PEG—6000模擬干旱脅迫對酸漿種子萌發及幼苗生長的影響

于爽 郝婧瑋 李帥

摘要：為探明酸漿（Physalis alkekengi L.）種子對不同干旱處理的響應，為耐旱酸漿資源的開發利用提供科學依據，以酸漿的2個品種粒粒甜和鐵把種子為材料，采用PEG-6000（質量分數分別為0、5%、10%、15%、20%、30%）模擬干旱脅迫的方法，比較了在干旱條件下酸漿2個品種種子的萌發和幼苗生長情況。結果表明，在5%的PEG-6000處理下，鐵把種子的發芽勢、發芽指數、芽長和對照相比有所上升，當處理質量分數超過10% 時，以上指標以及根長均隨著PEG-6000質量分數的升高而急劇下降，當PEG-6000質量分數達到30%時，酸漿種子萌發受到顯著的抑制。2個品種的種子活力指數差異較大，其中粒粒甜種子活力指數先上升后下降，鐵把的種子活力指數持續下降。說明在干旱脅迫下，粒粒甜種子的萌發能力強于鐵把。

關鍵詞：酸漿（Physalis alkekengi L.）；PEG-6000；種子萌發；幼苗生長

中圖分類號：S641.4+78 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2018）12-0081-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.12.022

Abstract： In order to explore the physiological response mechanism of Physalis alkekengi L. to different drought treatments， and provide scientific references for exploration and utilization of drought tolerant varieties， the seedlings of two P. alkekengi varieties， P. alkekengi cv. Lilitian and P. alkekengi cv. Tieba， were used as materials. Under the PEG-6000（mass fraction 0， 5%， 10%， 15%， 20%， 30%） simulated drought stress， seed germination and seeding growth characteristics were measured. The research indicates that， at the concentration of 5% PEG-6000， the germination energy， germination index， bud length of the P. alkekengi cv. Tieba seed pulp were significantly increased compared with the control. When the treatment concentration was higher than 10%， the above indexes as well as root length decreased sharply with the increase of PEG-6000 concentration. When the concentration of PEG-6000 reached to 30%， the indexes of P. alkekengi seed were all at a very low level. The seed vigor index of the two varieties was different as the seed vigor of P. alkekengi cv. Lilitian increased first and then decreased； while the activity of P. alkekengi cv. Tieba seed decreased continuously. Under drought stress， the seed germination capacity of P. alkekengi cv. Lilitian is stronger than that of P. alkekengi cv. Tieba.

Key words： Physalis alkekengi L.； PEG-6000； seed germination； seedling growth

近年來，干旱已經成為制約植物生長和發育的重要脅迫因子之一，對農牧業產品的產量和品質造成嚴重影響[1]。聚乙二醇（Polyethylene Glycol，PEG-6000）作為一種滲透調節劑，可以模擬干旱脅迫，所以被應用于研究種子的萌發以及幼苗的生長[2]。酸漿（Physalis alkekengi L.）為茄科（Solanaceae）酸漿屬（Physalis L.）多年生草本植物，株高約為50～80 cm，葉片多為卵形；漿果球狀、黃色，味道酸甜，富含維生素C，還含有甾醇、黃酮、多糖等活性成分[3]。試驗通過不同質量分數PEG-6000模擬干旱脅迫，比較不同酸漿品種的種子抗旱性，旨在為耐旱酸漿資源的栽培利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

酸漿種子來源于哈爾濱金龍農業有限公司。品種分別是粒粒甜（P. alkekengi cv. Lilitian）和鐵把（P. alkekengi cv. Tieba）。

1.2 試驗設計

試驗采用培養皿濾紙萌發法。分別選取2個酸漿品種中飽滿程度一致的種子，置于0.5%的高錳酸鉀消毒液消毒5 min，然后將種子在去離子水下沖洗干凈，晾干備用。試驗采用不同濃度的PEG-6000溶液模擬干旱條件，按照濃度0（CK）、5%（質量分數，下同）、10%、15%、20%、30%設置6個處理，對照為去離子水。在培養皿底層鋪入2層濾紙，分別加入10 mL不同濃度梯度的PEG-6000溶液或去離子水，再將消毒過的種子均勻放置在培養皿中，每個培養皿中放置50粒，每個處理重復3次。置于26 ℃下培養。每72 h換一次濾紙和溶液，確保種子所處的溶液濃度不變。培養2-3 d便可開始觀察種子的萌發情況。當胚根開始突破種皮的時候記錄種子的發芽數量，并在每天同一時間繼續觀察發芽種子數，直到連續3 d不再有新種子萌發時結束試驗。

1.3 指標測定

測定指標包括種子的萌芽個數（以芽長大于2 mm作為萌芽標準）、幼苗芽長度（cm）、幼苗根長度（cm）及幼苗鮮重（g）和干重（g）。計算的數據包括種子的發芽率（GR）、發芽勢（GE）、發芽指數（GI）、活力指數（VI）、根長及芽長[4]。

1.3.1 發芽率 發芽率指在規定的條件和時間內長成的正常種子數占供檢種子數的百分率，試驗從放入種子即日起每天統計正常發芽種子粒數，計算累計正常發芽種子粒數占全部供試種子總數的百分率，即發芽率，

1.3.5 芽長和根長 隨機取10個正常生長的幼苗，用直尺分別測量幼苗長度和根的長度，取平均值。

1.4 數據分析

試驗所得數據采用Microsoft Office Excel 2016程序處理，并用其作圖；應用SPSS 24.0軟件進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 PEG-6000脅迫對酸漿種子發芽率的影響

種子發芽率高說明有生活力的種子多，播種后能出苗的就多[5]，所以發芽率是種子利用價值高低的最重要指標；PEG-6000脅迫對酸漿種子發芽率的影響情況見圖1。從圖1中可以看出，當PEG-6000濃度≤10%時，酸漿種子各處理的發芽率與對照無明顯差異（P>0.05），說明酸漿種子對低濃度的PEG-6000有一定的耐受性，而隨PEG-6000濃度繼續升高，種子發芽率顯著下降（P<0.05），當濃度達到30%時，2個酸漿品種的種子萌發率均為0，說明酸漿種子萌發已經完全受到抑制。但PEG濃度在10%～30%時，2個酸漿品種的種子發芽率呈不同的下降變化，其中粒粒甜的發芽率明顯高于鐵把。

2.2 PEG-6000脅迫對酸漿種子發芽勢的影響

種子發芽勢高，表明種子生活力強，發芽整齊，生產潛力大[6]。PEG-6000脅迫對酸漿種子發芽勢的影響情況見圖2。圖2顯示，酸漿種子的發芽勢隨PEG-6000濃度升高，呈現先升高后降低的變化趨勢。其中鐵把種子在PEG-6000濃度為5%時發芽勢達到了最大值，為75%，粒粒甜種子在濃度為10%時達到最大值，為66%，隨著PEG-6000濃度的繼續增加，2個品種的發芽勢均開始顯著下降（P<0.05），直到濃度達30%，2個品種的發芽勢均為0。在PEG-6000濃度為5%時，鐵把種子的發芽勢高出對照，高濃度下則一直低于粒粒甜的種子發芽勢，表明適度干旱脅迫能提高種子的發芽勢。

2.3 PEG-6000脅迫對酸漿種子發芽指數的影響

發芽指數不僅包括發芽的種子數，同時強調發芽速度，每天發芽的種子數在構成發芽指數中所起的作用都不同[7]；因此，發芽指數是良好的種子活力指標，PEG-6000脅迫對酸漿種子發芽指數的影響情況見圖3。圖3顯示，在PEG-6000濃度為5%時，鐵把種子的發芽指數最大，達到31.1，然后開始緩慢下降，在濃度為10%時，發芽指數為25.8；而粒粒甜種子的發芽指數在PEG-6000濃度為5%、10%時，分別為27.5、28.9，與對照差異不顯著（P>0.05）。隨著PEG-6000濃度的繼續升高，發芽指數下降，直到濃度達到30%，發芽停止。在PEG-6000濃度為15%時，降幅顯著（P<0.05）。在濃度位于10%-30%時，粒粒甜的發芽指數均高于鐵把。表明低度干旱脅迫能提高鐵把種子的發芽指數。

2.4 PEG-6000脅迫對酸漿種子活力指數的影響

種子活力指數是種子發芽速率和生長量的綜合反映，是種子活力的更好指標[8]，PEG-6000脅迫對酸漿種子活力指數的影響情況見圖4。從圖4可見，在水分充足（PEG-6000濃度為0）時，鐵把的種子活力指數為3.2，顯著高于粒粒甜的種子活力指數2.0（P<0.05），隨著PEG-6000濃度的繼續增加，鐵把的種子活力指數逐漸下降，當濃度為15%時，種子活力指數降低顯著（P<0.05）；而粒粒甜種子活力指數在輕度水分（PEG-6000濃度為5%）脅迫下迅速上升，達到3.27的最大值，并與對照差異顯著（P<0.05）；以后隨濃度繼續升高則下降，在PEG-6000濃度為15%時下降明顯。

2.5 PEG-6000脅迫對酸漿幼苗根長的影響

PEG-6000脅迫對酸漿幼苗根長的影響情況見圖5。從圖5可見，隨著PEG-6000濃度的增高，2個品種的幼苗根長均呈現下降的變化趨勢，在PEG-6000濃度為0（CK）時，2個品種的根長勢良好，達到各自的最大值，在PEG-6000脅迫處理開始后，2個品種的根生長受到嚴重的抑制；當PEG-6000濃度為10%時，2個品種的根長度與對照相比分別下降了42.1%、49.6%，差異顯著（P<0.05）；濃度為30%時，測量不到根長，并且鐵把的根在高濃度較粒粒甜的根生長緩慢。

2.6 PEG-6000脅迫對酸漿幼苗芽長的影響

PEG-6000脅迫對酸漿幼苗芽長的影響情況見圖6。從圖6可見，在低濃度PEG-6000（5%）處理下，鐵把的幼苗芽長度增加明顯，超出對照17.7%；但隨著PEG-6000濃度的繼續增加，芽長不斷縮短。隨著PEG-6000濃度的增加，粒粒甜的幼苗芽長在PEG-6000濃度為15%時，與對照相比顯著下降（P<0.05）。在高濃度PEG-6000處理下（20%～30%），粒粒甜與鐵把的芽生長受抑制程度增大，但2個品種間無顯著差異（P>0.05）。

3 討論

種子的萌發是植物生活史的重要階段，而干旱脅迫是影響種子萌發的主要因素；發芽階段的耐旱狀況在一定程度上反映了該植物的耐旱性能強弱[6]，因此，種子萌發過程中的生理特性如發芽率、發芽勢、根長、芽長、發芽指數、種子活力指數等可以初步作為鑒定種子萌發時指示抗旱性能的指標。

試驗結果表明，在水分充足時，酸漿種子的萌發情況良好，發芽率接近90%；在低濃度PEG-6000（≤10%）處理后，部分萌發指標上升明顯；在PEG-6000濃度上升到15%后，酸漿種子萌發受到顯著的抑制，各指標下降明顯。PEG-6000濃度為30%時，萌發被完全抑制，且2個品種間存在差異。在PEG-6000濃度為5%時，鐵把種子的發芽勢、發芽指數與芽長與對照比較明顯升高，表明輕度干旱對鐵把種子萌發具有促進作用。PEG-6000濃度為10%時，粒粒甜種子的發芽勢、發芽指數、活力指數高于對照，發芽率提升不大；根長與芽長隨著濃度升高，生長受限，但在低濃度下，對根的抑制顯著，對芽抑制不顯著；PEG-6000高濃度下均生長緩慢，但粒粒甜的根、芽長勢較鐵把強。不過2個品種的種子活力指數差異較大，粒粒甜的種子活力指數先上升后下降；而鐵把的種子活力指數持續下降。由此可見，在干旱脅迫下，粒粒甜的種子萌發能力強于鐵把。

參考文獻：

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