PEG引发对葫芦种子活力和抗氧化酶活性的影响

亢敏，别之龙，黄远

（华中农业大学园艺林学学院/园艺植物生物学教育部重点实验室，湖北武汉，430070）

PEG引发对葫芦种子活力和抗氧化酶活性的影响

亢敏，别之龙，黄远

（华中农业大学园艺林学学院/园艺植物生物学教育部重点实验室，湖北武汉，430070）

研究了PEG-6000不同渗透处理浓度和时间对葫芦种子活力和PEG-6 000浸泡12 h对葫芦种子外渗液电导率和萌发后抗氧化酶活性的影响，以期筛选出PEG最佳处理浓度和时间。研究结果表明，25%PEG-6 000溶液浸泡12 h为葫芦种子的最佳引发方式，可显著提高葫芦种子的发芽势、发芽率和活力指数，降低种子外渗电导率，提高POD和SOD的活性。

PEG；葫芦种子；种子活力；种子引发

中国是世界西瓜生产大国，栽培面积约占世界西瓜栽培面积的50%。近年来，随着西瓜栽培面积的不断增加，西瓜枯萎病等土传病害的发生日益严峻，严重制约了西瓜产业的发展。嫁接是提高西瓜对土传病害抗性的有效措施，在西瓜生产中得到了广泛应用。葫芦是适宜西瓜嫁接的优良砧木，但葫芦种子存在发芽不良或发芽慢、不整齐等问题[1～2]，如何提高葫芦砧木种子活力和发芽势对于西瓜嫁接苗生产非常重要。目前已有不少关于PEG渗透提高种子活力的研究[3～7]，但在葫芦砧木上尚未见报道。本文研究了PEG渗透处理对葫芦砧木种子种子活力和发芽过程中生理特性的影响，以期筛选出PEG最佳处理浓度和时间，提高种子发芽率。

1 材料与方法

1.1 试验材料

葫芦（Lagenaria sicerariaStandl.）种子选用发芽率较低的品种 “将军”，购自上海惠和种业有限公司。

1.2 PEG处理

①不同PEG处理浓度和时间对种子萌发的影响 PEG-6000设置0%，20%，25%，30%4个浓度，25℃下种子在4个不同浓度PEG溶液中分别浸泡6，8，12，16，24，36 h。每处理设4次重复，每重复30粒种子，进行发芽试验，旨在探索最佳的处理浓度和时间。

②PEG引发对葫芦幼苗外渗电导率和抗氧化酶活性的影响 取上述试验的最佳结果即25%的PEG-6 000浸泡12 h为处理方法，清水浸泡12 h为对照进行引发处理。种子催芽14 d子叶脱壳后，取芽苗的子叶和胚根测定抗氧化酶活性。每处理设3次重复，每重复100粒种子。

1.3 测定方法

①PEG-6000处理后，种子用蒸馏水清洗2次，滤纸吸干水分，晾干后进行发芽试验。发芽试验在人工气候箱（3℃，12 h光照，湿度70%）中进行。每天记录发芽数，第5天记录发芽势，第10天记录发芽率。计算发芽指数GI（GI=∑Gt/Dt，Dt为发芽日数，Gt为与Dt相对应的每天发芽种子数）和活力指数VI（VI=发芽指数×根长）。

②CAT（过氧化氢酶）用紫外吸收法，SOD（超氧化物歧化酶）用NBT法，POD（过氧化物酶）用愈创木酚法，均参照李合生[8]的方法；外渗液电导率按照杨小环等[6]的方法测定。

1.4 数据分析

数据分析采用SAS 8.1软件，在5%水平采用Duncan’s新复极差测验进行多重比较。

表1 PEG-6000引发对葫芦种子活力的影响

表2 PEG-6000引发对葫芦种子活力的影响

2 结果与分析

2.1 PEG引发对葫芦种子活力的影响

由表1，表2表明，供试葫芦“将军”种子的发芽率较低，0%浓度PEG 6 h处理的发芽率只有45.00%，24 h处理的发芽率只有68.33%，不同浓度和时间的PEG处理均不同程度提高了葫芦种子的发芽率、发芽指数和活力指数，其中25%PEG浸泡12 h处理最佳，其发芽势、发芽率分别达到75%和96.67%，分别是对照 （0%浓度PEG处理12 h）的3.75倍和2.23倍，其发芽指数和活力指数分别为对照的1.92倍和2.77倍，表明25%PEG浸泡12 h处理显著促进了葫芦种子发芽。

2.2 25%PEG浸泡12 h对葫芦种子外渗液电导率的影响

种子外渗液电导率大小反映膜透性的高低，电导率高，膜透性大，溶质外渗增多。由图1可知，PEG引发后，种子外渗液电导率显著下降，说明膜的完整性得到恢复。

图1 25%PEG浸泡12h对种子外渗液电导率的影响

2.3 25%PEG浸泡12 h对葫芦种子抗氧化酶活性的影响

子叶和胚根中，CAT活性在对照和处理间均无显著差异，但25%的PEG-6000浸泡12 h处理后，POD活性在子叶和胚根中分别为 36.63 U/g和45.10 U/g，比对照提高52.69%和32.40%，SOD活性比对照提高484%和43.54%（表3）。

3 小结与讨论

PEG亲水性强，不易自由通过植物细胞壁，溶于水后能产生较强的渗透压，所以是理想的渗调剂[9]。洪发水等[3]研究表明，PEG引发的浓度和时间对黄瓜效果影响较大，黄瓜种子经30%PEG引发24 h后，其种子活力明显提高；张百俊等[7]研究表明，PEG渗透处理可以提高西葫芦种子活力，以250 g/L处理效果最好，使发芽势和活力指数分别提高25.3%和63.6%；本试验中，也证明PEG引发可提高葫芦种子活力，25%PEG-6000渗透浸泡12 h能显著提高葫芦砧木种子的发芽势、发芽率和活力指数。

PEG引发后，种子外渗液电导率降低，种子可溶性内含物外渗减少，有利于种子萌动后充分利用自身的养分和贮藏物[12]。本试验PEG引发葫芦种子后电导率显著下降，这表明PEG引发可以修复种子吸胀中引起的膜损伤，有利于种子活力的提高（图 1）。

抗氧化酶系统可加速对自由基的清除，减轻自由基对膜的破坏，有利于膜的修复。杨春雷等[10]使用PEG对烟草种子进行引发处理，发现PEG引发后，SOD、POD活性显著增强。麦苗苗等[11]研究表明，适宜质量浓度（140～301 g/L）的PEG预处理连香树种子，能提高保护性酶SOD、POD和CAT的活性。本试验结果也表明，PEG渗调处理提高了葫芦种子的子叶和胚根中POD和SOD活性（表2），有效减轻了活性氧对膜的伤害，保护了膜系统结构和功能的完整性。

本研究结果表明，25%PEG-6000溶液浸泡12 h为葫芦种子的最佳引发方式，可显著降低种子外渗液电导率，其提高葫芦种子发芽的机理可能是通过提高SOD和POD的活性、修复种子吸胀过程中引起的膜损伤来实现的。

表3 25%PEG浸泡12 h对葫芦种子抗氧化酶活性的影响

[1]钱伟，蒋有条．影响葫芦种子发芽率的原因及克服措施[J]．长江蔬菜，1993（6）：38-39.

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[4]李明，万丽，姚东伟．蔬菜种子引发研究进展[J]．上海农业学报，2006，22（1）：99-103.

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[7]张百俊，杨和连，李贞霞，等．PEG渗调西葫芦种子效应研究[J]．种子，2006，25（9）：76-78.

[8]李合生．植物生理生化实验原理和技术[M]．北京：高等教育出版社，2000.

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[12]Naglreiter C,Reichenauer T G,Goodman B A.Free radical generation in Pinus sylvestris and Larix decidua seeds primed with polyethylene glycol or potassium salt solutions [J].Plant Physiology and Biochemistry,2005,43:117-123.

Effects of PEG Priming on Seed Vigor and Anti-oxidant Enzymes of Bottle Gourd

KANG Min,BIE Zhilong,HUANG Yuan
(College of Horticulture and Forestry,Huazhong Agricultural University/Key Laboratory of Horticultural Plant Biology, Ministry of Education,Wuhan 430070)

The effects of different concentrations and time of PEG-6000 priming on the seed vigor of bottle gourd(Lagenaria sicerariaStandl.)were investigated.The results showed that 25%PEG-6000 solution primed 12 hours was the optimal method for the priming of bottle gourd seeds.Under the optimal conditions,the germination energy,germination rate and seed vigor index were enhanced,cell inclusion exosmosis of bottle gourd seeds were decreased,whereas the activities of POD and SOD were increased.

PEG;Bottle gourd seeds;Seed vigor;Seed priming

10.3865/j.issn.1001-3547.2010.08.012

现代农业产业技术体系建设专项资金

亢敏（1986-），女，在读硕士研究生，研究方向为工厂化育苗，电话：027-87280899，E-mail：kangmin001@yahoo.cn

别之龙（1970-），男，通信作者，华中农业大学教授，博士生导师，主要从事设施蔬菜和西甜瓜生长发育调控研究，电话：027-87286908，E-mail：biezl001@yahoo.com.cn

2010-03-18