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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410827641.4 (22)申请日 2014.12.25 A01C 1/00(2006.01) (71)申请人 华中农业大学 地址 430070 湖北省武汉市南湖狮子山街 1 号 (72)发明人 陶冶 刘宏岩 聂立孝 郑曼曼 (74)专利代理机构 武汉宇晨专利事务所 42001 代理人 王敏锋 (54) 发明名称 一种提高旱直播水稻干旱胁迫下早生快发的 种子处理方法 (57) 摘要 本发明公开了一种提高旱直播水稻干旱胁迫 下早生快发的种子处理方法, 步骤 : A. 引发剂的 配制 : 配制三种引发剂, 分别是 H2O, 10%P。
2、EG-6000 溶液和 0.5mmol/L Spd 溶液 ; B. 种子引发剂浸泡 处理 : 将稻种浸于引发剂中, 浸泡 22-26 小时, 其 中在第 10-14 个小时时更新一次引发剂 ; C. 稻种 回干 : 将浸泡于引发剂中 22-26 小时后的稻种取 出, 24-26的鼓风干燥箱烘干, 干燥后的稻种至 于干燥箱中保存 ; D. 播种 : 采用机械直播或者人 工撒播的方式进行。方法易行, 操作简便, 解决了 旱直播水稻生产中由于干旱胁迫造成的发芽率低 和出苗不整齐的问题, 确保了水稻机械化旱直播 条件下一播全苗。稻种的引发处理显著提高了种 子活力, 从而提高旱直播水稻发芽率和出苗整齐 。
3、度, 同时提高秧苗素质和产量。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 (10)申请公布号 CN 104472061 A (43)申请公布日 2015.04.01 CN 104472061 A 1/1 页 2 1.一种提高旱直播水稻干旱胁迫下早生快发的种子处理方法, 其步骤是 : a、 引发剂的配制 : 所用引发剂分别是水, 聚乙二醇溶液和亚精胺溶液, 根据播种稻种的 重量, 通过稻种质量与引发剂体积比为 1:5 w/v, 确定引发剂的用量, 10% PEG 溶液配制方 法为 : PEG 选用 PEG-6000,。
4、 确定引发剂体积后, 按照 PEG-6000 质量与水体积比 1:9 确定 PEG-6000和水的体积, 将PEG-6000溶于水中, 配得10% PEG溶液 ; 0.5 mmol/LSpd溶液配制 方法为 : 首先制备 1mol/L Spd 溶液, 溶解 2.55g 亚精胺于水中, 终体积为 10ml, 然后分装成 小份贮存于 -20, 使用时, 根据引发剂体积确定 Spd 物质的量, 取相应体积的 1mol/L Spd 溶液, 稀释, 定容 ; b、 稻种引发剂浸泡处理 : 根据稻种的量选择容器, 将稻种浸于引发剂中, 稻种质量与引 发剂体积比为 1:5 w/v, 将容器置于在 24-26。
5、的黑暗培养箱内, 于 10-14 个小时时更新一 次引发剂, 引发 22-26 小时 ; c、 稻种回干 : 引发剂浸泡处理 22-26 小时后, 取出稻种用蒸馏水冲洗 50-70 秒, 用吸 水纸吸干后放入 24-26的鼓风干燥箱, 使回干稻种的水分含量低于 10%, 回干后的稻种保 存, 在 4条件下低温保存 ; d、 播种 : 根据前茬收获期和避开抽穗期高温来确定播期, 采用机械直播或者人工撒播, 播种量常规稻品种 60 kg ha-1, 杂交稻品种 15-20 kg ha-1。 权 利 要 求 书 CN 104472061 A 2 1/5 页 3 一种提高旱直播水稻干旱胁迫下早生快发的。
6、种子处理方法 技术领域 0001 本发明属于农作物栽培技术领域, 更具体涉及一种提高旱直播水稻干旱胁迫下早 生快发的种子处理方法。 背景技术 0002 水稻旱直播是一项新型高效省工、 节水和易于机械化的栽培技术, 也是当前水稻 生产技术转型期稳定面积、 提高产量的优选技术之一。 作为新型高效节水栽培技术, 水稻旱 直播在稳定水稻种植面积方面发挥着不可替代的作用, 在我国具有广阔的发展前景。然而 在大面积生产上, 成苗率低和出苗不整齐是旱直播水稻夺取高产、 稳产的限制因子, 这也成 为旱直播大面积推广的关键制约因素。 0003 大量研究表明, 种子引发处理可以显著的提高种子的出苗速度、 出苗率和。
7、整齐度, 而且能够增强种子的抗逆性。种子引发是一项控制种子缓慢吸水和后期回干, 使种子达到 胚根即将突破种皮时的早期萌发状态, 为萌发提前进行生理准备的一种播种种子处理技 术。种子引发的原理是在控制水势的条件下, 使种子缓慢吸收水分并停留在吸胀的第二阶 段 ( 滞缓期 ), 种子内部发生一系列生理生化反应后, 处于准备发芽的代谢状态。通过引发 处理, 种子内部与贮藏物质代谢有关酶活性升高, 可溶性糖和游离脯氨酸含量均有所增加, 另外, 引发处理可有效降低种子萌发过程中 02-自由基的积累, 提高呼吸速率, 为萌发提供 足够的能量, 促进种子萌发, 使种子出苗速度、 出苗率和整齐度提高, 这就是。
8、本发明研究目 的所在。 发明内容 针对旱直播水稻播种时遭遇的干旱胁迫, 本发明的目的是在于提供了一种提高旱直播 水稻干旱胁迫下早生快发的种子处理方法, 方法易行, 操作简便, 解决了旱直播水稻生产中 由于干旱胁迫造成的发芽率低和出苗不整齐的问题, 确保了水稻机械化旱直播条件下一播 全苗。 稻种的引发处理显著提高了种子活力, 从而提高旱直播水稻发芽率和出苗整齐度, 同 时提高秧苗素质, 进而可以提高产量。 0005 为实现上述目的, 本发明采用如下技术方案 : 一种提高旱直播水稻干旱胁迫下早生快发的种子处理方法, 其步骤是 : a、 引发剂的配制 : 本实验所用引发剂为三种, 分别是水 (H2O。
9、), 聚乙二醇溶液 (10 PEG) 和亚精胺溶液 (0.5mmol/LSpd)。根据播种稻种的重量, 通过稻种质量与引发剂体积比 为 1:5(w/v) 这一比例, 确定引发剂的用量, 10 PEG 溶液配制方法为 : PEG 选用 PEG-6000。 确定所需引发剂体积后, 按照PEG-6000(药品)质量与水体积比1:9确定PEG-6000(药品) 和水的体积, 随后将 PEG-6000( 药品 ) 溶于水中, 即可配得 10 PEG 溶液 ; 0.5mmol/LSpd 溶 液配制方法为 : 首先制备1mol/L Spd溶液, 溶解2.55g亚精胺于适量(5-8ml)的水中, 定容 使终体。
10、积为 10ml。然后分装成小份贮存于 -20, 使用时, 根据所需引发剂体积确定 Spd 物 质的量, 取相应体积的 1mol/L Spd 溶液, 稀释, 定容。 说 明 书 CN 104472061 A 3 2/5 页 4 0006 b、 稻种引发剂浸泡处理 : 根据稻种的量选择适当的容器 ( 如 : 盆钵 ), 将稻种浸于 引发剂中, 稻种质量与引发剂体积比为 1:5(w/v), 将容器置于在 24-26的黑暗培养箱内, 于 10-14 个小时时更新一次引发剂, 引发 22-26 小时 ; c、 稻种回干 : 引发剂浸泡处理 22-26 小时后, 取出稻种用蒸馏水冲洗 50-70 秒, 用。
11、吸水纸吸干后放入 24-26的鼓风干燥箱, 使 回干稻种的水分含量低于 10, 回干后的稻种若需保存, 应在 4条件下低温保存 ; d、 播种 : 根据前茬收获期和避开抽穗期高温 (35 ) 来确定播期, 采用机械直播或者人 工撒播, 播种量常规稻品种 60kg ha-1, 杂交稻品种 15-20kg ha-1。 0007 本发明与现有技术相比, 具有以下优点和效果 : 通过本发明在旱直播水稻上的应用, 引发处理能够提高干旱胁迫下种子出苗速度和 最终发芽率。综合两品种数据可知, 播种后两天引发处理种子的发芽率为 13.3-24.4, 而非引发处理种子的发芽率仍为零。此外, 干旱胁迫下各引发处理。
12、最终发芽率的平均值为 86.3, 相较于非引发处理高出 32.8。引发处理后不同基因型水稻的发芽率间存在差 异, 黄华占经 PEG、 Spd 引发后最终发芽率高达 88 -93, 较于非引发高出 41.9-50.0。 类似地, 扬两优 6 号经 H2O、 PEG、 Spd 引发后最终发芽率达 65.6 -91.1, 较非引发高出 26.3-34.4。 附图说明 0008 图1为一种水稻品种黄华占和扬两优6号在正常水分条件以及15PEG溶液模拟 干旱条件下的出苗速度情况。DAS : 播种后天数。其中图 1a 和图 1b 是两个品种正常水分培 养下的出苗速度, 图1c和图1d是两个品种15PEG溶。
13、液模拟干旱条件下的出苗速度, 该图 说明引发处理能够提高干旱胁迫下种子出苗速度和最终发芽率, 非干旱胁迫下引发处理具 有相同效果。 0009 图2为一种不同引发剂引发处理的稻种在正常环境及15PEG溶液模拟干旱胁迫 环境下 - 淀粉酶活性及可溶性糖含量。 0010 HHZ : 黄华占, YLY6 : 扬两优6号。 其中图2a和图2b是两个品种正常水分培养下的 -淀粉酶活性及可溶性糖含量, 图2c和图2d是两个品种15PEG溶液模拟干旱条件下的 - 淀粉酶活性及可溶性糖含量。该图说明引发处理能够提高干旱胁迫下幼苗体内 - 淀 粉酶活性及可溶性糖含量, 非干旱胁迫下引发处理具有相同效果。 0011。
14、 图 3 为一种不同引发剂处理稻种大田旱直播试验条件下幼苗发育情况。 0012 HHZ : 黄华占, YLY6 : 扬两优 6 号。 0013 图3中的a、 b、 c、 d分别是大田旱直播试验条件下两品种的最大根长、 每苗根鲜重、 芽长、 每苗芽鲜重。该图说明引发处理能够提高大田生长环境下的幼苗素质。 0014 具体实施方式 0015 实施例 1 : 一种提高旱直播水稻干旱胁迫下早生快发的种子处理方法 ( 水培试验 ), 其步骤是 : 1、 试验材料、 引发剂以及干旱条件的模拟 : 试验于 2014 年在华中农业大学作物栽培生理中心进行, 参试品种为两个不同类型的 说 明 书 CN 10447。
15、2061 A 4 3/5 页 5 籼稻品种 : 黄华占 ( 常规籼稻 ) 和扬两优 6 号 ( 杂交籼稻 )。配制引发剂, 引发剂包括水引 发、 PEG-6000(10 ) 引发、 Spd(0.5mmol L-1) 引发, 并以非引发种子作为对照。通过配制 15 PEG-6000 溶液模拟干旱胁迫并以蒸馏水 ( 非干旱胁迫 ) 做对照, 蒸馏水或 PEG 溶液的 体积均为 3L。 0016 2、 引发处理及发芽率、 出苗速度等相关指标的测定 : 2.1、 将稻种浸于引发剂中, 稻种质量与引发剂体积比为 1:5(w/v), 将容器置于在 25 的黑暗培养箱内, 于12个小时时更新一次引发剂, 引。
16、发24小时。 取出稻种用蒸馏水冲洗1min, 用吸水纸 吸干后放入 25的鼓风干燥箱, 使回干稻种的水分含量低于 10。使用体积为 4L 的容器 盛放蒸馏水或模拟干旱胁迫条件的PEG溶液, 选择每个引发处理后的稻种30粒播种在漂浮 于盆钵内溶液表面的浮板上, 将容器放入培养箱内, 光照 12h d-1, 光照强度为 12000lux, 相 对湿度设置为60, 且光照和黑暗条件下温度设置分别为30和25。 试验采取完全随机 区组设计, 共 3 次重复。 0017 2.2、 播种后第一天开始每天统计发芽的情况, 直到发芽数恒定为止, 发芽的标准 是芽和胚轴的长度均超过 2mm, 播后第 8 天从每。
17、个处理中随机取 10 株幼苗统计最大芽长及 根长, 并将芽和根分开, 立刻称得鲜重。样品放入 -80 摄氏度超低温冰箱内保存, 并及时测 得 - 淀粉酶活性和可溶性糖含量。 0018 试验结果分析 PEG-6000 模拟干旱胁迫下引发处理对水稻种子发芽、 幼苗生长及其生理特性的影响 图1为水稻品种黄华占和扬两优6号在水分条件正常以及15PEG溶液模拟干旱条件 下的出苗速度情况。 横坐标2DAS至6DAS表示为播种后2天至播种后6天。 其中图1a和1b 是两个品种正常水分培养下的出苗速度, 图 1c 和图 1d 是两个品种 15 PEG 溶液模拟干旱 条件下的出苗速度 , 由图 1c 和 1d 。
18、可以看出干旱胁迫下两品种的出苗速度和最终发芽率均 显著降低, 然而, 引发处理能够提高干旱胁迫下种子出苗速度和最终发芽率 ( 表 1, 图 1c 和 1d)。 综合两品种数据可知, 干旱胁迫下播种后两天引发处理种子的发芽率为13.3-24.4, 而非引发处理种子的发芽率仍为零 ( 图 1c 和 1d)。此外, 干旱胁迫下各引发处理最终发芽 率的平均值为 86.5, 相较于非引发处理高出 33。非干旱胁迫下, 引发处理也能够提高 种子的出苗速度和最终发芽率, 其中 Spd 引发效果最佳, PEG 引发效果次之 ( 表 1, 图 1c 和 1d)。 0019 由表 1 可见, 干旱胁迫显著抑制幼苗。
19、生长, 然而, 各引发处理能够在不同程度上 缓解干旱胁迫的抑制效应。干旱胁迫下, 两种不同基因型水稻经引发处理后芽长、 最大根 长、 芽鲜重、 根鲜重均高于非引发处理的。汇总两品种数据可知, 4 种引发处理中 Spd 引发 效果最佳, 芽长、 最大根长、 芽鲜重、 根鲜重较非引发分别高出 64.9、 51.8、 36.8和 76.6。而 PEG 引发在干旱胁迫下生长表现最差, 但仍明显优于非引发对照。 0020 干旱胁迫能够降低两品种中 - 淀粉酶活性及可溶性糖含量 ( 扬两优 6 号 - 淀 粉酶活性除外 ), 而各引发处理能够不同程度的提高水稻幼苗内 - 淀粉酶活性 ( 图 2a 和 2c。
20、) 和可溶性糖含量 ( 图 2b 和 2d)。综观两品种及各引发处理的数据发现, 干旱胁迫 下, 引发处理水稻幼苗内 - 淀粉酶活性和可溶性糖含量分别比非引发处理高出 96.9和 53.5。其中, Spd 引发效果较好, 相较于非引发处理 - 淀粉酶活性和可溶性糖含量分别 说 明 书 CN 104472061 A 5 4/5 页 6 高出 95.0和 51.4。同时, 非干旱胁迫下, 引发处理也有同样的效果。 0021 表 1. 不同引发剂引发处理的稻种在正常环境及 15 PEG 溶液模拟干旱胁迫环境 下的发芽及幼苗生长状况 实施例 2 : 一种提高旱直播水稻干旱胁迫下早生快发的种子处理方法 。
21、( 大田试验 ), 其步骤是 : 1、 大田试验地点选择在武穴市大金镇张榜村, 属于鄂东南水稻主产区。 0022 2、 稻种的引发处理 : 分别使用 H2O, 10 PEG 溶液和 0.5mmol/L Spd 溶液按照上述 方法引发稻种。并在干燥条件下保存。 0023 3、 田间的试验设计 : 试验选取两个不同类型的籼稻品种 : 黄华占 ( 常规籼稻 ) 和 扬两优6号(杂交籼稻), 试验小区为裂区设计, 四次重复, 品种为主区, 各引发处理为副区, 并用非引发处理做对照。 0024 4、 播种日期 : 播种日期为 6 月 29 日, 采用人工穴直播, 每 5cm 播一粒稻种, 行距 20cm。
22、。 0025 5、 出苗速度的观测 : 播种后第一天开始观察出苗情况, 至出苗情况保持稳定。 于播 种后第 8 天在田间取 1m 长度内的幼苗样品, 从每个处理中随机选取 10 株幼苗样品量得最 大芽长与根长, 随后将芽和根分开, 立刻称得鲜重。 0026 6、 于成熟期取样测产, 并取样测得产量构成。 0027 试验结果分析 大田条件下两品种幼苗生长状况如图 3 所示 , 与盆栽试验结果相吻合, 各引发处理能 够显著提高旱直播条件下稻种的幼苗素质。黄华占在 Spd 引发处理下生长表现最佳, 其芽 长、 最大根长、 单苗芽鲜重及根鲜重分别为 4.8cm、 6.0cm、 29.2mg 和 13.。
23、4mg, 分别比非引发 的高出63.5、 192.6、 91.1和102.3(分别比非引发的高出0.64、 1.93、 0.91和1.02 倍 )。对扬两优 6 号来说, Spd 引发处理与 PEG 引发处理对幼苗生长的促进作用相当 ( 图 3)。 说 明 书 CN 104472061 A 6 5/5 页 7 0028 表 2 数据显示, 三种引发处理均能够提高水稻产量, 其中 PEG 和 Spd 引发处理的效 果较好, 水引发的效果较差。此外, 两品种产量对各引发处理的响应存在差异, 经 Spd 引发 的黄华占的产量显著高于未引发的, 而对于扬两优 6 号而言, 经 PEG 引发处理后的产量最 高, 这与分蘖数的结果相吻合。不同引发处理下, 生物量与产量也表现出了相同的趋势, 而 收获指数在各处理间无显著性差异。 0029 表 2. 不同引发剂处理稻种大田旱直播试验条件下产量、 产量构成等指标 说 明 书 CN 104472061 A 7 1/3 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 104472061 A 8 2/3 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 104472061 A 9 3/3 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 104472061 A 10 。