殼寡糖對(duì)玉米和油菜在萌芽期和苗期生長(zhǎng)的影響

摘要 為比較不同濃度（10、50、100、300和500 mg/L）殼寡糖對(duì)玉米和油菜種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響，分別設(shè)置了萌芽期和苗期試驗(yàn)，對(duì)玉米和油菜生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果表明，不同濃度殼寡糖對(duì)不同時(shí)期的玉米和油菜影響不同，適宜濃度的殼聚糖對(duì)玉米和油菜的生長(zhǎng)能起到促進(jìn)作用。以100 mg/L殼寡糖浸種處理的玉米萌芽期生長(zhǎng)較好，殼寡糖浸種處理對(duì)油菜萌芽期的促生作用不明顯；玉米苗期葉面噴施50～100 mg/L殼寡糖促生效果較好，油菜苗期用500 mg/L殼寡糖促生效果較好。

關(guān)鍵詞 殼寡糖；玉米；油菜；生理指標(biāo)

中圖分類號(hào) S513；S565.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2024）19-0009-04

DOI號(hào) 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.19.002

Effects of chitosan oligosaccharide on the growth of maize and rapeseed during germination and seedling stages

XIE Fangjun TIAN Rulin ZHAO Huilin LI Lunwei ?; XUE Jinfeng YANG Shaoxia

YANG Naide WU Zhengwei

（Binhai Agricultural College， Guangdong Ocean University， Zhanjiang 524088， China）

Abstract In order to compare the effects of different concentrations（10、50、100、300 and 500 mg/L） of chitosan oligosaccharide on the germination and seedling growth of maize and rapeseed seeds， germination and seedling experiments were conducted to measure the growth indicators of maize and rapeseed. The results showed that different concentrations of chitosan had different effects on maize and rapeseed at different stages， and suitable concentrations of chitosan could promote the growth of maize and rapeseed. Maize treated with 100 mg/L chitosan seed soaking showed better growth during the germination stage， while the promotion effect of chitosan seed soaking on rapeseed germination stage was not significant. Spraying 50-100 mg/L chitosan oligosaccharide on the leaves had a better effect on promoting the growth of maize seedlings， while 500 mg/L chitosan oligosaccharide had a better effect on promoting the growth of rapeseed seedlings.

Keywords chitosan oligosaccharide; maize; rapeseed; physiological indicators

植物免疫誘抗劑是一類可以激活植物自身免疫反應(yīng)，調(diào)節(jié)植物新陳代謝，從而增強(qiáng)植物抗病性和抗逆能力的激發(fā)子[1]。其具有激活植物自身免疫系統(tǒng)、提高抗病能力和促進(jìn)生長(zhǎng)的作用，是生物農(nóng)藥創(chuàng)制較為熱門的研究方向之一[2]。植物免疫誘抗劑可用于植物澆根、拌種、浸種和葉面噴施等。王洪鳳等[3]研究發(fā)現(xiàn)，植物免疫誘抗劑與植物接觸后，會(huì)以多種方式進(jìn)入植物并被受體識(shí)別，隨后產(chǎn)生多種信號(hào)傳導(dǎo)反應(yīng)，刺激植物積累保衛(wèi)素、發(fā)生過(guò)敏反應(yīng)等一系列防衛(wèi)反應(yīng)，從而達(dá)到增加產(chǎn)量、抵抗病害的效果。植物免疫誘抗劑可以提高植物的抗病能力，降低病原菌對(duì)植物的危害，同時(shí)能緩解害蟲對(duì)植物的為害，在一定程度上減少了化學(xué)藥劑使用，緩解了農(nóng)產(chǎn)品安全和環(huán)境污染壓力[4]。陳敏等[5]研究發(fā)現(xiàn)，植物免疫誘抗劑能提高玉米的耐鹽性，促進(jìn)其生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量。

殼寡糖是一種由殼多糖經(jīng)過(guò)酶解或酸水解得到的寡糖類物質(zhì)，具有多種生物活性和生理功能。羅曉峰等[6]、Wang等[7]研究指出，殼寡糖作為一種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，對(duì)大豆生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量及品質(zhì)有提高作用；其可能通過(guò)延長(zhǎng)幼苗葉長(zhǎng)來(lái)提高光合速率，且對(duì)生物量積累與養(yǎng)分吸收均有一定的促進(jìn)作用。殼寡糖還可以通過(guò)激發(fā)植物自身免疫反應(yīng)，誘導(dǎo)植物獲得抗病性，對(duì)南方水稻黑條矮縮病毒的防治具有一定的效果[8]，能抑制花椒盆栽苗干腐病菌的生長(zhǎng)[9]，且對(duì)黃瓜灰霉病有較好的防效[10]。殼聚糖被認(rèn)為是一種應(yīng)用潛力較大的激發(fā)子，能有效誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗病性，對(duì)作物病害，特別是植物病毒病起到較好的防治效果，應(yīng)用殼寡糖處理煙草可減少花葉病毒引起的壞死斑[11]。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，在茶葉、葡萄、獼猴桃和豇豆等作物葉面噴施不同濃度的殼寡糖，均有一定的促進(jìn)生長(zhǎng)的作用，可以提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)[12-14]。

玉米是重要的糧食及飼料作物之一，也是深加工等工業(yè)行業(yè)的重要原料之一。油菜是十字花科蕓薹屬一年或兩年生草本作物，是重要的油料作物之一。目前關(guān)于殼寡糖對(duì)玉米和油菜萌芽期和苗期生長(zhǎng)的影響有待進(jìn)一步研究和探索。本研究選取常用的植物免疫誘抗劑殼寡糖，對(duì)玉米和油菜萌芽期進(jìn)行浸種處理，苗期進(jìn)行噴施處理，分析其種子萌發(fā)、出苗及幼苗的生物性狀指標(biāo)等差異，揭示殼寡糖對(duì)玉米和油菜幼苗生長(zhǎng)的影響作用，為殼寡糖的開發(fā)利用，以及玉米和油菜的植物免疫誘抗劑的選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試玉米（粵白糯6號(hào)）種子由合肥市合豐種業(yè)有限公司生產(chǎn)，油菜（華油雜62）種子由湖北國(guó)科高新技術(shù)有限公司生產(chǎn)。供試藥劑殼寡糖（CAS編號(hào)：148411-57-8）由上海阿拉丁生物醫(yī)藥科技有限公司生產(chǎn)。

1.2 萌芽期試驗(yàn)

在24～26 ℃的光照培養(yǎng)箱（HLI180A）中，用同等規(guī)格的紙巾墊在培養(yǎng)皿上，放入種子（玉米15粒，油菜20粒），加入25 mL對(duì)應(yīng)濃度的殼寡糖溶液使種子潤(rùn)濕。殼寡糖濃度分別為10（T1）、50（T2）、100（T3）、300（T4）和500 mg/L（T5），以去離子蒸餾水為對(duì)照（CK1）。每處理3次重復(fù)，分析殼寡糖對(duì)玉米與油菜種子生長(zhǎng)發(fā)育的影響，萌芽期內(nèi)適當(dāng)補(bǔ)充蒸餾水確保紙巾濕潤(rùn)，于第5天檢測(cè)和記錄胚芽長(zhǎng)、胚根長(zhǎng)和鮮重等生理指標(biāo)。以第5天發(fā)芽種子數(shù)計(jì)算發(fā)芽勢(shì)，如式（1）。

發(fā)芽勢(shì)（%）＝（發(fā)芽種子數(shù)/種子總數(shù)）×100cf23dec1b0707c6371add40099907c05

（1）

1.3 苗期試驗(yàn)

在25～35 ℃的溫室內(nèi)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，采用盆栽法研究。將未處理的玉米和油菜種子分別播種，待種子出苗后噴施不同濃度殼寡糖溶液，濃度分別為10（T6）、50（T7）、100（T8）、300（T9）和500 mg/L（T10），對(duì)照為去離子蒸餾水（CK2），各處理重復(fù)3次。每盆播5粒種子。各處理玉米和油菜幼苗于2葉期、3葉期和4葉期觀察并記錄植物的變化，于4葉期測(cè)定株高、莖粗、地上部鮮重、莖鮮重、葉鮮重和葉面積等指標(biāo)。葉面積計(jì)算如式（2）。

葉面積=最大葉長(zhǎng)×最大葉寬×0.75 （2）

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2019以及SPSS 26.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)玉米和油菜萌芽期生長(zhǎng)的影響

殼寡糖對(duì)玉米萌芽期生長(zhǎng)的影響見表1。T2、T3和T4處理的玉米莖長(zhǎng)與CK1處理相比有明顯的促進(jìn)作用（P<0.05），其中以T2（50 mg/L）處理最佳；T2、T3處理對(duì)玉米根長(zhǎng)有明顯的促進(jìn)效果（P<0.05），其中T2（50 mg/L）處理最佳；在玉米鮮重方面，所有濃度的殼寡糖處理均較CK1處理有所增加，其中T1、T2和T3處理與CK1處理間差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；T3（100 mg/L）處理的玉米發(fā)芽勢(shì)較高，與CK1處理差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），其余處理的發(fā)芽勢(shì)較CK1處理有所提高，處理間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。綜合來(lái)看，100 mg/L濃度的殼寡糖對(duì)玉米萌芽期的促生作用較好。

殼寡糖對(duì)油菜萌芽期生長(zhǎng)的影響見表2。各濃度殼寡糖處理后莖長(zhǎng)均小于CK1，其中T2、T3處理的莖長(zhǎng)與CK1處理間差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；根長(zhǎng)方面，各濃度殼寡糖處理與CK1處理相比均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）；鮮重方面，T1、T5處理的鮮重明顯低于CK1處理（P<0.05），而T2、T3和T4處理的鮮重與CK1處理差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）；發(fā)芽勢(shì)方面，各濃度殼寡糖處理與CK1處理相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。綜合來(lái)看，各濃度殼寡糖對(duì)油菜萌芽期均未表現(xiàn)出明顯促生作用，10～100 mg/L殼寡糖處理的油菜幼苗在莖長(zhǎng)和鮮重指標(biāo)上表現(xiàn)出一定的抑制作用。

2.2 對(duì)玉米和油菜苗期生長(zhǎng)的影響

殼寡糖對(duì)玉米苗期生長(zhǎng)的影響見表3。各濃度殼寡糖均對(duì)玉米莖長(zhǎng)有明顯促進(jìn)作用，以T7處理的莖長(zhǎng)最大，與CK2處理相比增長(zhǎng)了51.43%；玉米根長(zhǎng)以T8處理最長(zhǎng)，T7、T9處理其次，均明顯優(yōu)于CK2處理（P<0.05）；葉面積以T6處理最大，T7、T8處理其次，處理間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），均明顯優(yōu)于CK2處理（P<0.05）。綜合來(lái)看，50～100 mg/L殼寡糖處理對(duì)玉米苗期生長(zhǎng)的促進(jìn)作用較好。

殼寡糖對(duì)油菜苗期生長(zhǎng)的影響見表4。各濃度殼寡糖處理對(duì)油菜的莖長(zhǎng)、根長(zhǎng)均有促進(jìn)作用，不同濃度的促進(jìn)作用存在差異。各濃度處理的莖長(zhǎng)較CK2處理均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），以T9處理莖長(zhǎng)最長(zhǎng)，較CK2處理增長(zhǎng)了122.15%；T10處理的根長(zhǎng)最長(zhǎng)、葉面積最大；T6處理的葉面積略小于CK2處理，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。綜合來(lái)看，500 mg/L殼寡糖對(duì)油菜苗期促生作用較好。

3 結(jié)論與討論

殼寡糖可用作植物免疫誘導(dǎo)劑，具有促進(jìn)植物生長(zhǎng)、生物相容性好和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，在果蔬生長(zhǎng)應(yīng)用中具有抗蟲害、促生長(zhǎng)、提質(zhì)和增產(chǎn)等功能[15]。王慶彬等[16]、郭梅燕等[17]研究證明，新型植物免疫誘抗劑智能聰（一種菌絲提取物）具有促進(jìn)植物生長(zhǎng)和增加植物抗病性的作用，與殼寡糖對(duì)玉米和油菜的作用相似。

綜上，殼寡糖對(duì)玉米的萌芽期和苗期，油菜的苗期均有一定的促生作用。殼寡糖可以誘導(dǎo)植物抗病性相關(guān)基因的表達(dá)，提高抗病性；有利于緩解干旱脅迫下油菜光合作用降低，提高其抗旱性；同時(shí)還能促進(jìn)非干旱脅迫下植物凈光合速率提高[18]。殼寡糖葉片噴施可以提高玉米幼苗的抗旱性[19]。袁建平等[20]研究指出，一定濃度的殼寡糖可以促進(jìn)玉米種子萌發(fā)和幼苗的生長(zhǎng)，其促進(jìn)作用的大小會(huì)隨殼寡糖濃度的不同存在差異。本試驗(yàn)結(jié)果與此結(jié)果基本一致，50～100 mg/L殼寡糖對(duì)玉米萌芽期和苗期的促生作用較好，高濃度的促生效果不明顯；殼寡糖浸種處理對(duì)油菜萌芽期的促生作用不明顯，以300～500 mg/L處理對(duì)油菜苗期促生作用較好。

參考文獻(xiàn)

[1] 邱德文. 植物免疫誘抗劑的研究進(jìn)展與應(yīng)用前景[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)，2014，16（1）：39-45.

[2] 崔士友，張蛟蛟，冒宇翔. 不同鹽分逆境下玉米產(chǎn)量及相關(guān)性狀的表現(xiàn)[J]. 農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào)，2016，6（3）：6-11.

[3] 王洪鳳，耿全政，孔波，等. 蕓苔素內(nèi)酯和ZNC免疫誘抗劑研究進(jìn)展[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2020（19）：127-130.

[4] ZHANG H Y，ZHAO X M，YANG J L，et al. Nitric oxide production and its functional link with OIPK in tobacco defense response elicited by chitooligosaccharide[J]. Plant cell reports，2011，30（6）：1153-1162.

[5] 陳敏，欒炳輝，王洪濤，等. 植物免疫誘抗劑對(duì)玉米耐鹽性及產(chǎn)量的影響[J]. 作物研究，2024，38（1）：16-19.

[6] 羅曉峰，代宇佳，宋艷，等. 三種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)大豆生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響[J]. 核農(nóng)學(xué)報(bào)，2021，35（4）：980-988.

[7] WANG Z，ZHAO Y，WEI H. Chitosan oligosaccharide addition affects current-year shoot of post-transplant Buddhist pine （Podocarpus macrophyllus） seedlings under contrasting photoperiods[J]. iForest-biogeosciences and forestry，2017，10（4）：715-721.

[8] YANG A M，YU L，CHEN Z，et al. Label-free quantitative proteomic analysis of chitosan oligosaccharide-treated rice infected with southern rice black-streaked dwarf virus[J]. Viruses，2017，9（5）：115.

[9] 高雨萌，費(fèi)昭雪，史健飛，等. 殼寡糖對(duì)花椒干腐病菌的抑菌活性研究[J]. 中國(guó)森林病蟲，2021，40（3）：1-8.

[10] 吳珊. 新型高效環(huán)保型黃瓜種衣劑的研制及增產(chǎn)機(jī)理研究[D]. 武漢：武漢理工大學(xué)，2010.

[11] 惠娜娜. 殼寡糖誘導(dǎo)煙草抗煙草花葉病的若干特點(diǎn)研究[D]. 楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2007.

[12] 王亞紅，趙曉琴，韓養(yǎng)賢，等. 氨基寡糖素對(duì)獼猴桃抗逆性誘導(dǎo)效果研究初報(bào)[J]. 中國(guó)果樹，2015（2）：40-43.

[13] 陳益生，田新湖，林樂(lè)全. 氨基寡糖素對(duì)茶樹抗病增產(chǎn)效果研究[J]. 茶葉學(xué)報(bào)，2019，60（3）：122-124.

[14] 李萍，張善學(xué)，李國(guó)梁，等. 氨基寡糖素在豇豆上的應(yīng)用效果[J]. 中國(guó)植保導(dǎo)刊，2013，33（7）：48-51.

[15] 羅華麗，遇艷萍，李娜，等. 殼寡糖在果蔬中的應(yīng)用研究[J]. 中國(guó)果菜，2023，43（8）：54-57.

[16] 王慶彬，王洪鳳，耿全政，等. 植物免疫誘抗劑：ZNC（智能聰）的功效研究及應(yīng)用前景分析[J]. 肥料與健康，2020，47（2）：36-39.

[17] 郭梅燕，劉保友，李洋，等. 新型植物免疫誘抗劑ZNC對(duì)煙草的促生抗病效果[J]. 生物技術(shù)通報(bào)，2021，37（1）：182-188.

[18] 李艷，魏立君，王青，等. 殼寡糖對(duì)油菜葉片光合特性的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2010，26（2）：132-136.

[19] 焦姣，王芳，李丹，等. 殼寡糖不同劑量與施藥時(shí)期對(duì)玉米苗期抗旱性的影響[J]. 陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，63（2）：23-26.

[20] 袁建平，郭軍艾，戰(zhàn)丹丹. 殼寡糖對(duì)玉米種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（1）：88-89.

（責(zé)任編輯：李媛）