不同引發回干處理對糯玉米種子萌發的影響

劉　勇，陳　云

（文山學院 環境與資源學院，云南 文山 663099）

不同引發回干處理對糯玉米種子萌發的影響

劉勇，陳云

（文山學院 環境與資源學院，云南 文山 663099）

為研究引發回干處理對糯玉米種子萌發的影響，分別用不同濃度的NaCl溶液、KNO3溶液、H2O2、PEG處理中糯二號玉米種子，放置于25 ℃的恒溫培養箱內進行萌發實驗。測定計算糯玉米種子的發芽率、發芽勢以及萌發階段可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛（MDA）和過氧化氫酶（CAT）的含量。結果顯示，經0.50%NaCl和0.75%H2O2引發回干處理的糯玉米種子發芽率比較高；經15%PEG引發回干處理的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、過氧化氫酶活性相對其他處理比較高；經引發回干處理的中糯二號玉米與水引發的相比，丙二醛的含量略有下降。結果表明，對種子進行引發回干處理能在一定程度上提高種子的萌發率，影響種子內的某些生理物質的含量。

糯玉米；種子；萌發；引發回干

種子引發（seed priming）技術是基于種子萌發的生物學機制提出的，在控制條件下使種子緩慢吸水至一定水平，為萌發提前進行生理準備的一種播前種子處理技術[1]。在引發過程中，種子內部的生理生化活動會發生變化，從而使種子的質量和生活力提高，保證健康出苗，為作物的高產、穩產打下良好的基礎。依據介質不同，種子引發一般可分為液體引發、固體基質引發、生物引發、滾筒引發等。其中，液體引發是以溶質作為引發介質，利用溶質控制水分與種子之間的滲透壓，使種子緩慢吸水、健康萌發的引發方法，較為常見的是有機物引發和無機鹽引發兩種方式。

鮮食糯玉米“中糯二號”是中國農科院作物所經雜交配組選育而成的白色糯質玉米單交種，具有早熟、高產、多抗、品質優，商品性好等特點[2]，在文山地區深受廣大人民群眾的喜愛，是文山地區選擇種植面積最廣的糯玉米品種。文山州地處云貴高原東南部，大部分地區干涼和雨熱同季，年溫差小，但日溫差大，不利于糯玉米種子的高效萌發和長時期儲藏。種子的貯藏穩定性及活力降低會影響田間出苗和成苗，給農業生產帶來影響。目前，國內外對引發回干處理在蔬菜和其它糧食作物種子的萌發研究較多[3-7]，而針對糯玉米種子引發處理的萌發生理研究卻甚少。因此，本研究主要以中糯二號為材料，通過引發回干處理，分析研究種子的發芽特性和生理物質變化的情況，希望為糯玉米的快速萌發研究及制定中糯二號種子引發技術規程提供參考依據。

1　材料與方法

1.1實驗材料

中糯二號玉米種子購于文山金地種業，產于甘肅省酒泉市佳農種業有限責任公司。

試劑：聚乙二醇（PEG），NaCl，KNO3，考馬斯亮藍G-250，蒽酮，30%過氧化氫（H2O2），硫代巴比妥酸，乙酸乙酯，三氯乙酸，磷酸氫二鈉，磷酸二氫鈉等，所有試劑均為分析純。

儀器：恒溫培養箱（gskp-01，湖北省黃石市恒豐醫療器械有限公司）、高速離心機（GT10-1型，北京時代北利離心機有限公司）、紫外分光光度計（島津UV-2550，許昌中譜科技有限公司）、可見光分光光度計（721型，上海菁華科技儀器有限公司）、電熱恒溫水浴鍋（HH-S2S，金壇市大地自動化儀器廠）、電子天平（SPS402F，北京賽多斯科學儀器有限公司）等。

1.2實驗方法

1.2.1消毒處理

取中糯二號糯玉米種子若干粒，用蒸餾水漂洗，棄去漂浮干癟的種子，用吸水紙充分吸干種子表面的水分，選取顆粒大小均勻且飽滿的種子，用75%的乙醇消毒10 min，再用無菌蒸餾水沖洗干凈，待引發回干處理。

1.2.2引發回干處理

選取消毒預處理的種子置于事先清洗干凈的培養皿中，每皿放入50粒種子，并用電子天平稱量每皿種子的重量，且記錄下來，每皿分別倒入各引發液20 mL，濃度設置如表1所示，在自然條件下引發24 h。將引發后的中糯二號玉米種子在室內自然條件下風干至原含水量，無菌蒸餾水沖洗種子表面的殘余試劑。在清洗干凈的培養皿中墊3層濾紙，將沖洗干凈的種子等間距放入事先準備好的培養皿中，之后將準備好的發芽試驗種子放入恒溫培養箱內進行發芽試驗，發芽試驗期間，適時向培養皿中補充無菌蒸餾水。以水引發的糯玉米種子作為對照。設2個重復。

表1　各引發液的濃度處理水平

1.2.3發芽指標與生理指標的測定

發芽試驗期間，每天記錄發芽的種子數，于試驗第4天測定其發芽勢，第7天測定其發芽率。當催芽萌發實驗完成后，分別對在不同引發液的不同濃度下萌發的糯玉米種子進行種子萌發生理特性指標的測定[8]。可溶性糖含量的測定采用蒽酮比色法；可溶性蛋白含量測定采用考馬斯亮藍法；丙二醛（MDA）含量測定采用硫代巴比妥酸（TBA）法；過氧化氫酶（CAT）采用紫外吸收法。

1.3數據分析

采用EXCEL軟件，SPSS19.0對實驗數據進行統計分析。

2　結果與分析

2.1不同引發回干處理對糯玉米萌發特性的影響

從表2可以看出，糯玉米種子經5種引發液引發回干處理后，當以NaCl溶液作為引發液時，在0.50%濃度引發下，發芽勢和發芽率最高，0.75%濃度引發下，發芽勢最低，并且在濃度為0.50%～1.25%期間，隨著濃度的升高，發芽率顯著降低；當以KNO3溶液引發時，在0.25%濃度引發下，發芽率最高，1.25 %濃度下最低，并且隨著濃度的升高，發芽勢和發芽率均呈現下降的趨勢；當以H2O2引發時，在0.75%濃度引發下，發芽率最高，0.25 %濃度下最低，濃度在0.25%～0.75%期間，隨著濃度升高，發芽率呈現上升趨勢，當濃度為1.25%時有出現上升的趨勢；在以PEG引發時，在15%濃度下，發芽率最高，在5 %濃度下，發芽率最低。與對照相比，4個實驗組中以0.5%NaCl和0.75%H2O2的引發效果最好，發芽率最高。

表2　不同引發液不同濃度引發回干處理對中糯二號玉米種子發芽特性的影響

2.2不同引發回干處理后對糯玉米種子各生理指標的影響

2.2.1不同引發回干處理對糯玉米種子可溶性糖含量的影響

由表3可知，不同引發液引發回干處理對中糯二號玉米種子可溶性糖含量的方差分析中，F=1837.44，P=0.000＜0.01，所以，引發回干處理對中糯二號玉米的可溶性糖含量的影響在不同引發液處理下存在極顯著差異。

表3　不同引發液引發回干處理對中糯二號玉米種子可溶性糖含量的方差分析表

從圖1我們可以清楚看出，當引發液為NaCl時，在濃度為0.50%～1.25%期間，隨著引發液濃度的升高，可溶性糖的含量逐漸減少，其中，當處理濃度為0.50%時，可溶性糖含量最高，濃度為1.25%時，可溶性糖含量最低；當引發液為KNO3時，可溶性糖的含量隨著濃度的升高而逐漸減少，以濃度為0.25%時可溶性糖的含量最高，濃度為1.25%時，可溶性糖的含量最低；當引發液為H2O2時，在處理濃度為0.25%～0.75%期間，可溶性糖含量隨著濃度的升高而逐漸增加，在處理濃度為0.75%～1.25%期間，隨著處理濃度的升高，可溶性糖含量呈現下降趨勢，其中，處理濃度為0.75%時可溶性糖的含量最高，處理濃度為1.25%時，可溶性糖含量最低；當引發液為PEG時，在處理濃度5%～15%期間，可溶性糖含量隨著處理濃度的升高而逐漸增加，處理濃度在15%～25%期間，隨濃度的升高，可溶性糖含量逐漸減少。4個實驗組與對照相比，可溶性糖含量均比對照的高，其中以1.25%NaCl引發回干處理時，可溶性糖的含量與對照差異較小，在15%PEG引發回干處理下，可溶性糖的含量最高。

圖1　不同引發回干處理對中糯二號糯玉米種子可溶性糖含量的影響

2.2.2不同引發回干處理對糯玉米種子可溶性蛋白含量的影響

從表4可知，不同引發液引發回干處理對中糯二號玉米種子可溶性蛋白含量的方差分析中，F=162631.852，P=0.000 < 0.01，所以，引發回干處理對中糯二號玉米的可溶性蛋白含量的影響在不同引發液處理下存在極顯著差異。

表4　不同引發液引發回干處理對中糯二號玉米種子可溶性蛋白含量的方差分析表

從圖2我們可以看出，當引發液為NaCl時，在濃度0.50%～1.25%期間，可溶性蛋白的含量隨著引發液的濃度升高而減少，其中濃度為0.50%時，可溶性蛋白含量最高，濃度為1.25%時，可溶性蛋白含量最低；當引發液為KNO3時，可溶性蛋白含量隨著引發液濃度的升高而降低，其中濃度為0.25%時，可溶性蛋白含量最高，濃度為1.25%時，可溶性蛋白的含量最低；當引發液為H2O2時，在濃度0.25%～0.75%期間，可溶性蛋白含量隨著引發液濃度升高而增加，在濃度0.75%～1.25%期間，可溶性蛋白含量隨著引發液濃度的升高而減少，其中以濃度為0.75%時，可溶性蛋白含量最高，濃度為0.25%時，含量最低；當引發液為PEG時，在濃度5%～15%期間，隨著引發液濃度的升高，可溶性蛋白含量逐漸增加，在濃度15%～25%期間，隨濃度的升高，可溶性蛋白含量呈現下降趨勢，濃度為15%時，可溶性蛋白含量呈下降趨勢。以0.25%、0.75%NaCl，1.00%、1.25%KNO3引發處理的較對照而言，可溶性蛋白含量無明顯差異。在所有處理中，以15%PEG引發回干處理的，可溶性蛋白含量最高，以1.25%NaCl引發回干處理的，可溶性蛋白的含量最低。

圖2　不同引發回干處理對中糯二號玉米種子可溶性蛋白含量的影響

2.2.3不同引發回干處理對糯玉米種子丙二醛含量的影響

從表5可知，不同引發液引發回干處理對中糯二號玉米種子丙二醛的方差分析中，F=160.116，P=0.000 < 0.01，所以，引發回干處理對中糯二號玉米的丙二醛含量的影響在不同引發液處理下存在極顯著差異。

表5　不同引發液引發回干處理對中糯二號玉米種子丙二醛含量的方差分析表

從圖3我們可以看出，當引發液為NaCl時，在濃度0.25%～0.75%期間，丙二醛的含量隨引發液濃度的升高而逐漸增加，在濃度0.75%～1.25%期間，丙二醛含量隨濃度升高而減少，其中濃度為0.75%時，丙二醛含量最高，濃度為0.25%時，丙二醛含量最低；當引發液為KNO3時，丙二醛的含量隨著濃度的升高而逐漸減少，濃度為0.25%時，丙二醛含量最高，濃度為1.25%時，丙二醛含量最低；當引發液為H2O2時，在濃度為0.25%～0.75%期間，丙二醛含量隨濃度的升高而逐漸增加，在濃度為0.75%～1.25%期間，丙二醛含量隨濃度升高而減少，其中，丙二醛含量在濃度為0.75%時，含量最高，在濃度1.25%時，含量最低；當引發液為PEG時，在濃度5%～15%期間，丙二醛含量隨濃度升高而增加，在濃度15%～25%期間，隨濃度升高而減少，濃度為15%時，丙二醛含量最高，濃度為5%時，含量最低。處理實驗組與對照相比，丙二醛的含量顯著減少，其中以0.25%NaCl引發處理的丙二醛含量最低。

圖3　不同引發回干處理對中糯二號糯玉米種子丙二醛含量的影響

2.2.4不同引發回干處理對糯玉米種子過氧化氫酶活性的影響

從表6可知，不同引發液引發回干處理對中糯二號玉米種子過氧化氫酶活性的方差分析中，F=11.138，P=0.000＜0.01，所以，引發回干處理對中糯二號玉米的過氧化氫酶活性的影響在不同引發液處理下存在極顯著差異。

表6　不同引發液引發回干處理對中糯二號玉米過氧化氫酶活性的方差分析表

從圖4我們可以看出，當引發液為NaCl時，在濃度0.25%～0.75%期間，過氧化氫酶的活性隨著引發液濃度的升高而加強，在濃度0.75%～1.25%期間，過氧化氫酶活性隨濃度的升高而減弱，其中濃度為0.75%時，過氧化氫酶的活性最強，濃度為0.25%時，活性最弱；當引發液為KNO3時，過氧化氫酶活性隨著引發液濃度的升高而逐漸減弱，其中濃度為0.25%時過氧化氫酶活性最強，濃度為1.25%活性最弱；當引發液為H2O2時，在濃度為0.25%～0.75%期間，過氧化氫酶活性隨濃度的升高而逐漸增加，在濃度為0.75%～1.25%期間，過氧化氫酶活性隨濃度升高而減弱，其中，過氧化氫酶活性在H2O2濃度為0.75%時最高；當引發液為PEG時，在濃度5%～15%期間，過氧化氫酶的活性隨濃度的升高而增強，在濃度為25%時又出現增強的情況，其中，濃度為15%時，過氧化氫酶活性最強，濃度為20%時，活性最弱。與對照相比，在0.25%NaCl、1.25%KNO3引發處理下，過氧化氫酶活性差異不大，以15 %PEG引發回干處理的種子過氧化氫酶活性最強。

圖4　不同引發回干處理對中糯二號糯玉米種子過氧化氫酶活性的影響

3　結論與討論

3.1結論

通過引發回干處理對中糯二號玉米種子萌發特性的影響分析表明，中糯二號玉米種子在不同引發液不同濃度處理下，發芽指標都出現了不同影響。實驗組與對照組相比，除5%、10%、20%、25% PEG組引發回干處理外，其他組的萌發率均較高。其中在濃度為0.50%NaCl和0.75%H2O2引發回干處理下，中糯二號玉米的萌發狀況最好。

通過引發回干處理后對糯玉米各生理指標的影響的分析表明，對中糯二號玉米種子進行引發回干處理后，中糯二號玉米種子的可溶性糖含量，可溶性蛋白含量都有所增加，過氧化氫酶的活性也得到加強，其中在濃度為15%PEG引發回干處理下，可溶性糖含量，可溶性蛋白含量最高，過氧化氫酶的活性最強，經試劑引發回干處理后，種子內丙二醛的含量也顯著減少，其中以0.25%NaCl引發回干處理的，丙二醛的含量最少。分析表明，通過引發回干能夠有效提高中糯二號玉米種子的萌發效率和影響其萌發期間生理活性物質的積累。

3.2討論

引發回干處理有利于中糯二號玉米可溶性糖與可溶性蛋白的積累，經15%PEG引發溶液引發回干處理后，中糯二號玉米種子在抵御環境的變化、參與細胞自身的修復、維持細胞滲透調節功能的穩定、提升種子的耐受性等方面響應最佳，這可能是由于PEG以滲透調節的方式引發種子時，水溶性的高分子有機化合物也創造了較好水分脅迫條件，誘導某些脅迫蛋白合成，這些蛋白質能輔助和促進淀粉的酶促降解，產生可溶性糖，保持了細胞與環境之間滲透平衡，防止植物體內水分散失，并保持種子內部蛋白質的穩定性。

丙二醛（MDA）含量的測定與過氧化氫酶活性的測定結果表明，引發回干處理可以有效地降低丙二醛的含量，提升過氧化氫酶的活性。經15 %PEG引發回干處理后中糯二號玉米種子對抵御膜脂過氧化作用、修復膜系統損傷、保持細胞結構的完整性、維持種子活力的響應較佳，這可能是由于高分子有機物通過滲透調節產生的吸脹作用的程度要高于無機鹽，而膜脂的過氧化程度與種子含水量成正相關關系，種子含水量超過某一臨界值時，膜的自身修復過程會受到一定程度的阻礙。

綜上所述，中糯二號玉米種子經化學試劑引發回干處理后，能夠有效的增加可溶性蛋白，可溶性糖的含量，使過氧化氫酶的活性升高，有效地抵御了膜脂過氧化作用，清除有毒物質，保持了種子活力，為種子萌發創造了良好條件，發芽能力得以顯著提高。

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The Infl uence of Different Triggering Dehydration Treatment on the Corn Seed Germination

LIU Yong, CHEN Yun
(School of Environment and Resources, Wenshan University, Wenshan Yunnan 663099, China)

To study the effect of priming and drying treatment on corn seed germination, number 2 waxy corn seeds are treated with NaCl solution KNO3solution, H2O2and PEG of different concentrations, respectively and are placed in constant temperature incubator to germinate. Germination rate, germination potential and the content of soluble sugar, soluble protein, malondialdehyde (MDA) and catalase (CAT) in physiology stage are measured. The results show that the 0.50% NaCl and 0.75% H2O2lead to relatively high germination rate and the seeds treated with15% PEG contains higher content of soluble sugar, soluble protein, catalase activity compared with other treatment. Compared with the seeds treated with water dehydration, the seeds treated with triggering dehydration contain less MDA, which shows dehydration treatment can improve the germination rate to a certain extent and affect contents of some physiological substances in seeds.

waxy corn; seed; germination; dehydration

S513

A

1674 - 9200（2016）03 - 0101 - 06

（責任編輯楊愛民）

2016 - 02 - 25

劉勇，男，云南曲靖人，文山學院環境與資源學院2011級生物科學專業學生；陳云，女，云南大理人，文山學院環境與資源學院助教，碩士，該文指導教師，主要從事植物生理研究。