不同調(diào)節(jié)劑浸種對苦苣菜種子萌發(fā)及幼苗生長的影響

郭愛華 曹媛

摘要：研究溫度、浸種時間、赤霉素（GA 3）用量、褪黑素用量和2，4-D溶液用量對苦苣菜種子萌發(fā)特性及幼苗生長生理的影響，為苦苣菜選擇良好的萌發(fā)和生長條件。設置不同溫度、浸種時間、生長調(diào)節(jié)劑濃度處理苦苣菜種子，研究對苦苣菜發(fā)芽率、發(fā)芽勢等發(fā)芽指標及苗質(zhì)量、根長、苗高等生長生指標，以及對脯氨酸含量、淀粉酶活性、過氧化物酶（POD）活性等生理代謝的影響。結(jié)果表明，25 ℃、浸種6 h時，苦苣菜的種子萌發(fā)指標及幼苗生長狀況顯著高于其他試驗組;200 mg/L GA 3溶液對苦苣菜種子萌發(fā)和幼苗生長顯著有效;100 μmol/L褪黑素溶液可顯著促進苦苣菜細胞生理活性物質(zhì)含量的增加，脯氨酸含量、淀粉酶活性、POD活性分別較對照組高20.93 μg/g鮮質(zhì)量、2.28 U、26.66 U/（g·min）;10 mg/L 2，4-D溶液可顯著促進苦苣菜種子萌發(fā)和幼苗生理代謝。苦苣菜種子最適宜的萌發(fā)溫度是25 ℃，最適宜的浸種時間是6 h;3種調(diào)節(jié)劑都不同程度地對苦苣菜種子萌發(fā)及幼苗生長具有促進作用，其中 200 mg/L GA 3、100 μmol/L褪黑素、10 mg/L 2，4-D溶液處理的效果最顯著。

關(guān)鍵詞：苦苣菜;生長調(diào)節(jié)劑;種子萌發(fā);幼苗;赤霉素;褪黑素;2，4-D溶液

中圖分類號： S636.904+.1? 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2022）09-0148-06

苦苣菜（Sonchus oleraceus L.），別稱苦菜，屬菊科苦苣屬，是純天然、藥食同源的野生草本植物[1]，含有多種有效活性成分，如維生素C、類胡蘿卜素、短鏈脂肪酸、多糖、芹菜素、木樨素及其衍生苷類[2-3]，具有較高的營養(yǎng)價值。苦苣菜性微寒味苦，其嫩莖葉可涼食，是臨床上常用的清熱解毒、消暑保健、防治貧血、殺菌消炎、提高免疫力的藥物[4]，近年來受到較多學者的關(guān)注。Widderick等研究發(fā)現(xiàn)，苦苣菜喜光，暗黑可使其發(fā)芽率降低72%[5]。Ting等在2016年發(fā)表的研究發(fā)現(xiàn)，苦苣菜提取物對HepG-2、K562等腫瘤細胞有抑制作用，可防治癌癥[6]。苦苣菜的根、葉有較強的抗氧化活性[1]，具有抗?jié)僛7]、鎮(zhèn)痛的效果，對糖尿病、心血管疾病有一定的防治作用[8]。苦苣菜不僅可作為蔬菜食用，還可作為藥劑開發(fā)，由于其有抗氧化及抑菌效果，還可作為化妝品添加劑及果蔬采后保鮮劑。目前，人們對苦苣菜的喜愛程度越來越深，對其需求量也相應增長。赤霉素（GA 3）、褪黑素和2，4-二氯苯氧乙酸（2，4-D）等調(diào)節(jié)劑對植物種子萌發(fā)、幼苗生長有一定影響，但對苦苣菜的作用尚未見報道。

本研究以苦苣菜種子為材料，研究溫度、浸種時間、GA 3、褪黑素、2，4-D等調(diào)節(jié)劑對苦苣菜種子萌發(fā)及幼苗生長生理代謝的影響，從而得出較適宜苦苣菜的生長條件，為苦苣菜的人工開發(fā)、大量種植提供技術(shù)方面的支持。由于野生苦苣菜資源有限，且晚秋及冬季缺乏，因此有關(guān)苦苣菜的培養(yǎng)及開發(fā)研究顯得極其重要。本研究旨在探討不同條件因素對苦苣菜種子萌發(fā)及幼苗生長生理的影響，找尋最適宜苦苣菜的生長條件，為提高苦苣菜的產(chǎn)率提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

苦苣菜種子品牌為琪龍?zhí)剡x，試驗為2019年在呂梁學院生命科學系細胞生物學實驗室進行。

1.2 試驗方法

1.2.1 苦苣菜種子萌發(fā)和幼苗的培養(yǎng) 將苦苣菜種子浸泡在裝有蒸餾水的燒杯中，浸泡一定時間后按間距擺放在有2層濕紗布的培養(yǎng)皿中，每皿放30粒，在生化培養(yǎng)箱中，使種子見光催芽、長成幼苗。

1.2.2 發(fā)芽溫度的測定 將擺放好的種子分別置于15、20、25、30、35 ℃培養(yǎng)箱中，根據(jù)發(fā)芽指標測定苦苣菜種子的最適發(fā)芽溫度，每組試驗重復3次。

1.2.3 浸種時間的測定 設置5組浸種時間，分別為1、6、12、18、24 h。浸種后將苦苣菜在“1.2.2”節(jié)中所得最適溫度下培養(yǎng)，每組試驗重復3次。

1.2.4 GA 3、褪黑素、2，4-D溶液的配制 分別配制質(zhì)量濃度為50、100、150、200、250、300 mg/L的GA 3溶液，質(zhì)量濃度為50、100、150、200、250 μmol/L的褪黑素溶液，質(zhì)量濃度為0.5、1、10、100、1 000 mg/L 的2，4-D溶液，將苦苣菜種子浸泡在不同濃度的溶液中，用篩選出的最佳浸種時間浸種，取出苦苣菜種子后，用清水沖洗若干次并用吸水紙吸干種子表面的水分，置于“1.2.2”節(jié)中所得最適溫度下培養(yǎng)，以清水處理作為對照，每組試驗重復3次。

1.3 相關(guān)指標的測定方法

發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)（GI）、活力指數(shù)的測定參考孔佳茜等的方法[9]。

種子培養(yǎng)10 d后，選取長勢一致的3株幼苗，測量平均根長、苗高[9]。

脯氨酸含量的測定采用茚三酮顯色法;淀粉酶活性的測定采用硝基水楊酸法[10]。

過氧化物酶（POD）活性的測定采用愈創(chuàng)木酚法[11]。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計使用Excel 2010，作圖使用GraphPad Prism 8.0.2，數(shù)據(jù)分析使用SAS 8.0。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對苦苣菜種子萌發(fā)及幼苗生長的影響

如圖1-a所示，在15～35 ℃的培養(yǎng)溫度處理下，除25、30 ℃處理苦苣菜種子的發(fā)芽率，30、35 ℃處理的發(fā)芽勢差異不顯著外，其他各組發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)差異顯著（P<0.05）。在25 ℃的培養(yǎng)溫度處理下，苦苣菜種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均達到了最大值，分別為78.8%、70.0%、9.25、2.3。如圖1-b所示，在15～35 ℃的培養(yǎng)溫度處理下，苦苣菜苗高、根長、苗質(zhì)量呈先上升后下降的趨勢，在培養(yǎng)溫度為25 ℃時達到最高值，當培養(yǎng)溫度為25、30 ℃時，苗質(zhì)量差異不顯著，但與其他各組間在苗高、根長、苗質(zhì)量方面的差異均顯著（P<0.05）。隨著溫度繼續(xù)升高，各指標均隨之降低，并影響幼苗發(fā)育。綜上分析可知，苦苣菜種子較適宜的發(fā)芽及培養(yǎng)溫度為25 ℃。5C0A1166-DC98-4EA5-8E9E-C74A9947F4B0

2.2 浸種時間對苦苣菜種子萌發(fā)和幼苗生長的影響

如圖2-a所示，浸種6 h對苦苣菜種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)都有顯著性影響，分別較浸種1 h時提高了46.7百分點、53.33百分點、7.08、1.62。浸種6～18 h，各試驗處理對種子萌發(fā)的影響差異不顯著。由圖2-b可以看出，不同浸種時間對苦苣菜幼苗生長的影響規(guī)律與影響種子萌發(fā)的規(guī)律相似，且浸種6～18 h對幼苗根長和苗質(zhì)量的影響差異不顯著，浸種 24 h 反而不利于種子萌發(fā)和幼苗生長。由此可見，在本研究中，最佳浸種時間為6 h。

2.3 不同濃度GA 3溶液浸種對種子萌發(fā)和幼苗生理的影響

從圖3-a、圖3-b可看出，不同濃度的GA 3溶液對苦苣菜種子萌發(fā)和幼苗生長有一定影響，尤其對發(fā)芽率、發(fā)芽勢、苗高的影響較大。低濃度的GA 3溶液對苦苣菜種子及幼苗發(fā)育有促進作用，在濃度為200 mg/L時的促進作用最明顯，與對照組相比，其發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)差異不顯著，而發(fā)芽勢、活力指數(shù)、根長、苗質(zhì)量、苗高的差異均顯著（P<0.05）。此外，研究發(fā)現(xiàn)， 浸種溶液濃度較高時，對種子萌發(fā)及幼苗發(fā)育有一定的抑制作用。

從圖4可以看出，添加不同濃度的GA 3對苦苣菜幼苗生理物質(zhì)含量有一定的影響。與對照組相比，GA 3溶液對淀粉酶活性和POD活性有促進作用，且濃度需在150～250 mg/L以上。200 mg/L GA 3溶液對脯氨酸含量（以鮮質(zhì)量計）有增加作用，較對照組增加了3.89 μg/g。

2.4 不同濃度褪黑素溶液對苦苣菜種子萌發(fā)和幼苗生理指標的影響

由圖5可以看出，過低或過高濃度的褪黑素都不利于苦苣菜種子萌發(fā)和幼苗生長。100 μmol/L褪黑素溶液處理對苦苣菜發(fā)芽指標及幼苗生長有促進作用，但與對照組相比，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)差異不顯著;100 μmol/L褪黑素溶液處理苦苣菜苗高、根長、苗質(zhì)量的促進作用顯著高于對照組。250 μmol/L褪黑素溶液處理對苦苣菜種子的抑制作用較明顯，其發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)均顯著低于對照組，而對苦苣菜幼苗苗高、苗質(zhì)量的抑制作用卻不顯著。

從圖6可以看出，大于100 μmol/L濃度的褪黑素溶液處理可顯著促進苦苣菜細胞生理活性物質(zhì)含量的提高，且隨著褪黑素濃度的進一步增加，其促進作用降低。

2.5 不同濃度2，4-D溶液浸種對苦苣菜種子萌發(fā)的影響

不同濃度2，4-D溶液浸種對苦苣菜種子萌發(fā)及幼苗生長的影響不同。從圖7可以看出，用 10 mg/L 2，4-D溶液浸種的種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢分別較對照組提高了8.89%、11.12%，且差異顯著（P<0.05）;10 mg/L 2，4-D溶液浸種后萌發(fā)的幼苗苗高、苗質(zhì)量也較對照顯著增高。

圖8顯示，2，4-D溶液對脯氨酸含量、淀粉酶活性、POD活性均有一定的影響。2～20 mg/L 2，4-D 溶液對淀粉酶活性均具有增強作用，且組內(nèi)差異不顯著。10 mg/L 2，4-D溶液對脯氨酸含量和POD活性都有顯著的促進作用。

3 討論

苦苣菜不僅可以鮮食，還可加工成各類食品和飲料，如苦苣菜掛面、苦苣菜茶。Su等研究發(fā)現(xiàn)，苦苣菜對O 3敏感，可作為特殊的指示植物[12]。苦苣菜具有較強的抗氧化及抑菌功能[13]，是可進一步開發(fā)的天然人工添加劑的潛在資源，同時可成為化妝品的加工原料。由此可見，加大苦苣菜產(chǎn)量、豐富其資源勢在必行。

苦苣菜種子較小，容易被風吹散，在土壤中保留的時間較短，其萌發(fā)、生長受溫度、水勢、光照等條件影響[5]，在5～35 ℃均可發(fā)芽，0～0.2 MPa為其最佳萌發(fā)水勢條件，當光照不充分時，萌發(fā)率顯著降低。本研究發(fā)現(xiàn)，苦苣菜種子浸種6 h后，在培養(yǎng)溫度為25 ℃條件下的發(fā)芽率、發(fā)芽勢等發(fā)芽指標和生長生理代謝較高，有利于種子萌發(fā)及幼苗生長，浸種時間過長或溫度過高反而不利于種子萌發(fā)和幼苗生長。

生長調(diào)節(jié)劑具有效率高、低毒性等特點，符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的要求。GA 3是一種赤霉酸生長調(diào)節(jié)劑，外源施加GA 3可促進種子萌發(fā)，在種子萌發(fā)過程中，GA 3從胚中釋放出來，通過α-淀粉酶刺激特定基因的mRNA轉(zhuǎn)錄[14]，900 mg/L GA 3浸種可使番茄在較短時間內(nèi)獲得較旺盛的幼苗，且田間發(fā)育狀況較好。在本研究中，200 mg/L GA 3溶液對苦苣菜種子萌發(fā)和幼苗生理指標的影響顯著，其原因可能是GA 3的吸收增加了蛋白質(zhì)的積累，以滿足能量需求、氧化還原調(diào)節(jié)和代謝活化[15-16]。褪黑素于1995年首次在植物中被發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有研究結(jié)果表明，褪黑素可調(diào)節(jié)植物細胞膜的穩(wěn)定性，提高抗氧化性能[17]，影響根系生長，從而增加根系吸收水分和營養(yǎng)物質(zhì)的能力，提高生物量產(chǎn)量，調(diào)節(jié)基因表達[18]，促進甘藍、黃瓜、大豆、番茄等植物種子的發(fā)芽，同時對干旱、 鹽脅迫、重金屬等脅迫有修復作用[19]。這也解釋了為什么在本研究中，褪黑素處理顯著促進了幼苗苗高、根長、苗質(zhì)量、脯氨酸含量、淀粉酶活性及POD活性的增加。2，4-D是一種常用的生長素類似物，可促進細胞分裂和伸長，影響根系發(fā)育及物質(zhì)運輸[20]，低濃度2，4-D溶液就可促進種子萌發(fā)及幼苗生長代謝。

4 結(jié)論

在本研究的溫度、浸種時間范圍內(nèi)，25 ℃條件下種子的萌發(fā)效果最好，浸種6 h萌發(fā)及活力較高且有利于幼苗生長。不同調(diào)節(jié)劑對苦苣菜種子萌發(fā)及幼苗生長代謝均有低濃度促進、高濃度抑制的功效，200 mg/L GA 3、100 μmol/L褪黑素、10 mg/L 2，4-D溶液的效果最明顯。褪黑素對于幼苗的作用顯著高于對種子的作用。

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