不同溫度下疊氮化鈉濃度對辣椒種子萌發(fā)的影響

袁志平 李學(xué)軍 張煥麗 張菊平

摘 要：該文以俊豐三櫻椒為材料，在4℃和25℃下采用不同濃度的疊氮化鈉處理辣椒種子，研究不同濃度疊氮化鈉與不同溫度對辣椒種子萌發(fā)的協(xié)同效應(yīng)。結(jié)果表明：在0～4.0mmol/L濃度范圍內(nèi)，疊氮化鈉抑制辣椒種子萌發(fā)和生長，但用5.0mmol/L的疊氮化鈉處理辣椒種子時(shí)，其發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、蛋白質(zhì)含量等性狀都呈上升趨勢。4℃低溫處理辣椒種子時(shí)，以上的這些性狀指標(biāo)都要高于室溫（25℃）處理的，說明低溫可抑制疊氮化鈉的誘變作用。

關(guān)鍵詞：疊氮化鈉；辣椒；種子萌發(fā)；溫度

中圖分類號 S63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）06-0017-03

Abstract：This experiment treats the pepper seed in different concentrations of sodium azide under two different temperatures at 4℃ and 25℃，to study the effects of sodium azide on germination of pepper seed and its synegistic effect with temperature. The results showed that in the 0～4.0mmol/L concentration range，sodium azide inhibited the germination and growth of pepper seed. However，the concentrations of 5.0mmol/L sodium azide processing pepper seeds，germinating rate，germination index，germination，protein content and other traits are increasing. Under the low temperature（4℃），the traits of pepper seeds are higher than room temperature（25℃） treated.These instructions can be suppressed low temperature can inhibit the mutagenic effects of sodium azide.

Key words：Sodium azide；Pepper；Seed germination；Temperature

在誘變育種中，疊氮化鈉（NaN3）被認(rèn)為是最有效的誘變劑之一，因?yàn)樗耸褂煤啽恪o殘留性和費(fèi)用低廉等外，更重要的是誘變效率高，并且所誘發(fā)的突變體是基因水平的突變，而不誘發(fā)染色體畸變。國內(nèi)外對NaN3的誘變特性、最佳條件等已有較多的研究，并且應(yīng)用于大豆、水稻、大麥、小麥、玉米、蘋果育種中[1-11]，但用NaN3對辣椒進(jìn)行誘變的報(bào)道還很少。為此，本文以俊豐三櫻椒為材料，用不同濃度的NaN3磷酸緩沖溶液在不同溫度下分別處理不同的時(shí)間，分析生理生化的變化，為誘變育種工作提供理論依據(jù)和參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料 供試?yán)苯凡牧蠟楹幽鲜¤铣强h俊豐蔬菜種苗研究所生產(chǎn)的俊豐三櫻椒原種。

1.2 試驗(yàn)方法 取足量辣椒種子于55℃溫水浸種6h，然后分別用0、2、3、4、5mmol/L的NaN3-磷酸緩沖液溶液（pH=3）在4℃和25℃搖床上振蕩4h，用清水洗凈后分別放在裝有加水濕潤濾紙的培養(yǎng)皿中，置25℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。每處理100粒種子，重復(fù)3次。隔天用水將種子清洗1次，每天記錄發(fā)芽情況。

1.3 項(xiàng)目測定 培養(yǎng)12d后統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率，每處理隨機(jī)取20株幼苗，用游標(biāo)卡尺測量胚根長和胚芽長。蛋白質(zhì)含量的測定參考韓振海和陳昆松[12]的方法，過氧化物酶活性的測定參考王學(xué)奎[13]的方法。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析 采用Microsoft Excel 2003和DPS 3.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度NaN3與不同溫度對辣椒種子發(fā)芽率的影響 從表1可以看出，疊氮化鈉濃度在2mmol/L時(shí)對發(fā)芽率無明顯影響，但濃度為3、4、5mmol/L時(shí)發(fā)芽率顯著下降（4℃）或極顯著下降（25℃），4℃下辣椒種子的萌發(fā)率要比25℃下同濃度的要高一些，說明低溫可在一定程度上控制疊氮化鈉對辣椒種子萌發(fā)的抑制作用。在同一溫度下，隨疊氮化鈉濃度的升高，種子的萌發(fā)率逐漸降低，在4mmol/L時(shí)萌芽率最低，但在5mmol/L時(shí)萌芽率又開始升高。由此可知，誘變劑疊氮化鈉在一定濃度條件下，對辣椒種子的萌發(fā)具有抑制作用，但超過了一定濃度則具有相反的作用。

2.2 不同濃度NaN3與不同溫度對辣椒胚根長和胚芽長的影響 由圖1可知，不同溫度下，不同濃度疊氮化鈉對辣椒種子萌發(fā)的胚根長影響不大，在各濃度下，其胚根長的變化不大，長勢差不多，可見不同濃度的疊氮化鈉幾乎不影響辣椒的胚根長變化。由圖2可知，4℃下用疊氮化鈉處理過的辣椒種子在萌發(fā)后，其胚芽長要明顯長于25℃下疊氮化鈉處理過的辣椒種子。4℃時(shí)，萌發(fā)后的辣椒胚芽長均在4cm以上，而25℃時(shí)的胚芽長均在3cm以下。溫度處理間差異極顯著。說明溫度對辣椒種子萌發(fā)后胚芽長的影響很大。且低溫條件下辣椒胚芽長要明顯長于25℃下的。辣椒種子在疊氮化鈉不同濃度下胚芽長差異不顯著，但不同溫度對胚芽長的影響差異極顯著。由此可知，低溫對處理過的辣椒種子的萌發(fā)具有協(xié)同作用，更有利于辣椒苗的生長。

2.3 不同濃度NaN3與不同溫度對辣椒發(fā)芽指數(shù)的影響 從表2可以看出：添加疊氮化鈉的與不添加的差異顯著（4℃）或極顯著（25℃），不同濃度疊氮化鈉之間差異不顯著。說明疊氮化鈉對辣椒種子發(fā)芽指數(shù)有較大的抑制作用。但不同濃度處理對辣椒發(fā)芽指數(shù)的抑制作用差異不明顯。在不添加疊氮化鈉時(shí)，高溫利于辣椒種子發(fā)芽，具有促進(jìn)作用。而疊氮化鈉濃度在2～4mmol/L時(shí)隨著濃度的增大發(fā)芽指數(shù)逐漸降低，4mmol/L時(shí)最低。在5mmol/L時(shí)又上升為與2mmol/L時(shí)相近的發(fā)芽指數(shù)。疊氮化鈉對種子的發(fā)芽具有抑制作用，但當(dāng)濃度超過一定范圍時(shí)這種抑制作用又表現(xiàn)出協(xié)同作用，起到促進(jìn)作用。在同一疊氮化鈉濃度條件下，溫度越高，種子的發(fā)芽指數(shù)反而逐漸降低。由此可知，高溫對辣椒種子的發(fā)芽具有抑制作用。

2.4 不同濃度NaN3與不同溫度對辣椒種子萌發(fā)中蛋白質(zhì)含量的影響 由表3可知，4℃下疊氮化鈉能夠促進(jìn)幼苗中蛋白質(zhì)的合成，濃度增大時(shí)促進(jìn)效果降低，但當(dāng)濃度超過一定范圍時(shí)又表現(xiàn)出協(xié)同作用。25℃下，疊氮化鈉表現(xiàn)出抑制蛋白質(zhì)形成的作用，當(dāng)濃度達(dá)4mmol/L時(shí)才表現(xiàn)出促進(jìn)作用，說明在高溫下促進(jìn)作用延緩。

2.5 不同濃度NaN3與不同溫度對辣椒種子萌發(fā)中過氧化物酶含量的影響 從表4可知，不同溫度處理對NaN3的敏感性存在差異，高溫處理的幼苗過氧化物酶含量明顯高于低溫下的。4℃下，酶的含量低于對照，但在3mmol/L時(shí)酶含量最高，說明NaN3在低濃度時(shí)表現(xiàn)出一定的協(xié)同作用，濃度過高時(shí)就起到抑制作用。不同處理間的差異并不顯著。疊氮化鈉對過氧化物酶的影響表現(xiàn)為低濃度刺激酶的活性。濃度高于5mmol/L酶活性又明顯增強(qiáng)。誘變劑濃度愈高，抑制愈強(qiáng)烈，過氧化物酶活性與化學(xué)誘變劑濃度呈明顯的負(fù)相關(guān)。

3 討論

種子萌發(fā)前必需先通過吸脹吸水的方式儲存足夠多的水分，而種子吸水膨脹的過程主要靠種子的預(yù)浸種。種子預(yù)浸種后，種子內(nèi)的細(xì)胞吸水膨脹，吸水較多時(shí)會導(dǎo)致種子的種皮松軟，種子的細(xì)胞膜的通透性增加。此時(shí)，NaN3將更容易的通過細(xì)胞膜進(jìn)入到種子內(nèi)的細(xì)胞中，從而影響到細(xì)胞的代謝活動。同時(shí)細(xì)胞內(nèi)的原生質(zhì)由凝膠狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z狀態(tài)，細(xì)胞的代謝活動不斷增強(qiáng)，細(xì)胞內(nèi)的DNA開始活躍的復(fù)制合成。當(dāng)細(xì)胞分裂開始時(shí)，用NaN3對種子進(jìn)行處理，種子的生物損傷及誘變效應(yīng)是最大的。當(dāng)繼續(xù)進(jìn)行浸種時(shí)，隨種子水分飽和度的增加，進(jìn)入種子內(nèi)的誘變劑數(shù)量就會不斷的減少，同時(shí)細(xì)胞最敏感時(shí)期已過，誘變效率反而降低。本試驗(yàn)表明，種子預(yù)浸種6h后用NaN3處理，幼苗受到的抑制作用有所減緩。所以預(yù)浸種6h最合適。疊氮化鈉處理預(yù)浸種過的種子后，使種子表皮的滲透性減弱，從而疊氮化鈉更容易進(jìn)入到種子中去，但在低溫條件下，種子中細(xì)胞的代謝活動要低于常溫下細(xì)胞的代謝活動，從而疊氮化鈉進(jìn)入種子的速度將會減慢，從而種子萌發(fā)所受到的抑制作用就會減弱。因此，溫度對NaN3的誘變具有反協(xié)同作用。

4 結(jié)論

在0～4.0mmol/L濃度范圍內(nèi)，疊氮化鈉抑制種子萌發(fā)和生長，但用5.0mmol/L的疊氮化鈉處理辣椒種子時(shí)，其發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽勢，蛋白質(zhì)含量等其他性狀都呈上升趨勢。4℃低溫下處理辣椒種子時(shí)，以上的這些性狀的指標(biāo)都要高于25℃處理的，說明低溫可以抑制疊氮化鈉的誘變作用。

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（責(zé)編：張宏民）