PEG引發對老化大豆種子發芽及活力的影響

王 煒，史雨剛，王曙光

（1.山西省農業科學院棉花研究所，山西 運城 044000；2.山西農業大學農學院，山西 太谷 030801）

大豆種子由于是高脂肪、高蛋白種子，在自然貯藏下很容易發生老化劣變，從而降低種子的品質，影響種子的利用價值[1-2]。聚乙二醇（PEG）引發處理能加速種子膜系統的修復和因降低吸脹速度而保護膜系統，防止由于快速吸水造成的細胞膜破裂和種子內部物質外滲[3-4]。

本試驗首先對大豆種子進行不同水平的高溫老化處理，再用不同濃度的PEG對老化種子進行引發，然后研究引發處理后大豆種子的發芽特性、種子活力的變化，以便了解大豆種子在貯存過程中的衰老規律，同時了解PEG引發處理對衰老大豆種子的處理效應，以期為種子引發技術在大豆種子貯藏上的應用提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 材料

供試3個大豆品種為晉豆19號、晉大53號和晉大74號，均由山西農業大學農學院大豆育種中心提供，2009年10月由山西農業大學農學院教學基地生產。試驗于2010年3—6月在山西農業大學作物遺傳育種中心實驗室進行。

1.2 方法

1.2.1 種子老化處理 取3個品種的大豆種子適量，用0.1%HgCl2消毒10 min，再用蒸餾水沖洗干凈，晾干至原含水量。將種子用紗網袋封裝好，均勻地擺放在底部加水密封的容器中，置于培養箱內，在高溫（（45±1）℃）、高濕（100%相對濕度）、密閉條件下對大豆種子進行老化處理。處理時間分別為 0，24，36，48，60，72，84 h。處理完畢后取出種子，在室溫下晾3～4 d，使種子含水量降至處理前含水量后待用。

1.2.2 種子引發處理 選取大小均勻、完整的3個品種經老化處理的種子置于培養皿中，用10%，20%，30%的PEG（6000倍）溶液于20℃下分別進行引發處理24 h，之后取出用自來水反復清洗，將種子攤在干凈的濾紙上，25℃鼓風干燥箱內晾72 h待用。以未引發的干種子作對照。

1.2.3 種子發芽和幼苗培養 用GB/T 3543.4—1995技術規定進行大豆標準發芽試驗，至規定日期參照文獻[5-6]的方法測定種子各項發芽指標:發芽率、發芽勢、發芽指數及活力指數。

發芽指數（GI）=∑Gt/Dt（Gt為第 t天的發芽數，Dt為相應的發芽天數）；活力指數（VI）=GI×W（W為幼苗單株均質量，g）。每處理4次重復，其余同。

1.2.4 種子活力測定 采用胡晉[7]測定方法。

TTC還原強度=TTC還原量（g）/種子質量（g）×時間（h）=0.2 OD/種子量（g）×時間（h）。

2 結果與分析

2.1 PEG引發對老化大豆種子發芽的影響

隨著老化處理時間的延長，晉豆19號的4項發芽指標多表現為逐漸降低（表1），當老化處理達84 h時，多項發芽指標都已降為0。表明長時間的高溫高濕處理導致了種子的老化劣變。由表1還可知，短時間的高溫高濕處理（24～48 h），晉豆19號的發芽指標變化不大。

表1 晉豆19號不同處理種子發芽指標

用3種不同濃度的PEG對不同老化水平的種子進行引發處理后，與其未引發處理比較，都不同程度地提高了4項發芽指標。尤其在老化處理0～60 h之間，引發效應明顯，差異達極顯著水平，其中，30%PEG的引發效應最好，10%PEG的引發效應差些。

表2結果表明，隨著老化處理時間的延長，晉大53號的多項發芽指標同樣呈現出逐漸下降的趨勢，但當老化處理36 h時，晉大53號的發芽勢、發芽率及發芽指數反而比對照分別提高了2.0%，2.0%和1.7%，表明短時間的高溫高濕處理可有效激活種子，提高種子的發芽質量。用3種不同濃度的PEG對不同老化水平的種子進行引發處理后，與其未引發處理相比，都不同程度地提高了4項發芽指標，并且多數發芽指標的提高達到了顯著水平。從表2還可看出，3種不同濃度的PEG對晉大53號的引發效果不同，20%PEG的引發效果最好，10%PEG的引發效果最差。

表2 晉大53號不同處理種子發芽指標

表3結果表明，隨著老化處理時間的延長，晉大74號的多項發芽指標同樣呈現出逐漸下降的趨勢，當老化處理達84 h時，4項發芽指標都降為0，說明種子這時已經完全老化劣變，失去活力。當老化處理時間較短時，晉大74號的多項發芽指標也有升高的趨勢。用3種不同濃度的PEG對不同老化水平的種子進行引發處理后，與其未引發處理比較，除老化處理84 h種子完全劣變外，其他時期都不同程度地提高了種子的發芽指標，并且用20%PEG及30%PEG引發后效果較好。相對來說，10%PEG雖然也有一定的引發效應，但效應并不明顯。

綜合表1～3的結果來看，隨著老化處理時間的延長，3個品種種子的發芽指標都呈現出逐漸變小的趨勢，但是3個品種耐老化能力存在差異；相對而言，晉大53號最耐老化，而晉大74號的耐老化能力最差。3個品種對PEG引發的反應也存在差異，比較而言，20%PEG對晉大53號的引發效應較好，而30%PEG對晉豆19號和晉大74號的引發效應較好，10%PEG對3個品種的引發效應都較差。

2.2 PEG引發對老化大豆種子活力的影響

綜合分析圖1～3的結果可以得出，隨著老化處理時間的延長，3個參試大豆品種種子活力基本上都呈現出先降后升的趨勢。但3個品種的活力水平存在差異，總的來看，晉大53號種子活力較高，晉豆19號種子活力低些。用3種濃度的PEG引發后，不同老化時期的種子活力都相對升高，但3個品種對PEG引發的反應也存在差異，比較而言，20%PEG對晉大53號的引發效應較好，而30%PEG對晉豆19號和晉大74號的引發效應好些。10%PEG對3個品種的引發效應都較差。

表3 晉大74號不同處理種子發芽指標

3 結論

3.1 PEG引發對老化大豆種子發芽的影響

種子的發芽指標受多種外界因素如水分、溫度等的影響。當外界環境條件一致時，種子發芽指標的高低則是由種子內部生理特性的變化決定的[8]。采用高溫激活、滲透調節、干濕交替處理、化學物質處理等手段可以有效地調節種子在萌發、發芽過程中內部生理生化反應的進程，有效地促進種子的萌發、發芽[9-12]。本試驗中，當短時間的高溫處理時，參試的3個大豆品種種子的多項發芽指標表現較好，但隨著高溫脅迫時間的延長，測試的4項發芽指標都呈現出逐漸變小的趨勢，但是3個品種耐老化能力存在差異，晉大53號最耐老化，而晉大74號的耐老化能力最差。3個品種對PEG引發的反應也存在差異，20%PEG對晉大53號的引發效應較好，而30%PEG對晉豆19號和晉大74號的引發效應較好，10%PEG對3個品種的引發效應都較差。

3.2 PEG引發對老化大豆種子活力的影響

種子活力是種子生命過程中十分重要的特性之一，它與種子發育、成熟、萌發及種子貯藏壽命和劣變等生理過程有著密切的聯系[13]。在本試驗中，3個大豆品種種子活力先下降而后又逐漸上升，這是植物對高溫老化逆境的一種應激反應。隨著高溫老化的加劇，植物從對逆境的應激轉為主動適應。此時，多數種子失去生活力而死亡，但對部分生活力高的種子，逆境進一步激活了脫氫酶的活性，酶活性升高，表現為種子活力升高。這也是試驗中種子發芽指標與種子活力變化不一致的原因。同時可以看出，3個品種種子活力水平存在差異，總的來看，晉大53號種子活力較高，晉豆19號種子活力低些。用3種濃度的PEG引發后，不同老化時期的種子活力都相對升高，但3個品種對PEG引發的反應也存在差異，其中，20%PEG對晉大53號的引發效應較好，而30%PEG對晉豆19號和晉大74號的引發效應較好。

［1］麻浩，孫慶泉.種子加工與貯藏[M].北京:中國農業出版社，2007:362-366.

［2］周建萍，喬燕祥，穆志新，等.大豆種子老化過程中活力指標的研究[J].山西農業科學，2007，35（3）:33-35.

［3］顧龔平，吳國榮，陸長梅，等.PEG處理對大豆幼苗活力及活性氧代謝的影響[J].中國油料作物學報，2000，22（2）:26-30.

［4］張海旺，蘆翠喬，吳丁.聚乙二醇（PEG）滲透處理對老化油菜種子過氧化及細胞膜透性的影響[J].華北農學報，1989，4（2）:56-62.

［5］中國技術監督局.農作物種子檢驗規程[M].北京:中國標準出版社，1995:34-47.

［6］畢辛華，戴心維.種子學[M].北京:中國農業出版社，1993:60-61.

［7］胡晉.對種子活力測定方法——TTC定量法的改進[J].種子，1986（5/6）:71-72.

［8］渠云芳，馬金虎，賀潤平，等.高溫老化對兩個玉米品種種子活力發芽指標影響的研究 [J].中國農學通報，2006（2）:156-159.

［9］馬金虎，王宏富，王玉國，等.高溫老化對棉花種子發芽及生理特性影響的研究[J].棉花學報，2005（1）:42-46.

［10］史雨剛，馬金虎，楊進文，等.高溫處理對4個大豆品種種子發芽及活力的影響[J].山西農業大學學報:自然科學版，2008，28（4）:409-412.

［11］張香桂，錢大順，周寶良，等.棉種貯藏與種子活力[J].中國種業，2002（7）:27-28.

［12］張潔，郭數進，馬金虎.高溫老化處理對棉花種子抗逆酶活性的影響[J].山西農業科學，2010，38（4）:14-17.

［13］喬燕祥，高平平，馬俊華，等.兩個玉米自交系在種子老化過程中的生理特性和種子活力變化的研究 [J].作物學報，2003（1）:123-127.