5 种蒿属沙生半灌木种子萌发耐旱性研究

5 种蒿属沙生半灌木种子萌发耐旱性研究内容摘要：

第 34 卷 第 2 期 2015 年 2 月 种 子 （ Seed） Vol． 34 No． 2 Feb． 2015 5 种蒿属沙生半灌木种子萌发耐旱性研究 韩文娟， 王铁娟， 玉昉永 （ 内蒙古师范大学生命科学与技术学院 ， 呼和浩特 010022） 摘要： 利用不同浓度 PEG-6000 模拟干旱胁迫的方法，对白沙蒿（ Artemisia sphaerocephalla） 、黑沙蒿（ A． ordosica） 、乌丹蒿 （ A． wudanica） 、差不嘎蒿（ A． halodendron） 、褐沙蒿（ A． intramongolica） 种子萌发抗旱性进行研究。结果表明： 随着干旱胁 5 种植物的相对发芽率、相对发芽指数、相对发芽势、抗旱指数均降低。通过隶属函数综合评价， 5 种植物 迫浓度的增加， 的抗旱性顺序为乌丹蒿 ＞ 差不嘎蒿 ＞ 黑沙蒿 ＞ 褐沙蒿 ＞ 白沙蒿。 关键词： 干旱胁迫； 蒿属； 种子萌发 中图分类号： 文献标志码： Q 945． 78 A 文章编号： 1001 － 4705（ 2015） 02-0042-04 A Study on Drought Ｒesistance of Five Sand Plants of Artemisia Seeds HAN Wen-juan，WANG Tie-juan，YU Fang-yong （ College of Life Science and Technology，Inner Mongolia Normal University，Hohhot 010022，China） Abstract： The experiment was conducted to estimate the seed drought tolerance in Artemisia sphaerocephalla， A． Ordosica，A． wudanica，A． halodendron and A． intramongolica by simulated drought stress with different concentrations of PEG-6000． The results showed that the germination index，relative germination rate，relative germination potential and drought resistance index were decreased with increasing concentrations of PEG6000． According to the above four indicators，with subordinate function，the drought tolerance sequence of five experimental materials from high to low was： A． wudanica ＞ A． halodendron ＞ A． ordosica ＞ A． inteamongolica ＞ A． sphaerocephalla． Key words： drought stress； sand plants of artemisia； seed germination 白 沙 蒿 （ A． sphaerocephala） 、乌 丹 蒿 （ A． wudanica） 、差不嘎蒿 （ A． halodendron） 、黑沙蒿 （ A． ordosica） 、 蒿分布于科尔沁沙地西部，褐沙蒿分布于内蒙古中部 的浑善达克沙地，黑沙蒿主要分布于内蒙古西部的鄂 褐 沙 蒿 （ A． intramongolica ） 为 龙 蒿 亚 属 （ Subgen． Dracunculus） 龙蒿组 （ Sect． Dracunculus） 植物［1］。 这 5 尔多斯高原及周边的沙地与沙漠，白沙蒿在我国分布 较为广泛，除了西部荒漠地区以外，在中东部沙地飞 种植物均为沙生半灌木，形态特征较为相近，差不嘎蒿 分布于我国东部的科尔沁沙地和呼伦贝尔沙地 ，乌丹 播 ［2］ 。5 种生态习性相近，为不同地区沙生植被的建 群或优势种，均为防风固沙的重要植物，研究它们的抗 收稿日期： 2014 － 11 － 07 基金项目： 国家自然科学基金（ 编号： 31160130） ； 内蒙古自治区自然科学基金（ 编号： 2011 MS 0524） ； 内蒙古师范大学科学研究基金项目（ 编号： ＲCPY2-2012-K-049） 资助。 作者简介： 韩文娟（ 1986 － ） ，女，内蒙古乌兰察布人； 硕士，研究方向： 植物生态学； E-mail： shengkehan@ 163． com。 通讯作者： 王铁娟（ 1969 － ） ，女，河北任丘人； 教授，博士； 研究方向： 植物生态学； E-mail： wtj105@ 163． com。  （ 接上页） ［3］乌宁，额尔登陶格斯，斯琴巴特尔． 呼和浩特地区土壤铬含 1999， 12 量的调查［J］． 内蒙古教育学院学报： 自然科学版， （ 4） ： 42 － 44． ［4］李湘洲． 重金属铅和镉对土壤与作物的危害及防治［J］． 经 2000， 18（ 4） ： 12 － 13． 济林研究， · 42· ［5］张艳丽． Cu、Pb 胁迫对小麦种 子 萌 发 及 幼 苗 生 长 的 影 响 ［D］． 成都： 四川师范大学， 2008． ［6］李牡丹． 重金属 Pb 对芨芨草种子萌发及幼苗生长的影响 ［D］． 北京： 北京林业大学， 2008． 研究报告 韩文娟 等： 5 种蒿属沙生半灌木种子萌发耐旱性研究 旱性，对于沙漠化防治具有重要的指导意义 。 种子萌发是种子植物生活史中的关键阶段 ，也是 进行植物抗旱性研究的重要时期 。抗旱性是受多种因 素影响的复杂数量性状，采用多个指标进行综合评价 ［3］ 更具有可行性和可靠性 。 在加速抗旱鉴定和抗旱 育种进程中，简单、可靠、快速的鉴定指标对研究具有 ［4］ 重要意义 。 以 PEG-6000 模拟干旱胁迫，通过调节 溶液的渗透压限制水分进入种子来影响萌发 ，从而评 价植物萌发期的抗旱性被广泛应用 。本研究利用不同 浓度的 PEG-6000 对 5 种植物进行干旱胁迫试验，探讨 5 种植物萌发时对干旱抵抗能力的强弱，为研究它们 的抗旱机制提供参考。 1 材料来源 2013 年 11 月在 5 种植物的分布区，采集成熟种 ， 子 采集地和生境见表 1。 表1 2 不同植物种子采样地点与代号 代号 种名 采集地 生境 S 白沙蒿 内蒙古达拉特旗 半固定沙地 O 黑沙蒿 内蒙古达拉特旗 固定沙地 W 乌丹蒿 内蒙古赤峰市翁牛特旗 半流动沙地 H 差不嘎蒿 内蒙古赤峰市翁牛特旗 半固定沙地 I 褐沙蒿 内蒙古锡林郭勒盟桑根达来 固定沙地 试验方法 ［5］ 采用 Michel 和 Kaufmann 方 法 配 置 5 种 梯 度 PEG-6000 溶液，分别为 － 0． 2 MPa、－ 0． 4 MPa、－ 0． 6 MPa、－ 0． 8 MPa、－ 1． 2 MPa。 将饱满均匀的植物种子，利用 75% 的酒精消 毒 1 ～ 2 min 后，置于铺有滤纸的培养皿中。 每个培养皿 中各 50 粒，并对应加入等量的 PEG-6000 溶液，以蒸馏 水做空白对照（ ck） 。 种子发芽指数（ GI） = ∑ Gt / Dt 式中，N 为发芽种子总数； D 为供试种子总数： NM 为种子发芽达到最大峰值时的发芽数，一般以发芽总 ［7］ 天数的 1 /3 天内 （ 本研究为 10 d） 的发芽种子数计 算； Gt 为 t 天内的发芽数，Dt 为相应的发芽天数。 种子抗旱指数 = 渗透胁迫下种子萌发指数 / 对照 种子萌发指数； 种子萌 发 指 数 = （ 1． 00 ） Ｒd 2 + （ 0． 75 ） Ｒd 4 + （ 0． 50） Ｒd 6 + （ 0． 25） Ｒd 8，Ｒd 2、Ｒd 4、Ｒd 6、Ｒd 8 分别为第 2 天、第 4 天、第 6 天、第 8 天的种子萌发率。 相对指标 （ % ） = 处理指标 / 相对应的对照处理 × 100% ； 隶属 函 数 计 算 公 式 为： X （ i ） = （ X － Xmin ） / （ Xmax － Xmin） X 为试验材料某一指标测定值，Xmax、Xmin 分别 为所有试验材料某一测定指标的最大值和最小值 。 4 4． 1 结果与分析 不同 PEG-6000 胁迫浓度下种子萌发相对发芽 率的变化 由图 1 可知，随 PEG-6000 胁迫浓度的逐步增大， 各种子的相对发芽率都呈现不同程度的下降 。差不嘎 蒿（ H） 和褐沙蒿 （ I） 的相对发芽率在 － 0． 2 MPa 时呈 显著下降，白沙蒿（ S） 与黑沙蒿（ O） 在 － 0． 4 MPa 时显 著下降（ p ＜ 0． 05） ，但白沙蒿的下降幅度很大，－ 0． 4 MPa 时的相对发芽率为 5 种植物中最低的。 乌丹蒿 （ W） 相比其他植物下降幅度最小，－ 0． 6 MPa 时有近 一半的种子发芽，在 － 0． 8 MPa 时才呈现显著性降低 （ p ＜ 0． 05） ，而此时差不嘎蒿和褐沙蒿已经没有种子 发芽。胁迫浓度达到 － 1． 2 MPa 时，各植物均不再有 种子发芽。 于温度 25 ℃ ，光照 12 h，黑暗 12 h 的光照培养箱 中进行种子萌发。 以胚根长度大于等于种子长度的 1 /2 为标准，每 24 h 统计 1 次， 30 d 为 1 个周期［6］。 3 数据统计与处理 待种子萌发结束之后，利用 Excel 2007 对原始实 验数据进行处理，利用 SPSS 18． 0 进行数据的统计分 析。计算种子的发芽指数、发芽率、发芽势、抗旱指数 以及相对指标（ 相对发芽指数、相对发芽率、相对发芽 ［6］ 势） 。以相对指标及抗旱指数计算隶属函数值，以 此为标准衡量并综合判断各植物种子的抗旱能力 。 种子发芽率（ % ） = N / D × 100% ； 种子发芽势（ % ） = NM / D × 100% ； 注： 不同小写字母表示在 0 ． 05 水平上差异显著（ p ＜ 0． 05） ，下同。 图1 不同 PEG-6000 胁迫浓度下种子 萌发相对发芽率（ % ） 的变化 · 43· 第 34