抗旱性试验

利用PEG鉴定烤烟品种抗旱性的研究

摘要：烤烟是需水量相对较大的作物，水分不足会严重影响烟叶的产质量。利用不同浓度的PEG模拟干旱胁迫对不同的烤烟品种种子进行处理，研究不同品种在干旱胁迫下种子的萌发和幼苗的生长特性，选出其中抗旱性较优的品种。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1 .1 植物材料

待测抗旱性烟种

1.1.2胁迫试剂

PEG.6000

1.2方法

1.2.1 高渗溶液的配制

采用PEG-6000作为处理剂，按照0，8%，12%，16%，20%的浓度梯度进行配制，形成不同渗透势的干旱胁迫处理。

1..

2.2 种子干旱胁迫处理

将不同浓度的PEG溶液做为定根水，施入各个烟种的营养钵内，每个营养钵里播种20-30颗种子，做两次重复。

1. 3 测定项目

1. 3. 1 种子萌发指标的测定

发芽势= (第7 天发芽种子数/ 供试种子数) *100%

发芽率= (第14 天发芽种子数/ 供试种子数) ×100 %

发芽指数GI =Σ( Gt/ Dt)

发芽均日=Σ( Gt ×Dt) / 发芽率

Gt 为逐日发芽数,Dt 为相应的天数

1. 3. 2 烟苗的生长指标测定第14 天,测定烟苗

的茎长、根长,3 次重复。

烟苗活力指数= 发芽指数×苗长(下胚轴+根长)

株高胁迫指数( PHSI) = (干旱下幼苗的株高/

对照幼苗的株高) ×100%

1. 3. 3 烟苗耐脱水力的测定于发芽试验第25

天,选用50 株幼苗,然后断绝幼苗水分供应,自然风

干,每隔3h 测一次鲜重,测定4 次,最后烘干称重,

由前2 次计算前期失水率,后2 次计算后期失水率。

1.3.4 化学指标的测定

脯氨酸的测定

脯氨酸是植物蛋白质的组分之一, 也是植物体

内重要的渗透调节物质, 在防御植物干旱伤害方面

起重要作用。脯氨酸以游离状态广泛存在于植物体

中, 通常含量甚微( 0. 2～0. 69 mg/ g干重) , 但是在干旱等胁迫下大量积累, 甚至增加百倍以上。由于脯氨

酸有较好的水合作用, 可以提高原生质的渗防止水分散失, 此外脯氨酸能提高原生质胶体的稳定性，

是稳定代谢的决定因素, 因而能够减少失水。

在干旱逆境下, 植物体内脯氨酸的积累决定于干旱

程度、持续期、植物种类和叶片中脯氨酸向其它组织

运输所需的时间。干旱诱发的脯氨酸积累有三条

途径: 失去了脯氨酸合成的反馈抑制作用、脯氨酸氧

化受到抑制和蛋白质合成受到抑制。对于烟草而

言, 研究表明吡咯啉- 5- 羧酸( P5C) 合成酶和P5C 还

原酶参与了L- 谷氨酸向L-脯氨酸的合成, 烟草

植株体内脯氨酸积累是因为其合成被活化和其降解

被钝化所致。在干旱胁迫下脯氨酸大量积累, 而复水

后2 d 左右即可恢复到处理前水平, 表明烟叶脯氨

酸含量对干旱胁迫的反应十分敏感, 而且在相同

干旱胁迫下脯氨酸积累程度与抗旱性明确相关, 如

L-脯氨酸抗旱性品种比野生型就要高几倍。由

此可以看出, 脯氨酸在抗旱性上扮演了一个非常重

要的角色。

脯氨酸的测定

MDA 是膜脂过氧化的最终产物。生物学上MDA 的含量可以反映膜脂的过氧化程度，含量越高表明植物抗逆和抗衰老能力越弱。

MDA的测定

酶活性通常情况下植物体内产生的活性氧如超氧阴离

子(O2H) 、氢过氧自由基(HO·2 ) 、过氧化氢(H2O2) 、羟

自由基( ·OH) 等不足以使植物受到伤害, 因为植物

体内有一套行之有效的抗氧化系统, 但是一旦遭到

严重的干旱胁迫, 活性氧的产生和抗氧化系统之间

的平衡体系就会被破坏, 从而损伤膜的结构和抑制

膜的活性, 最终导致细胞因氧化胁迫而受到伤害。植

物体中主要起作用的是抗氧化酶类, 包括抗坏血酸

过氧化物酶(APX) 、谷胱甘肽还原酶( GR) 氢酶(CAT ) 和超氧化物歧化酶( SOD) 等, 可将O2H彻底分解为H2O 和O2, 从而解除O2H导致的氧化胁迫。

当不同抗旱性的烟草品种遭受干旱胁迫时, GR 活性都有所升高; 对SOD 和APX 而言, 尽管在所有的品种中其活性都升高了, 但是抗旱品种比敏感品种升高的幅度大得多; 与此同时, 各个品种的CAT对于

对照只有轻微的上升,这表明CAT 在烟草抗氧化酶类中只起到辅助作

用。复水后CAT 和GR活性在短期内即恢复到对照水平, 而SOD 和APX

活性在较长时期内仍保持较对照高的水平[26] 。硝酸还原酶( NR)

是氧化代谢中的关键酶类, 催化硝酸盐同化途径中的第一步反应,

代谢速率快。烟草中NR 对干旱胁迫十分敏感, 即使在轻度胁迫下

受抑制的程度也明显大于其它酶类。干旱胁迫首先

引起NR 蛋白代谢的增加, 然后促进NR mRNA 的

代谢, 原有的NR 表达暂时延迟了水分胁迫诱导的

NR 活性的丧失[27] 。

NR的测定

APX的测定

CAT的测定

SOD的测定

GR的测定

膜透性的测定：取胁迫的叶子，用蒸馏水清洗3次，然后用滤纸将种子

吸干。取干净的叶子0.25 g，放入干燥的50mL锥形瓶中并加15 ml水密封浸泡24 h

以上，用DDS一11A型电导率仪测定电导率(E1)，然后在80℃下水浴30min，冷却

并振荡30min后测定电导率(E2)，细胞膜相对透性(P)=(El／E2)×100％。

叶绿素考虑用叶绿素仪测定

根系活力的测定（TTC法）

一、原理

氯化三苯基四氮唑（TTC）是标准氧化电位为80mV的氧化还原色素，溶于水中成为无色溶液，但还原后即生成红色而不溶于水的三苯