3種藥劑處理對苦瓜陳種子發(fā)芽及幼苗生理的影響

王佳楠，商 桑 ，田麗波，朱早兵，賴彩余，鄒凱茜，陳揚鴦，蘇記春

（海南大學(xué)熱帶作物種質(zhì)資源保護與開發(fā)利用教育部重點實驗室／園藝園林學(xué)院， ?？?70228）

苦瓜別名涼瓜，葫蘆科苦瓜屬，為一年生蔓生植物，有很高的營養(yǎng)和藥用價值，具有清熱解暑，明目解毒［1］的作用。隨著設(shè)施栽培的發(fā)展，苦瓜生產(chǎn)近年來也發(fā)展迅速，種植規(guī)模在逐年增大［2］，在我國南、北方均普遍種植。然而因為苦瓜種子的種皮厚而堅硬，萌發(fā)時吸水困難，生產(chǎn)中常常會出現(xiàn)發(fā)芽遲緩、發(fā)芽率低、出苗不整齊等現(xiàn)象［3］，尤其是在熱帶地區(qū)高溫高濕條件下貯藏，種子生活力急劇下降［4］，導(dǎo)致發(fā)芽率降低。因苦瓜種子繁殖系數(shù)低，種子價格較高，因此生產(chǎn)中常常使用陳種子。而如何提高苦瓜陳種子的發(fā)芽率和生活力是亟待解決的問題。有文獻報道，磕種皮、用55℃ 溫湯浸種、100mg／L 赤霉素浸種，150mg／L乙烯利浸種，2%雙氧水浸種以及利用20%聚乙二醇處理18h，能夠顯著提高苦瓜種子的發(fā)芽率［5－9］。

大多數(shù)的研究均是針對各種預(yù)處理對新采收的苦瓜種子發(fā)芽的影響，而對提高苦瓜陳種子的生活力的研究較少。本研究以苦瓜陳種子為材料，經(jīng)不同濃度的赤霉素、雙氧水、聚乙二醇3種藥劑處理，研究各處理對苦瓜陳種子萌發(fā)及相關(guān)生理指標的影響，試圖尋求提高苦瓜陳種子生活力的最佳處理方法，為科學(xué)生產(chǎn)應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 供試材料

供試種子為2011年收獲的苦瓜陳種子（金三順），常溫貯藏，供試藥劑為75%赤霉素結(jié)晶粉、30%雙氧水、聚乙二醇6000分析純。

1．2 試驗方法

按照實驗要求配制不同濃度的試劑：

1）赤霉素溶液：設(shè)50、100、150、200mg／L共4個濃度處理；

2）雙氧水溶液：設(shè)1%、3%、5%共3個濃度處理；

3）聚乙二醇溶液：設(shè)100、150、200、250mg／L共4個濃度處理。

挑選飽滿、無病蟲損害的種子，以清水處理為對照，分別以上述配好的試劑進行浸種，浸種時間為15h，每個處理設(shè)3個重復(fù)，每個重復(fù)50粒種子，浸種后，用蒸餾水漂洗種子4～5次，用吸水紙吸去種子表面多余水分，將種子分別平鋪于底部鋪有相應(yīng)處理溶液潤濕濾紙的培養(yǎng)皿中，在30℃的恒溫箱中培養(yǎng)，每2d換1次濾紙，清洗種子表面黏性物質(zhì)。試驗期間需保持種子表面濕潤。

1．3 測定項目

試驗以種子露白后胚根突破種皮5mm為發(fā)芽標準，記錄種子每天的發(fā)芽情況。以發(fā)芽最多的一天計算其發(fā)芽勢，在種子萌發(fā)第6天時測量根長、下胚軸長、芽長、鮮重。發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)用如下公式計算：

發(fā)芽勢（%）＝規(guī)定天數(shù)內(nèi)種子發(fā)芽數(shù)／供試種子總數(shù)×100%；

發(fā)芽率（%）＝試驗結(jié)束后的種子發(fā)芽數(shù)／供試種子總數(shù)×100%；

發(fā)芽指數(shù)＝∑（Gt／Dt）（式中：Gt為t時間的種子發(fā)芽數(shù)；Dt為相應(yīng)發(fā)芽試驗時間）。

參照李合生［10］的方法，在胚根突破種皮5mm時測定α－淀粉酶活性，于種子萌發(fā)的第10天（幼苗1葉1心）測定幼苗植株中POD活性、丙二醛（MDA）、葉綠素、脯氨酸含量。

1．4 數(shù)據(jù)分析

試驗所得數(shù)據(jù)結(jié)果采用Excel進行圖表制作，采用DPS v 7．5軟件的Duncan新復(fù)極差法進行差異顯著性多重比較。

2 結(jié)果與分析

2．1 不同濃度的藥劑處理對苦瓜陳種子發(fā)芽的影響

2．1．1 GA3對苦瓜陳種子發(fā)芽的影響

由表1可知，赤霉素（GA3），不同濃度處理，苦瓜種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)都有增加。4種濃度處理，苦瓜的發(fā)芽情況分別是150mg／L＞100mg／L＞50mg／L＞200mg／L，150mg／L處理發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)3個指標都顯著高于對照，50、100、200mg／L均高于對照，但差異不顯著。

2．1．2 H2O2對苦瓜陳種子發(fā)芽的影響

由表1可知，不同濃度雙氧水（H2O2）處理，苦瓜種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)較對照相比都有顯著的提高。3個濃度處理的各指標數(shù)值均為1%＞3%＞5%，1%處理的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)顯著的高于5%。

2．1．3 PEG對苦瓜陳種子發(fā)芽的影響

由表1可知，不同濃度的聚乙二醇（PEG）處理較對照能顯著提高種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)，在PEG 4個濃度處理中，150mg／L處理的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)都顯著的高于100，200，250mg／L，4個濃度處理的各指標的數(shù)值均為150mg／L＞250mg／L＞200mg／L＞100mg／L，其中200mg／L與100mg／L處理之間差異并不顯著。

2．2 不同濃度的藥劑處理對苦瓜幼苗生長的影響

經(jīng)方差分析，3種藥劑處理后對苦瓜幼苗的影響如表2所示，與對照相比，不同濃度的3種藥劑處理，均能促進鮮重的增加以及根、下胚軸和芽的生長。不同濃度GA3處理的根長、下胚軸長、芽長、鮮重隨著濃度的升高而增加，其中以150mg／L處理效果最好，顯著高于其他濃度。而H2O2、PEG處理則相反，隨著濃度的升高，根長、芽長生長呈降低趨勢，而鮮重逐漸增加，1%H2O2、100mg／L 和150mg／L PEG 處理的各指標數(shù)值顯著高于對照，效果最好。

2．3 不同濃度藥劑處理對苦瓜幼苗生理的影響

2．3．1 不同濃度GA3處理對苦瓜幼苗生理的影響

不同濃度的GA3處理對苦瓜幼苗生理的影響方差分析結(jié)果如表3所示，可以看出，與對照相比，利用不同濃度GA3處理的苦瓜幼苗中的POD活性、MDA含量、α－淀粉酶活性、葉綠素以及脯氨酸含量都存在顯著性差異。其中1 5 0mg／L GA3處理的POD活性、α－淀粉酶活性、葉綠素以及脯氨酸含量顯著高于對照組與其他濃度，MDA含量則顯著低于對照組與其它濃度處理。

表1 不同濃度藥劑對苦瓜種子萌發(fā)的影響（x ±s）

2．3．2 不同濃度 H2O2處理對苦瓜幼苗生理的影響

不同濃度的H2O2處理對苦瓜幼苗生理的影響方差分析結(jié)果如表4所示，可以看出，不同濃度的H2O2處理對苦瓜幼苗的POD活性、MDA 含量、α－淀粉酶活性、葉綠素以及脯氨酸含量都有顯著的影響，其中，以5%處理的幼苗POD活性、α－淀粉酶活性、葉綠素含量顯著高于對照組，而 MDA含量以1%處理的顯著低于對照組與其它濃度處理。

表2 不同濃度藥劑對苦瓜幼苗的影響（x±s）

2．3．3 不同濃度 PEG 處理對苦瓜幼苗生理的影響

表3 不同濃度GA3處理對苦瓜幼苗生理的影響（x±s）

不同濃度的PEG處理對苦瓜幼苗生理的影響方差分析結(jié)果如表5所示，可以看出，不同濃度的PEG處理對苦瓜幼苗的POD活性、MDA含量、α－淀粉酶活性、葉綠素以及脯氨酸含量都有顯著的影響。其中，以200 mg／L處理苦瓜幼苗中POD活性、α－淀粉酶活性、葉綠素以及脯氨酸含量均顯著高于對照組，MDA含量顯著低于對照組。

表4 不同濃度H2O2處理對苦瓜幼苗生理的影響（x±s）

3 結(jié)論與討論

本研究表明，3種藥劑浸種對苦瓜陳種子的萌發(fā)有一定的促進作用。在不同的試驗中，結(jié)果也不同。李大忠研究認為，200mg／L赤霉素與2%雙氧水最佳［7］，與張鳳銀等［11］、姜海忱［5］的研究結(jié)果相同；而向長萍等研究認為，以40mg／L赤霉素處理效果最好［3］；舒英杰［8］研究表明，聚乙二醇以20%處理效果最好。本研究認為，以150mg／L赤霉素、1%雙氧水、150mg／L聚乙二醇處理效果最好，這與李大忠［7］等結(jié)果相似，但不同在于雙氧水處理以1%處理效果最優(yōu)，而在3種藥劑處理結(jié)果中也是以雙氧水處理的發(fā)芽率最高。通過浸種改變種子種皮的通透性，激發(fā)種子胚活力，提高種子的發(fā)芽率，不同濃度的藥劑浸種效果不同，不同品種萌芽所需最適濃度不同，因此，在使用藥劑浸種時要注意選用適合濃度。本研究中以赤霉素進行處理的陳種子發(fā)芽率均未超過50%，因而在生產(chǎn)上不宜作種用。

表5 不同濃度PEG處理對苦瓜幼苗生理的影響（x±s）

3種藥劑處理對幼苗生長也有一定的影響。張鳳銀等報道，赤霉素能打破種子休眠，促進苦瓜幼苗莖的伸長［11］；李媛媛等報道，聚乙二醇處理可以提高蘿卜陳種子活力，促進幼苗的生長［12］。本研究表明，3種藥劑處理能夠促進幼苗的生長，其中200mg／L赤霉素處理能促進莖的生長，與張鳳銀等［11］研究結(jié)果相同。而1%雙氧水和150mg／L聚乙二醇處理能促進根的伸長。說明不同藥劑處理對幼苗生長的影響也不同。

POD是植物體內(nèi)一種重要的氧化還原酶，它對植物細胞具有保護作用，對植物抗病性也有一定的影響。脯氨酸是一種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，在植物遭遇逆境條件時產(chǎn)生，含量的多少與植物的抗逆性有關(guān)。李媛媛等報道，經(jīng)100mg／L聚乙二醇處理的濰縣蘿卜陳種子，POD活性和脯氨酸都有增加［12］，本研究結(jié)論也是如此。

丙二醛（MDA）是一種重要的膜脂過氧化產(chǎn)物，它能夠使膜損傷加劇，MDA的積累可作為衡量細胞膜損傷程度的指標，可通過MDA含量了解膜脂過氧化的程度，以間接測定膜系統(tǒng)損傷程度以及植物的抗逆性［10］。舒英杰報道，聚乙二醇引發(fā)種子萌發(fā)，在于降低種子的膜脂過氧化程度，降低自由基對細胞的傷害，從而使種子的膜系統(tǒng)得到修復(fù)和保護并提高種子的活力［8］。本研究表明，200mg／L聚乙二醇處理的幼苗POD活性與脯氨酸含量都明顯高于其他濃度，MDA含量低于其他濃度，與前人研究相同，說明聚乙二醇處理可以顯著提高植物抗逆性，但對于不同植物種子的最適濃度不同。

α－淀粉酶活性強弱反應(yīng)了能夠為種子萌發(fā)提供能量的多少。有研究表明，利用聚乙二醇和赤霉素處理，均能不同程度地提高α－淀粉酶含量［8，13］。本研究表明，3種藥劑處理都能顯著提高α－淀粉酶活性，其中以150mg／L赤霉素處理的效果最好。赤霉素對于種子的發(fā)芽具有刺激作用，從而打破種子休眠，促進種子胚的發(fā)育，提高發(fā)芽率，同時赤霉素能夠代替胚促進淀粉的水解，促進糊粉層中α－淀粉酶的合成。雙氧水（H2O2）［14］是一種強氧化劑，可使種皮軟化，增加種皮的透氣性和吸水性，促進種子萌發(fā)，但是雙氧水對胚具有腐蝕作用，處理時間長會對種子膜結(jié)構(gòu)造成破壞，因此相對另外2種藥劑處理，α－淀粉酶活性較低。

葉綠素是植物進行光合作用所必須的重要色素，為植物生長供給養(yǎng)分。本研究表明，150mg／L GA3、5%H2O2、150mg／L PEG 能顯著提高幼苗葉綠素含量，使幼苗生長健壯。

以上結(jié)果說明，3種藥劑通過提高陳種子的POD活性、脯氨酸、α－淀粉酶活性和葉綠素含量，降低MDA含量，清除因種子老化積累的H2O2和活性氧，使植物維持體內(nèi)的活性氧產(chǎn)生和清除的動態(tài)平衡，為種子萌發(fā)供給能量，提高陳種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)，從而促進了苦瓜幼苗的生長。

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