不同溫度下疊氮化鈉濃度對辣椒種子萌發的影響

袁志平 李學軍 張煥麗 張菊平

摘 要：該文以俊豐三櫻椒為材料，在4℃和25℃下采用不同濃度的疊氮化鈉處理辣椒種子，研究不同濃度疊氮化鈉與不同溫度對辣椒種子萌發的協同效應。結果表明：在0～4.0mmol/L濃度范圍內，疊氮化鈉抑制辣椒種子萌發和生長，但用5.0mmol/L的疊氮化鈉處理辣椒種子時，其發芽率、發芽指數、蛋白質含量等性狀都呈上升趨勢。4℃低溫處理辣椒種子時，以上的這些性狀指標都要高于室溫（25℃）處理的，說明低溫可抑制疊氮化鈉的誘變作用。

關鍵詞：疊氮化鈉；辣椒；種子萌發；溫度

中圖分類號 S63 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）06-0017-03

Abstract：This experiment treats the pepper seed in different concentrations of sodium azide under two different temperatures at 4℃ and 25℃，to study the effects of sodium azide on germination of pepper seed and its synegistic effect with temperature. The results showed that in the 0～4.0mmol/L concentration range，sodium azide inhibited the germination and growth of pepper seed. However，the concentrations of 5.0mmol/L sodium azide processing pepper seeds，germinating rate，germination index，germination，protein content and other traits are increasing. Under the low temperature（4℃），the traits of pepper seeds are higher than room temperature（25℃） treated.These instructions can be suppressed low temperature can inhibit the mutagenic effects of sodium azide.

Key words：Sodium azide；Pepper；Seed germination；Temperature

在誘變育種中，疊氮化鈉（NaN3）被認為是最有效的誘變劑之一，因為它除了使用簡便、無殘留性和費用低廉等外，更重要的是誘變效率高，并且所誘發的突變體是基因水平的突變，而不誘發染色體畸變。國內外對NaN3的誘變特性、最佳條件等已有較多的研究，并且應用于大豆、水稻、大麥、小麥、玉米、蘋果育種中[1-11]，但用NaN3對辣椒進行誘變的報道還很少。為此，本文以俊豐三櫻椒為材料，用不同濃度的NaN3磷酸緩沖溶液在不同溫度下分別處理不同的時間，分析生理生化的變化，為誘變育種工作提供理論依據和參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料 供試辣椒材料為河南省柘城縣俊豐蔬菜種苗研究所生產的俊豐三櫻椒原種。

1.2 試驗方法 取足量辣椒種子于55℃溫水浸種6h，然后分別用0、2、3、4、5mmol/L的NaN3-磷酸緩沖液溶液（pH=3）在4℃和25℃搖床上振蕩4h，用清水洗凈后分別放在裝有加水濕潤濾紙的培養皿中，置25℃恒溫培養箱中培養。每處理100粒種子，重復3次。隔天用水將種子清洗1次，每天記錄發芽情況。

1.3 項目測定 培養12d后統計發芽率，每處理隨機取20株幼苗，用游標卡尺測量胚根長和胚芽長。蛋白質含量的測定參考韓振海和陳昆松[12]的方法，過氧化物酶活性的測定參考王學奎[13]的方法。

1.4 統計分析 采用Microsoft Excel 2003和DPS 3.0進行數據處理和分析。

2 結果與分析

2.1 不同濃度NaN3與不同溫度對辣椒種子發芽率的影響 從表1可以看出，疊氮化鈉濃度在2mmol/L時對發芽率無明顯影響，但濃度為3、4、5mmol/L時發芽率顯著下降（4℃）或極顯著下降（25℃），4℃下辣椒種子的萌發率要比25℃下同濃度的要高一些，說明低溫可在一定程度上控制疊氮化鈉對辣椒種子萌發的抑制作用。在同一溫度下，隨疊氮化鈉濃度的升高，種子的萌發率逐漸降低，在4mmol/L時萌芽率最低，但在5mmol/L時萌芽率又開始升高。由此可知，誘變劑疊氮化鈉在一定濃度條件下，對辣椒種子的萌發具有抑制作用，但超過了一定濃度則具有相反的作用。

2.2 不同濃度NaN3與不同溫度對辣椒胚根長和胚芽長的影響 由圖1可知，不同溫度下，不同濃度疊氮化鈉對辣椒種子萌發的胚根長影響不大，在各濃度下，其胚根長的變化不大，長勢差不多，可見不同濃度的疊氮化鈉幾乎不影響辣椒的胚根長變化。由圖2可知，4℃下用疊氮化鈉處理過的辣椒種子在萌發后，其胚芽長要明顯長于25℃下疊氮化鈉處理過的辣椒種子。4℃時，萌發后的辣椒胚芽長均在4cm以上，而25℃時的胚芽長均在3cm以下。溫度處理間差異極顯著。說明溫度對辣椒種子萌發后胚芽長的影響很大。且低溫條件下辣椒胚芽長要明顯長于25℃下的。辣椒種子在疊氮化鈉不同濃度下胚芽長差異不顯著，但不同溫度對胚芽長的影響差異極顯著。由此可知，低溫對處理過的辣椒種子的萌發具有協同作用，更有利于辣椒苗的生長。

2.3 不同濃度NaN3與不同溫度對辣椒發芽指數的影響 從表2可以看出：添加疊氮化鈉的與不添加的差異顯著（4℃）或極顯著（25℃），不同濃度疊氮化鈉之間差異不顯著。說明疊氮化鈉對辣椒種子發芽指數有較大的抑制作用。但不同濃度處理對辣椒發芽指數的抑制作用差異不明顯。在不添加疊氮化鈉時，高溫利于辣椒種子發芽，具有促進作用。而疊氮化鈉濃度在2～4mmol/L時隨著濃度的增大發芽指數逐漸降低，4mmol/L時最低。在5mmol/L時又上升為與2mmol/L時相近的發芽指數。疊氮化鈉對種子的發芽具有抑制作用，但當濃度超過一定范圍時這種抑制作用又表現出協同作用，起到促進作用。在同一疊氮化鈉濃度條件下，溫度越高，種子的發芽指數反而逐漸降低。由此可知，高溫對辣椒種子的發芽具有抑制作用。

2.4 不同濃度NaN3與不同溫度對辣椒種子萌發中蛋白質含量的影響 由表3可知，4℃下疊氮化鈉能夠促進幼苗中蛋白質的合成，濃度增大時促進效果降低，但當濃度超過一定范圍時又表現出協同作用。25℃下，疊氮化鈉表現出抑制蛋白質形成的作用，當濃度達4mmol/L時才表現出促進作用，說明在高溫下促進作用延緩。

2.5 不同濃度NaN3與不同溫度對辣椒種子萌發中過氧化物酶含量的影響 從表4可知，不同溫度處理對NaN3的敏感性存在差異，高溫處理的幼苗過氧化物酶含量明顯高于低溫下的。4℃下，酶的含量低于對照，但在3mmol/L時酶含量最高，說明NaN3在低濃度時表現出一定的協同作用，濃度過高時就起到抑制作用。不同處理間的差異并不顯著。疊氮化鈉對過氧化物酶的影響表現為低濃度刺激酶的活性。濃度高于5mmol/L酶活性又明顯增強。誘變劑濃度愈高，抑制愈強烈，過氧化物酶活性與化學誘變劑濃度呈明顯的負相關。

3 討論

種子萌發前必需先通過吸脹吸水的方式儲存足夠多的水分，而種子吸水膨脹的過程主要靠種子的預浸種。種子預浸種后，種子內的細胞吸水膨脹，吸水較多時會導致種子的種皮松軟，種子的細胞膜的通透性增加。此時，NaN3將更容易的通過細胞膜進入到種子內的細胞中，從而影響到細胞的代謝活動。同時細胞內的原生質由凝膠狀態轉變為溶膠狀態，細胞的代謝活動不斷增強，細胞內的DNA開始活躍的復制合成。當細胞分裂開始時，用NaN3對種子進行處理，種子的生物損傷及誘變效應是最大的。當繼續進行浸種時，隨種子水分飽和度的增加，進入種子內的誘變劑數量就會不斷的減少，同時細胞最敏感時期已過，誘變效率反而降低。本試驗表明，種子預浸種6h后用NaN3處理，幼苗受到的抑制作用有所減緩。所以預浸種6h最合適。疊氮化鈉處理預浸種過的種子后，使種子表皮的滲透性減弱，從而疊氮化鈉更容易進入到種子中去，但在低溫條件下，種子中細胞的代謝活動要低于常溫下細胞的代謝活動，從而疊氮化鈉進入種子的速度將會減慢，從而種子萌發所受到的抑制作用就會減弱。因此，溫度對NaN3的誘變具有反協同作用。

4 結論

在0～4.0mmol/L濃度范圍內，疊氮化鈉抑制種子萌發和生長，但用5.0mmol/L的疊氮化鈉處理辣椒種子時，其發芽率、發芽指數、發芽勢，蛋白質含量等其他性狀都呈上升趨勢。4℃低溫下處理辣椒種子時，以上的這些性狀的指標都要高于25℃處理的，說明低溫可以抑制疊氮化鈉的誘變作用。

參考文獻

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（責編：張宏民）