PEG—6000引發對蕎麥種子發芽率的影響研究

[摘 要] 本文對PEG-6000溶液對蕎麥種子引發影響進行研究，設置10%、20%、30%的PEG-6000溶液濃度，對定甜1號、黔苦5號2個品種的蕎麥種子進行12、24、36 h的引發處理，測定2種蕎麥種子的發芽勢及發芽率。結果表明，采用濃度10%的PEG-6000溶液引發處理12 h，是定甜1號、黔苦5號的最佳引發條件；隨著PEG溶液濃度的升高和引發時間的延長，定甜1號種子發芽勢和發芽率總體呈現下降趨勢，10%濃度引發12 h處理組的甜蕎種子發芽勢和發芽率最高，但同對照組無顯著性差異；黔苦5號在10%濃度PEG溶液引發12 h處理組種子發芽率最高，20%濃度PEG溶液引發24 h處理組發芽勢最高，但發芽率低于對照組。試驗結果支持PEG-6000溶液可以作為蕎麥的種子引發劑，能夠加快蕎麥種子萌發，提高種子發芽率。

[關鍵詞] 蕎麥種子；PEG-6000；引發；發芽率

[中圖分類號] S517 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-7909（2017）26-72-4

蕎麥（Fagopyrum esculentum Moench）屬于雙子葉寥科（Polygonaceae）蕎麥屬（Fagopyrum Mill），是保健功能最突出的小雜糧作物，其種子中的主要儲存蛋白質的氨基酸組分比較均衡，含有人體必需氨基酸，還富含黃酮、硒和銅等元素[1，2]。蕎麥種子中特殊結構的蛋白質賦予其獨特的營養保健價值和生理功能，如降血脂、抗衰老、抗癌、降血壓等功效[3-6]。蕎麥的生育周期短，適應性強，耐貧瘠，農業生產種植省工省時，在我國有著悠久的栽培歷史。據統計，2012年度蕎麥全球蕎麥種植約為188萬hm2，總產量約為152萬t，我國蕎麥的種植面積約為70萬hm2。

蕎麥有2個栽培種，普通蕎麥（又叫甜蕎）和苦蕎（又名韃靼蕎麥），兩者的種子有很大的區別。在我國的蕎麥產區中，北方的內蒙古、山西、甘肅等省區主要種植甜蕎，種植面積約40萬hm2以上。西南地區的云南、四川和貴州等省區為苦蕎的主要產區，其種植面積約33萬hm2。當前我國蕎麥及其相關產品供不應求，做大做強蕎麥產業是發展地方經濟的有效途徑之一。但是在農業生產中，由于苦蕎種子的種皮較厚，不容易打破休眠，萌發時間晚且萌發時間不一致。由此造成的出苗不齊會影響蕎麥后期的生產管理，進而影響蕎麥作物的產量和質量。而種子發芽期是種子發育過程中最敏感的時期，決定著作物的生長及產量。因此，獲得整齊健康的芽苗是蕎麥生產上的關鍵所在。

種子引發也稱滲透調節，通過對種子處理使種子活力得到恢復或提高，增加其萌發率和減少萌發時間。種子引發能夠使種子前期緩慢吸水，并停留在吸脹吸水階段，但不發生可見的萌發[7-10]。聚乙二醇（PEG）作為一種高分子滲透劑，本身并不能滲入種子細胞中，但可以調控參與細胞內的生理代謝過程，控制種子的吸水速率和發芽進程。采用種子引發技術能夠提高作物出苗率，使田間出苗整齊。有很多采用PEG來模擬干旱脅迫，引導種子萌發的相關研究，種子引發技術在國內外被廣泛應用于水稻、小麥等糧食作物和蔬菜、花卉及林木等植物苗期的實驗室研究中[11-18]。

本文以甜蕎和苦蕎品種為試驗材料，研究不同濃度PEG溶液引發處理對蕎麥種子萌發性狀與幼苗生長的影響，以期為種子引發技術在蕎麥生產上的應用提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗采用的甜蕎為定甜1號，苦蕎為黔苦5號，種子由貴州師范大學蕎麥產業技術研究中心提供。對2種蕎麥種子進行挑選，選取大小一致、顆粒飽滿的種子。其中，定甜1號種子千粒重為32.83 g，黔苦5號種子千粒重為14.60 g。在5%次氯酸鈉溶液中浸泡10 min進行消毒處理。消毒后用去離子水將供試種子沖洗干凈，隨后用濾紙將種子表面水分吸干備用。

1.2 種子引發試驗設計

試驗采用的PEG-6000溶液，根據預試驗結果和前人的相關研究，設置10%、20%、30%共3個質量濃度的PEG-6000溶液進行種子引發試驗，以去離子水作為對照。每個濃度梯度進行3次重復，每個重復選用100粒蕎麥種子。將供試種子置于不同處理的PEG-6000溶液中，放入恒溫培養箱中進行種子引發。引發培養時間分別為12、24、36 h，引發培養后吸干種子表面水分。

采用9 cm培養皿，經高壓滅菌后鋪放3層定性濾紙，噴灑蒸餾水，以濾紙濕潤但不會有積水流動為準，將經過引發處理的蕎麥種子置于濾紙上，用電子秤稱量培養皿質量并記錄。將培養皿置于25 ℃恒溫培養箱中進行發芽試驗，無光照處理。以開始發芽24 h后開始逐日統計種子發芽數，每次統計發芽數時將培養皿稱質量，噴灑蒸餾水補充蒸發水分，當連續3 d不再有種子繼續萌發時作為發芽結束時間。

統計種子發芽勢和最終發芽率，將數據導入分析軟件SPSS 18.0進行交互作用分析，采用一般線性模型，用Tuker法對PEG溶液濃度和處理時間進行多重比較分析。

2 結果與分析

2.1 甜蕎種子引發試驗結果

定甜1號種子在不同引發時間處理下種子萌發結果如表1、圖1所示。

表1 定甜1號種子不同引發處理下種子萌發結果

[PEG濃度（%）及引發時間（h）發芽勢/%發芽率/%CK38.67abc97.67a10%，12h68.67a98.00a10%，24h66.00ab97.67a10%，36h55.00abc93.00a20%，12h59.33abc89.67abcd20%，24h50.00abc93.00ab20%，36h36.67abc91.33abc30%，12h34.67bc84.00bcd30%，24h37.33abc79.00d30%，36h31.33c80.00cd]

[CK][10%12h][10%24h][10%36h][20%24h][20%12h][20%36h][30%12h][30%24h][30%36h][105

90

75

60

45

30][甜蕎種子發芽勢/%][發芽勢][發芽率]

圖1 10%PEG-6000溶液引發不同時間下甜蕎種子發芽率

從表1和圖1中可以發現，隨著PEG濃度的增加和引發時間的延長，定甜1號種子的發芽勢呈下降趨勢，其發芽勢在10%濃度PEG-6000溶液處理12 h最高，在30%引發處理36 h最低。種子發芽率在10%濃度PEG-6000溶液引發處理12 h最高，在30%濃度PEG溶液引發處理36 h最低。10%和20%濃度的PEG-6000溶液不同引發時間處理，甜蕎種子的發芽勢和發芽率同對照組均無顯著性差異。30%濃度PEG-6000溶液引發12 h和36 h處理組，種子發芽勢同對照組存在顯著性差異，30%濃度PEG-6000溶液引發的3個處理組，種子發芽率均同對照組存在顯著性差異。20%濃度引發36 h處理組以及30%濃度PEG-6000溶液引發的3個處理組，種子發芽勢均低于對照組。在不同引發處理組中，只有10%濃度引發12 h處理組的甜蕎種子發芽率高于對照組。相同濃度PEG-6000溶液不同引發時間處理間，種子發芽勢和發芽率不存在顯著性差異。

2.2 黔苦5號引發試驗結果

黔苦5號種子不同引發處理下萌發情況見表2、圖2。

表2 黔苦5號種子不同引發處理下種子萌發結果

[PEG濃度（%）及引發時間（h）發芽勢/%發芽率/%CK42.67bcd89.67ab10%，12h47.00abc94.00a10%，24h48.67ab91.33ab10%，36h44.33abc87.00bc20%，12h47.00abc85.67bc20%，24h52.67a87.67bc20%，36h46.67abc82.67cd30%， 12h41.33bcd79.33d30%，24h39.00cd78.33d30%，36h33.67d72.00e]

[CK][10%12h][10%36h][20%24h][20%12h][20%36h][30%12h][30%24h][30%36h][105

90

75

60

45

30][苦蕎種子發芽勢及發芽率/%][發芽勢][發芽率][10%24h]

圖2 PEG-6000溶液引發不同時間下苦蕎種子發芽率

如表2和圖2所示，黔苦5號種子的發芽勢在20%濃度PEG-6000溶液引發24 h最高，并同處理組存在顯著性差異，30%濃度PEG溶液引發36 h時最低。種子發芽率在10%濃度PEG-6000溶液引發處理12 h最高，在30%濃度引發36h處理組最低。20%濃度PEG-6000溶液引發處理36 h及30%濃度PEG-6000溶液引發的3個處理組，種子發芽率同對照組均存在顯著性差異。相同濃度PEG-6000溶液不同引發時間處理間，種子發芽勢不存在顯著性差異。10%濃度PEG-6000溶液引發12 h和36 h處理組的種子發芽率存在顯著性差異，30%濃度PEG-6000溶液引發36 h同其他2個處理組的種子發芽率存在顯著性差異。

3 討論

PEG是一種大分子有機物，具有很強的親水性，很多研究者都利用其作為水分脅迫劑模擬對植物的干旱脅迫。采用PEG-6000溶液對種子引發，PEG能夠在限制種子吸水速率的條件下使種子的膜系統得到較好的修復[19，20]。采用PEG溶液對蕎麥種子進行引發和模擬干旱脅迫的相關研究也有報道。例如，彭去回[21]曾利用PEG-6000作為水分脅迫劑，研究了KQ09-01、KQ09-07、KQ09-05、KQ09-03、KQ09-09、威苦1號、威苦2號、威苦01-374、九江苦蕎、09-181、09-221、09-225、09-151和09-197共14個苦蕎品種在萌芽期的抗旱性能，通過20%PEG的干旱脅迫，對蕎麥種子萌發抗旱指數、發芽勢、發芽率、萌發指數等指標進行研究，篩選出09-197、威苦1號、威苦2號、KQ09-03和KQ09-01等共6個抗旱性較強的苦蕎品種。鄭宇等[22]也曾對忻州地區的甜蕎品種進行引發試驗，比較了PEG引發、沙子引發、硝酸鉀引發和蛭石引發4種引發方法對甜蕎種子活力的影響，結果支持1.0%濃度硝酸鉀引發，沙引發3 d，10 ℃和15 ℃的蛭石引發1 d都能顯著提高甜蕎種子的發芽勢、發芽指數和芽長。賈婷等[6]也曾利用PEG-6000對川蕎1號進行引發處理，研究不同濃度的PEG溶液對苦蕎種子萌發及幼苗生長的影響，其結果支持苦蕎種子的最佳引發條件為25%PEG-6000溶液引發24 h。

從本試驗結果來看，對于定甜1號種子的引發，10%PEG-6000溶液引發12 h的種子發芽勢和發芽率均為最高，隨著濃度的升高和引發時間的延長而降低。各種處理組的種子發芽勢同對照組均無顯著性差異，但30%PEG-6000溶液的3個處理組的種子發芽率同對照組存在顯著性差異。對于黔苦5號的引發處理，10%PEG溶液引發12 h的發芽率最高，而種子發芽勢在20%PEG溶液引發處理24 h時最高。各種處理組的苦蕎種子發芽勢同對照組均無顯著性差異，但30%濃度PEG-6000溶液的3個處理組以及20%濃度引發36 h處理組的種子發芽率同對照組存在顯著性差異。種子發芽勢是判斷種子發芽活力的一個重要指標，發芽率高則說明出苗整齊。試驗結果支持PEG-6000引發可以提高蕎麥種子的發芽活力，使出苗一致。甜蕎種子同苦蕎相比，籽粒大，種皮較薄，容易萌發，可以從對照組看出甜蕎種子的發芽率要高于苦蕎。打破苦蕎種休眠，使其盡快萌發，是實際農業生產中需要關注的重要問題。本試驗結果支持PEG-6000可以作為種子引發劑，可以加快甜蕎和苦蕎的種子萌發，提高甜蕎和苦蕎種子的發芽率。對于定甜1號種子，最佳引發條件是10%PEG-6000溶液引發12 h；對于黔苦5號種子，最佳引發條件同樣是10%PEG-6000溶液引發12 h。雖然在20%濃度黔苦5號的發芽勢最高，但最終發芽率低于對照組，10%濃度引發12 h處理組的種子發芽勢及發芽率均高于對照組。因此，對于定甜1號及黔苦5號2個蕎麥栽培品種，種子最佳引發條件均為10%PEG-6000溶液引發12 h。

4 結語

蕎麥起源于中國西南部，這里也是苦蕎的主要種植區，有著眾多的蕎麥種質資源。如何使蕎麥在生產中快速整齊萌發，是蕎麥增產增收的關鍵，種子引發技術可以很好地解決這個問題。在今后的研究中，還需要引入更多的蕎麥品種和不同的引發手段，以期找出適合不同品種的最佳引發技術。

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