青霉素對(duì)老化雪里蕻種子發(fā)芽及幼苗生長(zhǎng)的影響

馬輝 ，馬國(guó)良 ，姚侖

（1.青海大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院農(nóng)林系，青海西寧，810016；2.青海大學(xué)）

青霉素對(duì)老化雪里蕻種子發(fā)芽及幼苗生長(zhǎng)的影響

馬輝1，馬國(guó)良1，姚侖2

（1.青海大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院農(nóng)林系，青海西寧，810016；2.青海大學(xué)）

研究了0～500 mg/L青霉素溶液對(duì)常規(guī)和老化雪里蕻種子發(fā)芽及幼苗生長(zhǎng)的影響。研究結(jié)果表明，不同濃度的青霉素溶液對(duì)雪里蕻種子的發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和幼苗鮮干質(zhì)量的影響達(dá)到極顯著水平，對(duì)雪里蕻種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。同時(shí)也表明不同濃度青霉素對(duì)雪里蕻老化種子活力恢復(fù)和提高有改進(jìn)作用。其中300 mg/L青霉素處理的老化種子活力指數(shù)是未經(jīng)青霉素處理的老化種子的1.41倍，而200 mg/L青霉素處理的老化雪里蕻種子田間成苗率達(dá)到38.06%，是老化種子對(duì)照的1.88倍。表明一定濃度的青霉素處理可以修復(fù)老化對(duì)雪里蕻種子造成的損傷，可以提高成苗率，起到壯苗的效果。

青霉素；雪里蕻；老化種子；發(fā)芽指數(shù)；活力指數(shù)

種子老化是種子貯藏過(guò)程中普遍存在的一種現(xiàn)象，有的種子從一成熟就開始了老化。種子老化后主要表現(xiàn)為呼吸作用減弱，膜的控制能力下降，透性改變，酶活性減弱，蛋白質(zhì)變性，有毒物質(zhì)積累，生理衰退，發(fā)芽率降低直至死亡[1]，即使出苗，苗弱且生長(zhǎng)緩慢，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成一定的影響。因此，如何提高老化種子的生活力，日益受到人們的關(guān)注。

雪里蕻（Brassica junceavar.multicsepsTsen et Lee）又稱雪菜，屬十字花科蕓薹屬芥菜種、分蘗芥變種，以葉柄和葉片食用，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高。而且由于它富含芥子油，具有特殊的香辣味，其蛋白質(zhì)水解后又能產(chǎn)生大量的氨基酸，故經(jīng)濟(jì)效益較高。雪里蕻在青海西寧地區(qū)非常受當(dāng)?shù)鼐用裣矚g，每年冬季儲(chǔ)存作為腌制酸菜、泡菜的原料，而且栽培面積逐漸擴(kuò)大。但在雪里蕻育苗時(shí)，由于種子活力低，造成用種量大，而且存在種子發(fā)芽時(shí)間長(zhǎng)、發(fā)芽不整齊、易霉?fàn)€、幼苗質(zhì)量差等問題。

青霉素是由幾種腐生真菌青霉素產(chǎn)生的，對(duì)大多數(shù)革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌、部分革蘭氏陰性細(xì)菌、各種螺旋體和某些放線菌具有強(qiáng)烈殺菌作用[2]。通過(guò)青霉素對(duì)植物生長(zhǎng)影響的研究發(fā)現(xiàn)，青霉素對(duì)高等植物生長(zhǎng)發(fā)育影響表現(xiàn)在可以促進(jìn)種子萌發(fā)時(shí)α-淀粉酶的生成，提高SOD、POD酶活性，促進(jìn)小麥種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)，以及水稻、大豆、菊花等多種作物根、莖、葉的生長(zhǎng)[3]。研究人員證明青霉素對(duì)老化的小白菜種子、香瓜種子、生菜種子、小麥種子的發(fā)芽及幼苗生長(zhǎng)有極顯著的促進(jìn)作用[4～7]，說(shuō)明青霉素對(duì)老化種子活力恢復(fù)起到了重要作用。但有關(guān)不同濃度的青霉素對(duì)老化雪里蕻種子萌發(fā)及田間成苗試驗(yàn)還未見報(bào)道。為此，嚴(yán)格按照國(guó)際種子檢測(cè)協(xié)會(huì)ISTA （International Seed Testing Association） 中的Accelerated Aging Method試驗(yàn)方法，通過(guò)使用不同濃度的青霉素溶液對(duì)正常種子、人工加速老化雪里蕻種子進(jìn)行浸種預(yù)處理，研究青霉素對(duì)雪里蕻種子發(fā)芽及幼苗生長(zhǎng)的影響，為提高雪里蕻種子活力、延長(zhǎng)種子壽命以及恢復(fù)老化雪里蕻種子活力、雪里蕻種子品質(zhì)檢驗(yàn)和人工播種育苗栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)于2009年3月至2010年5月在青海大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院試驗(yàn)田、農(nóng)林系作物栽培試驗(yàn)室進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)材料

供試雪里蕻品種由北京京研盛豐種苗研究所生產(chǎn)，西寧農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心購(gòu)買。

青霉素為華北制藥股份公司生產(chǎn)的人體注射80萬(wàn)單位的青霉素鈉鹽；50%甲醇、直徑12 cm培養(yǎng)皿、發(fā)芽濾紙、游標(biāo)卡尺、人工氣候箱等。

1.3 試驗(yàn)方法

①種子含水量測(cè)定 按照GB/T 3543.1-3543.7-1995[8]規(guī)定，采用低恒溫烘干法對(duì)雪里蕻種子進(jìn)行種子含水量測(cè)定，符合含水量規(guī)定要求的樣本進(jìn)行種子的老化試驗(yàn)研究。

②種子老化處理方法 試驗(yàn)前將雪里蕻種子用50%甲醇溶液浸泡20 min，取出后用吸水紙吸干表面的殘留液，再將其晾干12 h備用。其余試驗(yàn)種子材料在室溫條件下避光保存。

③青霉素溶液浸種 按照試驗(yàn)要求配制0（CK），100，200，300，400，500 mg/L 青霉素溶液。 置于黑暗條件下浸種24 h。

④發(fā)芽率的測(cè)定 采用培養(yǎng)皿濾紙發(fā)芽法[9]。3次重復(fù)，15℃黑暗條件下培養(yǎng)，逐日登記發(fā)芽數(shù)。雪里蕻培養(yǎng)至7 d時(shí)觀察發(fā)芽勢(shì)，14 d后測(cè)定種子發(fā)芽率。

高峰日發(fā)芽勢(shì)（%）=至發(fā)芽高峰日的發(fā)芽種子總粒數(shù)/供試種子粒數(shù)×100%；種子發(fā)芽率（%）=發(fā)芽的種子粒數(shù)/供試種子粒數(shù)×100%；發(fā)芽指數(shù)=在t日內(nèi)的發(fā)芽數(shù)/相應(yīng)發(fā)芽日數(shù)。

⑤活力指數(shù)測(cè)定 采用玻板直立發(fā)芽法[10]。3次重復(fù)，20℃黑暗條件下培養(yǎng)。進(jìn)行幼苗的胚根、下胚軸及子葉長(zhǎng)度測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)?；盍χ笖?shù)=發(fā)芽指數(shù)×幼苗生長(zhǎng)勢(shì)（胚根長(zhǎng)+胚軸長(zhǎng)）。

⑥幼苗干鮮質(zhì)量的測(cè)定 將培養(yǎng)14 d的幼苗，隨機(jī)抽取5株，重復(fù)3次，用電子天平稱質(zhì)量[9]。將幼苗置于鋁盒中，在（110±2）℃下殺青 15 min，然后在70℃的恒溫箱中烘干。每天稱重，烘干至恒重，記錄數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 青霉素對(duì)雪里蕻種子發(fā)芽及幼苗生長(zhǎng)的影響

由表1可以看出，不同處理之間發(fā)芽高峰日只有0～0.4 d的差異，不同濃度的青霉素處理的發(fā)芽高峰日比對(duì)照（CK）略微推遲0.4 d。200 mg/L青霉素處理的高峰日發(fā)芽勢(shì)最高，達(dá)到50.54%，但各處理間差異不顯著。

200 mg/L青霉素處理后的發(fā)芽率最高，為81.70%，是對(duì)照發(fā)芽率的1.11倍；發(fā)芽指數(shù)最高，為12.32，是對(duì)照發(fā)芽指數(shù)的1.19倍，但不同濃度之間的差異未達(dá)到顯著水平。而田間成苗率以100，200，300 mg/L青霉素處理后的最高，分別為39.33%，42.14%，33.64%，是對(duì)照的 1.69，1.81，1.44倍，不同濃度之間的差異達(dá)到顯著水平。

不同濃度青霉素處理間的活力指數(shù)達(dá)到極顯著水平。當(dāng)青霉素濃度為200 mg/L時(shí)，種子活力指數(shù)是對(duì)照的1.40倍。其余各處理的種子活力指數(shù)都高于對(duì)照，但當(dāng)青霉素濃度超過(guò)200 mg/L時(shí)，種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)逐漸下降。在0～500 mg/L范圍內(nèi)，隨青霉素濃度的增加，胚根長(zhǎng)、下胚軸長(zhǎng)、苗長(zhǎng)、鮮質(zhì)量和干質(zhì)量先增加后下降，并且有適宜的濃度范圍。例如200 mg/L和300 mg/L青霉素溶液表現(xiàn)出對(duì)下胚軸生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用，其余濃度沒有促進(jìn)生長(zhǎng)的作用。

經(jīng)青霉素溶液處理后，子葉長(zhǎng)度均大于對(duì)照，400 mg/L青霉素處理的子葉長(zhǎng)度是對(duì)照的1.18倍。該試驗(yàn)結(jié)果表明，100～500 mg/L的青霉素溶液不同程度地促進(jìn)了雪里蕻種子的發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)。200～300 mg/L的青霉素溶液促進(jìn)了雪里蕻種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)、田間成苗率的提高。但在實(shí)際栽培中田間成苗率僅20%～40%。

2.2 青霉素對(duì)人工加速老化雪里蕻種子發(fā)芽及幼苗生長(zhǎng)的影響

從表2可以看出，不同濃度的青霉素處理后，發(fā)芽高峰日3.2～4.2 d，400 mg/L青霉素處理的發(fā)芽高峰日較對(duì)照略微推遲0.3 d，其余濃度條件下比對(duì)照提前了0.4～0.7 d，各處理間無(wú)顯著差異。300 mg/L青霉素處理后的發(fā)芽率76.36%，為最高，是對(duì)照發(fā)芽率的1.06倍；發(fā)芽指數(shù)最高，達(dá)到了10.90，是對(duì)照發(fā)芽指數(shù)的1.09倍，不同濃度之間的差異達(dá)到顯著水平。5個(gè)濃度梯度的青霉素溶液極顯著地影響了雪里蕻老化種子的活力指數(shù)，不同處理間的活力指數(shù)差異達(dá)極顯著水平。100，200，300 mg/L青霉素處理的種子發(fā)芽指數(shù)分別是對(duì)照的1.10，1.36，1.41倍，其中400 mg/L和500 mg/L的青霉素溶液處理后，種子的發(fā)芽指數(shù)出現(xiàn)下降趨勢(shì)。

表1 青霉素對(duì)雪里蕻種子發(fā)芽及幼苗生長(zhǎng)的影響

表2 青霉素對(duì)人工加速老化雪里蕻種子發(fā)芽及幼苗生長(zhǎng)的影響

在100～500 mg/L范圍內(nèi)，胚根長(zhǎng)、下胚軸長(zhǎng)、苗長(zhǎng)、鮮質(zhì)量和干質(zhì)量隨青霉素濃度的增加先增加后下降。在0～300 mg/L青霉素溶液范圍內(nèi)，胚根長(zhǎng)、苗長(zhǎng)、鮮質(zhì)量和干質(zhì)量隨青霉素濃度的增加而增加，其中最適濃度為300 mg/L，各項(xiàng)指標(biāo)值分別是對(duì)照的 1.40，1.28，1.42，2.14 倍。 濃度繼續(xù)升高，各項(xiàng)指標(biāo)出現(xiàn)下降的趨勢(shì)，當(dāng)濃度增加到500 mg/L時(shí)，胚根長(zhǎng)只有對(duì)照的0.57倍，干質(zhì)量只有對(duì)照的1.29倍。200～300 mg/L青霉素溶液對(duì)下胚軸生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用，低于此濃度促進(jìn)作用不明顯，高于此濃度范圍則表現(xiàn)出抑制作用，500 mg/L時(shí)抑制作用最大，下胚軸長(zhǎng)只有對(duì)照的0.44倍。

子葉長(zhǎng)度隨青霉素濃度的增加表現(xiàn)出高于對(duì)照，當(dāng)濃度為200 mg/L時(shí)，子葉最長(zhǎng)，是對(duì)照長(zhǎng)度的3.17倍。隨著濃度繼續(xù)升高，子葉長(zhǎng)度開始減小，但仍大于對(duì)照。

試驗(yàn)結(jié)果表明，100～500 mg/L青霉素溶液不同程度地促進(jìn)了老化雪里蕻種子的發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)。300 mg/L青霉素濃度促進(jìn)了老化雪里蕻種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的提高。但田間成苗率以100，200，300 mg/L青霉素處理的最高，分別為 36.25%，38.06%，30.56%，是對(duì)照的1.79，1.88，1.51倍，尤其以200 mg/L青霉素處理的田間實(shí)際成苗率最高。不同濃度之間的差異達(dá)到顯著水平。

3 結(jié)論與討論

經(jīng)過(guò)種子含水量測(cè)定，試驗(yàn)所用雪里蕻種子為6.26%，符合種子的安全含水量的要求[8]。因此試驗(yàn)數(shù)據(jù)能夠真實(shí)地反映試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)結(jié)果表明，適宜濃度的青霉素溶液均能顯著提高正常雪里蕻種子、老化雪里蕻種子的活力指數(shù)，且增加幼苗的胚根長(zhǎng)、下胚軸長(zhǎng)、子葉長(zhǎng)和干鮮質(zhì)量。兩組試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表明，青霉素對(duì)老化雪里蕻種子的影響作用高于正常雪里蕻種子，表明青霉素可促進(jìn)種子新陳代謝，有利于陳舊種子代謝系統(tǒng)的修復(fù)和恢復(fù)，使老化種子能夠充分利用胚中貯存的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，使幼苗達(dá)到正常種子生長(zhǎng)水平。

200 mg/L的青霉素溶液使正常雪里蕻種子的發(fā)芽指數(shù)達(dá)到最高值（12.32），是正常種子對(duì)照處理的1.19倍。老化處理后的雪里蕻種子經(jīng)過(guò)300 mg/L青霉素處理后，發(fā)芽指數(shù)達(dá)到10.90，是老化種子對(duì)照的1.09倍。表明老化的雪里蕻種子通過(guò)一定濃度的青霉素處理后可以恢復(fù)到一定的發(fā)芽速度和發(fā)芽整齊度。200 mg/L的青霉素使正常雪里蕻種子的活力指數(shù)達(dá)到最高值53.84，是正常種子對(duì)照處理的1.40倍；老化處理后的雪里蕻種子經(jīng)過(guò)300 mg/L青霉素溶液處理后，其活力指數(shù)是老化種子對(duì)照的1.41倍，說(shuō)明老化嚴(yán)重抑制了種子活力，而一定濃度的青霉素溶液處理則可以修復(fù)老化對(duì)種子的損傷。200 mg/L的青霉素溶液使正常雪里蕻種子的田間成苗率達(dá)到最高值，為42.14%，是對(duì)照的1.81倍。老化處理后的雪里蕻種子經(jīng)過(guò)200 mg/L青霉素處理后田間成苗率達(dá)到38.06%，是老化種子對(duì)照的1.88倍。表明一定濃度的青霉素處理可以修復(fù)老化對(duì)種子的損傷，并且可以提高成苗率，起到到壯苗的效果。

該試驗(yàn)同時(shí)研究了青霉素對(duì)韭蔥種子和菠菜種子發(fā)芽以及幼苗生長(zhǎng)的影響[10]，這些試驗(yàn)材料中雪里蕻的抗老化能力最強(qiáng)，而菠菜的抗老化能力最弱。高濃度的青霉素溶液對(duì)雪里蕻種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)表現(xiàn)為抑制作用，而在韭蔥和菠菜上表現(xiàn)不明顯，說(shuō)明不同蔬菜種類對(duì)青霉素的反應(yīng)程度不同。許多學(xué)者研究了青霉素與種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)的關(guān)系[11～13]，但目前還沒有以雪里蕻為研究對(duì)象，沒有對(duì)老化雪里蕻種子活力恢復(fù)進(jìn)行研究報(bào)道。該研究進(jìn)一步證實(shí)青霉素對(duì)雪里蕻種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)的促進(jìn)作用，同時(shí)也表明不同濃度青霉素對(duì)雪里蕻老化種子活力恢復(fù)和提高成苗率有改進(jìn)作用。

[1]陶嘉玲.種子活力[M].北京：科學(xué)技術(shù)出版社，1991.

[2]李海航，潘瑞熾.青霉素在高等植物中的作用[J].植物生理學(xué)通訊，1987（5）：1-6.

[3]朱建華，富新華.青霉素對(duì)幾種作物種子發(fā)芽率和幼苗生長(zhǎng)的影響[J].植物生理學(xué)通訊，1995，31（5）：344-346.

[4]高揚(yáng)帆，陳軍，張莉.青霉素和Ca2+對(duì)小白菜老化種子發(fā)芽及幼苗生長(zhǎng)的影響[J].北方園藝，2006（2）：9-11.

[5]吳旭紅，馮晶，常志敏.青霉素對(duì)老化香瓜種子萌發(fā)和酶活性的影響[J].生物技術(shù)，2003，13（1）：28-29.

[6]湯菊香，馮艷芳.KH2PO4和青霉素對(duì)小麥老化種子發(fā)芽及幼苗生長(zhǎng)的影響[J].種子，2001（4）：19-21.

[7]付靜塵，韓烈保.引發(fā)、老化對(duì)生菜種子萌發(fā)的影響[J].種子，2008（3）：71-72.

[8]GB/T 3543.1-3543.7-1995[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2000：40.

[9]顏啟傳.種子檢驗(yàn)的原理和技術(shù)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1992：293.

[10]馬輝，任彥蓉，馬國(guó)良.青霉素滲調(diào)處理對(duì)韭蔥種子發(fā)芽與活力的影響[J].種子，2010（6）：97-99.

[11]孫忠魁，龐金安.青霉素浸種對(duì)黃瓜發(fā)芽及幼苗生長(zhǎng)的影響[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，1995，1（3）：7-9.

[12]張秋菊，秦佳梅，楊劍波.青霉素對(duì)返魂草種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響[J].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，26（6）：596-598.

[13]鄭蔚虹，冷建梅.青霉素、過(guò)氧化氫和高錳酸鉀浸種對(duì)沙棘種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響[J].種子，2003（6）：21-23.

Effect of Penicillin on Germination of Accelerated Aging Seed and Seedling Growth of Potherb Mustard

MA Hui1,MA Guoliang1,YAO Lun2
(1.Agricultural and Animal College,Qinghai University,Xining 810016;2.Qinghai University)

The effect of different penicillin solution (0-500 mg/L)on the germination and seedling growth of accelerated aging seeds of potherb mustard were studied.The results indicated that treatments with penicillin at certain concentration could increase germination index,vigor index and weight of fresh and dry matter more significantly.Penicillin enhanced seed germination and seedling growth of potherb mustard,and it restored germination index and vigor index of accelerated aging seeds of potherb mustard while the solution of penicillin was 300 mg/L added,and the vigor index was 1.41 times than that of control treatment.It showed that deterioration of potherb mustard seed inhabited the seed vigor severely;oth

erwise,low concentration of penicillin could recover the seed vigor of the accelerated aging seeds.And after 200 mg/L of penicillin processing of aging potherb mustard seeds sprout rate reached into the field 38.06%is aging seed controlled 1.88 times.Show the aging potherb mustard seed through certain concentration of penicillin after the treatment of the seeds can regenerate ageing injury,can improve sprout rate,strengthen the seedlings.

Penicillin;Potherb mustard;Accelerated aging seed;Germination index;Vigor index

10.3865/j.issn.1001-3547.2011.12.013

馬輝（1964-），男，碩士，副教授，從事種子、作物品質(zhì)等方面教學(xué)、研究工作

2011-05-20