實驗報告 種子萌發(fā)及脅迫實驗

種子萌發(fā)及脅迫實驗1、 實驗目的通過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種子發(fā)芽率及各種生理指標的影響影響。2、 實驗原理鹽脅迫是由于高鹽濃度下，細胞或組織的滲透壓增加，導致內(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。同時，鹽脅迫還會造成離子毒害以及高鹽引起的營養(yǎng)虧缺、氧化脅迫等，這些都會造成種子的萌發(fā)及生長受到抑制，能耗增加。通過不同濃度的NaCl來處理種子，用來比較它們的耐鹽程度。水分脅迫是指植物水分散失超過水分吸收，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，都可能引起水分脅迫。不同植物及品種對水分脅迫的敏感性不同，影響不一。聚乙二醇（PEG6000）是一類不能通過細胞壁的大分子滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，對細胞毒性小，使植物組織和細胞處于類似干旱的水分脅迫之中。通過研究了不同濃度PEG6000模擬干旱脅迫對不同種子萌發(fā)的影響，觀測種子的發(fā)芽能力及生理變化，可以揭示不同植物的抗旱能力。3、 實驗材料、儀器及試劑3.1實驗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細長粉皮冬瓜王④新津研4號⑤海南大肉三號⑥密寶南瓜F13.2實驗儀器紗布、標簽紙、培養(yǎng)皿、托盤、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實驗藥品及試劑蒸餾水、PEG6000、氯化鈉固體等4、 實驗步驟4.1鹽脅迫處理材料預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。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，并在外壁貼上標簽。將處理好的種子均勻的放在培養(yǎng)皿中(1-4號分別20粒，5號6粒，6號18粒)，將其置于托盤上，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2mm作為發(fā)芽標準，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)、胚根長和胚芽長，并計算種子發(fā)芽勢(GE)、發(fā)芽率(GP)、發(fā)芽指數(shù)(Gi)、活力指數(shù)(Vi)。計算公式如下：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:相應發(fā)芽天數(shù))Vi=Gi*S(S：胚根鮮重，這里用主根長來代替)4.2水分脅迫處理與鹽脅迫的(1)(3)(5)(6)(7)操作步驟相同，將七個梯度的NaCl改為5個濃度梯度的PEG溶液，分別為10%、15%、20%、25%、30%。兩種處理共用一組對照(CK)，對照處理為蒸餾水。5、實驗記錄及分析5.1NaCl處理結(jié)果及分析①鹽脅迫對種子發(fā)芽胚根長(radiclelength)和胚芽長(germinallength)的影響在不同脅迫時間下，各不同品種種子發(fā)根長度和發(fā)芽長度均表現(xiàn)隨鹽濃度升

咼而下降的總趨勢。(表1)表1 不同NaCl濃度下各種子發(fā)根長度(RL)和發(fā)芽長度(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勢更好些，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)芽的當天,20mmol/L濃度的NaCl處理的根長相比與對照組減少了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，其根長相比分別較少了37.5%,47.3%,25.0%,37.3%,38.5%和7.1%。其中2號種子相對根長減少的最快，說明該品種對鹽濃度的變化敏感。對比不同的濃度處理可得，各品種在低濃度范圍內(nèi)，根長下降較顯著，在高濃度范圍內(nèi)，下降速度趨緩。表格中各種子的長芽的速度很慢，由于是瓜類種子，所以符合實際。從長芽的種子芽長中可得出低濃度的鹽溶液對長芽影響小，而高濃度對長芽影響較大。而4號種子和6號種子的芽長度均超過了對照，可以得出低濃度的鹽溶液對長芽有促進作用。②鹽脅迫對不同種子發(fā)芽勢(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)芽勢和發(fā)芽率隨鹽濃度增大均呈下降趨勢，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(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)芽勢發(fā)芽率很低，且只有濃度20mmol/L才發(fā)芽，其余均無發(fā)芽，說明這兩種種子對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號種子，這兩個品種所適應的NaCl范圍更加廣泛一些，除了最高濃度250mmol/L沒有發(fā)芽，其余濃度均有發(fā)芽。比較說明，4、6號種子比5號種子在相應的干旱條件下更易發(fā)芽。從發(fā)芽勢看，4號種子前三個濃度的發(fā)芽率為100%,到80mmol/L時發(fā)芽勢才開始降低，1、3、6號種子均從第二個梯度開始發(fā)芽勢降低，說明設置濃度范圍太大，應該縮小，而對于4號種子來說，前三個梯度對種子的發(fā)芽勢有促進作用。從發(fā)芽率來看4號種子前三個梯度發(fā)芽率都為百分之百，說明這三個濃度對種子的脅迫作用不大，而1、5號種子發(fā)芽率極低，對NaCl更為敏感，受到的鹽脅迫也最大。

③鹽脅迫對不同種子發(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。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)會隨之降低。從活力指數(shù)上來看，不同種種子之間相差很大，4號品種的活力指數(shù)最高，5號種子的活力指數(shù)最低，這種差異與其生長環(huán)境有關系，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，每個品種都有一個濃度分界線，超過這個濃度，其活力指數(shù)會下降的很快。5.2PEG處理結(jié)果及分析PEG模擬水分脅迫對不同種子發(fā)根長度和發(fā)芽長度。(表4)表4 不同PEG濃度下各種子發(fā)根長度和發(fā)芽長度單位/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，種子的根長每天的變化逐漸減少，說明種子胚根的生長隨著濃度的增高而減緩，濃度越大，則對種子的脅迫越大。25%與30%濃度對種子脅迫最高，種子的根長幾乎沒有發(fā)生變化。低濃度PEG處理脅迫對種子盛發(fā)芽日期均有一定的加速作用，與對照相比，1、2號種子均提前一天長根。PEG處理時，所有的種子均沒有長芽，則可得出：PEG對種子發(fā)芽具有抑制作用。PEG模擬水分脅迫對不同種子發(fā)芽率與發(fā)芽勢的影響。（圖5與圖6）圖5 不同PEG濃度下各種子的相對發(fā)芽勢（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%的條件下相對于對照組，發(fā)芽勢有著明顯的升高，說明在該濃度下，PEG對這兩種種子的發(fā)芽勢有促進作用。在其余濃度下，發(fā)芽勢均隨濃度的增加而降低，其中3號種子下降的最為明顯，在PEG為10%的時候，下降了83.3%，說明該種子對PEG脅迫極為敏感，且適應濃度范圍很小。其余的種子總體趨勢都是隨濃度增加而降低，在30%，發(fā)芽勢最低。圖6不同PEG濃度下各種子的相對發(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對種子的生長有很大的影響，低濃度PEG對種子有促進作用，而高濃度的PEG則抑