不同濃度冠菌素對桑種子萌發和幼苗生長的影響

侯麗媛，王娜，楊巨超

（江蘇科技大學生物與化學工程學院，江蘇 鎮江 212018）

不同濃度冠菌素對桑種子萌發和幼苗生長的影響

侯麗媛，王娜*，楊巨超

（江蘇科技大學生物與化學工程學院，江蘇 鎮江 212018）

為了探討冠菌素（COR）對桑種子萌發及幼苗生長的影響，本文用不同濃度的冠菌素溶液浸泡桑種子，萌發后測定幼苗的生長情況以及根芽含糖量、蛋白含量、葉綠體色素含量等指標變化。結果表明：冠菌素可以提高桑樹種子的發芽率和發芽勢，縮短發芽時間，且COR濃度為10-4μmol/L時效果最好；不同濃度的冠菌素都能提高種子的根長和芽長，其中對根長的作用效果顯著，最適濃度在10-3μmol/L左右；冠菌素還能顯著提高幼苗根中可溶性糖和可溶性蛋白含量，對芽的糖和蛋白含量影響不大；對幼葉的葉綠體色素含量變化具有雙重性效果，即高濃度（＞10－1μmol/L）時降低色素含量，低濃度（≤10-4μmol/L）時提高色素含量。

冠菌素；桑樹種子；萌發；幼苗生長

桑種子是顆粒較小的脂肪性種子，其化學成分含量豐富，外界的不利因素（高溫、潮濕、霉菌寄生和蟲蝕等）易使其發生劣變而縮短壽命。因此，如何提高桑樹種子的發芽率，是蠶桑生產中亟需解決的一個問題［1］。冠菌素（Comnatine，COR）是丁香假單胞桿菌的一種代謝產物，與茉莉酸類化合物具有類似的結構和相似的生物功能，同時冠菌素能影響植物的生長發育、誘導防御相關次生物質代謝和調節逆境脅迫等功能，是近年來生命科學領域研究的熱點［2-5］。冠菌素生理功能方面的研究較多，但對于其對種子萌發的影響研究較少，曾有對于冠菌素調節水稻種子［6］、玉米種子［7］等淀粉類種子萌發及幼苗生長的報道，但對桑樹種子萌發過程的影響效果尚未見報道。本試驗選取優質桑種子為原料，研究冠菌素對種子萌發和幼苗生長的影響，明確冠菌素在桑樹種子萌發方面的調控效應，篩選出有利于桑樹種子萌發的冠菌素濃度，為防止因老化而影響桑種子發芽提供一定的措施。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試用桑種子為豐馳桑，由中國農業科學院蠶業研究所提供。

1.2 主要試劑和儀器

主要試劑：冠菌素購自Sigma公司，濃度標定為10-1μmol/L；其他試劑苯酚、牛血清白蛋白、考馬斯亮藍G-250等，均為國產分析純。

主要儀器：FA2104電子分析天平、恒溫培養箱、DHG-9240A型電熱鼓風干燥箱、UV-722可見光分光光度計、TGL-16G型超低溫高速離心機、制冰機，等。

1.3 試驗方法

1.3.1 桑種子的消毒

選取顆粒飽滿、大小均一的桑種子，用5%的次氯酸鈉溶液浸泡消毒15 min，再用蒸餾水多次漂洗，洗凈種子上殘留的次氯酸鈉溶液。

1.3.2 桑種子的處理

將漂洗干凈的消毒桑種子分別在10－1μmol/L、10－2μmol/L、10－3μmol/L、10－4μmol/L和10－5μmol/L的冠菌素溶液中浸泡12 h，同時以蒸餾水為對照。

1.3.3 桑種子萌發

取出每組處理后的種子，用蒸餾水清洗干凈表面殘留的冠菌素溶液，均勻的將種子置于鋪有雙層濾紙、加有適量蒸餾水（約5 ml）的培養皿中，每皿50粒種子，每個處理重復3次。培養皿加蓋放在25℃、濕度70%的恒溫培養箱中培養（光照周期12 h/12 h），每天定時每皿補加蒸餾水5 ml以保持皿內濕潤。

從種子置床之日算為第1 d，以胚根突破種皮作為發芽標準。每天定時記錄發芽種子數，以連續2 d不再有種子發芽作為發芽結束期［8］。

1.4 測定內容與方法

1.4.1 發芽指標的測定

萌發試驗結束時，稱量每個培養皿中種子芽和根的鮮重，用透明直尺測量每個萌發的種子的根長和芽長。在此基礎上，計算不同濃度冠菌素處理后桑種子的發芽率、發芽勢、發芽速度等指標［9］。

發芽率=（種子發芽數/種子總數）×100%

發芽勢=（S日/S總）×100%

種子平均發芽速度=∑（D×N）/∑N

上述式中：S日為日均發芽數達到最高時的發芽種子數；S總為測定的樣品種子總數；D為種子置床起算的天數（本實驗種子發芽指數的測定置床之日為1）；N為相應天數的發芽粒數［8］。

1.4.2 生化指標的測定

可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍G-250染色法測定；可溶性糖含量采用硫酸-苯酚法測定；葉綠素含量采用分光光度法測定［10］。

1.5 數據統計與分析

所有試驗處理均為3次重復，試驗結果用平均值±標準誤表示。使用Excel的數據統計功能進行數據統計和單因素方差分析［11］。

2 結果與分析

2.1 冠菌素對桑種子萌發的影響

發芽率、發芽勢和種子發芽速度是反映植物種子品質優劣和活力的重要指標［12］。由表1可以看出，用10－1μmol/L、10－2μmol/L、10－3μmol/L、10－4μmol/ L和10－5μmol/L五種不同濃度的冠菌素處理桑種子，相對于水對照組，發芽率均有所提高，但差異不顯著（p＞0.05）。冠菌素對種子發芽勢的影響具有濃度效應，高濃度（＞10－3μmol/L）時降低發芽勢，低濃度（≤10－3μmol/L）時提高發芽勢；不同濃度的冠菌素處理組發芽速度均有不同程度的提高，說明冠菌素可以在一定程度上促進桑種子萌發，但各組處理與水對照相比差異均不顯著（p＞0.05）。

表1 不同濃度冠菌素對桑種子萌發的影響Table 1 Effect of COR on mulberry seeds germination

2.2 冠菌素對桑幼苗生長的影響

不同濃度的冠菌素均能增加桑幼苗的根長和芽長，其中各處理組的根長與對照組相比差異顯著（p＜0.05）。不同濃度的冠菌素使芽重和幼苗總重均有不同程度降低，對于幼苗根重的影響具有兩重性效果，高濃度促進低濃度抑制，但各處理組與水對照相比差異均不顯著（表2）。

2.3 冠菌素對桑幼苗可溶性蛋白含量的影響

植物幼苗的可溶性蛋白質大多數是參與各種代謝的酶類，它的含量是了解植物體總代謝的一個重要指標［8］。以牛血清白蛋白（BSA）做標準曲線（y=0.0076x+ 0.0224，r=0.9915），用考馬斯亮藍G-250染色法測定桑幼苗根和芽內可溶性蛋白含量，結果表明：冠菌素可以提高幼苗根的可溶性蛋白含量（圖1），濃度為10-1μmol/L、10-2μmol/L、10-3μmol/L、10-4μmol/L和10-5μmol/L時蛋白含量分別提高了50.56%、47.66%、59.54%、40.76%和51.04%，差異均達到極顯著水平（p＜0.01），但使芽的可溶性蛋白含量有一定程度的降低（圖2），差異不顯著。蛋白含量高，酶代謝活動旺盛，桑種子中的脂肪能快速的轉化為糖類，供給種子萌發時胚根、胚軸和胚芽的生長。冠菌素極顯著的增加根中可溶性蛋白的含量有利于根的迅速生長，這與根長的測定結果相一致；而芽中可溶性蛋白含量下降，這也與芽長和芽重的結果相符。

2.4 冠菌素對桑幼苗可溶性糖含量的影響

糖類是種子萌發過程中的能源物質、碳源物質，因此組織中總糖含量可以在一定程度上反映植物各組織器官中的營養狀況。以100 μg/ml的蔗糖標準液做標準曲線（y=0.0066x+0.0061，r=0.9977），經不同濃度冠菌素溶液處理后，桑幼苗根中的可溶性糖含量升高（圖3），尤其是高濃度10－2μmol/ L和10－3μmol/L處理組，糖含量增加了2.88倍和3.52倍。但芽中的可溶性糖含量變化不明顯（圖4）。因為冠菌素可以提高桑幼苗組織內的可溶性蛋白的含量，相對增加了有關代謝酶的活力，促進種子中貯存物轉變為可溶性糖，供種子萌發需要，因此可溶性蛋白含量與可溶性糖含量表現為正相關［8］。

2.5 冠菌素對桑幼苗葉綠體色素含量的影響

葉綠體中含有綠色素（葉綠素a和葉綠素b）和黃色素（胡蘿卜素和葉黃素），兩類色素均溶于有機溶劑，葉綠素和類胡蘿卜素均有光學活性，所以用丙酮提取后再用分光光度法檢測其含量，結果表明：冠菌素對葉綠體色素的影響總體上呈先降后升的趨勢，對于葉綠素a和葉綠素總量的影響具有雙重性影響，即高濃度（＞10－2μmol/L）時含量下降，低濃度（≤10－4μmol/L）時含量上升；對于葉綠素b和類胡蘿卜素的含量，作用效果不明顯。

表2 不同濃度冠菌素對桑幼苗生長的影響Table 2 Effect of COR on mulberry seeds growth

圖1 COR對桑幼苗根的可溶性蛋白含量影響Figure 1 Effect of COR on soluble protein content of

圖2 COR對桑幼苗芽的可溶性蛋白含量影響Figure 2 Effect of COR on soluble protein content of

圖3 COR對桑幼苗根的可溶性糖含量影響Figure 3 Effect of COR on soluble sugar content of mulberry primary seedling roots

圖4 COR對桑幼苗芽的可溶性糖含量影響Figure 4 Effect of COR on soluble sugar content of mulberry primary seedling buds

圖5 COR對桑幼苗葉綠體色素含量的影響

3 結論

（1）不同濃度的冠菌素溶液可以提高桑種子的質量和品質，促進桑種子萌發，提高發芽率和發芽勢，縮短發芽時間，增加幼苗的根長和芽長，其中對根長具有顯著影響；對于幼苗根重的影響具有兩重性效果，但影響效果不顯著。

（2）冠菌素可以提高桑種子的生理生化代謝水平：提高幼苗可溶性蛋白含量，增強總代謝水平；促進種子中貯存物快速轉化為可溶性糖類，供種子萌發需要。

（3）冠菌素對葉綠體色素含量的影響具有雙重性，低濃度的冠菌素溶液可以提高葉綠素的含量，有利于幼苗捕獲光能，從而提高光合速率，促進植物生長發育。

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Effects of Coronatine on Mulberry Seeds Germination and Seedling Growth

HOU Li-yuan，WANG Na，YANG Ju-chao
（College of Biological and Chemical Engineering，Jiangsu University of Science and Technology，Zhenjiang 212018 Jiangsu，China）

In order to discuss the effects of coronatine on mulberry seeds germination and seeding growth，in this paper we used different concentration of coronatine solution to soak mulberry seeds.After germinating，the seedling growth，sugar content，protein content，chlorophyll indicators of root and sprout were measured.Results showed that coronatine could improve the mulberry seeds germination rate and germination potential，shorten germination rate.the optimum concentration of COR was 10－4μmol/L.COR could increase the length of root and sprout，especially the root length and the optimal concentration was 10－3μmol/L.COR also could improve seedling root soluble sugar and soluble protein content obviously，but effects on seedling bud were not observed.The pigment content changes of young leaves showed double COR effect，namely high concentration（＞10－1μmol/L）decreased the pigment content and low concentration（≤10－4μmol/L）increased it.

coronatine；mulberry seeds；germination；seeding growth

S888.2

A

0258-4069［2013］02-037-04

項目來源：江蘇科技大學科技創新計劃

王娜（1976-），女，碩士，副教授，主要從事生物資源的開發和利用研究。E-mail:biojustwn@126.com