次生休眠——甘蓝型自生油菜的发生及对作物生产的影响

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在中国,不象在欧洲的大部分地区,对自生油菜的发生原因和出现范围的研究还很少。一旦次生休眠(二次休眠)被诱导,油菜种子就会存活在土壤中5年或更长时间。这种情况不但给油菜之后轮作阔叶作物的种植者造成影响,而且给油菜育种家和种植者本身提出了问题。与自生油菜(杂草)相关的问题包括杂草的竞争性、难以控制以及通过对油菜纯系的基因混杂造成油菜品质的下降等等。 栽培油菜很易裂果,自生油菜来自于早熟裂果后留在田间的种子,这些种子的损失往往在0.1-1.6吨/公顷或更多,主要依据收获前和收获时天气情况的好差而异。虽然油菜种子很少或没有初生休眠,但缺乏促使吸胀种子发芽的一定环境条件会诱发种子的次生休眠,如一些非生物的逆境胁迫会强迫种子进入次生休眠,这种逆境胁迫包括光照、水分、缺氧或低氧和温度等。 鉴于上述原因,育种家和农民们都应注意如何减少自生油菜的发生这个问题。育种家已开始选育角果抗裂性好的品种,但到目前为止还没选出好的改良品种。也有人认为在下一季作物前把田闲置一段适宜的时间是防止自生油菜发生最安全的策略。然而,防止或减少自生油菜发生的最好方法应是探明不同次生休眠发生的油菜基因型的差异、并通过育种途径加以克服。 在上述背景的基础上我们开展了本试验的工作,本试验的研究目的是:1)测定环境胁迫(干旱、涝害、缺氧和温度胁迫)下休眠诱导发生的水平,即次生休眠的诱导方法。全部在黑暗条件下进行,以模拟田间环境。这些环境胁迫对油菜的生长发育也有不利影响;2)评价不同基因型之间和同一基因型内次生休眠发生的不同,包括同一基因型种子不同贮藏时期和不同种子批之间的差异;3)探明选育无次生休眠基因型的可能性;4)评价自生油菜对随后轮作的其他作物生长发育的农艺影响。 在测试的所有环境因子中,渗透胁迫对诱发次生休眠是最有影响的。涝害和低氧高氮处理产生很少的次生休眠种子。在渗透胁迫条件下,不同基因型之间或是同一基因型之内,诱发产生次生休眠的百分率存在显著差异。冬油菜基因型的种子次生休眠发生率在0-60%左右,春油菜的种子休眠发生率在0-85%左右。在同一基因型内,不同种子批与不同收获年份的种子间也存在着差异。温度不同也影响着次生休眠种子的发生率。20吐水分胁迫条件培养比12七水分胁迫条件可产生更多的休眠种子。在冬油菜基因型中,当培养温度与发芽试验的温度不同时,较少产生次生休眠的种子。然而当在 200C和 120C温度下培养,随后相应的在20吐和12七温度下发芽时,会有更多的休眠种子产生。此外,在冬油菜基因型中,次生休眠发生的可能性与末处理种子的发芽方式、发芽速度呈正相关。 本试验结果表明了选育具有低次生休眠发生率基因型的可能性。在所用的中国油菜基因型中,双 72选系、双 123、7789和浙油 758显示出了低次生休眠发生率。在欧洲(瑞典)冬油菜基因型中,显示出低次生休眠发生率的有SW952102、SW 952if8、SW973018、SW973285以及春油菜品种ACCObat。虽然在贮藏时间对次生休眠诱发的影响方面尚没有结论性的阐述,但从本试验的观察表明了这个因素的重要性、并应在进一步的试验中予以考虑。在本试验中发现,小麦幼苗根系提取物能使油菜种子的发芽率减半,表明了其在控制自生油菜发生方面的可能实用性。
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