實(shí)驗(yàn)報(bào)告 種子萌發(fā)及脅迫實(shí)驗(yàn)

種子萌發(fā)及脅迫實(shí)驗(yàn)1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)NaCl、聚乙二醇等處理各種不同瓜類種子，研究鹽脅迫及水分脅迫對(duì)種子發(fā)芽率及各種生理指標(biāo)的影響影響。2、 實(shí)驗(yàn)原理鹽脅迫是由于高鹽濃度下，細(xì)胞或組織的滲透壓增加，導(dǎo)致內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定被破壞，從而影響種子的發(fā)芽以及根芽的生長(zhǎng)。同時(shí)，鹽脅迫還會(huì)造成離子毒害以及高鹽引起的營(yíng)養(yǎng)虧缺、氧化脅迫等，這些都會(huì)造成種子的萌發(fā)及生長(zhǎng)受到抑制，能耗增加。通過(guò)不同濃度的NaCl來(lái)處理種子，用來(lái)比較它們的耐鹽程度。水分脅迫是指植物水分散失超過(guò)水分吸收，使植物組織含水量下降，膨壓降低，正常代謝失調(diào)的現(xiàn)象。植物除因土層中缺水引起水分脅迫外，干旱、淹水、冰凍、高溫或鹽堿條件等不良環(huán)境作用于植物體時(shí)，都可能引起水分脅迫。不同植物及品種對(duì)水分脅迫的敏感性不同，影響不一。聚乙二醇（PEG6000）是一類不能通過(guò)細(xì)胞壁的大分子滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，對(duì)細(xì)胞毒性小，使植物組織和細(xì)胞處于類似干旱的水分脅迫之中。通過(guò)研究了不同濃度PEG6000模擬干旱脅迫對(duì)不同種子萌發(fā)的影響，觀測(cè)種子的發(fā)芽能力及生理變化，可以揭示不同植物的抗旱能力。3、 實(shí)驗(yàn)材料、儀器及試劑3.1實(shí)驗(yàn)材料共處理六種不同的種子，分別為：①超恒精選毛節(jié)瓜②優(yōu)選新綠寶吊瓜③細(xì)長(zhǎng)粉皮冬瓜王④新津研4號(hào)⑤海南大肉三號(hào)⑥密寶南瓜F13.2實(shí)驗(yàn)儀器紗布、標(biāo)簽紙、培養(yǎng)皿、托盤(pán)、膠頭滴管、燒杯、容量瓶、鑷子、直尺、鑰匙、電子天平、恒溫培養(yǎng)箱等3.3實(shí)驗(yàn)藥品及試劑蒸餾水、PEG6000、氯化鈉固體等4、 實(shí)驗(yàn)步驟4.1鹽脅迫處理材料預(yù)處理分別選取大小均勻，健康飽滿的6種不同種子，升汞消毒后將其置于培養(yǎng)皿中并加入蒸餾水在室溫下吸脹12小時(shí)。用200ml容量瓶分別配制20mmol/L、40mmol/L、60mmol/L、80mmol/L、150mmol/L、200mmol/L、250mmol/L七個(gè)梯度的氯化鈉溶液，將其置于干凈的燒杯中，備用。將吸脹好的種子置于干凈的吸水紙上將上面的水分擦干。剪大小合適的紗布，雙層置于干凈的培養(yǎng)皿底部，分別加入數(shù)滴不同濃度的NaCl溶液將紗布浸濕，并在外壁貼上標(biāo)簽。將處理好的種子均勻的放在培養(yǎng)皿中(1-4號(hào)分別20粒，5號(hào)6粒，6號(hào)18粒)，將其置于托盤(pán)上，并蓋上蓋子，放在27±2°C的恒溫培養(yǎng)箱中恒溫黑暗中培養(yǎng)。每天用水清洗種子一次，重新加入處理液，每四天換一次紗布，并每天記錄發(fā)芽的種子數(shù)，以根長(zhǎng)2mm作為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)，以培養(yǎng)皿中有一粒萌發(fā)即為該處理的發(fā)芽始期，連續(xù)十天不在有種子發(fā)芽為結(jié)束期。發(fā)芽期間，逐日記載發(fā)芽粒數(shù)、胚根長(zhǎng)和胚芽長(zhǎng)，并計(jì)算種子發(fā)芽勢(shì)(GE)、發(fā)芽率(GP)、發(fā)芽指數(shù)(Gi)、活力指數(shù)(Vi)。計(jì)算公式如下：GE=發(fā)芽高峰期發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù)X100%(以種子發(fā)芽的第二天測(cè)定)GP=Ga/Gn(Ga：第四天正常發(fā)芽種子數(shù)Gn：供試種子數(shù))Gi=E(Gt/Dt)(Gt:逐日發(fā)芽數(shù)Dt:相應(yīng)發(fā)芽天數(shù))Vi=Gi*S(S：胚根鮮重，這里用主根長(zhǎng)來(lái)代替)4.2水分脅迫處理與鹽脅迫的(1)(3)(5)(6)(7)操作步驟相同，將七個(gè)梯度的NaCl改為5個(gè)濃度梯度的PEG溶液，分別為10%、15%、20%、25%、30%。兩種處理共用一組對(duì)照(CK)，對(duì)照處理為蒸餾水。5、實(shí)驗(yàn)記錄及分析5.1NaCl處理結(jié)果及分析①鹽脅迫對(duì)種子發(fā)芽胚根長(zhǎng)(radiclelength)和胚芽長(zhǎng)(germinallength)的影響在不同脅迫時(shí)間下，各不同品種種子發(fā)根長(zhǎng)度和發(fā)芽長(zhǎng)度均表現(xiàn)隨鹽濃度升

咼而下降的總趨勢(shì)。(表1)表1 不同NaCl濃度下各種子發(fā)根長(zhǎng)度(RL)和發(fā)芽長(zhǎng)度(GL)品種1Ac<天數(shù)/dNaCl濃度/mmol/L1厶4RTGLRLGLRLGLRLGLRLGLRLCT單位/cmILL-/ILL-/ILL-/ILL-/ILL-/ILL-/0%(CK)//1.80//1.80//1.9020//1.50//1.50//1.7040//1.20//1.00//1.30260//0.70//0.60//1.1080//0.50//0.50//0.90150//0.20//0.4 0//0.70200//00//0.40//0.40250//00//00//000%//3.11.41.902.54.2//3.5 020//1.801.4 *02.24.8//3.0040//1.600.801.45.6//2.50360//1.200.3 '00.90//2.0080//0.90//0.70//1.50150//0.50//0.70//1.10200//00//0.50//0.80250//00//00//000%0.504.55.12.004.09.2 (0.3 03.8 0200.402.72.31.602.910.00.203.50400.202.01.31.102.27.8002.50460001.50.50.501.01.5002.3080001.000.201.00.8001.80150000.60000.90001.302000000000.60000.902500000000000000%0.905.55.83.005.112.51.104.20200.702.93.22.603.213.50.403.91.0400.502.22.51.902.58.5002.105600.301.60.91.101.62.1002.1080001.10.50.601.31.1001.40150000.60001.10.3001.002000000000.60001.102500000000000000%1.406.18.04.01.05.314.01.104.52.5200.902.95.53.00.83.5 14.00.504.02.0400.602.53.12.40.73.2 10.3003.50.96600.401.91.91.503.05.0002.5080001.30.91.001.4 2.5001.60150000.80001.11.0001.302000000000.7 0001.302500000000000000%1.606.39.15.31.25.514.21.304.72.7201.003.16.53.40.93.514.20.804.12.0400.802.63.92.60.53.410.4003.71.07600.602.13.01.603.26.0001.80800.201.42.11.001.52.9001.60150000.80001.31.3001.502000000000.70001.30250000000000000從表中可以看出，種子在水處理的條件下要比在鹽處理的條件下長(zhǎng)勢(shì)更好些，鹽的濃度越高，其受到的抑制程度越大。其各品種種子在各自發(fā)芽的當(dāng)天,20mmol/L濃度的NaCl處理的根長(zhǎng)相比與對(duì)照組減少了20.0%,16.7%,26.3%,16.7%,33.3%和10.5%。再脅迫到各自發(fā)芽的第四天，其根長(zhǎng)相比分別較少了37.5%,47.3%,25.0%,37.3%,38.5%和7.1%。其中2號(hào)種子相對(duì)根長(zhǎng)減少的最快，說(shuō)明該品種對(duì)鹽濃度的變化敏感。對(duì)比不同的濃度處理可得，各品種在低濃度范圍內(nèi)，根長(zhǎng)下降較顯著，在高濃度范圍內(nèi)，下降速度趨緩。表格中各種子的長(zhǎng)芽的速度很慢，由于是瓜類種子，所以符合實(shí)際。從長(zhǎng)芽的種子芽長(zhǎng)中可得出低濃度的鹽溶液對(duì)長(zhǎng)芽影響小，而高濃度對(duì)長(zhǎng)芽影響較大。而4號(hào)種子和6號(hào)種子的芽長(zhǎng)度均超過(guò)了對(duì)照，可以得出低濃度的鹽溶液對(duì)長(zhǎng)芽有促進(jìn)作用。②鹽脅迫對(duì)不同種子發(fā)芽勢(shì)(GE)和發(fā)芽率(GP)的影響。所有參試種子在鹽脅迫下，發(fā)芽均推遲，發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率隨鹽濃度增大均呈下降趨勢(shì)，但種子間有一定差異(表2)。在各處理中，低濃度鹽溶液處理的種子第4天基本完成發(fā)芽，而較高濃度鹽溶液處理的種子在第4天尚未完成發(fā)芽。第7天后，各處理的發(fā)芽數(shù)均不再改變。表2 不同NaCl濃度下各種子的發(fā)芽勢(shì)(GE)和發(fā)芽率(GP)品種NaC1濃度-4 c2.y*r?oJy*r? 4- 5— 6—mmol/LRGERGPRGERGPRGERGPRGERGPRGERGPRGERGP%0%60.060.080.085.090.095.095.0100.017.01.050.0100.020%35.045.070.075.090.090.0100.0100.033.350.065.085.040%30.040.065.075.070.075.0100.0100.00065.075.060%30.040.060.065.050.065.0100.0100.00060.065.080%20.025.055.065.045.055.085.080.00050.060.0150%0045.055.00080.080.00035.035.0200%00000060.060.00020.025.0250%000000000000從圖表中看，5種子的發(fā)芽勢(shì)發(fā)芽率很低，且只有濃度20mmol/L才發(fā)芽，其余均無(wú)發(fā)芽，說(shuō)明這兩種種子對(duì)NaCl處理極其敏感，只有在濃度非常低的條件下才能發(fā)芽，與之相反的為3、6號(hào)種子，這兩個(gè)品種所適應(yīng)的NaCl范圍更加廣泛一些，除了最高濃度250mmol/L沒(méi)有發(fā)芽，其余濃度均有發(fā)芽。比較說(shuō)明，4、6號(hào)種子比5號(hào)種子在相應(yīng)的干旱條件下更易發(fā)芽。從發(fā)芽勢(shì)看，4號(hào)種子前三個(gè)濃度的發(fā)芽率為100%,到80mmol/L時(shí)發(fā)芽勢(shì)才開(kāi)始降低，1、3、6號(hào)種子均從第二個(gè)梯度開(kāi)始發(fā)芽勢(shì)降低，說(shuō)明設(shè)置濃度范圍太大，應(yīng)該縮小，而對(duì)于4號(hào)種子來(lái)說(shuō)，前三個(gè)梯度對(duì)種子的發(fā)芽勢(shì)有促進(jìn)作用。從發(fā)芽率來(lái)看4號(hào)種子前三個(gè)梯度發(fā)芽率都為百分之百，說(shuō)明這三個(gè)濃度對(duì)種子的脅迫作用不大，而1、5號(hào)種子發(fā)芽率極低，對(duì)NaCl更為敏感，受到的鹽脅迫也最大。

③鹽脅迫對(duì)不同種子發(fā)芽指數(shù)(GI)和活力指數(shù)(VI)的影響。各種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)隨鹽濃度變化的總趨勢(shì)及品種間差異基本一致(表3)。種子間發(fā)芽指數(shù)存在較大差異，品種A最高，的發(fā)芽指數(shù)最低，明顯低于其它種子，這與不同種種子之間萌發(fā)特性有關(guān)。表3不同NaC1濃度下各種子的發(fā)芽指數(shù)(GI)和活力指數(shù)(VI)品種4 5 6-單位:：mmol/L 4 5 6-單位:：mmol/L GF-—VI———GF-—VI—―G^-02.84.57.849.15.931.3201.21.27.222.35.017.0401.61.37.01&24.712.2601.91.15.712.03.25.1801.20.35.27.32.72.7150004.23.400200000000250000000NaCl濃度：mmol/L 19.753.40.50.76.329.69.834.30.70.66.125.09.833.3006.222.99.831.4006.010.88.813.2004.36.98.010.4005.07.510.07.0002.83.6000000GIVI GIVI GIVI發(fā)芽指數(shù)受鹽濃度的調(diào)控，鹽濃度越高，其受到的脅迫越大，發(fā)芽指數(shù)會(huì)隨之降低。從活力指數(shù)上來(lái)看，不同種種子之間相差很大，4號(hào)品種的活力指數(shù)最高，5號(hào)種子的活力指數(shù)最低，這種差異與其生長(zhǎng)環(huán)境有關(guān)系，更主要的是受遺傳因素的影響。各品種的活力指數(shù)隨著鹽濃度的升高而降低，每個(gè)品種都有一個(gè)濃度分界線，超過(guò)這個(gè)濃度，其活力指數(shù)會(huì)下降的很快。5.2PEG處理結(jié)果及分析PEG模擬水分脅迫對(duì)不同種子發(fā)根長(zhǎng)度和發(fā)芽長(zhǎng)度。(表4)表4 不同PEG濃度下各種子發(fā)根長(zhǎng)度和發(fā)芽長(zhǎng)度單位/cm RL--GL-―RL-—GL——RL-—GL— RL--GL— RL-—GL10%0.901.10001.200015%0.400.90000.900020%0.200.70000.60002 25%0.700.60000.600030%0000000000■5 6-^LGL1.20■5 6-^LGL1.201.100.800.3 0天數(shù)/dPEG濃度/%1410%1.101.300.801.500.401.5015%0.701.100.600.900.201.2020%0.500.800.400.80000.90325%0.600.700.300.70000.5030%000000000000—0 0——0——31--^4——09——0—— 20-—15— 0——0—— 18-―00 0 0 18 0 0 0 13 0 0 00010——010%1.201.300.901.000.501.6015%0.801.500.800.900.201.3020%0.501.100.501.00000.90425%0.700.700.400.70000.7030%0000000000000 05 0 4554 2.00 4055 03 0 26010%120 150 120 120 060 170

15%0.701.500.901.000.301.3020%0.601.200.601.10000.90525%0.800.700.500.70000.8030%000000000000—0 0.9-―0—―5.5--58—— 3.0-—0—— 51--^.5—— 1.^-—0—oO—010%1.201.501.201.300.601.9015%0.801.601.001.300.301.4020%0.801.301.001.10001.10625%0.800.700.600.70000.8030%000000000000 14——0 6.1 80 40 10 53 80 110 4.1 2510%1.301.601.201.400.702.0015%0.901.601.001.100.301.30720%1.001.401.101.20001.3025%0.900.800.600.70000.9030%0000000000000160639.153195582130452從表中數(shù)據(jù)分析可得，種子的根長(zhǎng)每天的變化逐漸減少，說(shuō)明種子胚根的生長(zhǎng)隨著濃度的增高而減緩，濃度越大，則對(duì)種子的脅迫越大。25%與30%濃度對(duì)種子脅迫最高，種子的根長(zhǎng)幾乎沒(méi)有發(fā)生變化。低濃度PEG處理脅迫對(duì)種子盛發(fā)芽日期均有一定的加速作用，與對(duì)照相比，1、2號(hào)種子均提前一天長(zhǎng)根。PEG處理時(shí)，所有的種子均沒(méi)有長(zhǎng)芽，則可得出：PEG對(duì)種子發(fā)芽具有抑制作用。PEG模擬水分脅迫對(duì)不同種子發(fā)芽率與發(fā)芽勢(shì)的影響。（圖5與圖6）圖5 不同PEG濃度下各種子的相對(duì)發(fā)芽勢(shì)（RGE）RGE隨PEG濃度的變化PEG濃度1PEG濃度123456rm—rm—申申申中-.■IsLhls11rK—二F二/444444-Z品品品品品品由圖6可以看出，種子5、6在PEG濃度為10%的條件下相對(duì)于對(duì)照組，發(fā)芽勢(shì)有著明顯的升高，說(shuō)明在該濃度下，PEG對(duì)這兩種種子的發(fā)芽勢(shì)有促進(jìn)作用。在其余濃度下，發(fā)芽勢(shì)均隨濃度的增加而降低，其中3號(hào)種子下降的最為明顯，在PEG為10%的時(shí)候，下降了83.3%，說(shuō)明該種子對(duì)PEG脅迫極為敏感，且適應(yīng)濃度范圍很小。其余的種子總體趨勢(shì)都是隨濃度增加而降低，在30%，發(fā)芽勢(shì)最低。圖6不同PEG濃度下各種子的相對(duì)發(fā)芽率（RGP）RGP隨PEG濃度的變化+品種1亠品種2--品種+品種1亠品種2--品種3—品種4亠品種5亠品種6PEG濃度1005000 10 15 20 25 30圖6得出高濃度的PEG對(duì)種子的生長(zhǎng)有很大的影響，低濃度PEG對(duì)種子有促進(jìn)作用，而高濃度的PEG則抑