PEG引發對葫蘆種子活力和抗氧化酶活性的影響

亢敏，別之龍，黃遠

（華中農業大學園藝林學學院/園藝植物生物學教育部重點實驗室，湖北武漢，430070）

PEG引發對葫蘆種子活力和抗氧化酶活性的影響

亢敏，別之龍，黃遠

（華中農業大學園藝林學學院/園藝植物生物學教育部重點實驗室，湖北武漢，430070）

研究了PEG-6000不同滲透處理濃度和時間對葫蘆種子活力和PEG-6 000浸泡12 h對葫蘆種子外滲液電導率和萌發后抗氧化酶活性的影響，以期篩選出PEG最佳處理濃度和時間。研究結果表明，25%PEG-6 000溶液浸泡12 h為葫蘆種子的最佳引發方式，可顯著提高葫蘆種子的發芽勢、發芽率和活力指數，降低種子外滲電導率，提高POD和SOD的活性。

PEG；葫蘆種子；種子活力；種子引發

中國是世界西瓜生產大國，栽培面積約占世界西瓜栽培面積的50%。近年來，隨著西瓜栽培面積的不斷增加，西瓜枯萎病等土傳病害的發生日益嚴峻，嚴重制約了西瓜產業的發展。嫁接是提高西瓜對土傳病害抗性的有效措施，在西瓜生產中得到了廣泛應用。葫蘆是適宜西瓜嫁接的優良砧木，但葫蘆種子存在發芽不良或發芽慢、不整齊等問題[1～2]，如何提高葫蘆砧木種子活力和發芽勢對于西瓜嫁接苗生產非常重要。目前已有不少關于PEG滲透提高種子活力的研究[3～7]，但在葫蘆砧木上尚未見報道。本文研究了PEG滲透處理對葫蘆砧木種子種子活力和發芽過程中生理特性的影響，以期篩選出PEG最佳處理濃度和時間，提高種子發芽率。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

葫蘆（Lagenaria sicerariaStandl.）種子選用發芽率較低的品種 “將軍”，購自上海惠和種業有限公司。

1.2 PEG處理

①不同PEG處理濃度和時間對種子萌發的影響 PEG-6000設置0%，20%，25%，30%4個濃度，25℃下種子在4個不同濃度PEG溶液中分別浸泡6，8，12，16，24，36 h。每處理設4次重復，每重復30粒種子，進行發芽試驗，旨在探索最佳的處理濃度和時間。

②PEG引發對葫蘆幼苗外滲電導率和抗氧化酶活性的影響 取上述試驗的最佳結果即25%的PEG-6 000浸泡12 h為處理方法，清水浸泡12 h為對照進行引發處理。種子催芽14 d子葉脫殼后，取芽苗的子葉和胚根測定抗氧化酶活性。每處理設3次重復，每重復100粒種子。

1.3 測定方法

①PEG-6000處理后，種子用蒸餾水清洗2次，濾紙吸干水分，晾干后進行發芽試驗。發芽試驗在人工氣候箱（3℃，12 h光照，濕度70%）中進行。每天記錄發芽數，第5天記錄發芽勢，第10天記錄發芽率。計算發芽指數GI（GI=∑Gt/Dt，Dt為發芽日數，Gt為與Dt相對應的每天發芽種子數）和活力指數VI（VI=發芽指數×根長）。

②CAT（過氧化氫酶）用紫外吸收法，SOD（超氧化物歧化酶）用NBT法，POD（過氧化物酶）用愈創木酚法，均參照李合生[8]的方法；外滲液電導率按照楊小環等[6]的方法測定。

1.4 數據分析

數據分析采用SAS 8.1軟件，在5%水平采用Duncan’s新復極差測驗進行多重比較。

表1 PEG-6000引發對葫蘆種子活力的影響

表2 PEG-6000引發對葫蘆種子活力的影響

2 結果與分析

2.1 PEG引發對葫蘆種子活力的影響

由表1，表2表明，供試葫蘆“將軍”種子的發芽率較低，0%濃度PEG 6 h處理的發芽率只有45.00%，24 h處理的發芽率只有68.33%，不同濃度和時間的PEG處理均不同程度提高了葫蘆種子的發芽率、發芽指數和活力指數，其中25%PEG浸泡12 h處理最佳，其發芽勢、發芽率分別達到75%和96.67%，分別是對照 （0%濃度PEG處理12 h）的3.75倍和2.23倍，其發芽指數和活力指數分別為對照的1.92倍和2.77倍，表明25%PEG浸泡12 h處理顯著促進了葫蘆種子發芽。

2.2 25%PEG浸泡12 h對葫蘆種子外滲液電導率的影響

種子外滲液電導率大小反映膜透性的高低，電導率高，膜透性大，溶質外滲增多。由圖1可知，PEG引發后，種子外滲液電導率顯著下降，說明膜的完整性得到恢復。

圖1 25%PEG浸泡12h對種子外滲液電導率的影響

2.3 25%PEG浸泡12 h對葫蘆種子抗氧化酶活性的影響

子葉和胚根中，CAT活性在對照和處理間均無顯著差異，但25%的PEG-6000浸泡12 h處理后，POD活性在子葉和胚根中分別為 36.63 U/g和45.10 U/g，比對照提高52.69%和32.40%，SOD活性比對照提高484%和43.54%（表3）。

3 小結與討論

PEG親水性強，不易自由通過植物細胞壁，溶于水后能產生較強的滲透壓，所以是理想的滲調劑[9]。洪發水等[3]研究表明，PEG引發的濃度和時間對黃瓜效果影響較大，黃瓜種子經30%PEG引發24 h后，其種子活力明顯提高；張百俊等[7]研究表明，PEG滲透處理可以提高西葫蘆種子活力，以250 g/L處理效果最好，使發芽勢和活力指數分別提高25.3%和63.6%；本試驗中，也證明PEG引發可提高葫蘆種子活力，25%PEG-6000滲透浸泡12 h能顯著提高葫蘆砧木種子的發芽勢、發芽率和活力指數。

PEG引發后，種子外滲液電導率降低，種子可溶性內含物外滲減少，有利于種子萌動后充分利用自身的養分和貯藏物[12]。本試驗PEG引發葫蘆種子后電導率顯著下降，這表明PEG引發可以修復種子吸脹中引起的膜損傷，有利于種子活力的提高（圖 1）。

抗氧化酶系統可加速對自由基的清除，減輕自由基對膜的破壞，有利于膜的修復。楊春雷等[10]使用PEG對煙草種子進行引發處理，發現PEG引發后，SOD、POD活性顯著增強。麥苗苗等[11]研究表明，適宜質量濃度（140～301 g/L）的PEG預處理連香樹種子，能提高保護性酶SOD、POD和CAT的活性。本試驗結果也表明，PEG滲調處理提高了葫蘆種子的子葉和胚根中POD和SOD活性（表2），有效減輕了活性氧對膜的傷害，保護了膜系統結構和功能的完整性。

本研究結果表明，25%PEG-6000溶液浸泡12 h為葫蘆種子的最佳引發方式，可顯著降低種子外滲液電導率，其提高葫蘆種子發芽的機理可能是通過提高SOD和POD的活性、修復種子吸脹過程中引起的膜損傷來實現的。

表3 25%PEG浸泡12 h對葫蘆種子抗氧化酶活性的影響

[1]錢偉，蔣有條．影響葫蘆種子發芽率的原因及克服措施[J]．長江蔬菜，1993（6）：38-39.

[2]周力，鄒余冬．非洲葫蘆種子發芽試驗[J]．長江蔬菜，2000（1）：32-33.

[3]洪法水，趙海泉．聚乙二醇和聚乙烯醇對黃瓜種子活力和抗寒性的影響[J]．園藝學報，1997，24（4）：395-396.

[4]李明，萬麗，姚東偉．蔬菜種子引發研究進展[J]．上海農業學報，2006，22（1）：99-103.

[5]劉宇,王萍娟,李天昊，等.聚乙二醇滲透處理對膜莢黃芪種子發芽及幼苗抗冷害的影響 [J].吉林農業大學學報，2007，29（1）：61-64.

[6]楊小環，楊文秀，史雨剛，等．NaCl和PEG引發對甘藍種子發芽及其質膜透性的影響[J]．山西農業大學，2008，28（4）：413-416.

[7]張百俊，楊和連，李貞霞，等．PEG滲調西葫蘆種子效應研究[J]．種子，2006，25（9）：76-78.

[8]李合生．植物生理生化實驗原理和技術[M]．北京：高等教育出版社，2000.

[9]王慧超，何士敏，李昌滿．PEG滲調處理對植物種子的影響[J]．安徽農業科學，2008，36（6）：2 224-2 226.

[10]楊春雷，楊久紅，李進平，等．引發技術提高煙草種子活力及其機理研究[J]．種子科技，2008（5）：42-46.

[11]麥苗苗，石大興，王米力，等．PEG處理對連香樹種子萌發與芽苗生長的影響[J]．林業科學，2009，45（10）：94-99.

[12]Naglreiter C,Reichenauer T G,Goodman B A.Free radical generation in Pinus sylvestris and Larix decidua seeds primed with polyethylene glycol or potassium salt solutions [J].Plant Physiology and Biochemistry,2005,43:117-123.

Effects of PEG Priming on Seed Vigor and Anti-oxidant Enzymes of Bottle Gourd

KANG Min,BIE Zhilong,HUANG Yuan
(College of Horticulture and Forestry,Huazhong Agricultural University/Key Laboratory of Horticultural Plant Biology, Ministry of Education,Wuhan 430070)

The effects of different concentrations and time of PEG-6000 priming on the seed vigor of bottle gourd(Lagenaria sicerariaStandl.)were investigated.The results showed that 25%PEG-6000 solution primed 12 hours was the optimal method for the priming of bottle gourd seeds.Under the optimal conditions,the germination energy,germination rate and seed vigor index were enhanced,cell inclusion exosmosis of bottle gourd seeds were decreased,whereas the activities of POD and SOD were increased.

PEG;Bottle gourd seeds;Seed vigor;Seed priming

10.3865/j.issn.1001-3547.2010.08.012

現代農業產業技術體系建設專項資金

亢敏（1986-），女，在讀碩士研究生，研究方向為工廠化育苗，電話：027-87280899，E-mail：kangmin001@yahoo.cn

別之龍（1970-），男，通信作者，華中農業大學教授，博士生導師，主要從事設施蔬菜和西甜瓜生長發育調控研究，電話：027-87286908，E-mail：biezl001@yahoo.com.cn

2010-03-18