羧甲基殼聚糖對茄子種子萌發及幼苗素質的影響

謝冬娣 岳君

摘要 [目的]為生產應用提供理論和技術依據。[方法] 以茄子種子為供試材料，用不同濃度的羧甲基殼聚糖浸種，對茄子種子發芽及幼苗素質的各項指標進行測定。[結果] 羧甲基殼聚糖能在不同程度提高種子的發芽勢、發芽率、α-淀粉酶活性、發芽速度以及幼苗的株高、葉面積、全株鮮重、壯苗指數、根系活力、可溶性蛋白質、可溶性糖和葉綠素的含量。[結論] 以0.6%濃度CMC處理對茄子種子和幼苗影響效果較好。

關鍵詞 羧甲基殼聚糖;茄子種子;萌發;幼苗素質

中圖分類號 S641.1 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）33-11621-02

Effects of CMC on Seed Germination and Seedling Properties of Aubergine

XIE Dong-di， YUE Jun*

（Hezhou College， Hezhou ，Guangxi 542899）

Abstract [Objective] The research aimed to provide the theoretical and technical basis for the application in production. [Method] The effects of CMC on aubergine seeds germination and seedling growth were studied. [Result] CMC could increase seed germination index， germination percentage， germination rate， α-amylase activity， seedling height， leaves area， plant weight（F）， seedling strong index， root vigour， total soluble protein， total soluble sugar and chlorophyll content. [Conclusion] The effects of 0.6% carboxmethyl chitosan were better.

Key words Carboxmethyl chitosan; Aubergine seed; Germination; Seedling properties

基金項目 桂東特色資源開發與利用研究實驗室建設（桂教科研（2010）6號）。

作者簡介 謝冬娣（1968-），女，廣西賀州人，副教授，從事植物生理生化方面的研究。*通訊作者，教授，碩士，從事生理學方面的研究。

收稿日期 2014-10-13

羧甲基殼聚糖（Carboxmethyl chitosan， CMC）是一種天然多糖甲殼素的衍生物，具有良好的生物親和性和整合性[1]，可以作為一種新型的植物生長調節劑[2]， 能夠明顯增強作物種子發芽和幼苗生長期間的幾丁質酶活性[3]，提高玉米等作物葉片的葉綠素含量，增強小麥光合速率和RuBP酶活性[4-5]。但是，CMC在蔬菜作物生產應用上的研究較少。茄子又名落蘇、昆侖瓜等，是茄科茄屬作物，屬喜溫作物，較耐高溫，以露地栽培為主。秋茄常于冬季在苗床播種育苗。茄子種子較小，表面光滑，種皮難透水，生命力極強，有一定的休眠期，因此茄子種子催芽較困難。筆者利用CMC處理茄子種子，打破種子的休眠，研究CMC對茄子種子萌發和幼苗生長的影響，為生產應用提供理論和技術依據。

1 材料與方法

供試CMC （脫乙酰度為81.5%）購于廣州金越城化工有限公司。以賀州市地方品種“油茄”的種子為試材。取籽粒飽滿的干種子，以0.3%、0.6%、0.9%不同濃度的CMC溶液做浸種處理，以蒸餾水浸種作對照，每份0.55 g（約100粒），設4次重復。浸種24 h后將種子晾干，置恒溫箱（28～30 ℃）中催芽。每天進行發芽調查，第7天計算種子發芽勢，第14天計算種子發芽率、胚根長，第4、7天測萌發種子的α-淀粉酶活性。在種子露白后，播于150孔穴盤。在11月中下旬播種，20 d后調查幼苗的生長指標（株高、葉面積、全株鮮重、壯苗指數、根系活力）以及生理生化指標（葉綠素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量）。根系活力的測定采用A-萘胺法[6];葉綠素含量的測定采用丙酮法[7];可溶性蛋白質含量的測定采用考馬斯亮藍法[8];可溶性糖含量的測定采用苯酚-濃硫酸法[9];α-淀粉酶活性的測定采用DNS分光光度法[10]（酶活單位定義為：在40 ℃反應1 min水解1 mg淀粉所耗的酶量為1 U）。

計算公式為：

發芽勢=∑（Gt/Dt）

式中，Dt為相應發芽天數;Gt為逐日發芽數。

壯苗指數=（地上莖/株高）×單株干重

2 結果與分析

2.1 CMC對茄子種子發芽的影響

從表1可以看出，用不同濃度CMC處理茄子種子，均有利于種子萌發。經CMC處理的茄子種子發芽率、發芽勢、胚根長均比對照增加，平均發芽天數較對照縮短。茄子種子的胚根長隨CMC處理濃度增大而增加，胚根長的最大增幅達16.81%。茄子種子的發芽率、發芽勢則以0.6%CMC處理促進效果較明顯，增幅分別為144.29%、33.18%;但是，0.9% CMC處理對茄子種子的發芽率無促進作用且可能有抑制作用。茄子種子平均發芽天數也以0.6% CMC處理較好，比對照縮短53.45%;經CMC處理的種子發芽高峰期出現早（第6天），發芽集中，而對照的種子發芽緩慢，持續時間長，發芽高峰期出現遲（第8天）。這可能是由于過高濃度的CMC在茄子種子表面形成較厚的膜，阻礙種子萌發過程的呼吸和水分的吸收[11];而適宜濃度的CMC在茄子種子表面形成相應厚度的膜，有利于增強種子抵制不利因素的干擾[12]，對種子發芽起明顯的促進作用。

表1 CMC對茄子種子發芽的影響

2.2 CMC對茄子種子萌發過程的α-淀粉酶活性的影響

植物種子中的貯存成分——淀粉在萌發過程中主要被α-淀粉酶水解轉化為可溶性糖，成為構建新器官的物質材料。因此，種子內的α-淀粉酶活性直接影響種子的萌發和幼苗的生長。從圖1可以看出，在種子萌發過程中α-淀粉酶活性呈上升趨勢，即第7天α-淀粉酶活性明顯高于第4天。以0.3%、0.6%、0.9%不同濃度CMC處理茄子種子，其種子萌發過程中的α-淀粉酶活性均高于對照組;其中，0.6% CMC處理效果明顯，在萌發過程的第4、7天種子的α-淀粉酶活性分別高于對照12.13%、21.30%。這說明不同濃度CMC處理在不同程度上提高茄子種子的α-淀粉酶活性，有力促進種子內淀粉的水解轉化，從而使種子的發芽率、發芽勢有所提高。

圖1 CMC對茄子種子α-淀粉酶活性的影響

2.3 CMC處理種子對茄子幼苗生長的影響

從表2可以看出，不同濃度CMC處理茄子種子的出苗速度較快，幼苗生長勢強。株高、葉面積、全株鮮重、壯苗指數、根系活力均在不同程度高于對照，葉面積、全株鮮重和壯苗指數、根系活力4項指標的效果較明顯。其中，茄子幼苗的株高隨CMC處理濃度的增大而增加;葉面積、全株鮮重和壯苗指數、根系活力4項指標則以0.6% CMC處理的增幅較大，分別是32.54%、35.48%、14.81%、52.21%;但是，0.9% CMC處理對茄子幼苗根系活力指標有抑制作用。這些結果表明適當濃度的CMC處理種子可以促進幼苗根系活力這一體現幼苗生長發育狀況的重要指標，加強根系對養分的吸收能力，直接影響地上部分的生長和產量，體現為幼苗的株高、葉面積、全株鮮重、壯苗指數都優于對照。

表2 CMC處理種子對茄子幼苗生長的影響

2.4 CMC處理種子對茄子幼苗生理生化指標的影響

2.4.1

CMC處理種子對茄子幼苗葉綠素含量的影響。

植物地上部分葉綠素含量在一定程度上體現其光合作用的能力。茄子幼苗的葉綠素含量是幼苗素質的一個重要指標。從表3可以看出，以0.3%、0.6%、0.9%不同濃度的CMC處理茄子種子，茄子幼苗葉綠素含量均高于對照，其中以0.6% CMC處理效果較好，增幅達22.29%。這一結果表明適宜濃度的CMC處理茄子種子，促進幼苗光合產物的積累，有利于茄子幼苗的早發和生長，具體表征為幼苗的株高、葉面積、全株鮮重、壯苗指數都明顯優于對照。

表3 CMC處理種子對茄子幼苗生化指標的影響

mg/g

2.4.2

CMC處理種子對茄子幼苗可溶性糖和可溶性蛋白質含量的影響。

從表3可以看出，分別以0.3%、0.6%、0.9%不同濃度的CMC處理茄子種子，茄子幼苗可溶性糖及可溶性蛋白質含量均高于對照。其中，以0.6% CMC處理效果較好，幼苗可溶性糖、可溶性蛋白質的含量與對照相比分別提高了25.71%、28.55%。這一結果表明適宜濃度的CMC處理茄子種子，促進幼苗對無機氮素的同化作用，促進蛋白質的合成，從而提高幼苗光合速率、光合產量。這對于茄子幼苗的生長發育及之后的樹勢發展都有重要作用。盛瑋等[13]對于殼聚糖對小麥種子的相關研究也說明了這一點。

3 討論

研究表明，不同濃度的CMC處理茄子種子，對種子萌發的各項指標的影響與α-淀粉酶的活性變化基本協同一致;而可溶性蛋白含量、可溶性糖2個指標與茄子幼苗葉的質量及根系活力的關系基本呈正相關。這表明CMC對提高茄子的幼苗質量起促進作用;CMC處理對茄子種子萌發的促進作用，可能是通過影響內源酶調節種子內部生理生化變化實現的。

CMC處理茄子種子，有利于茄子種子的萌發，有效解決茄子種皮堅硬且厚、有蠟質、發芽困難的問題，茄子幼苗的生長快速且健壯。分析這一結果，可能原因是CMC處理種子改善了茄子種皮的透性，并且通過提高種子萌發過程中的某些關鍵代謝酶的活性調節種子生理。有關這一結果的作用機理以及如何使CMC的活性物質更加簡便、快速地輸送到種子內部等問題，尚待進一步研究。

參考文獻

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