实验报告 种子萌发及胁迫实验

实验2：种子萌发及胁迫实验
种子萌发及胁迫实验
1、实验目的
通过NaCl、聚乙二醇等处理各种不同瓜类种子，研究盐胁迫及水分胁迫对种子发芽率及各种生理指标的影响影响。

2、实验原理
盐胁迫是由于高盐浓度下，细胞或组织的渗透压增加，导致内环境的稳定被破坏，从而影响种子的发芽以及根芽的生长。

同时，盐胁迫还会造成离子毒害以及高盐引起的营养亏缺、氧化胁迫等，这些都会造成种子的萌发及生长受到抑制，能耗增加。

通过不同浓度的NaCl来处理种子，用来比较它们的耐盐程度。

水分胁迫是指植物水分散失超过水分吸收，使植物组织含水量下降，膨压降低，正常代谢失调的现象。

植物除因土层中缺水引起水分胁迫外，干旱、淹水、冰冻、高温或盐碱条件等不良环境作用于植物体时，都可能引起水分胁迫。

不同植物及品种对水分胁迫的敏感性不同，影响不一。

聚乙二醇（PEG6000）是一类不能通过细胞壁的大分子渗透调节物质，对细胞毒性小，使植物组织和细胞处于类似干旱的水分胁迫之中。

通过研究了不同浓度PEG6000模拟干旱胁迫对不同种子萌发的影响，观测种子的发芽能力及生理变化,可以揭示不同植物的抗旱能力。

3、实验材料、仪器及试剂
3.1 实验材料
共处理六种不同的种子，分别为：①超恒精选毛节瓜②优选新绿宝吊瓜③细长粉皮冬瓜王④新津研4号⑤海南大肉三号⑥密宝南瓜F1
3.2 实验仪器
纱布、标签纸、培养皿、托盘、胶头滴管、烧杯、容量瓶、镊子、直尺、钥匙、电子天平、恒温培养箱等
3.3 实验药品及试剂
蒸馏水、PEG6000、氯化钠固体等
4、实验步骤
4.1 盐胁迫处理
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(1)材料预处理
分别选取大小均匀，健康饱满的6种不同种子，升汞消毒后将其置于培养皿中并加入蒸馏水在室温下吸胀12小时。

(2)用200ml容量瓶分别配制20 mmol/L、40 mmol/L、60 mmol/L、80 mmol/L、150 mmol/L、200 mmol/L、250 mmol/L七个梯度的氯化钠溶液，将其置于干净的烧杯中，备用。

(3)将吸胀好的种子置于干净的吸水纸上将上面的水分擦干。

(4)剪大小合适的纱布，双层置于干净的培养皿底部，分别加入数滴不同浓度的NaCl溶液将纱布浸湿，并在外壁贴上标签。

(5)将处理好的种子均匀的放在培养皿中（1-4号分别20粒，5号6粒，6号18粒），将其置于托盘上，并盖上盖子，放在27±2℃的恒温培养箱中恒温黑暗中培养。

(6)每天用水清洗种子一次，重新加入处理液，每四天换一次纱布，并每天记录发芽的种子数，以根长2㎜作为发芽标准，以培养皿中有一粒萌发即为该处理的发芽始期，连续十天不在有种子发芽为结束期。

(7)发芽期间，逐日记载发芽粒数、胚根长和胚芽长，并计算种子发芽势（GE）、发芽率（GP）、发芽指数（Gi）、活力指数（Vi）。

计算公式如下：
GE=发芽高峰期发芽的种子数/供试种子数×100% （以种子发芽的第二天测定）GP = Ga / Gn（Ga：第四天正常发芽种子数Gn：供试种子数）
Gi =∑(Gt/Dt) (Gt: 逐日发芽数Dt:相应发芽天数)
Vi = Gi*S （S：胚根鲜重，这里用主根长来代替）
4.2 水分胁迫处理
与盐胁迫的（1）（3）（5)（6）（7）操作步骤相同，将七个梯度的NaCl改为5个浓度梯度的PEG溶液，分别为10％、15％、20％、25％、30％。

两种处理共用一组对照（CK），对照处理为蒸馏水。

5、实验记录及分析
5.1 NaCl处理结果及分析
①盐胁迫对种子发芽胚根长(radicle length)和胚芽长(germinal length)的影响
在不同胁迫时间下，各不同品种种子发根长度和发芽长度均表现随盐浓度升
2
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3
高而下降的总趋势。

（表1）
表1 不同NaCl 浓度下各种子发根长度(RL)和发芽长度(GL)
品种
天数/d NaCl 浓度/mmol /L
1 2 3 4 5 6
单位/cm RL GL RL GL RL GL RL GL RL GL RL GL
0%(CK) / / 1.8 0 / / 1.8 0 / / 1.9 0 20 / / 1.5 0 / / 1.5 0 / / 1.7 0
40 / / 1.2 0 / / 1.0 0 / / 1.3 0 2 60 / / 0.7 0 / / 0.6 0 / / 1.1 0
80 / / 0.5 0 / / 0.5 0 / / 0.9 0 150 / / 0.2 0 / / 0.4 0 / / 0.7 0
200 / / 0 0 / / 0.4 0 / / 0.4 0 250 / / 0 0 / / 0 0 / / 0 0
0% / / 3.1 1.4 1.9 0 2.5 4.2 / / 3.5 0 20 / / 1.8 0 1.4 0 2.2 4.8 / / 3.0 0 40 / / 1.6 0 0.8 0 1.4 5.6 / / 2.5 0 3 60 / / 1.2 0 0.3 0 0.9 0 / / 2.0 0 80 / / 0.9 0 / / 0.7 0 / / 1.5 0 150 / / 0.5 0 / / 0.7 0 / / 1.1 0 200 / / 0 0 / / 0.5 0 / / 0.8 0 250 / / 0 0 / / 0 0 / / 0 0
0% 0.5 0 4.5 5.1 2.0 0 4.0 9.2 0.3 0 3.8 0 20 0.4 0 2.7 2.3 1.6 0 2.9 10.0 0.2 0 3.5 0 40 0.2 0 2.0 1.3 1.1 0 2.2 7.8 0 0 2.5 0 4 60 0 0 1.5 0.5 0.5 0 1.0 1.5 0 0 2.3 0 80 0 0 1.0 0 0.2 0 1.0 0.8 0 0 1.8 0 150 0 0 0.6 0 0 0 0.9 0 0 0 1.3 0
200 0 0 0 0 0 0 0.6 0 0 0 0.9 0 250 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0% 0.9 0 5.5 5.8 3.0 0 5.1 12.5 1.1 0 4.2 0 20 0.7 0 2.9 3.2 2.6 0 3.2 13.5 0.4 0 3.9 1.0 40 0.5 0 2.2 2.5 1.9 0 2.5 8.5 0 0 2.1 0 5 60 0.3 0 1.6 0.9 1.1 0 1.6 2.1 0 0 2.1 0 80 0 0 1.1 0.5 0.6 0 1.3 1.1 0 0 1.4 0 150 0 0 0.6 0 0 0 1.1 0.3 0 0 1.0 0 200 0 0 0 0 0 0 0.6 0 0 0 1.1 0 250 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0% 1.4 0 6.1 8.0 4.0 1.0 5.3 14.0 1.1 0 4.5 2.5 20 0.9 0 2.9 5.5 3.0 0.8 3.5 14.0 0.5 0 4.0 2.0 40 0.6 0 2.5 3.1 2.4 0.7 3.2 10.3 0 0 3.5 0.9 6 60 0.4 0 1.9 1.9 1.5 0 3.0 5.0 0 0 2.5 0 80 0 0 1.3 0.9 1.0 0 1.4 2.5 0 0 1.6 0 150 0 0 0.8 0 0 0 1.1 1.0 0 0 1.3 0 200 0 0 0 0 0 0 0.7 0 0 0 1.3 0 250 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0% 1.6 0 6.3 9.1 5.3 1.2 5.5 14.2 1.3 0 4.7 2.7 20 1.0 0 3.1 6.5 3.4 0.9 3.5 14.2 0.8 0 4.1 2.0 40 0.8 0 2.6 3.9 2.6 0.5 3.4 10.4 0 0 3.7 1.0 7 60 0.6 0 2.1 3.0 1.6 0 3.2 6.0 0 0 1.8 0 80 0.2 0 1.4 2.1 1.0 0 1.5 2.9 0 0 1.6 0 150 0 0 0.8 0 0 0 1.3 1.3 0 0 1.5 0 200 0 0 0 0 0 0 0.7 0 0 0 1.3 0 250 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
从表中可以看出，种子在水处理的条件下要比在盐处理的条件下长势更好
些，盐的浓度越高，其受到的抑制程度越大。

其各品种种子在各自发芽的当天，20mmol/L 浓度的NaCl 处理的根长相比与对照组减少了20.0％，16.7％，26.3％，16.7％，33.3％和10.5％。

再胁迫到各自发芽的第四天，其根长相比分别较少了37.5％，47.3％，25.0％，37.3％，38.5％和7.1％。

其中2号种子相对根长减少
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的最快，说明该品种对盐浓度的变化敏感。

对比不同的浓度处理可得，各品种在低浓度范围内，根长下降较显著，在高浓度范围内，下降速度趋缓。

表格中各种子的长芽的速度很慢，由于是瓜类种子，所以符合实际。

从长芽的种子芽长中可得出低浓度的盐溶液对长芽影响小，而高浓度对长芽影响较大。

而4号种子和6号种子的芽长度均超过了对照，可以得出低浓度的盐溶液对长芽有促进作用。

②盐胁迫对不同种子发芽势(GE)和发芽率(GP)的影响。

所有参试种子在盐胁迫下，发芽均推迟，发芽势和发芽率随盐浓度增大均呈下降趋势，但种子间有一定差异（表2）。

在各处理中，低浓度盐溶液处理的种子第4天基本完成发芽，而较高浓度盐溶液处理的种子在第4天尚未完成发芽。

第7天后，各处理的发芽数均不再改变。

表2 不同NaCl浓度下各种子的发芽势(GE)和发芽率(GP)
品种
NaCl浓度 1 2 3 4 5 6
mmol/L RGE RGP RGE RGP RGE RGP RGE RGP RGE RGP RGE RGP % 0% 60.0 60.0 80.0 85.0 90.0 95.0 95.0 100.0 17.0 1.0 50.0 100.0 20% 35.0 45.0 70.0 75.0 90.0 90.0 100.0 100.0 33.3 50.0 65.0 85.0 40% 30.0 40.0 65.0 75.0 70.0 75.0 100.0 100.0 0 0 65.0 75.0 60% 30.0 40.0 60.0 65.0 50.0 65.0 100.0 100.0 0 0 60.0 65.0 80% 20.0 25.0 55.0 65.0 45.0 55.0 85.0 80.0 0 0 50.0 60.0 150% 0 0 45.0 55.0 0 0 80.0 80.0 0 0 35.0 35.0 200% 0 0 0 0 0 0 60.0 60.0 0 0 20.0 25.0 250% 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
从图表中看，5种子的发芽势发芽率很低，且只有浓度20mmol/L才发芽，其余均无发芽，说明这两种种子对NaCl处理极其敏感，只有在浓度非常低的条件下才能发芽，与之相反的为3、6号种子，这两个品种所适应的NaCl范围更加广泛一些，除了最高浓度250mmol/L没有发芽，其余浓度均有发芽。

比较说明，4、6号种子比5号种子在相应的干旱条件下更易发芽。

从发芽势看，4号种子前三个浓度的发芽率为100%，到80mmol/L时发芽势才开始降低，1、3、6号种子均从第二个梯度开始发芽势降低，说明设置浓度范围太大，应该缩小，而对于4号种子来说，前三个梯度对种子的发芽势有促进作用。

从发芽率来看4号种子前三个梯度发芽率都为百分之百，说明这三个浓度对种子的胁迫作用不大，而1、5号种子发芽率极低，对NaCl更为敏感，受到的盐胁迫也最大。

4
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5
③盐胁迫对不同种子发芽指数(GI)和活力指数(VI)的影响。

各种子发芽指数和活力指数随盐浓度变化的总趋势及品种间差异基本一致（表3）。

种子间发芽指数存在较大差异，品种A 最高，的发芽指数最低，明显低于其它种子，这与不同种种子之间萌发特性有关。

表3 不同NaCl 浓度下各种子的发芽指数(GI)和活力指数(VI)
品种
NaCl
浓度：mmol /L 1 2 3 4 5 6
单位：mmol/L GI VI GI VI GI VI GI VI GI VI GI VI
0 2.8 4.5 7.8 49.1 5.9 31.3 9.7 53.4 0.5 0.7 6.3 29.6 20 1.2 1.2 7.2 22.3 5.0 17.0 9.8 34.3 0.7 0.6 6.1 25.0
40 1.6 1.3 7.0 18.2 4.7 12.2 9.8 33.3 0 0 6.2 22.9 60 1.9 1.1 5.7 12.0 3.2 5.1 9.8 31.4 0 0 6.0 10.8 80 1.2 0.3 5.2 7.3 2.7 2.7 8.8 13.2 0 0 4.3 6.9 150 0 0 4.2 3.4 0 0 8.0 10.4 0 0 5.0 7.5 200 0 0 0 0 0 0 10.0 7.0 0 0 2.8 3.6 250 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
发芽指数受盐浓度的调控，盐浓度越高，其受到的胁迫越大，发芽指数会随
之降低。

从活力指数上来看，不同种种子之间相差很大，4号品种的活力指数最高，5号种子的活力指数最低，这种差异与其生长环境有关系，更主要的是受遗传因素的影响。

各品种的活力指数随着盐浓度的升高而降低，每个品种都有一个浓度分界线，超过这个浓度，其活力指数会下降的很快。

5.2 PEG 处理结果及分析
①PEG 模拟水分胁迫对不同种子发根长度和发芽长度。

（表4）
表4 不同PEG 浓度下各种子发根长度和发芽长度
品种
天数/d PEG 浓度/%
1 2 3 4 5 6
单位/cm RL GL RL GL RL GL RL GL RL GL RL GL 10% 0.9 0 1.1 0 0 0 1.2 0 0 0 1.2 0 15% 0.4 0 0.9 0 0 0 0.9 0 0 0 1.1 0 20% 0.2 0 0.7 0 0 0 0.6 0 0 0 0.8 0
2 25% 0.7 0 0.6 0 0 0 0.6 0 0 0 0.
3 0 30% 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 1.8 0 0 0 1.3 0 0 0 1.0 0 10% 1.1 0 1.3 0 0.8 0 1.5 0 0.4 0 1.5 0
15% 0.7 0 1.1 0 0.6 0 0.9 0 0.2 0 1.2 0 20% 0.5 0 0.8 0 0.4 0 0.8 0 0 0 0.9 0 3 25% 0.6 0 0.7 0 0.3 0 0.7 0 0 0 0.5 0 30% 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 3.1 1.4 0.9 0 2.0 1.5 0 0 1.8 0 10% 1.2 0 1.3 0 0.9 0 1.0 0 0.5 0 1.6 0 15% 0.8 0 1.5 0 0.8 0 0.9 0 0.2 0 1.3 0 20% 0.5 0 1.1 0 0.5 0 1.0 0 0 0 0.9 0 4 25% 0.7 0 0.7 0 0.4 0 0.7 0 0 0 0.7 0 30% 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.5 0 4.5 5.1 2.0 0 4.0 5.5 0.3 0 2.6 0 10% 1.2 0 1.5 0 1.2 0 1.2 0 0.6 0 1.7 0
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15%0.7 0 1.5 0 0.9 0 1.0 0 0.3 0 1.3 0
20% 0.6 0 1.2 0 0.6 0 1.1 0 0 0 0.9 0
5 25% 0.8 0 0.7 0 0.5 0 0.7 0 0 0 0.8 0
30% 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0.9 0 5.5 5.8 3.0 0 5.1 7.5 1.1 0 3.8 0
10% 1.2 0 1.5 0 1.2 0 1.3 0 0.6 0 1.9 0
15%0.8 0 1.6 0 1.0 0 1.3 0 0.3 0 1.4 0
20% 0.8 0 1.3 0 1.0 0 1.1 0 0 0 1.1 0
6 25% 0.8 0 0.
7 0 0.6 0 0.7 0 0 0 0.
8 0
30% 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 1.4 0 6.1 8.0 4.0 1.0 5.3 8.0 1.1 0 4.1 2.5
10% 1.3 0 1.6 0 1.2 0 1.4 0 0.7 0 2.0 0
15%0.9 0 1.6 0 1.0 0 1.1 0 0.3 0 1.3 0
7 20% 1.0 0 1.4 0 1.1 0 1.2 0 0 0 1.3 0
25% 0.9 0 0.8 0 0.6 0 0.7 0 0 0 0.9 0
30% 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 1.6 0 6.3 9.1 5.3 1.2 5.5 8.2 1.3 0 4.5 2.7
从表中数据分析可得，种子的根长每天的变化逐渐减少，说明种子胚根的生长随着浓度的增高而减缓，浓度越大，则对种子的胁迫越大。

25%与30%浓度对种子胁迫最高，种子的根长几乎没有发生变化。

低浓度PEG 处理胁迫对种子盛发芽日期均有一定的加速作用，与对照相比，1、2号种子均提前一天长根。

PEG处理时，所有的种子均没有长芽，则可得出：PEG对种子发芽具有抑制作用。

②PEG模拟水分胁迫对不同种子发芽率与发芽势的影响。

（图5与图6）
图5 不同PEG浓度下各种子的相对发芽势（RGE）
4
3
2
1
6
5
0 10 15 20 25 30
由图6可以看出，种子5、6在PEG浓度为10%的条件下相对于对照组，发
6
实验2：种子萌发及胁迫实验
芽势有着明显的升高，说明在该浓度下，PEG对这两种种子的发芽势有促进作用。

在其余浓度下，发芽势均随浓度的增加而降低，其中3号种子下降的最为明显，在PEG为10%的时候，下降了83.3%，说明该种子对PEG胁迫极为敏感，且适应浓度范围很小。

其余的种子总体趋势都是随浓度增加而降低，在30%，发芽势最低。

图6 不同PEG浓度下各种子的相对发芽率（RGP）
4,6
3
2
1
5
0 10 15 20 25 30
图6得出高浓度的PEG对种子的生长有很大的影响，低浓度PEG对种子有促进作用，而高浓度的PEG则抑制作用甚至致死。

品种3的发芽率值比较低，说明品种3不适于PEG环境生长。

品种1在10到15梯度变化很大，说明最适浓度应该在这之间。

2、6变化浓度比较均匀。

5只在10和15间生长，其余不生长，说明其他浓度抑制了生长。

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实验2：种子萌发及胁迫实验
8
③PEG 模拟水分胁迫对不同种子发芽指数和活力指数。

（图7与图8）
图7 不同PEG 浓度下各种子的发芽指数（GI ）
图8 不同NaCl 浓度下各种子的活力指数（VI ）
由图7中得出，发芽指数在PEG 浓度为20%时最高，25%发芽指数最低。

由表8可以得出，各个品种随着PEG 浓度的升高，活力指数逐渐降低；其
0 10 15 20 25 30
2
3,1 4 5 6
0 10 15 20 25 30
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中，1、4、5在10和15之间降低的比值较大，其原因是在10到15中存在一个最适的浓度；2的变化浓度最大的值在15到20；3递减不明显6在20到25变化大。

另附种子胁迫实验第一天生长情况的图片记录。

图1-1 图1-2 图
1-3
图1-4 图1-5 图
1-6
图1-7 空白对照（蒸馏水）
实验2：种子萌发及胁迫实验
10
图2-1 图2-2 图
2-3
图2-4 图2-5
其中，空白对照为蒸馏水，培养皿底部铺上滤纸，图1-1至1-7为盐胁迫实验图片，NaCl 浓度在托盘处有标示，图2-1至2-5为水胁迫实验图片。

数据记录到第三天后，考虑到滤纸透气性不好，将滤纸全部换成纱布，其余条件不变。