人工老化和PEG滲調(diào)修復(fù)對(duì)黃瓜種子浸泡液電導(dǎo)率及種子萌發(fā)的影響

周吉林

（廣安職業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程系，四川廣安，638000）

人工老化和PEG滲調(diào)修復(fù)對(duì)黃瓜種子浸泡液電導(dǎo)率及種子萌發(fā)的影響

周吉林

（廣安職業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程系，四川廣安，638000）

采用人工老化不同時(shí)間（1～13 d）后25%PEG滲調(diào)修復(fù)24 h的黃瓜種子，測(cè)定2種條件下種子浸泡液電導(dǎo)率的變化和種子萌發(fā)情況。測(cè)定結(jié)果顯示，老化時(shí)間越長(zhǎng)，老化種子浸泡液的電導(dǎo)率越大，種子的發(fā)芽率、簡(jiǎn)化活力指數(shù)和活力比減?。籔EG滲調(diào)后，其電導(dǎo)率均下降，簡(jiǎn)化活力指數(shù)和活力比都有所提高，但是發(fā)芽率變化不大。因此，PEG處理老化種子可以一定程度上修復(fù)細(xì)胞膜，降低膜的通透性，促進(jìn)種子的萌發(fā)。

黃瓜種子；人工老化；PEG滲調(diào)；電導(dǎo)率；種子萌發(fā)

黃瓜（Cucumis sativusL.）又名胡瓜、刺瓜、王瓜，葫蘆科黃瓜屬一年生草本植物。黃瓜栽培歷史悠久，種植廣泛，是世界性蔬菜，在廣州市的年種植面積達(dá)3 333～6 667 hm2。黃瓜營(yíng)養(yǎng)豐富，具有清熱利水、解毒消腫、生津止渴的作用，有很高的食用價(jià)值和藥用價(jià)值。

黃瓜種子在貯藏過(guò)程中容易發(fā)生老化，導(dǎo)致種子質(zhì)量、活力和抗逆性降低，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失[1]。聚乙二醇(Polyethylene glycol，簡(jiǎn)稱(chēng)PEG）是一種高分子滲透劑，突出特點(diǎn)是其本身不能滲入活細(xì)胞，但能使活細(xì)胞慢慢吸水，有利于劣變種子得到恢復(fù)[2，3]。 Heydecker等[4]認(rèn)為 PEG 滲透調(diào)節(jié)法對(duì)促進(jìn)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的效果最好。20世紀(jì)70年代中期，Heydecker等首先用PEG處理洋蔥種子，發(fā)現(xiàn)PEG處理可促種子萌發(fā)，并使種子出苗整齊，出苗率高?，F(xiàn)在，PEG引發(fā)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外受到廣泛重視，已應(yīng)用到多種作物上[5～7]。本研究主要集中測(cè)定黃瓜人工老化種子及PEG滲調(diào)后種子浸泡液的電導(dǎo)率變化，并且在此基礎(chǔ)上比較種子的萌發(fā)情況，為提高黃瓜種子質(zhì)量提供生理生化基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為津研4號(hào)黃瓜良種 （Jinyan NO.4 cucumber）的種子。

1.2 試驗(yàn)方法

①種子的人工老化 將黃瓜種子于40℃，相對(duì)濕度100%條件下進(jìn)行老化處理。具體步驟如下：在干燥器底部盛一定量的蒸餾水，放在40℃的生化培養(yǎng)箱中，平衡水分2 d，再用小紗袋裝50粒大小均勻、種皮完好的種子，敞口放入干燥器中，再將干燥器密封，放入40℃的生化培養(yǎng)箱中。每天放入一批種子，共放入13批。然后將所有種子從干燥器中取出，于室內(nèi)條件下平衡水分。這樣就得到了不同老化天數(shù)的黃瓜種子（即不同活力的黃瓜種子）。

②老化種子的PEG滲調(diào)引發(fā) 在直徑9 cm的培養(yǎng)皿中，加入適量的25%的PEG溶液，取老化的黃瓜種子50粒置于其內(nèi)，于15℃的光照培養(yǎng)箱中處理24 h。然后將種子取出，用蒸餾水沖洗5次，再用吸水紙將種子表面的水吸干，并用電風(fēng)扇將種子吹干至一定程度，最后于室內(nèi)平衡水分。

③種子的電導(dǎo)率測(cè)定 分別取老化不同天數(shù)的種子及滲調(diào)修復(fù)的種子各20粒，放入培養(yǎng)皿中，各加蒸餾水50 mL，在30℃下吸脹 24 h，用 DJS-1型電導(dǎo)儀測(cè)定浸泡液的電導(dǎo)率，對(duì)照為蒸餾水。

④種子萌發(fā) 在直徑9 cm的培養(yǎng)皿中，放入3張定性濾紙，用蒸餾水濕透，按一定間距擺50粒黃瓜種子，30℃的光照培養(yǎng)箱中萌發(fā)。分別計(jì)算種子的發(fā)芽率，簡(jiǎn)化活力指數(shù)和活力比。簡(jiǎn)化活力指數(shù)=平均發(fā)芽率×幼苗干質(zhì)量/種子質(zhì)量；活力比=（未處理種子的活力比×處理后種子的簡(jiǎn)化活力指數(shù)）/未處理種子的簡(jiǎn)化活力指數(shù)，其中未處理種子的活力比設(shè)為100。

表1 黃瓜老化種子及PEG滲調(diào)后的電導(dǎo)率測(cè)定和種子萌發(fā)

2 結(jié)果與分析

2.1 老化處理及PEG滲調(diào)后黃瓜種子浸泡液電導(dǎo)率的測(cè)定

從表1可以看出，老化時(shí)間越長(zhǎng)，老化種子浸泡液的電導(dǎo)率越大，其中在13 d時(shí)相對(duì)電導(dǎo)率從原來(lái)的9.1增大到72.6，絕對(duì)電導(dǎo)率從原來(lái)的0.9增大到64.4，說(shuō)明老化使黃瓜種子的膜滲透率增大，即膜的通透性增大。用PEG對(duì)老化種子進(jìn)行滲調(diào)后，其電導(dǎo)率均下降，其中在13 d時(shí)相對(duì)電導(dǎo)率從原來(lái)的72.6下降到25.6，絕對(duì)電導(dǎo)率從原來(lái)的64.4下降到17.4，推測(cè)可能是PEG使損傷的膜系統(tǒng)得到了一定程度的修復(fù)，膜的通透性減小所致。

2.2 人工老化處理及PEG滲調(diào)修復(fù)處理對(duì)黃瓜種子萌發(fā)的影響

將老化不同天數(shù) （0～13 d）的黃瓜種子和經(jīng)PEG滲調(diào)的黃瓜老化種子進(jìn)行發(fā)芽率、簡(jiǎn)化活力指數(shù)及活力比的測(cè)定（表1）。從表1可以看出，隨著老化天數(shù)的增加，種子發(fā)芽率、簡(jiǎn)化活力指數(shù)和活力比逐漸減?。划?dāng)使用PEG滲調(diào)后，發(fā)芽率變化不大，但是簡(jiǎn)化活力指數(shù)和活力比都有所提高，說(shuō)明PEG對(duì)老化種子進(jìn)行滲調(diào)修復(fù)可促進(jìn)種子的萌發(fā)。

3 小結(jié)與討論

種子的劣變可定義為 “降低種子生存能力的，導(dǎo)致種子喪失活力及萌發(fā)力的不可逆變化”。本試驗(yàn)利用人工加速老化法模擬種子的自然老化或劣變過(guò)程。人工加速老化處理種子只是加速了種子內(nèi)部的代謝過(guò)程，并無(wú)老化機(jī)理上的差異[8～10]。研究表明，發(fā)生劣變的種子，其浸泡液的電導(dǎo)率都不同程度地增加[11，12]。同時(shí)，劣變過(guò)程中，線粒體首先受到傷害，隨著種子劣變程度的加深，氨基酸大量外滲、溶酶體破裂、細(xì)胞全面降解，若進(jìn)一步劣變就會(huì)導(dǎo)致種子萌發(fā)力的下降或喪失[13]。PEG作為一種高分子的惰性物質(zhì)，在種子萌發(fā)期間可以提高種子內(nèi)各種代謝酶的活性，提高合成DNA、RNA和蛋白質(zhì)的能力。用PEG處理人工老化的劣變種子，有利于劣變種子吸脹初期膜系統(tǒng)的修復(fù)，從而有利于修復(fù)種子在貯藏中的損傷，提高種子活力，促進(jìn)種子萌發(fā)和初期生長(zhǎng)[14，15]。

老化處理以及PEG滲調(diào)修復(fù)后種子浸泡液電導(dǎo)率和種子萌發(fā)之間是否存在對(duì)應(yīng)關(guān)系？研究表明，黃瓜種子隨著老化時(shí)間的延長(zhǎng)（0～13 d），其浸泡液的相對(duì)電導(dǎo)率和絕對(duì)電導(dǎo)率不斷增加，同時(shí)種子的發(fā)芽率逐漸降低，只是在10 d后具有明顯的變化，但是簡(jiǎn)化活力指數(shù)和活力比卻隨著老化時(shí)間的延長(zhǎng)不斷減小，和電導(dǎo)率具有對(duì)應(yīng)關(guān)系。PEG滲調(diào)修復(fù)老化的種子后，其相對(duì)電導(dǎo)率和絕對(duì)電導(dǎo)率都在原來(lái)的基礎(chǔ)上有所減少，同時(shí)簡(jiǎn)化活力指數(shù)和活力比也在增大，同樣具有對(duì)應(yīng)關(guān)系，但是種子的發(fā)芽率沒(méi)有明顯的變化。從而進(jìn)一步證明劣變種子的膜通透性會(huì)增加，種子活力下降；PEG處理后，劣變種子的細(xì)胞膜得到一定程度的修復(fù)，完整性增強(qiáng)，種子活力增加。然而，在其他方面，PEG滲透修復(fù)后老化種子浸泡液的電導(dǎo)率與種子萌發(fā)間是否存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，還需要進(jìn)一步研究。

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Effect of Artificial Accelerated Aging and PEG Osmoprimed Repairment on Electro-conductivity and Seed Germination of Cucumber

ZHOU Jiling
(Deparment of Computer and Information Engineering,Guang'an Professional Technological College,Guang'an,Sichuan 638000)

Electro-conductivity and seed germination of cucumber seed were tested in artificial accelerated aging (1-13 days)and 25%PEG osmoprimed repairment for 24 h.The results showed that electro-conductivity augmented grandually along with aging time extension,whereas germination rate,reduced vigour index and vigour ratio decreased by degrees.After PEG osmopriming repair,electro-conductivity decreased grandually,at the same time reduced vigour index and vigour ratio increased continuously,but germination rate didn't change nearly.Therefore,PEG could repair cell memberane of aging seeds in a certain extent,reduce permeation and improve seed germination.

Cucumber seed;Artificial accelerated aging;PEG osmopriming;Electro-conductivity;Seed germination

10.3865/j.issn.1001-3547.2011.12.012

周吉林（1971-），男，講師，主要從事植物組織培養(yǎng)、種子活力及生物信息學(xué)等相關(guān)研究，電話：13281952429，

E-mail：512833274@qq.com

2011-04-21