不同溫度處理對玉米種子內藏真菌和種子發芽的影響

李文明，馬建倉，雷玉明，邢會琴，尚立琪

（1張掖市玉米原種場，甘肅張掖 734024；2河西學院農業與生態工程學院，甘肅張掖 734000）

0 引言

甘肅省河西走廊，具有得天獨厚的自然優勢，其光熱資源充足、土地肥沃、灌溉便利、交通發達，天然隔離條件好，是國內玉米優良品種選育、雜交種子生產和貯藏的理想場所。近年來，河西地區吸引了全國育種專家在此培育優良新品種，同時，也吸引了全國各大玉米制種公司在此區域落地生根，使玉米制種產業得到了迅速發展。目前，河西走廊玉米制種面積已穩定在10萬hm2左右，占全國玉米種子生產的50%左右，現已發展成為全國規模最大的玉米雜交種子生產基地[1]。由于常年大面積種植玉米，輪作倒茬困難，玉米制種田病害發生日趨嚴重，使得種子帶菌率升高，嚴重影響了種子產量和品質。高曉梅等[2]報道了遼寧省玉米種子攜帶的真菌達16屬26種，龍書生等[3]鑒定出陜西關中西部玉米穗粒腐病病穗籽粒表面和內部寄藏的真菌有11屬14種。邢會琴等[4]對河西走廊當年收獲以及儲存1～12年的11份種樣真菌區系進行了研究，從種子內部和表面共檢出10屬16種真菌。雷玉明等[5]以河西走廊玉米制種基地生產的種子為研究對象，從當地制種企業新收獲的50個玉米品種（組合）種樣中共檢出真菌10個屬。國內多地對玉米種子帶菌檢驗認為，玉米種子帶菌不僅造成遠距離傳播危害，而且也是影響種子活力下降的重要因素。目前，因種子帶菌引起的玉米制種田病害主要有大斑病、小斑病[6-7]、絲黑穗病[8]、莖腐病[9-10]、灰斑病[11]、頂腐病[12]等。針對種子帶菌引起的病害問題，在生產上多采取的是以摸清種子帶菌情況，加強種子消毒或包衣，選用無菌種子為主，結合提高栽培管理水平和藥劑防治的綜合防治措施。這些方法對種子表面攜帶的真菌效果較好，但對種子內部攜帶的真菌沒有明顯效果，為此，本文研究了不同溫度對種子內部攜帶真菌的影響，旨在尋找既能減少種子帶菌率，又不影響種子發芽的適宜溫度，為玉米種傳病害的防治提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試玉米品種（系）：自交系‘鄭58’，由張掖市玉米原種場提供。

1.2 試驗方法

1.2.1 種子處理 試驗設5個溫度梯度：30℃、35℃、40℃、45℃、50℃，每個溫度設3個處理時間，即10、20、30 min，共15個處理。隨機挑選大小均勻、無損傷、無明顯霉變的供試玉米種子，裝入150 mL三角瓶中，每瓶60粒，共45瓶。分別放在已經設置好溫度的水浴鍋中恒溫處理至設定時間后取出，自然降溫至室溫待用，每處理3個重復，對照組不做任何處理。

1.2.2 不同溫度對玉米種子內藏真菌的影響 采用PDA培養法[13]，將上述處理過的每份玉米種樣隨機取30粒，在5%NaClO溶液中浸泡3 min后，立即用無菌水沖洗3次，用滅菌濾紙吸干種子表面的水分后每皿放置10粒，均勻擺放在直徑為90 mm的PDA平板培養基上，每個處理重復3次，對照是沒有經溫度處理的種子，于25℃恒溫培養5～7天，從第2天開始觀察記錄真菌種類，并計算種子帶菌率，見公式(1)。某菌帶菌率的計算見公式(2)。

1.2.3 不同溫度對玉米種子發芽的影響 采用濾紙培養法[14]，將上述用不同溫度和時間處理的種子，隨機選取30粒，用5%的NaClO溶液浸種5 min后，立即用無菌水沖洗3次，均勻擺放在90 mm培養皿（雙層滅菌濾紙加無菌水浸濕）中，每皿10粒，3次重復，對照是沒有經溫度處理的種子。于25℃、相對濕度40%、8 h光照與16 h黑暗交替恒溫恒濕培養，在第4天和第7天分別統計種子發芽情況，并計算種子發芽勢(GE)、發芽率(GP)和發芽指數(GI)，分別見公式(3)、(4)、(5)。

其中Gt為t時間內的發芽數，Dt為相應的發芽時間。

1.2.4 菌種的純化培養與鑒定 用PDA培養法培養的種子，待種子周圍長出菌絲體或種子表面出現霉層時，將其輕輕挑取并移至PDA平板上進行初步純化，經多次反復純化培養后，將其轉管保存于4℃冰箱備用。

將分離獲得的真菌菌株在PDA平板上培養3～5天后，觀察菌落特征和培養性狀，并制片鏡檢觀察菌絲、孢子等菌體形態特點，參考《真菌鑒定手冊》[15]和有關文獻資料進行分類鑒定。

1.3 數據統計與分析

試驗數據利用Excel作圖，SPSS軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同溫度處理對玉米種子內藏真菌的影響

經不同溫度和時間處理的種子，在PDA平板上培養3～7天后可見有霉層出現，經純化培養，共檢出曲霉屬 (Aspergillus)、青 霉 屬 (Penicillium)、根 霉 屬(Rhizopus)、鐮孢屬(Fusarium)、鏈格孢屬(Alternaria)5個屬的真菌和1種未知真菌。各處理之間從種子內部檢出的真菌種類和數量存在明顯差異(P<0.05)，而且種子總帶菌率隨溫度升高和處理時間的延長總體具有下降趨勢，帶菌種類和數量也明顯減少。30℃和35℃處理過的種子，共檢出5個屬和1個未知真菌，真菌種類最多，3個時間段的種子總帶菌率相對較高，均在16.7%～23.3%%之間，其中曲霉屬和青霉屬的平均帶菌率明顯高于對照(P<0.05)；40℃和45℃處理過的種子，共檢出4個屬的真菌，未檢出鏈格孢屬和未知菌，各處理的種子總帶菌率顯著低于對照(P<0.05)，青霉屬和鐮孢霉屬的種子帶菌率也明顯低于對照(P<0.05)；50℃處理過的種子，共檢出3個屬的真菌，未檢出根霉屬、鐮孢霉屬和鏈格孢屬，而且3個時間段的種子帶菌率均顯著低于對照(P<0.05)，在3.3%～6.7%之間，種子總帶菌率、曲霉屬和青霉屬的帶菌率菌明顯低于對照和其他處理(P<0.05)。

2.2 不同溫度和處理時間對玉米種子發芽的影響

2.2.1 不同溫度和處理時間對種子發芽勢的影響 試驗結果表明，不同處理的種子發芽勢存在一定差異，其中30℃處理10 min和20 min，以及40℃處理30 min，種子發芽勢與對照無明顯差異；30℃～40℃之間其他各時間段處理的種子，其發芽勢明顯高于對照(P<0.05)，35℃處理30 min最高達30.9%，其次是40℃處理20 min，發芽勢為28.8%；45℃～50℃范圍內處理的種子，其發芽勢顯著低于對照和其他處理，均低于16.0%，50℃處理30 min的種子發芽勢最低達0%（圖1）。

圖1 不同溫度和處理時間對種子發芽勢的影響

2.2.2 不同溫度和處理時間對種子發芽率的影響 不同處理之間種子的發芽率存在一定差異，其中30℃～35℃之間各時間段處理的種子發芽率均高于92.0%，與對照無明顯差異；40℃處理10 min和20 min的種子，其發芽率在90.0%～91.0%之間，低于對照2～3個百分點，40℃處理30 min的種子發芽率下降至83.3%，明顯低于對照(P<0.05)；45℃～50℃處理的種子發芽率均在71.0%以下，顯著低于對照(P<0.05)，而且隨處理溫度的升高和時間延長，種子發芽率呈下降趨勢，直至50℃處理30 min，種子發芽率最低為0%（圖2）。

圖2 不同溫度和處理時間對種子發芽率的影響

2.2.3 不同溫度和處理時間對種子發芽指數的影響 不同處理間的種子發芽指數存在一定差異（圖3），其中30℃各時間段處理的種子，其發芽指數在3.1～3.3之間，與對照無明顯差異；35℃～40℃范圍內，除40℃處理30 min的種子發芽指數與對照無明顯差異外，其余各處理的發芽指數全部高于3.3，明顯高于對照(P<0.05)，對種子發芽具有促進作用；45℃～50℃之間的各處理，其發芽指數在0～2.8之間，均顯著低于對照，而且發芽指數隨溫度升高和時間延長呈逐減趨勢，直至50℃處理30 min的發芽指數達0。

圖3 不同溫度和處理時間對種子發芽指數的影響

表1 不同溫度和時間處理對種子內藏真菌的影響

3 討論

溫度處理種子一般采用溫湯浸種和干熱處理兩種方法，主要原理是利用種子與病原菌抗熱能力的不同用熱力將病原菌殺死[16]。因蔬菜種子比較耐高溫，因此利用高溫處理殺菌的方法主要應用于蔬菜種子，如李寶聚等[17]對蔬菜種子進行高溫(49℃～52℃)處理，可有效防治黃瓜炭疽病和蔓枯病，番茄早疫病、斑枯病和黑斑病，辣椒疫病和細菌性瘡痂病，以及茄子黃萎病、褐紋病和枯萎病等。孫學振等[18]的研究表明，30℃溫水浸種8～12 h，可減輕棉苗根病的發生。本試驗結果表明，在30℃～50℃范圍內處理玉米種子后，種子均能帶菌，帶菌率在3.3%～23.3%之間，其中30℃～35℃處理10～30 min，種子帶菌率沒有明顯下降，而40℃～50℃處理10～30 min，可有效降低種子帶菌率33.5%～83.5%，總體表現為隨溫度升高和處理時間的延長種子帶菌率呈下降趨勢，而且真菌種類也顯著減少，可見，溫度越高，處理時間越長，種子帶菌率越低，殺菌效果越好，這一結論與前人研究的結果保持一致。有資料顯示，玉米種子發芽的耐受最高溫度因品種和處理方式不同而存在一定差異。葉世青等[19]的研究表明，玉米種子發芽耐受相對水溫最高為45℃～55℃，氣溫最高可達65℃～85℃，且不同品種間的耐受溫度也不盡相同。本研究選擇自交系‘鄭58’作為試驗材料，其耐受發芽溫度最高為50℃(30 min)，與前人的研究結果基本相符。但本研究只選擇了一個玉米品種（系）‘鄭58’（自交系）作為試驗材料，而對于其他自交系、雜交種，以及甜、糯玉米等對溫度的耐熱程度與‘鄭58’是否存在差異，有待于進一步研究證實。另外，本研究只是將溫度處理對種子的殺菌效果和發芽影響在室內進行了前期研究，對于田間試驗將在后續進行。

4 結論

在30℃～50℃溫度范圍內處理玉米種子后，種子能均帶菌，但不同溫度和時間處理的種子帶菌率和真菌種類存在一定差異，其中30℃～35℃之間，種子帶菌率無明顯變化，大于40℃，帶菌率隨溫度升高和處理時間的延長而下降，真菌種類也隨之減少。在30℃～50℃溫度范圍內的種子發芽指標也存在一定差異，其中30℃和35℃各時間段，以及40℃處理10～20 min，對種子的發芽影響不大，40℃處理30 min以及45℃～50℃各時間段的處理，其種子的發芽明顯受到抑制，其發芽率、發芽勢和發芽指數均顯著降低，而且隨溫度升高和處理時間延長呈急劇下降趨勢。由此可見，40℃處理10～20 min，種子帶菌率能降低33.5%～50.0%，而且對種子的發芽影響不大，可用于播前種子處理，能有效降低種子內藏真菌帶菌率，促進種子發芽。