左志梅,趙凱,朱海山
(云南農業大學園林園藝學院,昆明,650201)
外源ABA對不同品種番茄種子萌發的影響
左志梅,趙凱,朱海山
(云南農業大學園林園藝學院,昆明,650201)
以3種番茄種子為試驗材料,研究了不同濃度ABA(0~40 mg/L)對番茄種子萌發的影響。結果表明,低濃度ABA(0~5 mg/L)對種子的發芽勢、發芽率和發芽指數沒有顯著影響,高濃度ABA(10~40 mg/L)極顯著抑制種子的發芽勢、發芽率和發芽指數,且濃度越高種子萌發受到的抑制作用越強。另外,ABA推遲番茄種子的萌發,濃度越高,萌發延遲天數越多,不同番茄品種(系)對ABA濃度的敏感性不同。
番茄;種子萌發;脫落酸
在蔬菜栽培上,為了促進種子萌發、增強種胚和幼苗抗性、防止種苗病害發生、保證出苗整齊健壯等,常進行種子播前處理。植物激素預處理可提高種子萌發的效果,調節種子萌發及幼苗生長,使幼苗形態、內部營養物質等發生相應的變化[1,2]。
ABA(脫落酸)是調控種子休眠和萌發的重要植物激素,通過誘導種胚細胞分裂停止、啟動并維持種子休眠,抑制種子的萌發[3,4]。周述波等[5]用濃度為70~110 mg/L的ABA處理雜交水稻時發現種子的萌發明顯受到抑制,在萌發過程中ABA對種子α-淀粉酶活性、可溶性糖、可溶性蛋白含量和植物生長調節劑含量變化都有不同程度的影響。徐福樂等[6]研究發現,0~5 mg/L的ABA能抑制小麥和綠豆種子的萌發。劉建利等[7]研究發現,用不同濃度的ABA處理蒺藜狀苜蓿種子,種子萌發被極顯著抑制,隨著ABA濃度增加,抑制效果逐漸增強。黃益洪等[8]用1~100 mg/L的ABA處理白粒小麥的種子,發現種子的萌發受到抑制。
但是也有學者研究發現低濃度ABA(10 mg/L)能提高發芽勢而促進發芽[9]。到目前為止,就ABA對不同植物或同種植物不同品種種子萌發的影響的觀點并不完全一致,而且之前關于ABA對番茄種子萌發影響的研究報道較少。本試驗研究了不同濃度ABA對不同番茄品種(系)種子萌發的影響,以期篩選出一個合適的ABA濃度,為提高番茄種子萌發率和抗性提供依據。
1.1 試驗時間、地點
本研究于2014年2~3月在云南農業大學園林園藝學院番茄辣椒研究室完成。
1.2 試驗材料及設備
本試驗選取3個不同番茄品種 (系)的種子——4HTT43、青桿早紅和5#自交系,以上番茄品種(系)種子均由本研究室保存。
儀器設備為HPG-320H人工氣候箱。
1.3 試驗方法
①ABA溶液配制 配制濃度為1 mg/mL的A BA母液,依次稀釋為5,10,15,20,40 mg/L的工作液。
②發芽試驗 選取充實飽滿的番茄種子,用棉布包裹好,用0.1%HgCl2消毒10 min,無菌水沖洗5次,置于28℃恒溫培養箱浸種24 h。將浸種處理后的番茄種子撈出,用蒸餾水沖洗3次。在90 mm培養皿內墊兩層卷筒紙,再平鋪一層濾紙并壓平,量取15 mL不同濃度的ABA溶液于培養皿中,對照加入無菌水,每培養皿播25粒種子,每個品種(系)設6個ABA濃度梯度,即0,5,10,15,20,40 mg/L),其中0 mg/L ABA濃度處理為對照,每個處理設3次重復,最后將培養皿置于28℃恒溫培養箱中催芽。每天同一時間調查種子萌發情況,試驗以種子露白為發芽標準,處理后每天用稱質量法補水1次,并觀察種子情況。播種7 d后統計發芽勢、發芽指數,11 d后統計發芽率,具體計算公式如下。發芽勢 (%)=規定日期內發芽種子數/供試種子數× 100%,發芽率 (%)=發芽種子數/供試種子數×100%,發芽指數(式中:Dt為萌發天數,Gt為第t天發芽數。
③數據處理 運用Excel軟件計算數據的平均值及標準偏差,并作柱形圖。利用SPSS 10.0軟件中獨立樣本T檢驗比較各處理值與對照值差異的顯著性。
2.1 ABA對番茄種子發芽勢的影響
從圖1可以看出,與CK相比,低濃度ABA(5 mg/L)對3個不同番茄品種(系)種子的發芽勢沒有顯著影響(p<0.05),高濃度ABA(10~40 mg/L)能極顯著抑制番茄種子的發芽勢(p<0.01)。
2.2 ABA對番茄種子發芽率的影響
如圖2所示,與CK相比,低濃度ABA(5 mg/L)對3個不同番茄品種(系)種子的發芽率沒有產生顯著影響(p<0.05);除10 mg/L ABA對4HTT43發芽率無顯著影響外,高濃度ABA(10~40 mg/L)極顯著抑制了3種番茄品種(系)種子的發芽率(p<0.01)。
2.3 ABA對番茄種子發芽指數的影響
從圖3可看出,與CK相比,除5 mg/L ABA對4HTT43發芽指數無顯著影響外,低濃度ABA(5 mg/L)對其他2種番茄品種(系)種子的發芽指數有顯著影響;高濃度ABA(10~40 mg/L)極顯著抑制了3種番茄品種(系)種子的發芽指數(p<0.01)。
2.4 ABA對番茄種子發芽數的影響
為了科學反映出ABA對番茄種子發芽進程的具體影響,試驗還統計了播種后第1~7天不同番茄品種(系)在不同ABA濃度下的發芽數。由于ABA對3種番茄每天發芽數的影響大致相同,因此我們以4HTT43為例。從表1可以看出,ABA延緩了番茄種子的萌發進程,起始發芽天數被推遲,且ABA濃度越高,起始發芽被延遲的天數越多。有趣的是,低濃度ABA(5 mg/L)只是抑制了番茄種子前期的萌發進程,并沒有明顯影響最終發芽數。
3.1 外源ABA浸種對番茄種子萌發的影響
本試驗結果表明,低濃度ABA(5 mg/L)對番茄種子的發芽率和發芽勢無顯著影響,高濃度ABA(10~40 mg/L)極顯著抑制番茄種子的萌發,隨著ABA濃度的增加,抑制作用越強。傅壽仲等[10]在研究ABA對油菜種子萌發的影響時發現,2~40 mg/L的外源ABA對油菜種子萌發無明顯作用,400~1 500 mg/L的ABA則強烈抑制種子的發芽。鄧志軍等[11]研究表明0.001~0.1 mmol/L ABA不影響黑黃檀種子的萌發,1 mmol/L和2.5 mmol/L ABA顯著地抑制種子的萌發,本研究結果與以上學者研究結果相一致,由于以上試驗選取不同作物的種子為試材,因此,對ABA濃度的響應稍有差別,但是總體呈現低濃度對種子萌發無顯著影響,高濃度抑制的趨勢。
結合之前學者的研究發現,高濃度ABA抑制種子的萌發,但是對于低濃度ABA對種子萌發的影響卻存在差異。丁君輝等[12]發現低濃度ABA(10 mg/L)對水稻種子的萌發具有促進作用,高濃度ABA(20~90 mg/L)明顯地抑制水稻種子的萌發。綜上認為,低濃度ABA促進種子的萌發或對種子的萌發無影響,高濃度ABA抑制種子的萌發。
3.2 ABA處理在逆境脅迫下種子萌發中的應用
低濃度ABA(0.5 mg/L)預處理能夠恢復Pb脅迫條件下水稻種子的萌發活力,提高種子發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數,并緩解Pb對胚根、胚芽生長的抑制,恢復根系的氧化能力[13]。張曉菲[14]研究發現,低濃度ABA(0.5~1.0 mg/L)能夠恢復Cd脅迫條件下小麥種子的萌發活力,提高發芽勢,緩解Cd對胚根生長的抑制。在澇漬條件下,適宜濃度的ABA濃度(0.1 μmol/L)可顯著提高水稻種子的出苗率、秧苗素質及種子相對活力指數[15]。
綜上所述,在農業生產中可利用適宜濃度的ABA處理作物種子,在不影響種子萌發的前提下,達到緩解非生物脅迫、增加幼苗抗性的目的。本試驗結果發現,低濃度ABA(5 mg/L)并不影響番茄種子的發芽率和發芽勢,因此,可以使用5 mg/L的ABA處理番茄種子,以期在保證種子正常萌發的前提下,提高番茄種子對逆境的抗性及幼苗的質量,為培育壯苗提供參考。
[1]羅珊,康玉凡,夏祖靈.種子萌發及幼苗生長的調節[J].中國農學通報,2009,25(2):28-32.
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[3]葛蘇潔,李淑娟.ABA在種子發育休眠和萌發過程中的生理調控[J].安徽農業科學,2011,39(18):10 727-10 730,10 732.
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[5]周述波,林偉,蕭浪濤,等.外源GA3和ABA對雜交水稻種子萌發的影響[J].湖南農業大學學報,2005,31(3):269-271.
[6]徐福樂,羅立津.ABA對作物種子萌發和幼苗生長的影響[J].福建農業科技,2007(6):69-71.
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[9]雍太文,楊文鈺,王小春,等.外源ABA對雜交水稻種子萌發的生理效應[J].種子,2002(5):26-27.
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[13]趙鸝,夏更壽,李莉萍.外源ABA預處理對Pb脅迫下水稻種子萌發的影響[J].上海交通大學學報,2008,26(2):153-160.
[14]張曉菲.ABA對Cd脅迫下小麥種子萌發特性的影響[J].現代商貿工業,2010(4):305.
[15]陳思妍,鄒華文.脫落酸浸種提高萌發期水稻種子對澇漬脅迫的抗性研究[J].安徽農業科學,2013,41(2):593-594.
Effects of Exogenous Abscisic Acid on Germination of Different Tomato Cultivar Seeds
ZUO Zhimei,ZHAO Kai,ZHU Haishan
We took three tomato cultivar seeds as materials,and studied the effects of ABA with different concentrations (0-40 mg/L)on germination of them.The results showed as follows:ABA with low concentration had no significant effect on the germination potential,germination rate and germination index,but they were extremely significantly inhibited by high concentration ABA.And the higher concentration of ABA was,the stronger inhibiting effect was.The time of germination was postponed by ABA,and the higher concentration of ABA was,the longer delayed germination period was. However,the sensitivity of seed germination to ABA concentration varied with different tomato cultivars(or lines).
Tomato;Seed germination;ABA
S641.2
A
1001-3547(2014)18-0035-04
10.3865/j.issn.1001-3547.2014.18.013
云南農業大學課題啟動經費(編號:A2002292)
左志梅(1989-),女,碩士在讀,主要從事蔬菜育種研究,E-mail:710125611@qq.com
朱海山(1962-),男,通信作者,博士,教授,主要從事蔬菜遺傳育種及生理生化研究,E-mail:shanyau29@hotmail.com
2014-08-28