硫酸卡那霉素處理對香椿種子生理特性的影響

劉小麗 朱夢晴 彭玉婷 汪啟明 趙敏

摘 要：實驗以香椿（Toona sinensis）種子為材料，研究硫酸卡那霉素處理對其生理特性的影響，研究的主要因素包括：過氧化物酶的活性、丙二醛的含量和電導率。結果表明：適當濃度的硫酸卡那霉素處理對香椿種子活力有很大的提升，低濃度或過高濃度影響不大。

關鍵詞：香椿；硫酸卡那霉素；過氧化物酶；丙二醛

中圖分類號 Q945.4 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）21-33-03

Effects of Kanamycin Sulfate Treatment on Physiological Characterizations of Toona sinensis Seed

Liu Xiaoli1，2 et al.

（1School of Life Sciences，Fuyang Normal University，Fuyang 236041，China；2Engineering Technology Research Center of Anti-aging Chinese Herbal Medicine，Anhui Province，Fuyang 236041，China）

Abstract：The effects of kanamycin sulfate treatment on the seed physiological characterizations were researched with cedar（Toona sinensis）seeds as the material. Main researched factors included the activity of peroxidase，malondialdehyde and electrical conductivity. Results showed that cedar seed vigor had greatly improved after being treated with kanamycin sulfate of appropriate concentration. Kanamycin sulfate of lower and higher concentration has less effect on cedar seed vigor.

Key words：Toona sinensis；Kanamycin sulfate；Peroxidase；Malondialdehyde

香椿（Toona sincnsis Rocm.）為楝科楝屬中以嫩莖芽供食的栽培種，多年生落葉喬木[1]。香椿嫩芽脆嫩多汁，色澤鮮美，具有濃郁的獨特香氣，而且營養價值和經濟價值均極高，蛋白質和維生素C含量居群蔬之首，樹皮、根皮、種子均為上品藥材[2]。香椿原產中國，我國是唯一用香椿作為蔬菜的國家[3]，香椿芽可炒食、涼拌、油炸和腌制，利用香椿種子可生產芽苗菜，其優點有：生產效率更高，且可以使香椿芽苗菜生產普及化，不受季節限制，做到全年生產，全年上市，頗受生產者和消費者歡迎[4]。

自然界存在各種各樣的對種子活力具有調節作用的生物活性物質，在種子處理中經常用到的有抗生素。某些抗生素除了具有殺菌作用，同時對種子的萌發和幼苗的生長具有一定的調節作用。為此，本實驗研究了不同濃度的抗生素硫酸卡那霉素對香椿種子生理特性的影響，探究優化香椿種子高發芽率及活性的條件，為生產中提高香椿種子的發芽率以及培養壯苗奠定一定的理論基礎，以期提高香椿培植技術，實現香椿苗大規模批量生產。

1 材料和方法

1.1 實驗材料 本實驗所用的材料由阜陽師范學院抗衰老中草藥安徽省工程技術研究中心提供的香椿種子，種子在陰涼干燥處保存。實驗挑選粒大飽滿、無機械損傷的香椿種子備用。

1.2 實驗方法

1.2.1 種子處理 將香椿種子放入編號為A、B、C、D、E、F6個小燒杯中，每個燒杯放入40顆種子，加入對應濃度的硫酸卡那霉素溶液，濃度梯度為0、10mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L、50mg/L）。浸泡12h之后換一次溶液，并去除種皮上的粘液再次浸泡12h。每個濃度設置3組實驗。

1.2.2 過氧化物酶（POD）活性測定 測定種子過氧化物酶活性采用愈創木酚方法[5]，以1mL KH2PO4與3mL反應混合液作為空白調零對照。POD酶活性大小可用△OD470/min·g表示。

1.2.3 丙二醛（MDA）產生量的測定 測定種子丙二醛產生量參照硫代巴比妥酸法[5]，用2ml10%TCA與2ml 0.6% TBA作為空白調零。MDA濃度C（μmol/L）= 6.45×OD532-0.56×OD450，MDA含量（μmol/g）=MDA濃度×提取液體積/種子鮮重。

1.2.4 電導率的測定 分別取0、10、20、30、40、50mg/L硫酸卡那霉素溶液處理的香椿種子50粒，放于盛有50mL去離子水的小燒杯中，20℃保持10h后，過濾到干凈燒杯中，測定濾出溶液電導率。

1.3 實驗數據處理 每個實驗均有3組重復，用Excel軟件處理數據。

2 結果與分析

2.1 硫酸卡那霉素處理對香椿種子過氧化物酶活性影響 由圖1可知，硫酸卡那霉素濃度在0～20mg/L時，香椿種子中過氧化物酶活性呈逐漸下降趨勢；當硫酸卡那霉素濃度在20～30mg/L時，過氧化物酶活性維持在較低的水平；當硫酸卡那霉素濃度大于30mg/L時，隨著其濃度的增加，過氧化物酶活性又呈逐漸上升趨勢。

圖1 硫酸卡那霉素處理對香椿種子過氧化物酶活性的影響

2.2 硫酸卡那霉素處理對香椿種子內丙二醛的積累量的影響 由圖2可知，硫酸卡那霉素濃度在0～30mg/L時，隨著硫酸卡那霉素濃度的增加，丙二醛含量逐漸降低，說明在這一濃度范圍內，硫酸卡那霉素濃度與丙二醛積累量呈負相關關系；硫酸卡那霉素濃度在30～50mg/L時，隨硫酸卡那霉素濃度的升高，丙二醛含量也隨之升高，說明在這一濃度范圍內，丙二醛含量與硫酸卡那霉素濃度呈正相關關系。

圖2 硫酸卡那霉素處理對香椿種子內丙二醛積累量的影響

2.3 硫酸卡那霉素處理對香椿種子電導率的影響 由表1可知，隨著時間的推遲，香椿種子的浸出液的電導率會越來越大；硫酸卡那霉素30mg/L處理組電導率最小。

表1 香椿種子4h間隔測量的種子電導率（μS/cm）

[濃度（mg/L）＼&電導率＼&1h＼&2h＼&3h＼&4h＼&0＼&28.5＼&28.8＼&29.7＼&30.3＼&10＼&23.1＼&23.7＼&24.2＼&24.7＼&20＼&22.4＼&23.3＼&24.5＼&25.1＼&30＼&21.8＼&22.6＼&23.3＼&23.9＼&40＼&22.6＼&23.2＼&24.0＼&24.7＼&50＼&23.6＼&24.5＼&25.2＼&25.5＼&]

3 討論與結論

3.1 硫酸卡那霉素處理對香椿種子內過氧化物酶活性的影響 過氧化物酶是由植物或微生物所產生的一類氧化還原酶，能夠催化多種反應，其主要存在于細胞的過氧化物酶體中，以鐵卟啉為輔基，可催化過氧化氫氧化酚類和胺類化合物，具有消除過氧化氫和酚類、胺類毒性的雙重作用。作為植物內源自由基消除劑，過氧化物酶可作為組織老化的一種生理指標，逆境中的植物過氧化物酶活性增強或保持較高水平，可能使生物自由基維持在一個較低的水平，從而防止自由基的傷害[5]。過氧化物酶活性在0～20mg/L范圍內隨硫酸卡那霉素濃度的升高而降低，可見硫酸卡那霉素在這一范圍內對香椿種子的生理活性有著促進作用。隨著硫酸卡那霉素濃度的升高，過氧化物酶活性隨之升高，說明在20～50mg/L這一范圍內，硫酸卡那霉素對香椿種子的生理活性有著抑制作用。

3.2 硫酸卡那霉素處理對香椿種子內丙二醛積累量的分析 植物器官往往在逆境條件下發生膜脂過氧化作用，丙二醛是其產物之一，通常將其作為膜脂過氧化的指標。實驗結果表明，丙二醛含量在0～30mg/L范圍內隨硫酸卡那霉素濃度的升高而降低，可見在這一濃度范圍內，隨著硫酸卡那霉素濃度的升高，它對香椿種子生理活性的促進作用也就越大。但在30～50mg/L這一范圍內，隨硫酸卡那霉素濃度的升高，丙二醛含量隨之升高，說明在這一濃度范圍內，隨著硫酸卡那霉素濃度的升高，其對香椿種子的生理活性的抑制作用也就越強。

3.3 硫酸卡那霉素處理對香椿種子電導率的影響 在種子老化劣變過程中，細胞膜結構與功能的受損，會引起選擇性滲透能力的降低，導致吸脹過程中細胞內含物的外滲，滲出液電導率升高，其后果使種子本身生理失調，并有利于種子周圍病菌的侵染繁殖，從而降低田間出苗率和幼苗生長勢。因此，測定種子浸出液的電導率就能預測種子的活力水平。本實驗結果表明，硫酸卡那霉素處理過的香椿種子電導率降低，新陳代謝更好，具有更高的活力[6-8]，各種細胞質膜選擇透過性強，所以電導率會明顯低于沒有硫酸卡那霉素處理的香椿種子。

參考文獻

[1]王承南，李平，谷戰英，等.香椿溫室水培催芽技術[J].經濟林研究，2012，26（2）：36-38.

[2]金立華.香椿矮化栽培技術[J].杭州農業與科技，2009，25（4）：15-17.

[3]陸長旬，張德純，王德檳.香椿起源和分類地位的研究[J].植物研究，2001，16（3）：21-23.

[4]王元軍.植物激素在香椿芽菜生產中作用規律及應用[J].長江蔬菜，2009，11（2）：30-31.

[5]張志良，瞿偉箐，李小芳.植物生理學實驗指導（第4版）[M].北京：高等教育出版社，2009：227-229.

[6]楊秀玲，郁繼華，李雅佳，等.NaCl脅迫對黃瓜種子萌發及幼苗的影響[J].甘肅農業大學學報，2004，39（1）：6-9.

[7]Ying Yang，Jun Wang，Zhi EnXing，et al.Identification of phenolics in Chinese toon and analysis of their content changes during storage[J].Food Chemistey，2001，4（1）：54-57.

[8]劉小麗，李偉，馬文明，等.NaCl脅迫對草決明種子萌發的影響[J].安徽農學通報，2012，18（13）：39-40.

（責編：張宏民）