大豆多肽對玉米種子萌發(fā)及苗期生物效應(yīng)的影響

任洪雷， 李春霞， 龔士琛， 閆淑琴， 李國良， 扈光輝， 王明泉, 蘇 俊

(黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所，黑龍江哈爾濱 150086)

?

大豆多肽對玉米種子萌發(fā)及苗期生物效應(yīng)的影響

任洪雷， 李春霞*， 龔士琛， 閆淑琴， 李國良， 扈光輝， 王明泉, 蘇 俊

(黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所，黑龍江哈爾濱 150086)

[目的]了解大豆多肽液對玉米種子萌發(fā)及苗期生物效應(yīng)的影響。[方法]利用室內(nèi)水培和溫室盆栽的方法，對不同多肽液濃度浸種處理后玉米種子萌發(fā)和幼苗生物效應(yīng)進行研究。[結(jié)果]低濃度多肽液對玉米種子萌發(fā)和幼苗生物效應(yīng)具有促進作用，高濃度具有抑制作用。[結(jié)論]大豆多肽液促進玉米種子萌發(fā)的理想濃度為0.5 g/L。

大豆多肽；浸種；生物效應(yīng)

大豆多肽是大豆蛋白經(jīng)水解后，由3～6個氨基酸組成的低肽混合物，目前已有很多在植物上應(yīng)用多肽增產(chǎn)、改良品質(zhì)的報道。多肽不僅有助于植物養(yǎng)分平衡，大幅度提高作物產(chǎn)量，改善作物品質(zhì)，并能縮短采收期。人們已經(jīng)在楊梅、桃、李、櫻桃、芒果、荔枝、人參等植物上進行了多肽的應(yīng)用研究[1-5]。在農(nóng)作物上也有對大豆多肽進行的探索性研究，李貴平[6]用多肽進行葉面噴施小麥試驗，2004年處理比對照平均增產(chǎn)7.4%，2005年處理比對照平均增產(chǎn)11.9%。

玉米產(chǎn)量約占我國糧食總產(chǎn)量的30%，它不僅是糧食作物，而且可作為飼料、加工和能源等戰(zhàn)略物資。玉米是黑龍江省第一大農(nóng)作物，玉米種植面積和總產(chǎn)量分別占全省農(nóng)作物的30%和45%以上。自2006年以來，黑龍江省玉米種植面積和產(chǎn)量已位居全國第1位[7]。目前，關(guān)于多肽在玉米上的應(yīng)用鮮有報道。筆者針對黑龍江早熟區(qū)玉米的萌發(fā)特點，研究大豆多肽對玉米萌發(fā)及苗期生物效應(yīng)的影響，以期為大豆多肽在玉米上的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1　材料與方法

1.1試驗時間與地點2015年5～6月室內(nèi)試驗在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所國家玉米改良中心哈爾濱分中心實驗室進行，室外盆栽試驗在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所試驗場進行。

1.2材料大豆多肽粉，由哈爾濱智博威科貿(mào)有限公司提供；玉米品種為龍單59，由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所選育。

1.3方法

1.3.1大豆多肽液濃度的設(shè)定。配制20 g/L的大豆多肽原液，用蒸餾水分別稀釋成1.00、0.50、0.33、0.25和0.20 g/L共5個濃度，4 ℃保存?zhèn)溆?，以蒸餾水(CK)為對照，每個處理3次重復(fù)。

1.3.2萌發(fā)試驗。分別取100粒籽粒飽滿的玉米種子于250 mL燒杯中，加入各濃度多肽液100 mL，置于25 ℃恒溫箱中浸種，12 h后取出。將浸種處理后的種子置于發(fā)芽盒中，均勻擺放在濾紙上，加適量滅菌水，上罩同樣大小的濾紙，置于25 ℃恒溫發(fā)芽。發(fā)芽期間保持濾紙濕潤。分別在0、8、12、24、36、48 h統(tǒng)計發(fā)芽種子數(shù)(參照GB/T 3543.4—1995)。

1.3.3玻板直立生長試驗。用不同濃度多肽液浸種，方法同“1.3.2”。將濾紙剪裁成寬與玻板相同，長為玻板的2倍多(可多出1～2 cm)。在濾紙兩邊適當高度標好排放種子的位置A、B，對折濾紙，平鋪在玻板上，用水浸透濾紙，依次掀開上層及下層濾紙，然后恢復(fù)原樣以趕出濾紙與玻板間的氣泡。用直尺壓在A、B點上，掀開上層濾紙，沿直尺壓線，將已浸好的種子順序排在下層濾紙上，然后將上層濾紙蓋住種子，并用另一把直尺在種子另一方壓一道線后，同時拿掉2把直尺。將排完種子的玻板插入水槽中，每塊玻璃板相隔距離2～5 cm，在水槽中加入2 cm深的水層，置于室溫下生長，6 d后測定玉米芽鞘長、根長和株鮮重(圖1)[8]。

圖1　玻璃板直立生長法示意Fig.1　Schematic diagram of erect growth on glass plate

1.3.4室內(nèi)盆栽試驗。首先用不同濃度多肽液浸種，方法同“1.3.2”。取出浸好的種子播種于直徑10 cm的培養(yǎng)缽中，每個培養(yǎng)缽裝入等量的蛭石和草炭土，每缽5粒種子，3次重復(fù)，設(shè)蒸餾水處理為對照，第1次澆水以蛭石充分吸飽水分為標準，以后每次定量澆水。白天，27 ℃下培養(yǎng)16 h；黑夜，25 ℃條件下培養(yǎng)8 h。幼苗生長到三葉一心期，測定株高。將植株拔出，用清水將植株根部沖洗干凈后用濾紙吸干水分，測量根長、株鮮重、根鮮重。同時將每個處理葉片混合取樣5份，參照 Arnon[9]測定葉綠素含量。1.4數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理使用Excel 2007和SPSS 18.0軟件。

2　結(jié)果與分析

2.1大豆多肽對玉米種子萌發(fā)的影響在不同濃度大豆多肽液浸種處理后，龍單59發(fā)芽率表現(xiàn)差異較大。由圖2可知，整體表現(xiàn)為低濃度促進，高濃度抑制；12 h時表現(xiàn)差異最明顯，0.50 g/L大豆多肽液可有效提高發(fā)芽率，大豆多肽液1.00 g/L時表現(xiàn)為抑制發(fā)芽；36 h時各處理無明顯差異，各處理均與對照水平相當；48 h后各處理種子發(fā)芽率基本達100%，大豆多肽液1.00 g/L時表現(xiàn)為抑制發(fā)芽。

2.2直立生長法大豆多肽對玉米生物效應(yīng)的影響由表1可知，不同濃度多肽液浸種處理后，玉米幼苗期生物量整體表現(xiàn)為低濃度促進作用不明顯，高濃度具有抑制作用。具體表現(xiàn)為：0.20 g/L大豆多肽液處理，玉米芽鞘長與對照之間差異不顯著，分析認為濃度過低對于玉米芽鞘的生長作用并不明顯；0.25、0.33、0.50 g/L大豆多肽液處理與對照之間差異極顯著，但是處理之間差異不顯著，0.50 g/L芽鞘長均值最大，0.25～0.50 g/L大豆多肽液處理對玉米的芽鞘生長具有促進作用；1.00 g/L大豆多肽液處理表現(xiàn)為抑制作用，并與對照達到了極顯著差異。0.20 g/L大豆多肽液處理玉米根長與對照之間差異不顯著，低濃度促進效果不明顯；0.33、0.50、1.00 g/L大豆多肽液處理與對照差異極顯著，最佳處理濃度為0.50 g/L，1.00 g/L大豆多肽液處理表現(xiàn)為抑制作用。0.20 g/L大豆多肽液處理，玉米株鮮重與對照之間差異不顯著，表現(xiàn)為低濃度促進效果不明顯，0.25、0.33、0.50 g/L大豆多肽液處理與對照之間差異顯著，最佳濃度為0.50、1.00 g/L大豆多肽液處理表現(xiàn)為抑制作用，并與對照存在極顯著差異。

圖2　大豆多肽對玉米種子萌發(fā)的影響Fig.2　Effects of soybean peptide on maize seed germination

Table 1Effects of soybean peptide on biological effects maize seedling under aquaculture condition

大豆多肽濃度Concentrationofsoybeanpeptideg/L芽鞘長Lengthofcoleophyllumcm根長Rootlengthcm株鮮重Freshweightperplantg04.933bB7.700cBC4.967cBC0.204.867bB7.633cC4.933cBC0.255.633aA8.033bcBC5.400bAB0.335.700aA8.300bAB5.700abA0.505.983aA8.833aA5.967aA1.004.167cC6.867dD4.417dC

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示0.05水平下差異顯著，不同大寫字母表示0.01水平下差異顯著。

Note：Different lowercases in the same tow indicated significant differences at 0.05 level; Different capital letters indicated significant differences at 0.01 level.

2.3盆栽條件下大豆多肽對玉米幼苗生物效應(yīng)的影響由表2可知，不同濃度多肽液浸種處理后，在溫室盆栽條件下，對玉米幼苗期的生物效應(yīng)整體表現(xiàn)為低濃度促進作用不明顯，高濃度具有抑制作用。0.20 g/L大豆多肽液處理玉米株高、根長、株鮮重、根鮮重與對照之間差異不顯著，濃度過低對于玉米生長作用影響并不明顯，0.50 g/L大豆多肽液對玉米株高、根長、株鮮重、根鮮重均表現(xiàn)為較好的促進作用。1.00 g/L大豆多肽液處理對株高、根長、株鮮重、根鮮重均表現(xiàn)為抑制作用，其中株高與對照差異達到了顯著水平，根長、株鮮重、根鮮重與對照差異不顯著。不同濃度大豆多肽液處理，玉米葉綠素含量表現(xiàn)為高濃度抑制，低濃度促進作用，并且各處理濃度(除1.00 g/L)與對照相比均表現(xiàn)為顯著差異，分析認為在一定濃度范圍內(nèi)多肽液促進玉米幼苗的N素吸收和光合作用。

表2　盆栽條件下大豆多肽對玉米幼苗生物效應(yīng)的影響

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示0.05水平下差異顯著，不同大寫字母表示0.01水平下差異顯著。

Note：Different lowercases in the same tow indicated significant differences at 0.05 level; Different capital letters indicated significant differences at 0.01 level.

3　結(jié)論與討論

近年來，多肽研究多集中在人體醫(yī)學(xué)中，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用才剛剛起步，主要研究成果為多肽能促進作物對氮、磷和鉀的吸收利用，改善作物的品質(zhì)、促進開花、提高產(chǎn)量，其中在果樹中的應(yīng)用較多，基本為噴施多肽液；在糧食作物中的應(yīng)用研究很少，并且基本為產(chǎn)量、生物量等表型性狀研究，其作用機理有待于進一步深入研究。

該研究應(yīng)用不同濃度大豆多肽液浸種處理玉米種子，并在室內(nèi)水培和溫室盆栽條件下，分析玉米種子的萌發(fā)和幼苗生物效應(yīng)，結(jié)果表明：低濃度大豆多肽液對玉米種子萌發(fā)具有促進作用，其中0.50 g/L處理表現(xiàn)最好，1.00 g/L大豆多肽液對玉米種子萌發(fā)具有抑制作用；不同濃度大豆多肽液浸種后，在水培條件下，低濃度對玉米芽鞘長、根長、株鮮重均表現(xiàn)為促進作用，其中0.50 g/L處理效果最好，與對照相比達極顯著差異，1.00 g/L多肽液對玉米種子幼苗生物效應(yīng)具有抑制作用；溫室盆栽試驗趨勢與水培條件基本相同，表現(xiàn)為低濃度促進玉米生物效應(yīng)，其中0.50 g/L處理表現(xiàn)最佳，與對照相比差異達顯著水平。大豆多肽液對幼苗期葉綠素含量影響較大，各處理與對照相比均達極顯著差異，其中0.50 g/L促進作用最大，1.00 g/L表現(xiàn)為抑制作用。

大豆多肽液在低濃度時促進玉米種子發(fā)芽，在高濃度時抑制玉米種子發(fā)芽，較為理想的濃度為0.50 g/L，最適濃度還需進一步探討，大豆多肽液對不同玉米品種的發(fā)芽促進作用可能也不同，應(yīng)針對具體品種，增加大豆多肽液的濃度梯度，綜合考慮試驗因素，找到最佳閾值。

[1] 嚴得勝,陳道茂,李方許,等.綠豐源在楊梅等四種果樹上試驗的效果[J].浙江柑橘,2004,21(2)：35-36.

[2] 周兆禧,杜中軍,陳業(yè)淵,等.多肽處理對芒果鈣素營養(yǎng)吸收的影響研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué), 2009(2):21-22.

[3] 杜邦,周兆禧,李貴利,等.多肽在凱特芒果上的應(yīng)用效果[J].熱帶作物學(xué)報,2009,30(11):1608-1611.

[4] 李松剛,陳業(yè)淵,杜中軍,等.多肽對荔枝成花、果實發(fā)育、產(chǎn)量和果實品質(zhì)的影響[J].熱帶作物學(xué)報,2010(4):567-571.

[5] 門敬菊,王振月,康毅華,等.大豆多肽對西洋參生物生長量與人參皂苷Rb1含量的影響[J].中國林副特產(chǎn),2005(6):3-6.

[6] 李貴平.小麥應(yīng)用綠豐源植物養(yǎng)分吸收促進劑效果[J].現(xiàn)代化農(nóng)業(yè),2006(3) ：12.

[7] 蘇俊,閆淑琴.黑龍江省玉米生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展回顧與展望[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué),2011(11):122-126.

[8] 陶波，滕春紅，欒鳳俠.種子發(fā)芽測試儀:201797718U[P].2011-04-20.

[9] ARNON D I.Copper enzymes in isolated chloroplasts：Polyphenoloxidase inBetavulgaris[J].Plant physiology, 1949, 24：1-15.

Effects of Soybean Peptide on Maize Seed Germination and Biological Effects at Seedling Stage

REN Hong-lei, LI Chun-xia*, GONG Shi-chen et al

(Institute of Maize, Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences, Harbin, Heilongjiang 150086)

[Objective] To find the effects of soybean peptide liquid on maize seed germination and biological effects at seedling stage.[Method] Indoor aquaculture and greenhouse potting were used to research the maize seed germination and biological effects at seedling stage after soaking treatment of peptide liquid.[Result] Peptide liquid at low concentration promoted the maize seed germination and biological effects at seedling stage; while high concentration showed inhibitory effect.[Conclusion] The 0.5 g/L soybean peptide liquid is the ideal concentration to promote maize seed germination.

Soybean peptide; Seed soaking; Biological effect

黑龍江省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程項目(QN030)。

任洪雷(1982- )，男，黑龍江肇源人，助理研究員，博士，從事玉米遺傳育種研究。*通訊作者，研究員，從事玉米遺傳育種研究。

2016-06-03

S 513

A

0517-6611(2016)21-061-03