王曉航,楊祥波,張振宇,于曉明,王紅運,劉禹夫
(1.吉林農業(yè)科技學院農學院,吉林吉林 132101;2.吉林省種子管理總站,吉林長春 130000)
水稻耐冷性,是水稻抗低溫能力的一個衡量指標。水稻品種間低溫發(fā)芽能力存在很大差異。水稻低溫冷害,通常指水稻在生長發(fā)育期間受到生理最低臨界溫度以下的持續(xù)低溫影響,從而導致水稻減產。低溫冷害是水稻生產的主要障礙之一,吉林省一般發(fā)生于4月中旬育苗期出現的凍害,既幼苗青枯;6月初、7月中旬本田期由延遲型冷害和障礙型冷害造成的“禿尖”“癟?!?,甚至不抽穗等。秧苗期受低溫為害后主要癥狀表現為苗葉變黃,黃色和褐色葉片從基部呈現。在二葉一心和三葉一心期,如果低溫持續(xù)低于14℃,秧苗易爛。
相關研究認為,水稻耐低溫發(fā)芽能力的遺傳機理十分復雜,不是由單一基因控制,并且存在于大多數水稻全基因組當中。國內外的相關研究為選育具有耐低溫發(fā)芽能力性狀的水稻新品種提供了理論依據,吉林省對于水稻品種耐低溫的相關研究還鮮見報道,因此,吉林省耐低溫發(fā)芽水稻種質資源篩選具有重要的意義。
本研究通過篩選50個吉林省水稻品種在低溫14℃的條件下的發(fā)芽率,以期確定該低溫條件下,不同水稻品種的低溫發(fā)芽性狀特性,從而篩選出低溫條件下水稻發(fā)芽能力較強,抗低溫性狀表現優(yōu)異的種質資源,為培育吉林省耐低溫的水稻新品種提供種質資源。
將選出的吉林省50個水稻品種分別挑選籽粒飽滿的種子300粒,均分三份,用作處理和重復。用75%乙醇對將所有種子進行消毒,消毒后用蒸餾水反復沖洗3遍,清洗后進行浸種工作,將已清洗的所有水稻籽粒分別放入培養(yǎng)皿中浸泡至種子吸水飽和,隨后人工有規(guī)則的擺放在培養(yǎng)皿中,并且保持濾紙濕潤。每個品種的一個處理放入正常30℃恒溫培養(yǎng)箱中進行種子發(fā)芽實驗,該處理用作對照實驗組,目的是判斷其種子是否能正常進行發(fā)芽生理進程。其它兩個處理放在14℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng),觀察其發(fā)芽情況。所有處理均統(tǒng)一觀察15天。本研究通過實驗的有27個品種,其余品種均在調查期結束前死亡。
參照韓龍植《水稻種質資源描述規(guī)范和數據標準》進行發(fā)芽情況調查統(tǒng)計。本實驗對照組正常7天后開始每天中午12點調查一次水稻發(fā)芽率,直到15天為止;14℃低溫處理5天后開始每天中午12點調查一次水稻發(fā)芽率,第15天最后一次調查結束。
發(fā)芽標準:以芽長達到種子長度的一半、根長達到種子長度時記為發(fā)芽。
發(fā)芽率GA(%)=N1/N2×100,式中GA為發(fā)芽率(%),N1為發(fā)芽粒數,N2為供試總粒數。
耐冷性評價方法:參照韓龍植等的評價方法,以培養(yǎng)15天的水稻發(fā)芽率作為水稻品種耐冷特性的評價指標。耐冷性強的水稻品種,其發(fā)芽率高于80%以上即為耐冷級別1;耐冷性一般的水稻品種,其發(fā)芽率在60%~80%之間即為耐冷級別5;耐冷性弱的水稻品種,其發(fā)芽率低于60%即為耐冷級別9。
本實驗采用Microsoft Excel和Dps13.01分析軟件進行數據整理和顯著性統(tǒng)計分析。
表1和圖1表明,不同處理的發(fā)芽率和耐冷性強度有顯著差異,其中宏科57、宏科67以及通禾66的發(fā)芽率顯著高于其他處理,并且耐冷性強度最高。其他處理的發(fā)芽率均在70%左右,但耐冷性均為一般強度。不同處理的發(fā)芽率差值在0.63%~13.57%。
水稻品種間低溫發(fā)芽能力存在很大差異。溫度可影響水稻的葉綠素含量、可溶性糖、游離脯氨酸含量等生理指標。本實驗表明,不同處理的發(fā)芽率和耐冷性強度有顯著差異,其中宏科57、宏科67以及通禾66的發(fā)芽率顯著高于其他處理,并且耐冷性強度最高??赡茉蚴瞧贩N特性起到主要作用,具體生理指標的相關變化還有待探討。從低溫育苗角度出發(fā),宏科57、宏科67以及通禾66具備當選低溫條件下開展實驗和機理研究的材料。