大豆多肽對玉米種子萌發及苗期生物效應的影響

任洪雷， 李春霞， 龔士琛， 閆淑琴， 李國良， 扈光輝， 王明泉, 蘇 俊

(黑龍江省農業科學院玉米研究所，黑龍江哈爾濱 150086)

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大豆多肽對玉米種子萌發及苗期生物效應的影響

任洪雷， 李春霞*， 龔士琛， 閆淑琴， 李國良， 扈光輝， 王明泉, 蘇 俊

(黑龍江省農業科學院玉米研究所，黑龍江哈爾濱 150086)

[目的]了解大豆多肽液對玉米種子萌發及苗期生物效應的影響。[方法]利用室內水培和溫室盆栽的方法，對不同多肽液濃度浸種處理后玉米種子萌發和幼苗生物效應進行研究。[結果]低濃度多肽液對玉米種子萌發和幼苗生物效應具有促進作用，高濃度具有抑制作用。[結論]大豆多肽液促進玉米種子萌發的理想濃度為0.5 g/L。

大豆多肽；浸種；生物效應

大豆多肽是大豆蛋白經水解后，由3～6個氨基酸組成的低肽混合物，目前已有很多在植物上應用多肽增產、改良品質的報道。多肽不僅有助于植物養分平衡，大幅度提高作物產量，改善作物品質，并能縮短采收期。人們已經在楊梅、桃、李、櫻桃、芒果、荔枝、人參等植物上進行了多肽的應用研究[1-5]。在農作物上也有對大豆多肽進行的探索性研究，李貴平[6]用多肽進行葉面噴施小麥試驗，2004年處理比對照平均增產7.4%，2005年處理比對照平均增產11.9%。

玉米產量約占我國糧食總產量的30%，它不僅是糧食作物，而且可作為飼料、加工和能源等戰略物資。玉米是黑龍江省第一大農作物，玉米種植面積和總產量分別占全省農作物的30%和45%以上。自2006年以來，黑龍江省玉米種植面積和產量已位居全國第1位[7]。目前，關于多肽在玉米上的應用鮮有報道。筆者針對黑龍江早熟區玉米的萌發特點，研究大豆多肽對玉米萌發及苗期生物效應的影響，以期為大豆多肽在玉米上的應用奠定基礎。

1　材料與方法

1.1試驗時間與地點2015年5～6月室內試驗在黑龍江省農業科學院玉米研究所國家玉米改良中心哈爾濱分中心實驗室進行，室外盆栽試驗在黑龍江省農業科學院玉米研究所試驗場進行。

1.2材料大豆多肽粉，由哈爾濱智博威科貿有限公司提供；玉米品種為龍單59，由黑龍江省農業科學院玉米研究所選育。

1.3方法

1.3.1大豆多肽液濃度的設定。配制20 g/L的大豆多肽原液，用蒸餾水分別稀釋成1.00、0.50、0.33、0.25和0.20 g/L共5個濃度，4 ℃保存備用，以蒸餾水(CK)為對照，每個處理3次重復。

1.3.2萌發試驗。分別取100粒籽粒飽滿的玉米種子于250 mL燒杯中，加入各濃度多肽液100 mL，置于25 ℃恒溫箱中浸種，12 h后取出。將浸種處理后的種子置于發芽盒中，均勻擺放在濾紙上，加適量滅菌水，上罩同樣大小的濾紙，置于25 ℃恒溫發芽。發芽期間保持濾紙濕潤。分別在0、8、12、24、36、48 h統計發芽種子數(參照GB/T 3543.4—1995)。

1.3.3玻板直立生長試驗。用不同濃度多肽液浸種，方法同“1.3.2”。將濾紙剪裁成寬與玻板相同，長為玻板的2倍多(可多出1～2 cm)。在濾紙兩邊適當高度標好排放種子的位置A、B，對折濾紙，平鋪在玻板上，用水浸透濾紙，依次掀開上層及下層濾紙，然后恢復原樣以趕出濾紙與玻板間的氣泡。用直尺壓在A、B點上，掀開上層濾紙，沿直尺壓線，將已浸好的種子順序排在下層濾紙上，然后將上層濾紙蓋住種子，并用另一把直尺在種子另一方壓一道線后，同時拿掉2把直尺。將排完種子的玻板插入水槽中，每塊玻璃板相隔距離2～5 cm，在水槽中加入2 cm深的水層，置于室溫下生長，6 d后測定玉米芽鞘長、根長和株鮮重(圖1)[8]。

圖1　玻璃板直立生長法示意Fig.1　Schematic diagram of erect growth on glass plate

1.3.4室內盆栽試驗。首先用不同濃度多肽液浸種，方法同“1.3.2”。取出浸好的種子播種于直徑10 cm的培養缽中，每個培養缽裝入等量的蛭石和草炭土，每缽5粒種子，3次重復，設蒸餾水處理為對照，第1次澆水以蛭石充分吸飽水分為標準，以后每次定量澆水。白天，27 ℃下培養16 h；黑夜，25 ℃條件下培養8 h。幼苗生長到三葉一心期，測定株高。將植株拔出，用清水將植株根部沖洗干凈后用濾紙吸干水分，測量根長、株鮮重、根鮮重。同時將每個處理葉片混合取樣5份，參照 Arnon[9]測定葉綠素含量。1.4數據處理數據處理使用Excel 2007和SPSS 18.0軟件。

2　結果與分析

2.1大豆多肽對玉米種子萌發的影響在不同濃度大豆多肽液浸種處理后，龍單59發芽率表現差異較大。由圖2可知，整體表現為低濃度促進，高濃度抑制；12 h時表現差異最明顯，0.50 g/L大豆多肽液可有效提高發芽率，大豆多肽液1.00 g/L時表現為抑制發芽；36 h時各處理無明顯差異，各處理均與對照水平相當；48 h后各處理種子發芽率基本達100%，大豆多肽液1.00 g/L時表現為抑制發芽。

2.2直立生長法大豆多肽對玉米生物效應的影響由表1可知，不同濃度多肽液浸種處理后，玉米幼苗期生物量整體表現為低濃度促進作用不明顯，高濃度具有抑制作用。具體表現為：0.20 g/L大豆多肽液處理，玉米芽鞘長與對照之間差異不顯著，分析認為濃度過低對于玉米芽鞘的生長作用并不明顯；0.25、0.33、0.50 g/L大豆多肽液處理與對照之間差異極顯著，但是處理之間差異不顯著，0.50 g/L芽鞘長均值最大，0.25～0.50 g/L大豆多肽液處理對玉米的芽鞘生長具有促進作用；1.00 g/L大豆多肽液處理表現為抑制作用，并與對照達到了極顯著差異。0.20 g/L大豆多肽液處理玉米根長與對照之間差異不顯著，低濃度促進效果不明顯；0.33、0.50、1.00 g/L大豆多肽液處理與對照差異極顯著，最佳處理濃度為0.50 g/L，1.00 g/L大豆多肽液處理表現為抑制作用。0.20 g/L大豆多肽液處理，玉米株鮮重與對照之間差異不顯著，表現為低濃度促進效果不明顯，0.25、0.33、0.50 g/L大豆多肽液處理與對照之間差異顯著，最佳濃度為0.50、1.00 g/L大豆多肽液處理表現為抑制作用，并與對照存在極顯著差異。

圖2　大豆多肽對玉米種子萌發的影響Fig.2　Effects of soybean peptide on maize seed germination

Table 1Effects of soybean peptide on biological effects maize seedling under aquaculture condition

大豆多肽濃度Concentrationofsoybeanpeptideg/L芽鞘長Lengthofcoleophyllumcm根長Rootlengthcm株鮮重Freshweightperplantg04.933bB7.700cBC4.967cBC0.204.867bB7.633cC4.933cBC0.255.633aA8.033bcBC5.400bAB0.335.700aA8.300bAB5.700abA0.505.983aA8.833aA5.967aA1.004.167cC6.867dD4.417dC

注：同列數據后不同小寫字母表示0.05水平下差異顯著，不同大寫字母表示0.01水平下差異顯著。

Note：Different lowercases in the same tow indicated significant differences at 0.05 level; Different capital letters indicated significant differences at 0.01 level.

2.3盆栽條件下大豆多肽對玉米幼苗生物效應的影響由表2可知，不同濃度多肽液浸種處理后，在溫室盆栽條件下，對玉米幼苗期的生物效應整體表現為低濃度促進作用不明顯，高濃度具有抑制作用。0.20 g/L大豆多肽液處理玉米株高、根長、株鮮重、根鮮重與對照之間差異不顯著，濃度過低對于玉米生長作用影響并不明顯，0.50 g/L大豆多肽液對玉米株高、根長、株鮮重、根鮮重均表現為較好的促進作用。1.00 g/L大豆多肽液處理對株高、根長、株鮮重、根鮮重均表現為抑制作用，其中株高與對照差異達到了顯著水平，根長、株鮮重、根鮮重與對照差異不顯著。不同濃度大豆多肽液處理，玉米葉綠素含量表現為高濃度抑制，低濃度促進作用，并且各處理濃度(除1.00 g/L)與對照相比均表現為顯著差異，分析認為在一定濃度范圍內多肽液促進玉米幼苗的N素吸收和光合作用。

表2　盆栽條件下大豆多肽對玉米幼苗生物效應的影響

注：同列數據后不同小寫字母表示0.05水平下差異顯著，不同大寫字母表示0.01水平下差異顯著。

Note：Different lowercases in the same tow indicated significant differences at 0.05 level; Different capital letters indicated significant differences at 0.01 level.

3　結論與討論

近年來，多肽研究多集中在人體醫學中，在農業領域的應用才剛剛起步，主要研究成果為多肽能促進作物對氮、磷和鉀的吸收利用，改善作物的品質、促進開花、提高產量，其中在果樹中的應用較多，基本為噴施多肽液；在糧食作物中的應用研究很少，并且基本為產量、生物量等表型性狀研究，其作用機理有待于進一步深入研究。

該研究應用不同濃度大豆多肽液浸種處理玉米種子，并在室內水培和溫室盆栽條件下，分析玉米種子的萌發和幼苗生物效應，結果表明：低濃度大豆多肽液對玉米種子萌發具有促進作用，其中0.50 g/L處理表現最好，1.00 g/L大豆多肽液對玉米種子萌發具有抑制作用；不同濃度大豆多肽液浸種后，在水培條件下，低濃度對玉米芽鞘長、根長、株鮮重均表現為促進作用，其中0.50 g/L處理效果最好，與對照相比達極顯著差異，1.00 g/L多肽液對玉米種子幼苗生物效應具有抑制作用；溫室盆栽試驗趨勢與水培條件基本相同，表現為低濃度促進玉米生物效應，其中0.50 g/L處理表現最佳，與對照相比差異達顯著水平。大豆多肽液對幼苗期葉綠素含量影響較大，各處理與對照相比均達極顯著差異，其中0.50 g/L促進作用最大，1.00 g/L表現為抑制作用。

大豆多肽液在低濃度時促進玉米種子發芽，在高濃度時抑制玉米種子發芽，較為理想的濃度為0.50 g/L，最適濃度還需進一步探討，大豆多肽液對不同玉米品種的發芽促進作用可能也不同，應針對具體品種，增加大豆多肽液的濃度梯度，綜合考慮試驗因素，找到最佳閾值。

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Effects of Soybean Peptide on Maize Seed Germination and Biological Effects at Seedling Stage

REN Hong-lei, LI Chun-xia*, GONG Shi-chen et al

(Institute of Maize, Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences, Harbin, Heilongjiang 150086)

[Objective] To find the effects of soybean peptide liquid on maize seed germination and biological effects at seedling stage.[Method] Indoor aquaculture and greenhouse potting were used to research the maize seed germination and biological effects at seedling stage after soaking treatment of peptide liquid.[Result] Peptide liquid at low concentration promoted the maize seed germination and biological effects at seedling stage; while high concentration showed inhibitory effect.[Conclusion] The 0.5 g/L soybean peptide liquid is the ideal concentration to promote maize seed germination.

Soybean peptide; Seed soaking; Biological effect

黑龍江省農業科技創新工程項目(QN030)。

任洪雷(1982- )，男，黑龍江肇源人，助理研究員，博士，從事玉米遺傳育種研究。*通訊作者，研究員，從事玉米遺傳育種研究。

2016-06-03

S 513

A

0517-6611(2016)21-061-03