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本文作者:李振华1龙明锦1刘一灵2叶定勇1作者单位:1贵州省烟草科学研究所2贵州大学农学院
烟草种子活力指标的相关性
烟草品种各性状的相关性分析结果见表3。可以看出,千粒重与种皮红度呈显著正相关(p<0.05)。浸泡液电导率与种皮黄度和△c值呈显著负相关(p<0.05)。绝对电导率与种皮红度呈显著负相关,与种皮色泽△h值呈显著正相关(p<0.05)。相对电导率与种皮红度和△c值呈显著负相关(p<0.05)。说明种子红度,黄度,△c值大的品种,浸泡液电导率和相对电导率相对较小,种子活力相对较高,而种皮色泽△h值大的品种,浸泡液电导率较大,种子活力较低。发芽率与千粒重、电导率、种皮色泽均无显著相关关系,说明在引动处理后,各个品种的萌发率与籽粒大小无明显关系,引发处理后低活力的品种种子萌发效率显著提高。
烟草品种种子活力相关指标的分层聚类分析
根据10项性状指标进行分层聚类分析。结果显示(表4),依据活力和萌发特性10份烤烟品种可划分为3大类型:Ⅰ‘低活力、高萌发率’,Ⅱ‘中等活力、高发芽率’,Ⅲ‘高活力、低萌发率’等3个类型。在划分的3类中,第Ⅰ类包含的品种仅为2份,包括韭菜坪2号和贵烟1号。第Ⅱ类包含南江3号,春雷3号,黔西1号等3个品种。第Ⅲ类仅包含了K326,云烟87和LFK326等5份品种资源,占参试品种(系)的半数。以上结果说明引动处理在品种间存在差异,低活力品种引发效果较高活力品种作用更显著。
种子引动的生理作用和对萌发的影响
种子引动后再回干的处理方法,加速了种子的萌发效率,提高了种子出苗的一致性和整齐性,使得播前处理在商业上成功运用。引动的生理作用主要包括打破种子休眠,延长或缩短种子寿命;加速种子细胞膜的修复,核酸和蛋白质的合成等[5]。引动不仅可以促进种子萌发和幼苗生长[13-14],而且对非生物逆境,如低温[15]、干旱[16-17]、高盐[18-19]等的抵御能力也显著提高。本研究表明,烟草种子在引动后进行播种,萌发时间缩短20h左右,而经回干处理后,种子的萌发效率与未引发处理基本一致,但萌发的整齐度提高,在76h左右萌发率基本都达到90%以上。目前,我国烟草生产上普遍采用GA3和PEG来引发种子[6]。GA3能明显促进烟草幼苗生长,其对茎伸长的促进作用明显强于根[20]。但在幼苗期,促进根的发育和活性意义可能更大,所以在GA3的基础上,采用激素的互作效应或者盐溶液处理,可能更有利于促进幼苗根系发育,这方面今后还需要进一步研究。目前,种子引发的作用机制还不十分清楚,可能主要是打破种子休眠,使得萌发和幼苗生长发育进程整体提前,回干后引发过的种子将保持这种状态,在适宜的外界条件下,种子将更快的进入萌动状态。
种子引动对核酸修复和自身活力的作用
种子的活力除受遗传性因素影响外,还受发育过程中环境因子的影响。本研究的10份种子成熟度均较好、生产条件基本上是一致的,其萌发特性存在的差异,如K326、LFK326、云烟87等的活力较高,而韭菜坪2号、贵烟1号等的活力相对较低,究其原因可能主要由基因型决定。各供试品种的种子经引发处理后,它们的萌发速率差异显著减小,由此说引发处理可能对于提高低活力品种萌发率的作用更为明显。一般认为,种子的活力与发芽率关系十分密切,活力高的种子萌发速率普遍较快,发芽率较高。本研究表明,高活力与低活力的品种经引发处理后,其发芽效率并没有显著差异,由此说明引发处理可能会减小高、低活力种子萌发效率的差异。Bray等[21]研究表明,未经引发处理高活力韭葱种子的DNA合成速率明显高于低活力种子,而引动期间或引动后24内高活力和低活力的韭葱种子胚中DNA的合成速率仅有微小差异。低活力的韭葱种子中存在部分降解的rRNA,而高活力种子中检测不到明显的rRNA降解,而在引发处理后,低活力种子胚中的rRNA也不易降解[21]。研究表明,rRNA完整性的丧失是种子萌发率降低和发芽率丧失的原因,引动可以促进DNA和RNA的合成与修复[5]。以上结果说明种子引动可能主要是使得整个萌发进程提前,而回干后较短时间内这种状态将保持,而在无引动处理时高活力的品种更快的进入萌发状态,而引发回干处理后,高活力的种子和低活力的种子均完成吸胀作用这个阶段,均很快进入萌发状态,虽然引动使得低活力和高活力种子萌发同步,但幼苗长势可能还存在一定差异。
种子成熟度和活力的关系及引动的效应
按生育进程,烟草种子可划分为白熟期、绿熟期、黄熟期、褐熟期、完熟期、枯熟期6个阶段,在各个时期种子发芽力差异较大,褐熟期至完熟期收获的种子成熟度较好、质量也较高[22]。本研究10个品种的种子均为褐熟期至完熟期收获,通过色度观测,发现10个品种籽粒色泽的变幅较大。相关性分析结果表明,颜色红度大的品种种子活力较高,所以说除遗传特性外,可能红度大的品种,种子成熟度较好,而活力也相对较高。今后可通过种子颜色红度值来初步预测种子的成熟度和活力。另外,颜色红度大的品种除其种子活力较高外,对云贵高原湿冷型气候的抗性也较强[23]。但关于不同成熟度种子引动的效应,目前还尚未见详尽报道,今后可做深入研究。