低温对小麦种子萌发和幼苗生长的影响

西南农业学敏　２０１０年２３卷１期　ＶＤ】．２３　Ｎｏ．１　Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　Ｃｈｉｎａ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ　文章编号：１００１－４８２９（２０１０）０１—００２２—０４　低温对小麦种子萌发和幼苗生长的影响　张泽全　，舒长生　，董雪芳　，赖运平　，李　俊　，魏会廷　，彭正松　，杨武云　（１．西华师范大学生命科学学院，四川南充四中学校，四川宜宾６４４００７）　６３７００２；２．四川省农业科学院作物研究所，四川成都６１００６６；３．四川省宜宾市第　摘要：以３个小麦品种为实验材料，在室温（１８℃）和低温（４℃）胁迫下测定发芽特性和幼苗（萌发ｌ５　ｄ）形态指标，以各性状低　温与室温下测定值的比值（相对值）作为小麦酎低温评价指标，评价小麦萌发和幼苗的耐低温特性。结果表明：低温降低小麦发　芽速度和阻碍幼苗生长，苗比根对低温敏感，低温的干鲜比大于室温的干鲜重比值；种子萌发和幼苗期的各性状相对值可以作为　鉴定小麦耐低温的评价指标。　关键词：小麦；低温；发芽指数；幼苗生长　中图分类号：￥５１２．Ｉ　文献标识码：Ａ　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　Ｌｏｗ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｎ　Ｓｅｅｄ　Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｓｅｅｄｌｉｎｇ　Ｇｒｏｗｔｈ　ｉｎ　Ｗｈｅａｔ　ＺＨＡＮＧ　Ｚｃ－ｑｕａｎ　．－，ＳＨＵ　Ｃｈａｎｇ．ｓｈｅｎｇ３ＤＯＮＧ　Ｘｕｅ－ｆａｎｇ。．一ＬＡＩ　Ｙｕｎ—ｐｉｎｇ　－一，ＬＩ　Ｊｕｎ　，ＷＥＩ　Ｈｕｉ－ｔｉｎｇ２，ＰＥＮＧ　Ｚｈｅｎｇ—ｓｏｎｇ　，ＹＡＮＧ　Ｗｕ—ｙｕｎ　，，（１．ＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，ＣｈｉｎａＷｅｓｔＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＳｉｃｈｕａｎＮａｎｃｈｏｎｇ６３７００２，Ｃｈｉａ；２．Ｃｒｎｏｐ　ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＳｉｅｈｕａｎＡｃａｄｅｍｙ　ｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｃｈｅｎｇｄｕ　６１００６６，Ｃｈｉｎａ；３．Ｙｉｂｉｎ　Ｎｏ．４　Ｍｉｄｄｌｅ　ｃｈｏｏｌ，ＳｉＳｃｈｕａｎ　Ｙｉｂｉｎ　６４４００７，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ　３　ｗｈｅａｔ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ∞ｍａｔｅｒＭｓ．ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ　ｉｎｄｅｘ　ｏｆ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　Ｗｅｒｅ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｔｈｅ　ｒａｔｉｏ　ｏｆｔｈｅｍｅｓａｕｒ￣ｖａｌｕｅ　ｏｆｔｒａｉｔｓ　ａｔ　ｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（１８℃）ａｎｄｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（４℃）ＷａＳｔａｋｅｎ聃ｔｈｅ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎｄｅｘ　ｏｆｌｏｗｔｅｍｐｅｒａ—　ｔｕｒｅ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｔｏ　ｅｖａｌｕａｔｅ　ｔｈｅ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｏｆ　ｗｈｅａｔ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｅｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ　ｔｈｅ　ｇｅｒｍｉ・　ｎａｔｉｏｎ　ｓｐ￣－ｄ　ａｎｄ　ｈｉｎｄｅｒｅｄ　ｔｈｅ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｍ　．Ｔｈｅ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｈａｄ　ｓｔｒｏｎｇｅｒ　ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｔｈａｎ　ｔｈａｔ　ｏｆｔｈｅ　ｒｏｏｔ．Ｔｈｅ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｄｒｙｗｅｉｇｈｔ　ａｎｄｆｒｅｓｈｗｅｉｉｓｈｔ　ａｔｌｏｗｔｅｍｐｅｍｔｅＷａ￥ｍｏｒｒｅｔｈａｎｔｈａｔ　ａｔ　ｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅ　ｖａｌｕｅｏｆｔｒａｉｔｓｉｎｐｅｒｉｏｄｏｆｔｈｅ　ｓｅｅｄ　ｇｅｒｍｉ—　ｎａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｔａｋｅｎ　ａｓ　ｔｈｅ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｉｎｄｅｘ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｗｈｅａｔ；Ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｎｇ　ｉｎｄｅｘ；Ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｇｒｏｗｔｈ　小麦是全球种植面积最大的粮食作物之一，全　世界３５％一４０％的人口以小麦为食，随着人口增　长，对小麦的需求将会继续增长。但全球耕地面积　有限，因此提高作物单产是各国关注的热点…。　低温对作物的伤害一直是许多地区农业生产主　要的自然灾害之一，尤其对在秋冬季节播种的小麦　危害更为严重　Ｊ。近年来，我国西南麦区由于阴雨　连绵，常常导致错过最佳播种期，往往推迟播种至　烂无法出苗，严重影响了小麦生产。因此，培育耐　低温小麦至关重要，加强小麦抗低温性的研究具有　实际意义。国内外学者已研究低温胁迫对小麦幼苗　生理生化特征的影响，如陈贵等报道低温对可溶性　糖含量、丙二醛含量、超氧物岐化酶活性、脯氨酸含　量变化、蛋白质含量和超氧自由基的影响　，而低　温胁迫对小麦发芽率和幼苗生长的影响的报道较　少。室内低温发芽及幼苗形态指标鉴定作物耐低温　性是最简单、周期最短的鉴定方法，目前已被广泛应　用［８－１２］。　１１月初甚至中旬；播时由于气温低，多数小麦品种　出芽率低及幼苗的生长发育缓慢，有的品种甚至腐　收稿日期：２００９—１０—１９　基金项目：国家自然科学基金（３０７７１３３８和３０８７１５３２）；国家　本试验选取３个小麦品种，在人工控制低温胁　迫条件下测定其发芽指数，幼苗株高，幼苗根长，苗　和根的干、鲜重以及干鲜重比值，旨在比较不同品种　幼苗期的耐低温差异，为小麦耐低温鉴定提供一种　可行的方法，为进一步进行小麦耐低温的研究提供　理论依据。　８６３计划（２００６ＡＡ１０ＺＩＣ６）；国家小麦产业技术体系；四川省国　际合作项目；四川省应用基础研究；四川省育种工程；四川省育　种攻关　作者简介：张泽全（１９８３一），女，在读硕士，专业方向：植物遗传　学，・为通讯作者，Ｅ—ｍａｌｌ：ｙｎｇａｗｕｙｕｎ＠ｙａｈｏｏ．Ｃｏｎｒ．ｃｎ。　１期　张泽全等：低温对小麦种子萌发和幼苗生长的影响　１材料与方法　１．１材料　表１低温逆境下小麦种子发芽指数的变化　Ｔａｂｌｅ　１　Ｃｈａｎｇｅ　ｏｆ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｎｇ　ｉｎｄｅｘ　ｏｆ　ｗｈｅａｔ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｕｎｄｅｒ　ｌｏｗ　ｔｅｒｎ【ｐｅｒａｔｕｒｅ　ｓｔｒｅｓｓ　实验选用３个小麦品种，分别是川麦４２、川农　１６和台长２９，川麦４２（穗重型）和川农ｌ６（穗数型）　是四川省近年来育成的两种不同类型的高产小麦品　种，台长２９为高感条锈品种，小麦品种由四川省农　科院作物所提供。　１．２测定内容和方法　１．２．１种子萌发选取川麦４２、川农１６和台长２９　２结果与分析　小麦种子各５０粒，放人铺有３层滤纸的培养皿中，　２．１低温对小麦种子发芽的影响　室温用蒸馏水浸１２　ｈ，然后倒掉多余的水，分别进行　结果表明：３个小麦品种在室温和低温处理的　低温４　ｏＣ处理，室温１８℃为对照，逐日记录发芽数，　发芽率均为１００％，说明３个小麦品种的种子都是　计算发芽指数（Ｇ，）。ＧＩ＝∑Ｇｔ／Ｄｔ，Ｇｔ为在ｔ日的发　合格的，发芽率没有受到低温的影响。由表１可知：　芽数，Ｄ￡为相应的发芽日数。发芽指数（　）值越　室温下３个品种的发芽指数相差很小，低温胁迫下　大，表明发芽速度快。　各小麦的发芽指数差异大。实验表明：低温抑制小　麦种子萌发，发芽速度较常温慢，但发芽总数不变；　低温对台长２９发芽速度影响较小，对川麦４２影响　较大。　１．２．２幼苗实验选取川麦４２、川农ｌ６和台长２９　小麦品种，种子精选后于铺有３层滤纸的直径９　ｃｍ　的培养皿中，室温用蒸馏水浸１２　ｈ，然后倒掉多余的　水，２４　ｈ后挑选胚芽萌动一致的种子播于培养皿　中，￣ｌｌｌｌ　４粒，３次重复，转入４　０（２冰箱内进行低温　处理，对照放于室温１８℃的培养室（同样进行无光　照处理），￣Ｉ－Ｉｌ　４粒，３次重复。１５　ｄ后测定幼苗株　干２４　ｈ测定苗干重和根干重。　２２低温对小麦幼苗的影响　由表２可知在低温胁迫后，小麦幼苗植株的苗　高根长和对照相比均显著降低，其相对比值均小于　３０％但相对根长大于相对苗高，说明低温严重阻　．，、，高，幼苗根长，苗鲜重，根鲜重，将幼苗在８０℃下烘　碍小麦幼苗和根的生长；且苗比粮对低温更敏感这　，’样有利于根系生长形成相对发达的根系，而发达的　为消除不同材料遗传背景的差异，采用性状相　根系吸收水肥的能力更强为植株生存和进一步生　对值作为评价小麦耐低温性的指标，相对值越大，说　长发育提供物质基础根据相对苗高、相对根长可　，，。明小麦在低温与室温条件下生长差异小，小麦耐低　温能力强。性状相对值＝ｘＬ／ｘＮ，ｘＬ为低温下测得　的各性状值，ｘＮ为室温下测得的各性状值。应用　ＳＰＳＳ统计软件分析各性状在室温与低温下的差异　显著性，以及各性状相对值的相关性分析。　以看出台长２９抗低温能力强，川麦４２抗性弱。　低温严重影响小麦各部分的干重和鲜重（表　２）与对照相比差异显著，明显降低。从苗和根相　，，对干鲜重值可知，３个品种的耐低温性与上述结论　一致、。　轰２低温对小麦幼苗的影响　Ｔａｂｌｅ　２　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｇｒｏｗｔｈ　ｏｆｗｈｅａｔ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｕｎｄｅｒｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　注：０．０５水平差异显著。　Ｎｏｔｅ：Ｓｉ　ｇｎｉｉｆｅａｎｔ　ａｔ　ｔｈｅ　０．０５　ｌｅｖｅｌ（２－ｔａｉｌｅｄ）．　西南农业学报　２３卷　表３低温对小麦幼苗的苗和根的干鲜重比的影响　Ｔａｂｌｅ　３　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｒｙ　ｗｅｉｇｈｔ　ｔｏ　ｆ　ｓｈ　ｗｅｉｇｈｔ　ｏｆ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｒｏｏｔ　ｏｆ　ｗｈｅａｔ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｕｎｄｅｒ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　１日相　数相Ｒ　ｅｌａｔｉｖｅ　Ｒｅｌａ　ｔｉｖｅｇｅｍ　ｇｅ丌ｍｎ砒’　ｎｇ　ｍｄｅｘ　ｎｄｅｘ　ｈ　。ｈ０ｏｔｅｌａｔｉｖｅ干ｄｒ重ｙ　ｅｉｇｈｔ　翼　Ｒｌｅｎｇｔｈ　ｈｗｅｉｅ　ｌａｔｉｖｅ鲜ｆｒｅ重ｓｈ翟　　ｏｆ　ｓｅｅｄｌｉｄｒｙｗｅｉｇｈｔ　Ｒｎ　ｇｈｔｇ　　ｗｅｉ．ｔ．　ｗｅ　ｇｈ　ｏｌ　ｒｏｏｔ　ｏｆ　ｄｌｍｉｎｇ　ｗｅｉｇｈｔ　ｏｆ　ｒｏｏｔ兽睾　篓　茎　喜　、　烹　踅　篓　ｍ＿　￣　－ｗ　）ＪＬＩ　，Ｉｘ　ＩＳ　Ｅｌ　ＦＥ，ＣＲ　￣　Ｊ　＇１　喜　擎　芝　三　系生长　适应低温逆境；　主　鉴定小麦耐低温性的评价指标翌　篓　差　警。　测定一项指标作为　ｉ。　境ｍ。ｚｌ￣　Ｉｚｔ：ｌ　　妄　嘉　藁　；　３讨论　和苗期各性状相对值作为小麦耐低温的鉴定指标具　不良的自然环境会对植物的生理机制造成一定　有可靠性，而且方法简单。　的伤害，严重时导致植物死亡。温度是作物生长发　参考文献：　［１］鲍文奎．机遇与风险ｌ０年育种研究的思考［Ｊ］．植物杂志，１９９０。　育过程中十分重要的生态因子，而低温是限制植物　１７（４）：４—５．　１期　张泽全等：低温对小麦种子萌发和幼苗生长的影响　［２］徐秋曼，陈宏．多效唑提高小麦幼苗抗低温能力的机理初探　［Ｊ］．天津师范大学学报，２００６，２６（１）．２５—５７．　［３］陈龙，吴诗光．低温胁迫下冬小麦幼苗期和拔节期某些生理生　化特性的变化［Ｊ］．种子，２００１（２）：１９—２０．　［４］陈贵，康宗利，张立军．低温胁迫对小麦生理生化特性的影响　［ｊ］．麦类作物学报，１９９８，１８（３）：４２—４４．　［５］杨春玲，宋志均，陈玉香，等．小麦抗寒性机理研究［Ｊ］．山西农业　科学，２００８，３６（１）：４９—５２．　［６］Ｍａｒｉａ　Ａ，Ｅｑｕｉｚａ，Ｊｕａｎ　Ｐ，ｅｔ　８１．Ｍｏ￣ｈｄｏｉｇｃｌａ，ａｎａｔｏｍｉｃａｌ　ａｎｄ　ｐｈｙｓｉｏｌｏｖｃａｌ　ｒｓｅｐｏｎｓｅｓ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｔｏ　ｄｉｅｒｅｎｔｉｌａ　ｓｈｏｏｔ　Ｖ８．ｒｏｏｔ　ｇｒｏｗｔｈ　ｉｎ－　ｈｉｂｉｔｉｏｎ　ａｔ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｉｎ　ｓｐｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｉｗｎｔｅｒ　ｗｈｅａｔ［Ｊ］．Ａｎｎ＇ｓ　ｏｆ　Ｂｏｔａｎｙ，２００１，８７：６７—７６．　［７］赵玉田，粱博文．冬小麦抗冻性鉴定的方法指标及筛选［Ｊ］．中国　农业科学，１９８７，２０（６）：７４—８Ｏ．　［８］和红云，薛琳，田丽萍，等．低温胁迫对甜瓜种子发芽及幼苗生　长发育的影响［Ｊ］．安徽农业科学，２００８，３６（８）：３１０３—３１０５．　［９］蒋向辉，余显权，赵福胜．贵州地方耐冷水稻品种芽期和苗期耐　冷性的相关性研究［Ｊ］．西南农业学报，２００４，ｌ７（２）：１７７—１８０．　［１０］宋友，王继安．早熟大豆发芽期和苗期耐寒性鉴定［Ｊ］．大豆　科学。２００１（３）：２９９—３０３．　［１１］苏玉环，赵金锋，张晓芳。等．低温对西瓜种子萌发及幼苗生长　的影响［Ｊ］．种子，２００８，２７（７）：５７—６０．　［１２］蒋燕，赵会杰．低温弱光处理对番茄幼苗生长的影响［Ｊ］．河　南农业科学，２００６（１）：８７—９１．　［１３］张爱芝，高志强，刘文平，等．各类小麦品种不同春化时间与抗　寒性的关系［Ｊ］．中国农业气象，２００７，２８（４）：４０３—４ｏ５．　［１４］成东雨．淮北麦区低温冻害对小麦生长的影响及预防补救措施　［Ｊ］．安徽农学通报，２００８，１４（１１）：２—７．　［１５］Ｂｍｂｏ—Ｂａｂｌｅ　Ａ　Ｌ．Ｇｅｎｅｔｉｃ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｃｏｌｄ　ｈａｒｄｉｎｅｓｓ　ｎａｄ　ｖｅｍＭｉｚａ—　ｔｉｏｎ　ｒｅｑｕｉｅｒｍｅｎｔ　ｉｎｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔ［Ｊ］．Ｃｒｏｐ　Ｓｃｉ，１９８８，２８（３）：８７９—　８８４．　［１６］ｃ．Ｍ．Ａｓｈｒａｆ，Ｓ．Ａｂｕ－Ｓｈａｋｒａ．Ｓｔｕｄｙｉｎｇ　ｓｅｅｄ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｕｎｄｅｒ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｅｒ　ａｎｄ　ｗａｔｅｒ　ｌｉｍｉｔ　ｉｎ　ｗｈｅａｔ［Ｊ］．Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ　Ｊｏｕｒｎｌａ，１９７８，　７０．　［１７］Ｋｏｍｅｒ　Ｃｈ，Ｌａｅｒｈｅｒ　Ｗ．Ｐｌａｎｔ　ｌｉｆｅ　ｉｎ　ｃｏｌｄ　ｃｌｉｍａｔｅｓ［Ａ］．Ｉｎ：Ｌｏｎｇ　ＳＰ，Ｗｏｏｄｗａｒｄ　ＦＩ，ｅｄｓ．Ｐｌａｎｔｓ　ａｎｄ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｅｒ［ｃ］．Ｓｙｍｐｏｓｉａ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｆｏｒ　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　Ｂｉｏｌｏｇｙ．Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ：Ｔｈｅ　Ｃｏｍｐａｎｙ　ｏｆ　Ｂｉｏｌｏｇｉｓｔｓ　Ｌｉｍｉｔｅｄ，１９８８．　［１８］Ｗｉｌｓｏｎ　ＪＢ．Ａ　ｅｒｖｉｅｗ　ｏｆ　ｅｉｖｄｅｎｃｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｓｈｏｏｔ：ｒｏｏｔ　ａｒｔｉｏ，　ｉｎ　ｅｒｌａｉｔｏｎ　ｔｏ　ｍｏｄｅｌｓ［Ｊ］．Ａｎｎａｌｓ　ｆｏＢｏｔａｎｙ，１９８８，７５：５３３—５３９．　［１９］Ｋｒｏｌ　Ｍ，Ｇｒｉｆｉｔｈ　Ｍ，Ｈｕｎｅｒ　ＮＰＡ．Ａｎ　ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ　ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｏｎ—　ｔｒｏｌ　ｆｏｒ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｓｕｔｄｉｅｓ：ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ　ｇｒｏｕｔｈ　ｋｉｎｅｔｉｃｓ　ｏｆｗｉｎｔｅｒ　ｒｙｅ　［Ｊ］．Ｃａｎａｄｉｎａ　Ｊｏｕｒｎａｌｏｆｂｏｔａｎｙ，１９８４，６２：１０６２—１０６８．　（责任编辑李洁）