PEG引發(fā)對葫蘆種子活力和抗氧化酶活性的影響

亢敏，別之龍，黃遠

（華中農(nóng)業(yè)大學園藝林學學院/園藝植物生物學教育部重點實驗室，湖北武漢，430070）

PEG引發(fā)對葫蘆種子活力和抗氧化酶活性的影響

亢敏，別之龍，黃遠

（華中農(nóng)業(yè)大學園藝林學學院/園藝植物生物學教育部重點實驗室，湖北武漢，430070）

研究了PEG-6000不同滲透處理濃度和時間對葫蘆種子活力和PEG-6 000浸泡12 h對葫蘆種子外滲液電導率和萌發(fā)后抗氧化酶活性的影響，以期篩選出PEG最佳處理濃度和時間。研究結(jié)果表明，25%PEG-6 000溶液浸泡12 h為葫蘆種子的最佳引發(fā)方式，可顯著提高葫蘆種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率和活力指數(shù)，降低種子外滲電導率，提高POD和SOD的活性。

PEG；葫蘆種子；種子活力；種子引發(fā)

中國是世界西瓜生產(chǎn)大國，栽培面積約占世界西瓜栽培面積的50%。近年來，隨著西瓜栽培面積的不斷增加，西瓜枯萎病等土傳病害的發(fā)生日益嚴峻，嚴重制約了西瓜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。嫁接是提高西瓜對土傳病害抗性的有效措施，在西瓜生產(chǎn)中得到了廣泛應用。葫蘆是適宜西瓜嫁接的優(yōu)良砧木，但葫蘆種子存在發(fā)芽不良或發(fā)芽慢、不整齊等問題[1～2]，如何提高葫蘆砧木種子活力和發(fā)芽勢對于西瓜嫁接苗生產(chǎn)非常重要。目前已有不少關(guān)于PEG滲透提高種子活力的研究[3～7]，但在葫蘆砧木上尚未見報道。本文研究了PEG滲透處理對葫蘆砧木種子種子活力和發(fā)芽過程中生理特性的影響，以期篩選出PEG最佳處理濃度和時間，提高種子發(fā)芽率。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

葫蘆（Lagenaria sicerariaStandl.）種子選用發(fā)芽率較低的品種 “將軍”，購自上海惠和種業(yè)有限公司。

1.2 PEG處理

①不同PEG處理濃度和時間對種子萌發(fā)的影響 PEG-6000設置0%，20%，25%，30%4個濃度，25℃下種子在4個不同濃度PEG溶液中分別浸泡6，8，12，16，24，36 h。每處理設4次重復，每重復30粒種子，進行發(fā)芽試驗，旨在探索最佳的處理濃度和時間。

②PEG引發(fā)對葫蘆幼苗外滲電導率和抗氧化酶活性的影響 取上述試驗的最佳結(jié)果即25%的PEG-6 000浸泡12 h為處理方法，清水浸泡12 h為對照進行引發(fā)處理。種子催芽14 d子葉脫殼后，取芽苗的子葉和胚根測定抗氧化酶活性。每處理設3次重復，每重復100粒種子。

1.3 測定方法

①PEG-6000處理后，種子用蒸餾水清洗2次，濾紙吸干水分，晾干后進行發(fā)芽試驗。發(fā)芽試驗在人工氣候箱（3℃，12 h光照，濕度70%）中進行。每天記錄發(fā)芽數(shù)，第5天記錄發(fā)芽勢，第10天記錄發(fā)芽率。計算發(fā)芽指數(shù)GI（GI=∑Gt/Dt，Dt為發(fā)芽日數(shù)，Gt為與Dt相對應的每天發(fā)芽種子數(shù)）和活力指數(shù)VI（VI=發(fā)芽指數(shù)×根長）。

②CAT（過氧化氫酶）用紫外吸收法，SOD（超氧化物歧化酶）用NBT法，POD（過氧化物酶）用愈創(chuàng)木酚法，均參照李合生[8]的方法；外滲液電導率按照楊小環(huán)等[6]的方法測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析采用SAS 8.1軟件，在5%水平采用Duncan’s新復極差測驗進行多重比較。

表1 PEG-6000引發(fā)對葫蘆種子活力的影響

表2 PEG-6000引發(fā)對葫蘆種子活力的影響

2 結(jié)果與分析

2.1 PEG引發(fā)對葫蘆種子活力的影響

由表1，表2表明，供試葫蘆“將軍”種子的發(fā)芽率較低，0%濃度PEG 6 h處理的發(fā)芽率只有45.00%，24 h處理的發(fā)芽率只有68.33%，不同濃度和時間的PEG處理均不同程度提高了葫蘆種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)，其中25%PEG浸泡12 h處理最佳，其發(fā)芽勢、發(fā)芽率分別達到75%和96.67%，分別是對照 （0%濃度PEG處理12 h）的3.75倍和2.23倍，其發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)分別為對照的1.92倍和2.77倍，表明25%PEG浸泡12 h處理顯著促進了葫蘆種子發(fā)芽。

2.2 25%PEG浸泡12 h對葫蘆種子外滲液電導率的影響

種子外滲液電導率大小反映膜透性的高低，電導率高，膜透性大，溶質(zhì)外滲增多。由圖1可知，PEG引發(fā)后，種子外滲液電導率顯著下降，說明膜的完整性得到恢復。

圖1 25%PEG浸泡12h對種子外滲液電導率的影響

2.3 25%PEG浸泡12 h對葫蘆種子抗氧化酶活性的影響

子葉和胚根中，CAT活性在對照和處理間均無顯著差異，但25%的PEG-6000浸泡12 h處理后，POD活性在子葉和胚根中分別為 36.63 U/g和45.10 U/g，比對照提高52.69%和32.40%，SOD活性比對照提高484%和43.54%（表3）。

3 小結(jié)與討論

PEG親水性強，不易自由通過植物細胞壁，溶于水后能產(chǎn)生較強的滲透壓，所以是理想的滲調(diào)劑[9]。洪發(fā)水等[3]研究表明，PEG引發(fā)的濃度和時間對黃瓜效果影響較大，黃瓜種子經(jīng)30%PEG引發(fā)24 h后，其種子活力明顯提高；張百俊等[7]研究表明，PEG滲透處理可以提高西葫蘆種子活力，以250 g/L處理效果最好，使發(fā)芽勢和活力指數(shù)分別提高25.3%和63.6%；本試驗中，也證明PEG引發(fā)可提高葫蘆種子活力，25%PEG-6000滲透浸泡12 h能顯著提高葫蘆砧木種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率和活力指數(shù)。

PEG引發(fā)后，種子外滲液電導率降低，種子可溶性內(nèi)含物外滲減少，有利于種子萌動后充分利用自身的養(yǎng)分和貯藏物[12]。本試驗PEG引發(fā)葫蘆種子后電導率顯著下降，這表明PEG引發(fā)可以修復種子吸脹中引起的膜損傷，有利于種子活力的提高（圖 1）。

抗氧化酶系統(tǒng)可加速對自由基的清除，減輕自由基對膜的破壞，有利于膜的修復。楊春雷等[10]使用PEG對煙草種子進行引發(fā)處理，發(fā)現(xiàn)PEG引發(fā)后，SOD、POD活性顯著增強。麥苗苗等[11]研究表明，適宜質(zhì)量濃度（140～301 g/L）的PEG預處理連香樹種子，能提高保護性酶SOD、POD和CAT的活性。本試驗結(jié)果也表明，PEG滲調(diào)處理提高了葫蘆種子的子葉和胚根中POD和SOD活性（表2），有效減輕了活性氧對膜的傷害，保護了膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的完整性。

本研究結(jié)果表明，25%PEG-6000溶液浸泡12 h為葫蘆種子的最佳引發(fā)方式，可顯著降低種子外滲液電導率，其提高葫蘆種子發(fā)芽的機理可能是通過提高SOD和POD的活性、修復種子吸脹過程中引起的膜損傷來實現(xiàn)的。

表3 25%PEG浸泡12 h對葫蘆種子抗氧化酶活性的影響

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[10]楊春雷，楊久紅，李進平，等．引發(fā)技術(shù)提高煙草種子活力及其機理研究[J]．種子科技，2008（5）：42-46.

[11]麥苗苗，石大興，王米力，等．PEG處理對連香樹種子萌發(fā)與芽苗生長的影響[J]．林業(yè)科學，2009，45（10）：94-99.

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Effects of PEG Priming on Seed Vigor and Anti-oxidant Enzymes of Bottle Gourd

KANG Min,BIE Zhilong,HUANG Yuan
(College of Horticulture and Forestry,Huazhong Agricultural University/Key Laboratory of Horticultural Plant Biology, Ministry of Education,Wuhan 430070)

The effects of different concentrations and time of PEG-6000 priming on the seed vigor of bottle gourd(Lagenaria sicerariaStandl.)were investigated.The results showed that 25%PEG-6000 solution primed 12 hours was the optimal method for the priming of bottle gourd seeds.Under the optimal conditions,the germination energy,germination rate and seed vigor index were enhanced,cell inclusion exosmosis of bottle gourd seeds were decreased,whereas the activities of POD and SOD were increased.

PEG;Bottle gourd seeds;Seed vigor;Seed priming

10.3865/j.issn.1001-3547.2010.08.012

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設專項資金

亢敏（1986-），女，在讀碩士研究生，研究方向為工廠化育苗，電話：027-87280899，E-mail：kangmin001@yahoo.cn

別之龍（1970-），男，通信作者，華中農(nóng)業(yè)大學教授，博士生導師，主要從事設施蔬菜和西甜瓜生長發(fā)育調(diào)控研究，電話：027-87286908，E-mail：biezl001@yahoo.com.cn

2010-03-18