PEG引發對老化小麥種子發芽及生理生化特性的影響

董晶　劉湯秀　張金霞

摘要 以小麥品種中麥996為材料，采用人工加速老化（58+1）℃水浴處理的方法獲得老化小麥種子，研究了PEG引發對小麥發芽及生理生化特性的影響。結果表明，老化處理6 min的小麥種子，25%PEG和10%PEG處理時，可分別獲得最大的發芽勢和發芽率；電導率則在25%PEG處理時最?。坏厣仙锪侩S著PEG濃度的增加而依次遞增；MDA含量則在20%PEG處理時最低，POD活性變化規律并不明顯。上述結果說明，PEG引發對提高老化小麥種子發芽有一定的促進作用，也為小麥生產中陳舊種子使用提供了技術參考。

關鍵詞 聚乙二醇（PEG）；種子引發；小麥；人工加速老化處理

中圖分類號 S512.1；S365 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）07-0021-02

Abstract The method of artificial accelerated aging process，（58+1）℃ heating in water bath，was used to obtain aged wheat seeds and subsequently study the effect of PEG priming on germination and physiological and biochemical characters of Zhongmai 996.The results indicated that the wheat seeds after six minutes aged treatment had the maximum germination potential and germination rate respectively in 25% and 10% PEG.The electric conductivity of seedlings was lowest at 25% concentration of PEG.The aboveground biomass increased with the concentration of PEG sequentially.MDA content was lowest in 20% PEG，while POD activity changed not significantly.Our results certified that PEG priming somewhat facilitated germination of wheat seeds and could supply technological direction for the practical application of aged wheat seeds.

Key words PEG；seed priming；wheat；artificial accelerated aging process

在農業生產活動中，小麥收獲后，多余的種子會被貯藏起來，隨著儲存時間的延長，種子的活力會有不同程度的降低，影響小麥種子的萌發。種子老化（或稱種子劣變）是指降低種子生存能力、導致種子喪失活力和萌發力的不可逆轉的變化，是一個隨著種子貯藏時間的延長而發生和發展的、自然而不可避免的過程[1]。在生產中人們常常把種子進行預處理，以提高其活力，再進行播種，這個過程稱為種子引發。種子引發是一項控制種子緩慢吸水，逐步回干，為萌發提前進行生理準備的播前種子處理技術，是控制種子緩慢吸水使其停留在吸脹的第2階段，讓種子進行預發芽的生理生化代謝和修復作用，促進細胞膜、細胞器、DNA的修復和酶的活化，處于準備發芽的代謝狀態，但防止胚根的伸出[2]。聚乙二醇，簡稱PEG，是一種高分子滲壓劑，常作為種子引發劑。它可以提高種子活力，促進種子萌發，出苗整齊，提高種子的抗逆力。特別是對一些小粒、發芽遲緩以及出苗不齊的種子，更有實用價值[3]。

目前，有關PEG引發對老化小麥種子的發芽影響的報道并不多見，因此本文以人工加速老化處理的小麥種子為研究對象，檢測其種子發芽及幼苗生理生化指標，尋找適宜的PEG引發濃度，為小麥生產中陳舊種子的使用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用小麥品種為中麥996，由天津農學院種子科學與工程中心實驗室提供。丙二醛（MDA）含量、過氧化物酶（POD）活性試劑盒購自南京建成生物工程研究所。

1.2 試驗方法

1.2.1 種子預處理。數取1 500粒小麥種子用紗布包裹，置于（58±1）℃的水浴鍋中，浸漬6 min。然后將小麥置于吸水紙上晾干至小麥正常含水量。取20%的次氯酸鈉，按次氯酸鈉與蒸餾水的比例1∶3配置5%的次氯酸鈉100 mL，將老化6 min的小麥種子置于1 000 mL燒杯中，倒入5%的次氯酸鈉至完全淹沒種子，消毒10 min，隨后用清水沖洗干凈。然后配備10%、15%、20%、25%的聚乙二醇（PEG）溶液各500 mL。把老化種子均勻分成5份，分別浸潤在0%（蒸餾水，CK）、10%、15%、20%、25%的PEG（w/w）溶液中。室溫下浸漬18 h后用蒸餾水充分清洗，室溫條件下放在吸水紙上晾干。

1.2.2 指標測定。將預處理的種子以每組100粒置于墊有蒸餾水浸濕濾紙（2層濾紙）的培養皿中采用紙間發芽，每天加水，保持水分。在室溫下培養8 d，進行發芽試驗。每組設3次重復。第4天記錄發芽勢，第8天測定發芽率；并在測發芽率的同時測定小麥幼苗根長和苗高。第12天隨機采摘各處理的新鮮葉片用蒸餾水洗干凈，測定其電導率。取0.1 g葉片在低溫條件下進行MDA含量的測定，同樣取0.1 g葉片進行POD活性的測定，具體測定方法見試劑盒說明。

1.3 數據分析

利用SPSS軟件中的單因素方差分析來檢測不同濃度PEG處理對所觀測指標的平均值影響的顯著性。

2 結果與分析

2.1 PEG引發對小麥種子發芽勢、發芽率、電導率、POD含量、MDA活性的影響

不同濃度的PEG處理，對小麥種子的發芽勢、發芽率、POD和MDA均無顯著影響。但從表1可以看出，與CK相比，在10%的PEG濃度處小麥種子的發芽率和發芽勢都有某種程度的提高。小麥幼苗的電導率，25%PEG處理與CK組間呈顯著差異，差異顯著性達到α=0.05水平。小麥幼苗葉片POD的變化不顯著。在20%濃度的PEG處理的小麥種子的MDA活性相對最低。

2.2 PEG引發對小麥幼苗的地上、地下生物量、根長、苗高的影響

經過引發處理后的種子，其中25%PEG小麥單株地上、地下生物量最大，從顯著性角度分析可知，各處理間盡管沒有達到α=0.05顯著差異，但有隨PEG濃度增加而增大的趨勢。15%PEG處理小麥根長最大，相比CK增加了27.85%。小麥幼苗苗高則有隨PEG濃度增加而增大的趨勢。

3 結論與討論

對中麥996進行6 min的（58±1）℃人工熱水老化處理，通過對小麥種子的生理生化指標的測定，可以看出不同濃度的PEG引發處理對小麥的影響并不相同，或促進或抑制。小麥生長過程的生長代謝的變化本就是一個非常復雜的生理生化過程，關于PEG引發的研究目前最重要的課題是滲調的機制問題[4-5]。

本試驗中部分PEG引發處理提高了種子的發芽勢和發芽率，這與王 云等[6]的試驗結果相同。小麥種子用PEG引發處理后，小麥種子電導率的降低證明了PEG引發處理可以維持種子細胞膜的完整性，降低種子的電導率[7-9]。研究結果表明，經過PEG引發處理的小麥種子與清水對照相比，均存在一定程度的差異。PEG引發處理對種子萌發的效果應該給予充分的肯定，改善過氧化物酶、丙二醛活性等生理生化方面均具有積極作用。

隨著對引發技術研究的深入，PEG引發處理種子的一些問題仍然值得注意，包括引發滲透劑的選擇、滲透壓的調節、引發的時間及溫度及PEG引發效果的改良。此外PEG也存在一些自身的缺陷，如引發成本高、黏度大，易殘留于種子表面且不容易被清除。關于PEG引發處理仍待研究。

4 參考文獻

[1] ANDERSON J D.Metabolic changes associated with senescence[J].Seed Science and Technology，1973，1：401-416.

[2] 崔秀敏，王秀峰，杜宏斌.PEG引發種子的研究進展[J].塔里木農墾大學學報，2000，12（2）：2-3.

[3] FURUTANI S C，ZANDSTRA B H，PRINCE H C.Low temperature germin-ation of celery seeds for fluid drilling[J].Journal of the American Society for Horticultural Science，1985，110：153-156.

[4] BEWLEY J D，BLACK M.Physiology and Biochemistry of Seeds（Ⅰ）[J].Spring-Verlag，1978，3：121-160.

[5] 鄭光華，徐木美，顧增輝，等.PEG引發種子的效果[J].植物學報，1985（3）：329-333.

[6] 王云，孫守鈞，李鳳山，等.PEG引發對蓖麻種子活力的影響[J].哲里木畜牧學院學報，1996，6（1）：13-16.

[7] PANDEY D K.Priming inducing repair in French bean seeds[J].Seed Science and Technology，1988，16：527-532.

[8] 孫艷，崔鴻文，王飛，等.PEG滲透處理對黃瓜種子活力及耐低溫能力的影響[J].北方園藝，1994（6）：1-3.

[9] 張玲麗，郭月霞，宋喜悅.不同類型小麥品種人工老化處理后種子活力特性的研究[J].種子，2008，27（1）：52-55.