高粱种子萌发期耐低温材料的筛选与鉴定

西南农业学粳　２０１７年３Ｏ卷１期　Ｖｏｌ＿３０　Ｎｏ．１　Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　Ｃｈｉｎａ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａ　ｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ　文章编号：１００１—４８２９（２０１７）１—００２０—０６　ＤＯＩ：１０．１６２１３／ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｃｊａｓ．２０１７．１．００５　－＿－　同　粱种子萌发期耐　低温　材料的筛选与鉴定　Ｅ　－＿－。　张丽霞　，张明政　，张灵敏　，霍　岩　，王春语　，丛　玲　（１．辽宁省农业科学院创新中心，辽宁沈阳院食品科学与工程学院，辽宁锦州１１０１６１；２．辽宁省庄河市鞍子山乡农业技术服务站，辽宁庄河１１６４１４；３．辽宁医学　１２１０００；４．内蒙古赤峰市农牧科学研究院高粱研究所，内蒙古赤峰０２４０３１）　摘要：筛选、鉴定耐低温高梁材料及挖掘耐低温基因能极大地促进高粱耐低温品种的培育。本研究利用全球收集的６３１份高梁　材料经过８、６、４和２℃逐步低温处理的方法筛选鉴定，同时统计了高粱粒色与耐低温、染菌率的关系。最终筛选到７份耐低温较　强的高粱材料，其中１份来自中国的帚用高梁在２　ｑＣ低温处理１４　ｄ后仍有较高的相对萌发率和相对出苗率。高梁种子萌发期，白　粒高粱最易染菌，黄粒高粱次之，红粒高梁染菌率最低。耐低温级别高的材料不同粒色都有分布。表明６　ｃｃ或更低温度对种子的　萌发率和出苗率都具有非常大的影响。随着高粱粒色的逐渐加深，染菌率逐渐降低。　关键词：高粱；种子萌发；低温胁迫；相对萌发势；相对萌发率；相对出苗率　中图分类号：￥５１４　文献标识码：Ａ　Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｌｏｗ—ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｔ　Ｓｅｅｄ　Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　Ｓｔａｇｅ　ＺｈＡＮＧ　Ｌｉ—ｘｉａ　，ＺｈＡＮＧ　Ｍｉｎｇ—ｚｈｅｎｇ２ＺｈＡＮＧ　Ｌｉｎｇ—ｍｉｎ３ＨＵＯ　Ｙａｎ　一，ＷＡＮＧ　Ｃｈｕｎ—ｙｕ　，ＣＯＮＧ　Ｌｉｎｇ’　，，（１．Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆａｇｎｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ｓｈｅｎｙａｎｇ　１１０１６１，Ｃｈｉｎａ；２．Ａｎｚｉｓｈａｎ　Ａ　ｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｓｔ￣ｉｏｎ　ｏｆ　Ｌｉａａｎｉｎｇ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ｚｈｕａｎｇｈｅ　ｌ　１６４１４，Ｃｈｉｎａ；３．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｆｏｏｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，　Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ｊｉｎｚｈｏｕ　１２１０００，Ｃｈｉｎａ；４．Ｓｏｒｇｈｕｍ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｉｆｅｎｇ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　ａｎｄ　Ａｎｉｍａｌ　Ｈｕｓｂａｎｄｒｙ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｉｎｎｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｉａ　Ｃｈｉｆｅｎｇ　０２４０３　１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｉｄｅｎｔｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｔｈｅ　ｌｏｗ—ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｔ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｎｄ　ｇｅｎｅｓ　ｃａｎ　ｇｒｅａｔｌｙ　ｐｒｏｍｏｔｅ　ｔｈｅ　ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｏｗ—ｔｅｎｌｐｅｒ－　ａｔｕｒｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｔ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｏｆ　ｓｏｒｇｈｕｍ．６３　１　ｓｏｒｇｈｕｍ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｗｈｏｌｅ　ｗｏｒｌｄ，ｗｅｒｅ　ｔｒｅａｔｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　８，６，４　ａｎｄ　２℃ｓｔｅｐｗｉｓｅ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｗｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｓｏｒｇｈｕｍ　ｇｒａｉｎ　ｃｏｌｏｒ　ａｎｄ　ｌｏｗ—ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｔ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｎｆｅｃｔｉｏｎ　ｒａｔｅ．７　ｈｉｇｈｅｒ　ｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｔ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｗｅｒｅ　ｏｂｔａｉｎｅｄ，ａｎｄ　１　ｂｒｏｏｍ　ｓｏｒｇｈｕｍ　ｆｒｏｍ　Ｃｈｉｎａ　ｈａｄ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈｅｒ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ａｎｄ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ－ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ　ｒａｔｅ　ａｆｔｅｒ　２　ｌｏｗ—ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｆｏｒ　１４　ｄ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｙｅｌｌｏｗ　ｓｏｒｇｈｕｍ　ａｎｄ　ｒｅｄ　ｓｏｒｇｈｕｍ．ｗｈｉｔｅ　ｓｏｒｇｈｕｍ　ｉｓ　ｅａｓｉｅｓｔ　ｔｏ　ｉｎｆｅｃｔ　ｂａｃｔｅｒｉａ　ａｔ　ｔｈｅ　ｓｅｅｄ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｓｔａｇｅ　Ｒｅｄ　ｓｏｒｇｈｕｍ　ｉｓ　ｍｏｓｔ　ｄｉｉｃｕｌｆｔ　ｔｏ　ｉｎｆｅｃｔ　ｂａｃｔｅｒｉａ．Ｍｏｒｅ　ｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｒｅ—　ｓｉｓｔａｎｔ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｈａｖｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｇｒａｉｎ　ｃｏｌｏｒ．６　ｏｒ　ｌｏｗｅｒ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｗｉｌｌ　ｈａｖｅ　ｖｅｒｙ　ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｔ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ａｎｄ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ－ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ　ｒａｔｅ．Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｅｐｅｎｉｎｇ　ｏｆ　ｓｏｒｇｈｕｍ　ｇｒａｉｎ　ｃｏｌｏｒ，ｔｈｅ　ｉｎｆｅｃｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ｉｓ　ｇｒａｄｕａｌｌｙ　ｒｅｄｕｃｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｓｏｒｇｈｕｍ　ｂｉｃｏｌｏｒ；Ｓｅｅｄ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ；Ｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｓｔｒｅｓｓ；Ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｖｉｇｏｒ；Ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ；Ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ—ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ　ｒａｔｅ　植物的抗寒性包括冻害（零下低温）和冷害（零　水稻耐低温品种的筛选鉴定、耐低温相关基因的定　位克隆、耐低温分子调控机制研究以及水稻耐低温　上低温），常规大田作物在整个生育期遭遇零下低　温的极端天气很少，但冷害现象却时常发生。关于　收稿日期：２０１６—０２—２３　育种等方面都有较深入研究　Ｊ。玉米关于耐低温　的研究报道也较多，鉴定筛选出的耐低温种质资源　在实践生产和育种中有重要作用　－６］。　关于高粱低温冷害方面的研究国内外都有相关　报道。在２０世纪８０年代初，我国就相继开展了关　基金项目：国家现代农业产业技术体系项目“高粱重要抗性资　源鉴定筛选与种质创新（ＣＡＲＳ－０６－０１－０６）”；辽宁省科技攻关项　目“主要作物生物育种技术研究（２０１１２０８００１）”；国家自然科学　基金“高粱茎秆蜡层缺失突变体ｓｂｌ基因克隆及功能研究　（３１５００２０３）”。　作者简介：张丽霞（１９８１一），女，内蒙古乌拉特前旗人，博士研　究生，助理研究员，研究方向：高粱、玉米抗逆基因挖掘及功能鉴　定，Ｅ—ｍｉａｌ：ｚｈａｎｇｌｘ９９３＠ｓｏｈｕ．ｃｏｒｎ。　于高梁耐低温材料的筛选、鉴定等研究工作　卜　Ｊ。　Ｍａｊｏｒ（１９８２）等对Ｐｒｉｄｅ　Ｐ１３０高梁苗期进行短期低　温处理，发现低温虽使开花延迟３　ｄ、分蘖增多，但对　１期　张丽霞等：高粱种子萌发期耐低温材料的筛选与鉴定　２１　株高、叶数、籽粒产量、粒数或粒重的影响较小　。　Ｋｎｏｌｌ等利用Ｓｈａｎ　Ｑｕｉ　Ｒｅｄ（耐低温品种）和ＳＲＮ３９　准。　选取籽粒饱满、均匀一致且无病虫害的风干种　（低温敏感品种）构建的ＲＩＬ群体挖掘耐低温相关　的ＱＴＬｓ　ｊ　１５］。Ｂｅｋｅｌｅ等揭示在低温胁迫下高粱苗　期耐低温的遗传复杂性，且挖掘与非生物胁迫相关　的ＱＴＬｓｌ１６］。但是有关高梁低温相关研究不多，筛　选鉴定的方法、指标等不完善，高粱耐低温ＱＴＬｓ、基　因挖掘的研究报道较少，基本没有在生产实践中应　子１００粒，放在垫有毛巾的发芽盒中，加入一定量的　无菌水，使毛巾保持湿润的状态。将发芽盒置于人　工气候箱进行低温处理。对照材料置于２５℃培养　架上３　ｄ后统计种子的萌发率，萌发５　ｄ后统计种子　的出苗率。　相对萌发势＝（处理后８　ｄ种子的实际萌发率／　用。目前高粱生产实践中较为突出的问题之一是高　梁播种后遭遇低温，影响种子活力导致出苗率低或　在土壤中“粉种”、霉烂，给高梁生产带来较大损　失　。为了促进和加快高粱育种工作，深人开展　高粱耐低温研究，首先必须筛选鉴定出适用于生产　实践的耐低温材料，也为进一步定位、克隆耐低温基　因以及揭示高粱耐低温的分子机制奠定基础。　低温条件下，萌发势和萌发率是评价材料耐低　温的重要指标之一，本研究利用人工气候箱对从中　国以及其他世界各地收集的６３　１份高梁材料进行种　子萌发期耐低温材料筛选、鉴定，从中筛选出优良的　耐低温材料以供后期研究使用。　对照种子萌发率）×１００％　相对萌发率＝（处理后１４　ｄ种子的实际萌发　率／对照种子萌发率）×１００％　相对出苗率＝（处理后种子的实际出苗率／对　照种子出苗率）×１００％　试验重复２—３次，求平均值进行统计。　统计标准如表１，耐低温级别达到一级的材料　继续进行６、４和２　ｃＣ的低温筛选，１４　ｄ后统计相对　萌发率，随后统计相对出苗率。　２结果与分析　２．１低温处理对种子相对萌发势、相对萌发率和相　对出苗率的影响　１材料与方法　１．１试验材料　低温条件下，种子的萌发势和萌发率是评价品　种耐低温的重要指标之一　Ｊ。前人研究结果表明，　本试验收集了中国以及全球不同地区（非洲、　亚洲、美洲和北美洲等）、不同类型（甜高粱、粒用高　粱、草用高粱、帚用高粱和国内农家种）的高粱材料　６３１份，其中包括国际热带半干旱地区作物研究所　（ＩＣＲＩＳＡＴ）提供的微核心种质２４３份，中国国家作　物种质库中期库提供国内农家种２５１份，辽宁省农　业科学院创新中心国家高粱改良中心提供甜高粱、　草用高粱和国内常规品种等１３６份和通辽市农科院　提供选育品种１份。地区的广泛性和品种的多样性　更有利于筛选到优良的耐低温材料。　１．２试验方法　利用国产ＭＧＣ一３５０ＨＰ一２型人工气候箱（上海一　高梁萌发的最低土温为８～１０℃，最适温度为２０～　３０℃，出苗的最低温度为１０～１２℃，超过２０℃出　苗率显著增高　＇Ｂ’　。因此，选择８　ｃ【＝处理８　ｄ后　统计相对萌发势、１４　ｄ后统计相对萌发率、２５℃生　长５　ｄ后统计相对出苗率，统计标准如表１所示，作　为高粱种子萌发阶段耐低温材料的筛选条件。供试　的６３１份材料中相对萌发势达到一级、二级、三级、　四级、五级和六级的样品数分别为２１、３９、４８、５ｌ、６１　和４１１份，占总样品比例分别为３．３％、６．２％、７．６　％、８．１％、９．７％和６５．１％。相对萌发率达到一　级、二级、三级、四级、五级和六级的样品数分别为　９１、１２０、１０２、８８、７８和１５２份，占总样品比例分别为　１４．４２％、ｌ９．０２％、ｌ６．１６％、１３．９５％、ｌ２．３６％和　恒科学仪器有限公司），对收集到的６３１份高粱材　料８　ｏＣ低温胁迫处理８天后统计种子的相对萌发　势，１４　ｄ后统计种子的相对萌发率，随后置于２５℃　２４．０９％。相对出苗率达到一级、二级、三级、四级、　五级和六级的样品数分别为３０８、１５７、７２、４５、３４和　１５份，占总样品比例分别为４８．８ｌ％、２４．８８％、ｌ１．４１　％、７．１３％、５．３９％和２．３８％（图１）。２５℃培养条件　人工气候室的培养架上５　ｄ后统计相对出苗率。萌　发以种子露白为标准，出苗以２片子叶完全展开为　表１　相对萌发势、相对萌发率和相对出苗率统计标准　Ｔａｂｌｅ　１　Ｔｈｅ　ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ　ｓｔａｎｄａｒｄｓ　ｏｆ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｓｅｅｄ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｖｉｇｏｒ，ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｒａｔｅｓ　ａｎｄ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ—ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ　ｒａｔｅｓ　西南农业学报　３Ｏ卷　４２０　３５０　１２０　叁２８０　叁　辍２１０　辍８Ｏ　Ⅱ口　鬟１４ｏ　７０　Ｏ　一４Ｏ　蓁　所有材料均８℃低温处理　级二级三级四级五级六级　Ｏ　图１供试高粱材料相对萌发势、相对萌发率和相对出苗率　Ｆｉｇ．１　Ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｓｅｅｄ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｖｉｇｏｒ，ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｒａｔｅｓ　ａｎｄ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ—ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ　ｒａｔｅｓ　ｏｆ　ｔｅｓｔｅｄ　ｓｏｒｇｈｕｍ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　下，３　ｄ后种子萌发率达到最大值。由此可见，８℃　低温处理不同程度上影响了种子的萌发势、萌发率　和出苗率。利用ＤＰＳ（Ｄａｔａ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）数据　的材料萌发率特别低甚至不能萌发，品种间差异显　著。萌发阶段，如果想从大量材料中筛选鉴定耐低　温级别较高的材料，适当降低胁迫温度或者延长低　处理系统分析了８　ｏＣ低温胁迫处理后相对萌发势和　相对萌发率的相关性，结果表明，相关系数ｒ为０．　６６、Ｐ值为０．０００１（相关系数临界值口＝０．０５时，ｒ＝　０．０９；口＝０．Ｏ１时，ｒ＝０．１２）达到极显著正相关，即　相对萌发势高的材料最终的相对萌发率也高。一般　情况下，大部分材料符合此规律，但也存在８℃低温　胁迫处理８　ｄ后相对萌发势较低而处理１４　ｄ后相对　萌发率却很高的材料。比如相对萌发势达到六级的　４１１份材料中最终相对萌发率达到一级的材料共有　１８份，占相对萌发率达到一级材料的ｌ９．８％。８℃　低温处理１４　ｄ后置于２５℃环境中统计相对出苗　率，如图１所示，相对出苗率达到５５％以上的材料　５３７份，占样品总数的８５．１％。由此可见，８℃低温　处理对种子出苗率影响较小。　温胁迫时间。因此，把耐低温级别达到一级的材料　继续进行更低温度的胁迫处理，统计相对萌发率和　相对出苗率。　首先，将８　ｏＣ低温处理条件下相对萌发率达到　一级的９１份材料置于６　ｏＣ低温处理１４　ｄ后统计相　对萌发率，随后置于２５℃条件下生长５　ｄ统计相对　出苗率。如图２所示，９１份材料中相对萌发率达到　一级、二级、三级、四级、五级和六级的样品数分别为　３２、１３、１２、７、５和２２份，占试验样品比例分别为３５．　１６％、１４．２９％、１３．１９％、７．６９％、５．４９％和２４．１８　％。相对出苗率达到一级、二级、三级、四级和五级　的样品数分别为１７、４３、１７、８和６份，占试验样品比　例分别为１８．６８％、４７．２５％、１８．６８％、８．７９％和　６．５９％。８　ｏＣ低温处理１４　ｄ后，相对出苗率达到一　高梁种子在萌发过程中，８　ｃＣ低温处理主要是　延迟了种子的萌发速度和抑制了部分种子的萌发。　低温处理条件下，不同高粱品种间的萌发势和萌发　率存在明显差异。一般情况下，萌发速度快且萌发　级和二级的样品数分别为３０８和１５７份，占总材料　的７３．６９％（图１）。相对萌发率达到一级的９１份　材料６　ｏＣ低温处理１４　ｄ后，相对出苗率达到一级和　二级的样品数分别为１７和４３份，占总材料的６５．　势高的品种，萌发率也高；萌发速度慢且萌发势低的　品种，萌发率相应也低。虽有个别材料不符合这个　规律，但低温处理下种子的萌发势和萌发率可以作　为鉴定耐低温品种的指标之一。　９３％（图２）。６和８℃低温处理虽然不同程度上　影响最终出苗率，但两者的变化趋势相同，相对出苗　率达到二级以上的样品数达到６０％以上。８℃低　温处理对出苗率影响较小，相对出苗率达到一级的　高粱最适萌发温度为２０～３０　，温度越高，萌　发越快，材料间差异不明显，温度越低，萌发越慢，有　材料为３０８份，占总材料的４８．８１％。６　ｏＣ处理较　耐低温的９ｌ份材料，相对出苗率达到一级的材料为　相对出苗率　／＾、　盎　一　Ⅱ基　１７　＿．　ｌ・・　。　一级二级三级四级五级六级　所有材料均６℃低温处理１４　ｄ　图２　９１份高梁材料相对萌发率和相对出苗率　Ｆｉｇ．２　Ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ａｎｄ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ—ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ　ｒａｔｅｓ　ｏｆ　ｔｅｓｔｅｄ　ｓｏｒｇｈｕｍ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　１期　张丽霞等：高粱种子萌发期耐低温材料的筛选与鉴定　２３　１７份，占总材料的１８．６８％，与８℃相比相对出苗　率明显降低。其次，将６　ｏＣ低温处理相对萌发率达　到一级的３２份材料置于４℃处理１４　ｄ后统计相对　萌发率和出苗率，只有７份材料萌发，其他材料均未　萌发，其中２份材料相对萌发率达到６Ｏ％以上且相　对出苗率也达到８Ｏ％以上（表２）。最后，将筛选到　的７份材料置于２　ｏＣ低温处理１４ｄ后，只有１份来　粒３７份，分别占相对萌发率达到一级材料的５１．６５　％、７．６９％和４０．６６％（表３）。　张桂香等对２３８份高粱材料进行了高粱芽期耐　冷性鉴定与评价，从中筛选出芽期耐冷种质１５份，　其中白粒５份、黄粒２份、红粒７份及褐色粒１份，　表明高粱材料的耐冷性与粒色有某种关系，耐低温　级别高的材料粒色大都表现为较深的颜色¨　。本　自中国的帚用高梁具有较高的相对萌发率（３２．０９　％）和相对出苗率（７８．０４％），其余材料未萌发或　萌发率特别低。　２．２粒色与耐低温的关系　本研究所用的６３１份材料中，粒色为白色、黄色　研究中８℃低温处理后相对萌发率达到一级的白粒　材料４７份，占白粒材料的３０．７２％；黄粒７份，占黄　粒材料的１１．４８％；红粒３７份，占红粒材料的８．８７　％（表３）。红粒材料最多，但筛选到的较耐低温材　料比例却最低，和前人的研究结果正好相反。因此，　关于高梁粒色与耐低温的关系还有待进一步地分析　研究。　和红色的材料分别为１５３、６１和４１７份，占总材料的　２４．２５％、９．６７％和６６．０９％。相对萌发率达到一　级的材料共有９１份，其中白粒４７份、黄粒７份和红　表３高粱粒色　Ｔａｂｌｅ　３　Ｔｈｅ　ｓｏｒｇｈｕｍ　ｇｒａｉｎ　ｃｏｌｏｒ　西　南农２．３粒色与染菌的关系　如表４所示，粒色为白色的材料１５３份，其中８　ｑＣ低温处理１４后没有染菌的材料１６份，染菌的材　料１３７份，分别占白粒材料的１０．４６％和８９．５４％。　黄粒材料６ｌ份，黄粒没有染菌２９份，黄粒染菌３２　份，分别占黄粒材料的４７．５４％和５２．４６％。红粒　材料４１７份，其中没有染菌３７３份，染菌４４份，分别　占红粒材料的８９．４５％和１０．５５％。由此可见，白　粒材料最易染菌，红粒材料染菌率较少，随着粒色颜　色的加深，染菌率逐渐降低。　高梁种子在低温高湿的环境下容易产生烂种的　危险，染菌率高及染菌严重将增加烂种的机会。春　季播种时，如果处在低温高湿的环境如有可能尽量　选择粒色较深的材料，尽量减少烂种的机会，保证出　苗率。　３讨论与结论　由于播种地点和播种时间的差异，在早春播种　时，高粱常常受到低温胁迫因而影响种子萌发、出苗　以及后期的植株生长，最终影响产量　。低温损伤　已经严重影响高粱生产，高粱冷害问题也越来越受　到人们的重视。因此，筛选耐低温种质资源、挖掘耐　低温基因、应用到今后的品种选育中显得尤为重要。　关于低温对高粱生产的影响以及耐低温材料的　筛选已有相关报道。潘铁夫等对吉林省全省（以长　春为代表）、蛟河（温度较低）和怀德（温度较高）等　地区１９５０—１９７５年连续统计了２６年低温对高梁产　量的影响以及低温对高梁生长发育的影响等，统计　数据显示抽穗灌浆期低温对高粱的产量影响最为显　著，且低温对高梁生长发育的各个时期都有明显的　延迟作用　。陈香兰等利用国内外１３９８份高梁开　展了种子萌发期和幼苗期的耐低温筛选鉴定，其中　利用４７１份高粱材料进行种子萌发期的耐低温筛　选，筛选条件是４℃低温处理７　ｄ后置于２５—３０℃　培养箱中培养３～５　ｄ统计萌发率，萌发率达到８５　％以上的材料有２１７份，占试验材料的４６％Ｈ　，也　就是说近一半的材料萌发率都很高，筛选条件不够　苛刻，难以筛选出极端耐低温的材料，无法应用到生　产实践。　田间进行高粱低温筛选误差较大，每年同期气　温变化较大，难以保证试验的重复性。纪秀媛早在　１９７８—１９８０年间对朝阳地区晋杂一号高梁采取分　期播种方法找出了低温灾害发生的时间、指标、特　点、类型及防御措施，但由于试验品种单一，不利于　其他地区选择耐低温品种　ｊ。马世均等对国内外　不同生态类型的１１５份高粱材料进行低温处理筛选　业学报　３Ｏ卷　耐低温品种，检测低温条件下不同品种的种子吸水　量与种子萌发率的关系以及干胚膜脂肪酸组分差异　与品种耐低温的关系　。张桂香等对来自中国、美　国和印度等国５０５份高梁品种进行了种子萌发期、　芽期和苗期室内耐低温筛选，根据实验数据确定种　子萌发阶段，１—２　ｃＩ＝处理５～８　ｄ后１２～ｌ５　ｃＩ＝统计　最终的出苗率，认为此方法能更好地反映出不同品　种出苗率的差异性以达到优胜劣汰的目的　】　，但是　采用的５０５份材料中到底有多少份材料出苗率表现　一级抗性等具体数据未见报道。　６３１份供试高梁材料经过８℃低温胁迫处理，　相对萌发势、相对萌发率和相对出苗率达到一级的　材料分别为２ｌ、９１和３０８份，占总材料的３．３３％、　１４．４２％和４８．８１％（图１）。８℃低温处理明显抑　制了种子的萌发势和萌发率，但对最终的出苗率影　响较小。相对萌发率达到一级的９１份材料经过６　℃低温处理后，相对萌发率和相对出苗率达到一级　的材料分别为３２和ｌ７份（图２）。随后将３２份材　料进行４℃低温处理，只有７份材料萌发，其中２份　材料相对萌发率达到６Ｏ％以上，５份材料相对出苗　率超过７０％以上。筛选到的７份耐低温较强的材　料经过２℃低温处理后，其中１份来自中国的帚用　高梁仍有较高的相对萌发率和相对出苗率（表２）。　６　ｏＣ或更低温度对种子的萌发率和出苗率都具有非　常大的影响。　高粱种子萌发期，白粒高粱最易染菌，黄粒高粱　次之，红粒高粱不易染菌。随着高粱粒色的逐渐加　深，染菌率逐渐降低。　致谢：对本研究材料的提供方辽宁省农业科学院　创新中心国家高粱改良中心、国际热带半干旱地区　作物研究所、中国国家作物种质库中期库和通辽市　农科院表示感谢。材料收集过程中得到了国家高粱　产业体系首席专家邹剑秋老师的大力支持，在此提　出特别感谢。　参考文献：　［１］韩龙植，曹桂兰，安永平，等．水稻种质资源芽期耐冷性的鉴定　与评价［Ｊ］．植物遗传资源学报，２００４，５（４）：３４６—３５０．　［２］江玲，侯名语，刘世家，等．水稻种子低温萌发生理机制的初　步研究［Ｊ］．中国农业科学，２００５，３８（３）：４８０—４８５．　［３］陈亮，楼巧君，孙宗修，等．水稻低温发芽力的ＱＴＬ定位　［Ｊ］．中国水稻科学，２００６，２０（２）：１５９—１６４．　［４］Ｍａ　Ｙ，Ｄａｉ　Ｘ，Ｘｕ　Ｙ，ｅｔ　ａ１．ＣＯＬＤ１　Ｃｏｎｆｅｒｓ　Ｃｈｉｌｌｉｎｇ　Ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｉｎ　Ｒｉｃｅ［Ｊ］．Ｃｅｌｌ，２０１５，１６０：１—１３．　［５］扈光辉．玉米抗冷性研究进展［Ｊ］．黑龙江农业科学，２００９（２）：　１５０一ｌ５２．　［６］Ｓｉｌｖａ—Ｎｅｔａ　Ｉ，Ｐｉｎｈｏ　Ｅ，Ｖｅｉｇａ　Ａ，ｅｔ　ａ１．Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ｇｅｎｅｓ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｔｏ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｔｏ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｆｏｒ　ｍａｉｚｅ　ｓｅｅｄ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｇｅｎｅｔ　Ｍｏｌ　Ｒｅｓ，２０１５．１４（１）：２６７４—２６９０．　１期　张丽霞等：高粱种子萌发期耐低温材料的筛选与鉴定　［７］陈香兰，孙振东．高粱耐冷性材料筛选鉴定研究［Ｊ］．作物品种　资源，１９８６（２）：２９—３１．　［８］陈香兰，孙振东，杨树存，等．高粱耐冷性材料筛选鉴定研究总　结［Ｊ］．黑龙江农业科学，１９８５（５）：２４—２６．　［９］龚文娟，邹恒荣，杨玉梅．高粱、玉米等几种作物种子萌发阶段　的抗寒性鉴定［Ｊ］．黑龙江农业科学，１９８０（４）：１４—１８．　［１Ｏ］马世均，石玉学，隋丽君．高梁种子萌发阶段耐寒研究简报　［Ｊ］．辽宁农业科学，１９８１（６）：３２—３５．　［１　１］张桂香，史红梅，张海燕．高粱耐冷性鉴定方法及指标的研究　［Ｊ］．天津农业科学，２０１２，１８（２）：１３７—１３９．　［１２］张桂香，史红梅，张海燕．高粱耐冷种质的鉴定及利用评价　［Ｊ］．中国农学通报，２０１２，３６（２）：８７—９１．　［１３］Ｍａｊｏｒ　Ｄ，Ｈａｍｍａｎ　Ｗ，Ｒｏｏｄ　Ｓ．Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｓｈｏｒｔ—ｄｕｒａｔｉｏｎ　ｃｈｉｌｌｉｎｇ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｅｘｐｏｓｕｒｅ　ｏｎ　ｇｒｏｗｔｈ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｏｒｇｈｕｍ［Ｊ］．　Ｆｉｅｌｄ　Ｃｒｏｐ　Ｒｅｓ，１９８２（５）：１２９—１３６．　［１４］Ｋｎｏｌｌ　Ｊ，Ｅｊｅｔａ　Ｇ．Ｍａｒｋｅｒ—ａｓｓｉｓｔｅｄ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｅａｒｌｙ－ｓｅａｓｏｎ　ｃｏｌｄ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｉｎ　ｓｏｒｇｈｕｍ：ＱＴＬ　ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ　ａｃｒｏｓｓ　ｐｏｐｕｌｍｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｅｎｖｉｒｏｎ—　ｍｅｎｔｓ　ＪＪ．Ｔｈｅｏｒ　Ａｐｐｌ　Ｇｅｎｅｔ，２００８，１１６：５４１—５５３．　［１５　Ｊ　Ｋｎｏｌｌ　Ｊ，Ｇｕｎａｒａｔｎａ　Ｎ，Ｅｊｅｔａ　Ｇ．ＱＴＬ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｅａｒｌｙ—ｓｅａｓｏｎ　ｃｏｌｄ　ｔｏｌｅｒａｎｃｅ　ｉｎ　ｓｏｒｇｈｕｍ［Ｊ］．Ｔｈｅｏｒ　Ａｐｐｌ　Ｇｅｎｅｔ，２００８，１１６：５７７—５８７．　［１６　Ｊ　Ｂｅｋｅｌｅ　Ｗ，Ｆｉｅｄｌｅｒ　Ｋ，Ｓｈｉｒｉｎｇａｎｉ　Ａ．Ｕｎｒａｖｅｌｌｉｎｇ　ｔｈｅ　ｇｅｎｅｔｉｃ　ｃｏｍ—　ｐｌｅｘｉｔｙ　ｏｆ　ｓｏｒｇｈｕｍ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｕｎｄｅｒ　ｌｏｗ－－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｃｏｎ－－　ｄｉｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｐｌｎａｔ　Ｃｅｌｌ　Ｅｎｖｉｒｏｎ，２０１４，３７（３）：７０７—７２３．　［１７］成慧娟，严福忠，马尚耀，等．影响高粱种子出苗率下降的原　因及预防措施［Ｊ］．内蒙古农业科技，２０１１（４）：１１２．　［１８］吕云生．高粱粉种原因及其预防措施［Ｊ］．农村实用科技信息，　１９９８（６）：４．　［１９］吕云生，吕海波．高粱粉种的原因及预防措施［Ｊ］．农村科学　实验，２００９（４）：１２．　［２０］刘雪梅，尚庆茂，张志刚．辣椒不同品种种子萌芽期耐低温性　及评价方法研究［Ｊ］．中国生态农业学报，２０１０，１８（３）：５２１—　５２７．　［２１］余松烈．作物栽培学［Ｍ］．北京：农业出版社，１９８０：４１９—４２１．　［２２］卢庆善．高粱学［Ｍ］．第１版．北京：中国农业出版社，１９９９：　１４８—１５１．　［２３］潘铁夫，冯绍印，丁希泉，等．高粱低温冷害及其防御途径　［Ｊ］．中国农业气象，１９７９，Ｏ０：２６—３３．　［２４］纪秀嫒．朝阳地区晋杂一号高粱预防低温灾害试验简报［Ｊ］．　辽宁农业科学，１９８４（Ｉ）：５３—５４．　（责任编辑李洁）