外源萘乙酸對高溫脅迫下番茄種子萌發的影響

李靜，蔣舒蕊，趙威，王懷正，趙凱

（云南農業大學園林園藝學院，昆明，650201）

番茄（Solanum l ycopersicumL.）最早起源于南美地區，屬于對環境溫度較為敏感的喜溫作物，適宜生長溫度在15～32℃，25℃為開花坐果的最適溫度，溫度過高或過低都會對其生長發育造成一定的影響[1]。番茄是我國的主要蔬菜之一，在蔬菜栽培中具有十分重要的地位[2]。目前，全球氣溫呈變暖趨勢，而高溫對作物的生長具有很大的影響[3]。研究發現，高溫會影響番茄種子活力，嚴重時甚至會完全抑制種子的萌發[4]。高溫不僅會在一定程度上影響植物的正常生長，還會抑制光合作用，從而降低番茄的產量和品質[5]。因此，使用合理的方法緩解高溫對番茄植株生長的影響，改善番茄種子的萌發率具有重要意義。外源激素是國內外研究的一個熱點，特別是在植物的耐高溫性上。萘乙酸（NAA）是植物體內的一種信號分子，參與多種代謝途徑，對植物的生長發育起重要作用[6，7]。研究認為，用一定濃度的NAA對植物種子進行預處理能夠促進種子的萌發，還能緩解高溫脅迫對植物的影響[8，9]。NAA是一種廣泛使用的植物生長調節劑，可以誘導植物不定根的形成[10]。近年來眾多學者專注于尋找突破高溫障礙的植物培養方法，鮮有高溫對種子萌發率影響研究的報道。NAA對小麥、玉米種子萌發的影響均有研究，但對番茄種子萌發方面的研究較為少見。本研究以3個番茄品種種子為對象，設置萘乙酸濃度梯度對番茄種子進行浸泡處理，分析高溫脅迫下，NAA對番茄種子萌發的影響，以探索改善番茄種子萌發率的方法，并比較不同番茄品種種子的耐熱性，為生產上選用優良的番茄品種提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為云南農業大學自主選育的3個優良番茄自交系：CLN2037E、NO.5和YNAU335。

1.2 試驗方法

試驗在云南農業大學園林園藝學院番茄辣椒試驗室進行，于2021年5月16日進行種子萌發試驗。先將3個番茄品種種子在55℃下水浴20 min，再用1‰高錳酸鉀溶液消毒15 min，后沖洗干凈，備用。通過溫度梯度試驗并結合前人的研究發現，33℃既可以模擬番茄生長的高溫環境，又不至于把番茄種子殺死，所以本試驗高溫設置為33℃。用不同濃度的NAA溶液對3種番茄種子進行浸種處理，共設置2、4、6、8、10 mg/L 5個濃度梯度，以清水為對照（CK），每個處理下各品種選擇籽粒飽滿、大小一致的種子30粒，3次重復，浸種24 h。浸種完成后，用清水沖洗，每個培養皿放入30粒番茄種子（將不同處理的樣品分別編號，并作好標記），置于不同溫度的恒溫箱中避光催芽，每天9：00和21：00各加入5 mL蒸餾水，保持培養皿濕潤，直至試驗結束。

每天記錄發芽情況，以胚根突破種皮為萌發（露白），發芽結束后統計發芽率并計算相應指標。

1.3 發芽指標測定

催芽5 d時計算發芽勢，10 d時計算種子發芽率、發芽指數和活力指數（VI）。

發芽勢（%）=規定天數內發芽種子數/供試種子總數×100；發芽率（%）=全部發芽種子數/供試種子總數×100；發芽指數=∑Gt/Dt，式中：Gt為t時間內的發芽數，Dt為相應的發芽天數；V I=S∑Gt/Dt，式中：VI為活力指數，S為催芽10 d時的幼苗胚根長，Gt為10 d內的發芽數，Dt為10 d。

1.4 數據分析

使用Microsoft Excel 2016和SPSS 22.0進行數據處理和單因素方差分析（P＜0.05）。

2 結果與分析

①CLN2037E 2～4 mg/L NAA處理后種子的發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數均顯著高于對照。其中，4 mg/L NAA處理的種子發芽率顯著高于對照和其他處理，為85.74%；2 mg/L NAA處理的種子發芽勢、發芽指數和活力指數均高于對照和其他處理，分別為18.14%、1.83和9.36；與4 mg/L NAA處理相比，6～10 mg/L NAA處理的種子萌發受到抑制，且濃度越高，抑制作用越強，當NAA濃度為10 mg/L時，種子萌發的各項指標均低于對照。

②NO.5 與對照相比，隨著NAA濃度的上升，2～4 mg/L NAA處理的種子發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數均呈增長趨勢；濃度為4 mg/L時種子發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數均最高，分別為84.07%、15.15%、1.83和7.94，表明在高溫（33℃）下NO.5種子萌發的最佳NAA濃度為4 mg/L與4 mg/L NAA處理相比，6～10 mg/L NAA處理下NO.5種子萌發的各項指標均顯著下降。

③YNAU335 2～4 mg/L NAA處理后種子的發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數均顯著高于對照組。其中，NAA濃度為2 mg/L時種子萌發的各項指標均高于對照和其他處理，分別為84.74%、15.22%、1.83和7.85，表明在高溫（33℃）下YNAU335種子萌發的最佳NAA濃度為2 mg/L；與4 mg/L NAA處理相比，6～10 mg/L NAA處理的YNAU335種子萌發的各項指標均有所下降，當NAA濃度為10 mg/L時種子萌發的各項指標均低于對照。

表1 33℃不同濃度NAA浸種對3個番茄品種種子萌發的影響

總體而言，在33℃高溫條件下，低濃度NAA溶液（2～4 mg/L）能促進3個番茄品種種子的萌發。當NAA濃度高于4 mg/L時，種子萌發指標開始下降，且濃度越高，各項萌發指標越低。說明低濃度NAA處理能顯著促進3個番茄品種種子的萌發，而高濃度的NAA則沒有明顯的促進效果，甚至抑制種子的萌發，不同番茄品種種子在不同NAA濃度下的萌發反應也不一樣。

3 結論與討論

種子是植物生命周期的重要階段，通過發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數等指標可以反映種子的發芽速度、出芽整齊度以及品種優良度[11]。植物生長的關鍵階段是種子萌發期，這個階段植物面臨著許多風險，其中環境變化的影響尤為重要[12]。Almeselmani等[13]研究發現，植物細胞質膜的穩定性在高溫脅迫下會遭到破壞，能一定程度抑制植物的生長發育。而植物種子萌發的適宜溫度是其長期以來對自然環境所表現的一種生態適應性[14]。本研究發現，高溫脅迫下番茄種子萌發的各項指標均受到明顯抑制，這與前人的研究結果相一致[15]。

大量研究表明，一定濃度的植物生長調節劑能有效打破種子的休眠狀態，從而促進種子的萌發[16]。本試驗使用的NAA可以促進植物的光合作用、新陳代謝以及提高種子萌發過程中過氧化酶和過氧化氫酶的活性[17]，這是NAA促進種子萌發的可能原因之一。近年來對NAA的研究主要集中在植物扦插生根方面[18]，鮮少見到種子萌發方面的研究。

本研究結果表明，在高溫（33℃）條件下，低濃度NAA溶液（2～4 mg/L）可以有效促進3個番茄品種種子的萌發，濃度過高則會抑制種子的萌發，其中NO.5品種表現最明顯；高溫和NAA雙重處理下，部分濃度NAA能夠抵消高溫對番茄種子萌發的抑制作用。本研究說明一定濃度的NAA溶液可以緩解高溫脅迫對番茄種子萌發的影響。