He-Ne激光輻照對小麥陳種子萌發影響的研究

摘要：以冬小麥為研究對象，選用5種不同劑量的He-Ne激光輻照貯存3年的小麥種子，研究激光輻照對小麥種子的浸出液電導率以及發芽勢、發芽率、芽長等方面的影響。試驗結果表明，適宜的激光輻照可降低小麥陳種子浸出液的電導率；激光輻照可以有效地提高小麥陳種子的發芽勢、發芽率、芽長和芽鮮質量，激光輻照劑量為20.8 J·cm-2對提高小麥陳種子的發芽勢、發芽率、芽長和芽鮮質量最為合適。

關鍵詞：He-Ne激光；小麥；種子；萌發

中圖分類號：S512.1文獻標識碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2011.02.031

Effects of He-Ne Laser on the Seeds of Germination of Old Wheat

ZHANG Bin， DUAN Zhi-yin， YANG Miao

（College of Arts and Science ，Shanxi Agricultural University， Taigu，Shanxi030801，China）

Abstract：In this article， wheat old seeds stored for three years were studied systematically. Wheat old seeds were radiated by He-Ne Laser of different dosages in this experiment. The results showed that He-Ne laser could remarkably raise the sprouting potential， sprouting ratio， bud length and bud fresh weight， decrease the electrical conductivity of wheat old seeds and significantly increase the height of wheat seedlings and roots. He-Ne laser treatment with 20.8J·cm-2 is one of effective way to improve the germination strength and growing-power of wheat old seeds.

Key words: He-Ne laser; wheat; seeds；germination

激光在植物上的應用已有很多報道[1-4]。農作物種子經過長期貯藏，種子的活力都會降低。適量劑量的激光輻照種子可提高其農學參數(發芽率、發芽勢等)，改善葉綠素含量，提高種子活性，增強光合作用強度和一些生物酶活性，有利于作物生長，達到增產的目的。本試驗就是用不同劑量的He-Ne激光輻照處理貯存3年的小麥陳種子，研究激光對其浸出液的電導率以及發芽和芽長等方面的影響，為用激光技術處理陳種子提供理論和實驗依據。

1材料和方法

1.1 材料

以小麥品種晉麥84為試驗材料，山西農業大學農學院育種實驗室提供。

1.2 方法

選取籽粒飽滿、大小均勻的小麥種子，用清水浸泡30 min，自然晾干后，在室溫(23±1) ℃條件下，用波長為632.8 nm，輸出功率密度為128 mW·cm-2的He-Ne激光器照射小麥種子的胚120 s，輻照劑量分別為2.6，5.2，10.4，20.8，41.6 J·cm-2。每種劑量輻照種子各取120粒作為一個樣本。以不輻照種子為對照（CK）。

1.3電導率的測定

將處理后的樣本種子（包括對照）稱重后置入培養皿中，沖洗后加入25 mL的重蒸餾水，浸泡10 h后析出浸種液，用上海產DDS-12A型數顯電導率儀測定電導率。

1.4 發芽率的測定

測定電導率后，將其中的100粒種子置入培養皿中，隨機放入25 ℃的恒溫箱中進行暗發芽試驗，重復4次。當發芽結束時，隨機取20粒，測發芽率。用游標卡尺測量芽長取平均值，用天平稱量芽鮮質量取平均值。

2 結果與分析

2.1He-Ne激光輻照對小麥陳種子浸出液電導率的影響

由圖1可以看出，種子浸出液電導率有的高于對照，有的低于對照。隨著輻照劑量的增加，浸出液電導率的變化先升高后降低再升高，劑量為20.8 J·cm-2和41.6 J·cm-2的激光處理的電導率比對照低，其中劑量為20.8 J·cm-2處理與對照比較差異極顯著。表明，激光處理使種子浸出液的電導率發生變化。

2.2He-Ne激光輻照對小麥陳種子發芽的影響

由表2可以看出，用輻照劑量為10.4 J·cm-2 和41.6 J·cm-2 的He-Ne激光處理對小麥陳種子的發芽勢、發芽率、芽長和芽鮮質量均有抑制作用，且達到極顯著水平。輻照劑量為2.6，5.2，20.8 J·cm-2 的He-Ne激光對小麥種子的發芽勢和發芽率均有促進作用，均比對照組高。用劑量為2.6，5.2 J·cm-2 的He-Ne激光處理小麥后，發芽勢與對照組差異不顯著。劑量為10.4，20.8，41.6 J·cm-2 的He-Ne激光處理后，小麥發芽勢、發芽率、芽長及芽鮮質量均與對照組差異極顯著，其中劑量為20.8 J·cm-2 的He-Ne激光處理的小麥陳種子發芽勢和發芽率最高；輻照劑量為10.4，20.8 J·cm-2 均可提高小麥陳種子的芽長和芽鮮質量，其中劑量為10.4 J·cm-2 的激光處理后，小麥芽鮮質量與對照組差異不顯著，劑量為20.8 J·cm-2 的激光處理后小麥芽鮮質量與對照差異極顯著。

綜上可知，He-Ne激光輻照劑量過低或過高均不利于提高小麥陳種子的發芽勢、發芽率、芽長及芽鮮質量。由本試驗設置的5個輻照劑量中，對提高小麥陳種子的發芽勢、發芽率、芽長和芽鮮質量最為合適的激光輻照劑量為20.8 J·cm-2 。

3結論和討論

單純的He-Ne激光處理種子后，對其生長發育均產生不同程度的影響。本試驗中，劑量為20.8 J·cm-2 的He-Ne激光輻照小麥陳種子后，可顯著提高其發芽勢、發芽率、芽長和芽鮮質量。表明適度的激光處理可加快小麥陳種子萌發過程，提高陳種子萌發力和生長能力。可能是適量劑量的He-Ne激光促進核酸和可溶性蛋白質的合成，從而促進了種子的萌發。同時也表明，激光輻照能提高小麥陳種子的抗衰老性，增強其抗逆能力，從而有助于延長種子的存放期，增加種子的活力。這與武秀榮等[4]激光輻照玉米陳種子的結果一致。

He-Ne激光輻照使小麥陳種子的浸出液電導率發生變化，可能是由于細胞膜功能受損或結構破壞而使其透性增大，電解質外滲增強[4]，使種子的浸出液電導率變大；而劑量為20.8 J·cm-2 的激光輻照使小麥陳種子的浸出液電導率降低，這可能與激光對膜系統的修復作用有關[4]。試驗結果表明，種子浸泡液電導率與小麥種子發芽率呈顯著負相關，這與張文明等[5]研究結果相一致，即高活力種子浸泡液的電導率低于低活力的種子浸泡液的電導率[6]。因此，可以將電導率法作為一種簡便、快速測定小麥種子活力的方法之一。

He-Ne激光輻照可顯著提高小麥的芽長，促進種子萌發，而小麥的芽是小麥種子生長攝取水分的重要器官，芽的長短可以反映植株吸收水分的能力。因此，可以說激光是一種“光肥”[7]，因此，選擇適量劑量的激光輻照種子，可以達到促進作物生長的目的。利用激光技術如何能更好的提高種子的萌發及生長，是我們仍待進一步解決的問題。

參考文獻：

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[7] 韓榕，王勛陵，岳明，等.He-Ne激光對小麥幼苗增強UV-B輻射損傷修復的影響[J].光子學報， 2001，30(10):1182-1187.