聚乙二醇對甜菜種子低溫萌發(fā)的影響

沙 紅，高 燕，高衛(wèi)時，王燕飛

（新疆農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所，烏魯木齊 830091）

聚乙二醇（PEG）是一種高分子滲壓劑，自身不能滲入種子活細胞內(nèi)，但可參與細胞內(nèi)許多生理代謝過程。近些年，關(guān)于PEG在多種作物和蔬菜種子上的引發(fā)作用研究已有報道。研究認為PEG對促進萌發(fā)，縮短出苗時間，提高種子活力和抗逆性有一定作用[1－3]。其原理在于，用PEG對種子進行預處理時，通過滲透調(diào)節(jié)作用，控制種子引發(fā)時的水勢，使種子細胞吸水緩慢，有利于細胞膜的修復，減少營養(yǎng)物質(zhì)的滲漏，從而有效提前啟動或加強種子萌發(fā)代謝過程。我國自育甜菜品種種子芽率大都在85%左右，難與國外進口品種相比，如何提高自育甜菜品種種子芽率已成為其占領(lǐng)市場的瓶頸之一。本文對PEG提高甜菜種子活力的生理基礎(chǔ)和最佳浸種濃度和時間進行了初步研究。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

甜菜種子品種為新甜14號、15號（由新疆農(nóng)科院經(jīng)濟作物研究所提供），處理劑：聚乙二醇（PEG）。

1.2 試驗方法

1.2.1 甜菜種子處理 將甜菜分別浸沒于10%、20%、30%、40%的PEG溶液中，浸種時間設(shè)12h、24h、48h，進行發(fā)芽試驗和電導率、丙二醛測定。試驗按濃度（A）和時間（B）二因素隨機區(qū)組試驗進行設(shè)計，共15個處理（如表1），以PEG濃度0處理為試驗對照。

1.2.2 電導率 隨機選取50粒種子，流水沖洗2次，蒸餾水沖洗2次，用濾紙吸取多余的水，用PEG浸泡種子12h、24h、48h，分別測其電導率，重復3次。

1.2.3 種子發(fā)芽 種子發(fā)芽在種子發(fā)芽箱和光照培養(yǎng)箱中進行，發(fā)芽床為發(fā)芽盒加雙層濾紙，每皿100粒種子，3次重復，16℃發(fā)芽。第2天起開始統(tǒng)計芽率，共記錄10天。

1.2.4 數(shù)據(jù)測定 在發(fā)芽盒利用沙子為基質(zhì)，播種，出芽后，光照5000lx，10h培養(yǎng)，第15天后測量幼苗株高、干重，計算簡化活力指數(shù)，每個處理隨機取10株幼苗測量高度，隨機取50株幼苗烘干測干重。測定幼苗的電解質(zhì)外滲率[4]、丙二醛[5]。除單株干重外，所有數(shù)據(jù)做F0.05顯著性分析。

表1 試驗設(shè)計

2 結(jié)果與分析

2.1 PEG對甜菜種子浸泡液電導率的影響

種子浸泡液電導率，在一定程度上能反映種子細胞膜結(jié)構(gòu)的完整性。從表2可以看出，在相同浸泡時間下，電導率隨著PEG濃度的增加，而不斷下降，除了濃度在30%與40%之間，其他處理間差異顯著；在同一濃度下，隨著浸泡時間不斷增加，PEG浸泡處理液的電導率也在增加，處理12h和48h之間差異顯著。說明種子浸泡時間越長，對其細胞膜結(jié)構(gòu)造成的損傷越大；試驗結(jié)果也表明PEG能減少浸泡種子時對種子帶來的傷害，降低膜透性，延緩細胞內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的滲出。

表2 PEG對甜菜種子浸泡液電導率的影響

2.2 PEG對甜菜種子發(fā)芽率、活力指數(shù)、幼苗株高的影響

從表3中可以看出，同一濃度下，隨著種子浸泡時間延長，種子發(fā)芽率略有降低，當PEG濃度為40%時，浸泡時間差異顯著，即說明濃度越大浸泡時間越長對發(fā)芽率影響越大。同一浸泡時間，隨著PEG濃度的增加，種子發(fā)芽率整體表現(xiàn)為先略有上升而后下降的趨勢。浸泡12h下，不同濃度的PEG處理的甜菜種子發(fā)芽率較對照都有所提高，當PEG濃度為10%，發(fā)芽率達90.33%，與各處理之間差異顯著。其他處理間差異不顯著。PEG處理在提高種子發(fā)芽率上有促進，就其直接提高種子發(fā)芽率來說，方差分析認為效果不顯著。

表3 PEG對新甜14、15號種子發(fā)芽率、活力指數(shù)等指標的影響

表3的數(shù)據(jù)表明，PEG浸泡時間和濃度會影響幼苗的干重，有利干物質(zhì)的積累，對種子簡化活力指數(shù)也有不可忽視的影響作用。同一浸泡時間，濃度對簡化活力指數(shù)影響有顯著差異。3種不同時間下，PEG濃度為20%，其簡化活力指數(shù)明顯高于其他濃度的，差異顯著。在特定的濃度下，浸泡時間會顯著影響甜菜種子的簡化活力指數(shù)。通過測定幼苗株高，發(fā)現(xiàn)同一浸泡時間，隨著PEG濃度的不斷增加，幼苗株高也不斷增加，PEG濃度為30%時，達到最大值，方差分析表明PEG濃度對幼苗株高的影響顯著。用同一濃度PEG處理，浸泡時間的長短對幼苗株高影響差異不顯著。適宜濃度的PEG能促進早發(fā)，提高幼苗株高。

2.3 PEG對甜菜幼苗電解質(zhì)外滲率、丙二醛含量的影響

植物在受到不利環(huán)境危害時，細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能最先會受到傷害，細胞膜透性增大，植物細胞受損。電解質(zhì)外滲率的大小、丙二醛含量的多少能反應細胞膜損傷程度。試驗結(jié)果（表4）表明：PEG浸泡處理種子后，兩個甜菜品種的電解質(zhì)外滲率（ELR），不同濃度及不同處理時間均有顯著差異。不同基因型甜菜幼苗ELR含量表現(xiàn)略有不同，新甜14號在PEG浸泡時間相同時，幼苗的ELR隨著PEG濃度的增加，整體表現(xiàn)為先下降而后有所上升，各處理與對照有顯著差異；在同一濃度下，處理24h時，用PEG浸泡處理后的幼苗ELR相對較低。新甜15號種子在同一濃度下，隨著PEG浸泡時間的延長，幼苗的ELR顯著增加；隨著PEG濃度的增加，整體表現(xiàn)為先上升再下降而后有所上升的趨勢。丙二醛（MDA）含量變化與ELR相似，兩品種表現(xiàn)先下降再上升趨勢，除新甜15號24h處理外，不同濃度處理MDA差異顯著。兩品種在PEG處理濃度最大40%處理時間最長48h時，ELR和MDA含量最大。初步認為在PEG低濃度10%～30%時，浸泡時間≤24h內(nèi)，甜菜種子和幼苗能更好地忍耐低溫，有利于生長；PEG濃度40%浸泡時間≥48h會降低植物抗逆性；不同品種存在差異。

表4 PEG對甜菜幼苗電解質(zhì)外滲率、丙二醛含量的影響

3 結(jié)論

3.1用PGC浸泡甜菜種子，其濃度和浸泡時間對甜菜種子萌發(fā)和幼苗生長有影響。在本次試驗中，綜合比較認為用10%和20%濃度PEG浸泡12h處理甜菜種子效果相對較好。

3.2處理后的種子浸泡液的電導率大幅度下降，表明用低濃度PEG對穩(wěn)定甜菜種子細胞結(jié)構(gòu)，降低膜透性有促進作用，從而提高幼苗成活率。在用10%和20%濃度PEG處理甜菜種子12h，促進了種子的萌發(fā)，顯著提高種子簡化活力指數(shù)，增加幼苗株高和干重，縮短出苗時間。但是濃度過大浸種時間過長會降低發(fā)芽率。

3.3甜菜幼苗在低溫下培養(yǎng)，適宜濃度PEG處理后甜菜幼苗電解質(zhì)外滲率和丙二醛含量低于對照，說明有助于提高甜菜幼苗抗低溫傷害的能力，不同品種存在差異。

[1]張燕，方力，李天飛，等.聚乙二醇對煙草種子活力及幼苗保護酶活性的影響[J].云南農(nóng)業(yè)大學學報，2004，19（1）：36-40.

[2]呂小紅，傅家瑞.聚乙二醇滲調(diào)處理提高花生種子活力和抗寒性[J].中山大學學報，1990，29（1）：63-69.

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[4]劉鐵錚，趙習平.電導法測定杏葉片細胞質(zhì)膜相對透性的研究[J].河北農(nóng)業(yè)科學，2008，12（1）：33-34.

[5]高俊鳳.植物生理學實驗技術(shù)[M].西安：世界圖書出版公司，2000.