃度達(dá)15%～20%，晉豆47號(hào)發(fā)芽率最高，豫豆4號(hào)次之，魯黑豆1號(hào)最小。當(dāng)PEG濃度達(dá)25%時(shí)，豫豆4號(hào)發(fā)芽率最高，晉豆47號(hào)次之，魯黑豆1號(hào)最小。當(dāng)PEG濃度達(dá)30%時(shí)，晉豆47號(hào)、魯黑豆1號(hào)基本不萌發(fā)，豫豆4號(hào)有少量萌發(fā)。所以，從發(fā)芽率來看，魯黑豆1號(hào)、晉豆47號(hào)、豫豆4號(hào)種子所能承受的PEG模擬干旱脅迫濃度為30%之內(nèi)，當(dāng)PEG濃度小于20%時(shí)，晉豆47號(hào)抗旱性最強(qiáng)，豫豆4號(hào)次之，魯黑豆1號(hào)最差。當(dāng)PEG濃度達(dá)25%～30%時(shí)，豫豆4號(hào)抗旱性最強(qiáng)，晉豆47號(hào)次之，魯黑豆1號(hào)最差。

圖1 不同濃度的PEG-6000下黑豆種子的發(fā)芽率

2.2 發(fā)芽勢(shì)

由圖2可以看出，隨著PEG模擬干旱脅迫程度的加強(qiáng)，3個(gè)品種黑豆種子的發(fā)芽勢(shì)有不同程度下降。在PEG濃度為5%、10%、15%時(shí)，魯黑豆1號(hào)、晉豆47號(hào)、豫豆4號(hào)發(fā)芽勢(shì)與對(duì)照組相比略微下降。但PEG濃度至15%以后，發(fā)芽勢(shì)下降趨勢(shì)增大。當(dāng)PEG濃度小于25%時(shí)，用同一PEG濃度處理時(shí)，晉豆47號(hào)發(fā)芽勢(shì)最高，豫豆4號(hào)次之，魯黑豆1號(hào)最小。當(dāng)PEG濃度達(dá)30%時(shí)，豫豆4號(hào)、晉豆47號(hào)、魯黑豆1號(hào)的發(fā)芽勢(shì)分別為10.7%、4%、0.4%。所以，從發(fā)芽勢(shì)來看，魯黑豆1號(hào)、晉豆47號(hào)、豫豆4號(hào)所能承受的PEG模擬干旱脅迫濃度為30%之內(nèi)，當(dāng)PEG濃度小于25%時(shí)，晉豆47號(hào)抗旱性最強(qiáng)，豫豆4號(hào)次之，魯黑豆1號(hào)最差。當(dāng)PEG濃度達(dá)30%時(shí)，豫豆4號(hào)抗旱性最強(qiáng)，晉豆47號(hào)次之，魯黑豆1號(hào)最差。

圖2 不同濃度的PEG-6000下黑豆種子的發(fā)芽勢(shì)

2.3 發(fā)芽指數(shù)

由圖3可以看出，隨著PEG溶液濃度的增加，3種黑豆種子發(fā)芽指數(shù)明顯下降。當(dāng)PEG濃度小于20%時(shí)，晉豆47號(hào)發(fā)芽指數(shù)最高，豫豆4號(hào)次之，魯黑豆1號(hào)最小。當(dāng)PEG濃度達(dá)25%時(shí)，豫豆4號(hào)發(fā)芽指數(shù)最高，晉豆47號(hào)次之，魯黑豆1號(hào)最小。當(dāng)PEG濃度達(dá)30%時(shí)，發(fā)芽指數(shù)趨于0。所以，從發(fā)芽指數(shù)來看，3種黑豆種子所能承受的PEG模擬干旱脅迫濃度為30%之內(nèi)，當(dāng)PEG濃度小于20%時(shí)，晉豆47號(hào)抗旱性最強(qiáng)，豫豆4號(hào)次之，魯黑豆1號(hào)最差。當(dāng)PEG濃度達(dá)25%～30%時(shí)，豫豆4號(hào)抗旱性最強(qiáng)，晉豆47號(hào)次之，魯黑豆1號(hào)最差。

圖3 不同濃度的PEG-6000下黑豆種子的發(fā)芽指數(shù)

2.4 活力指數(shù)

由圖4可以看出，3種黑豆種子的活力指數(shù)均在干旱脅迫濃度加劇的情況下呈下降狀態(tài)。當(dāng)PEG濃度小于20%時(shí)，晉豆47號(hào)活力指數(shù)最高，豫豆4號(hào)次之，魯黑豆1號(hào)最小。當(dāng)PEG濃度達(dá)25%時(shí)，豫豆4號(hào)活力指數(shù)最高，晉豆47號(hào)次之，魯黑豆1號(hào)最小。當(dāng)PEG濃度達(dá)30%時(shí)，活力指數(shù)趨于0。所以，從活力指數(shù)來看，3種黑豆種子所能承受的PEG模擬干旱脅迫濃度為30%之內(nèi)，當(dāng)PEG濃度小于20%時(shí)，晉豆47號(hào)抗旱性最強(qiáng)，豫豆4號(hào)次之，魯黑豆1號(hào)最差。

當(dāng)PEG濃度達(dá)25%～30%時(shí)，豫豆4號(hào)抗旱性最強(qiáng)，晉豆47號(hào)次之，魯黑豆1號(hào)最差。

圖4 不同濃度的PEG-6000下黑豆種子的活力指數(shù)

3 結(jié) 論

由數(shù)據(jù)可得，不同實(shí)驗(yàn)濃度處理后的黑豆種子變化規(guī)律不同，各項(xiàng)萌發(fā)指標(biāo)均隨著干旱脅迫作用的加劇而呈下降狀態(tài)。3種黑豆種子萌發(fā)所能承受的PEG模擬干旱脅迫濃度的臨界值為30%。當(dāng)PEG濃度在0～20%時(shí)，晉豆47號(hào)抗旱性最強(qiáng)，豫豆4號(hào)次之，魯黑豆1號(hào)最差。當(dāng)PEG濃度在25%～30%時(shí)，豫豆4號(hào)抗旱性最強(qiáng)，晉豆47號(hào)次之，魯黑豆1號(hào)最差。

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研究結(jié)果類似。本研究亦表明，5份糯玉米雜交種間的秋水仙素加倍效果未達(dá)到顯著差異，這與前人的研究結(jié)果不同[11]，這可能與糯玉米基礎(chǔ)材料血緣關(guān)系比較近，而普通玉米品種的血緣關(guān)系較遠(yuǎn)(品種間差異顯著)有關(guān)，具體原因有待進(jìn)一步試驗(yàn)研究。滴心葉法、浸根、浸種、浸芽的加倍率均極顯著高于植株注射法，其中滴心葉法的加倍率高達(dá)11.14%，是應(yīng)用于糯玉米單倍體加倍生產(chǎn)實(shí)踐的最優(yōu)方法。

前人在試驗(yàn)研究中一般采取浸芽法或浸根法進(jìn)行普通玉米單倍體的化學(xué)加倍，并得出了最優(yōu)加倍時(shí)間為8 h，最優(yōu)秋水仙素濃度為0.6 mg/mL[6-7]。本試驗(yàn)選用源于西星糯1號(hào)的單倍體為供試材料，采用浸根法在不同秋水仙素濃度、不同時(shí)間下進(jìn)行糯玉米單倍體的加倍處理。方差分析結(jié)果表明，秋水仙素濃度間和處理時(shí)間之間均存在極顯著差異，表明藥劑濃度和處理時(shí)間是影響糯玉米單倍體加倍效果的重要影響因素。對(duì)于糯玉米單倍體化學(xué)加倍而言，適宜選用10 h的處理時(shí)間，濃度為0.7 mg/mL。

此外，鑒于秋水仙素是劇毒藥劑，篩選出對(duì)人畜、環(huán)境均友好的新型加倍藥劑[12]，是當(dāng)前普通玉米單倍體加倍方法的研究重點(diǎn)，而這些藥劑在糯玉米單倍體的加倍上效果如何，有待進(jìn)一步深入研究。

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