PEG引发对老化大豆种子发芽及活力的影响

王 炜，史雨刚，王曙光

（1.山西省农业科学院棉花研究所，山西 运城 044000；2.山西农业大学农学院，山西 太谷 030801）

大豆种子由于是高脂肪、高蛋白种子，在自然贮藏下很容易发生老化劣变，从而降低种子的品质，影响种子的利用价值[1-2]。聚乙二醇（PEG）引发处理能加速种子膜系统的修复和因降低吸胀速度而保护膜系统，防止由于快速吸水造成的细胞膜破裂和种子内部物质外渗[3-4]。

本试验首先对大豆种子进行不同水平的高温老化处理，再用不同浓度的PEG对老化种子进行引发，然后研究引发处理后大豆种子的发芽特性、种子活力的变化，以便了解大豆种子在贮存过程中的衰老规律，同时了解PEG引发处理对衰老大豆种子的处理效应，以期为种子引发技术在大豆种子贮藏上的应用提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料

供试3个大豆品种为晋豆19号、晋大53号和晋大74号，均由山西农业大学农学院大豆育种中心提供，2009年10月由山西农业大学农学院教学基地生产。试验于2010年3—6月在山西农业大学作物遗传育种中心实验室进行。

1.2 方法

1.2.1 种子老化处理 取3个品种的大豆种子适量，用0.1%HgCl2消毒10 min，再用蒸馏水冲洗干净，晾干至原含水量。将种子用纱网袋封装好，均匀地摆放在底部加水密封的容器中，置于培养箱内，在高温（（45±1）℃）、高湿（100%相对湿度）、密闭条件下对大豆种子进行老化处理。处理时间分别为 0，24，36，48，60，72，84 h。处理完毕后取出种子，在室温下晾3～4 d，使种子含水量降至处理前含水量后待用。

1.2.2 种子引发处理 选取大小均匀、完整的3个品种经老化处理的种子置于培养皿中，用10%，20%，30%的PEG（6000倍）溶液于20℃下分别进行引发处理24 h，之后取出用自来水反复清洗，将种子摊在干净的滤纸上，25℃鼓风干燥箱内晾72 h待用。以未引发的干种子作对照。

1.2.3 种子发芽和幼苗培养 用GB/T 3543.4—1995技术规定进行大豆标准发芽试验，至规定日期参照文献[5-6]的方法测定种子各项发芽指标:发芽率、发芽势、发芽指数及活力指数。

发芽指数（GI）=∑Gt/Dt（Gt为第 t天的发芽数，Dt为相应的发芽天数）；活力指数（VI）=GI×W（W为幼苗单株均质量，g）。每处理4次重复，其余同。

1.2.4 种子活力测定 采用胡晋[7]测定方法。

TTC还原强度=TTC还原量（g）/种子质量（g）×时间（h）=0.2 OD/种子量（g）×时间（h）。

2 结果与分析

2.1 PEG引发对老化大豆种子发芽的影响

随着老化处理时间的延长，晋豆19号的4项发芽指标多表现为逐渐降低（表1），当老化处理达84 h时，多项发芽指标都已降为0。表明长时间的高温高湿处理导致了种子的老化劣变。由表1还可知，短时间的高温高湿处理（24～48 h），晋豆19号的发芽指标变化不大。

表1 晋豆19号不同处理种子发芽指标

用3种不同浓度的PEG对不同老化水平的种子进行引发处理后，与其未引发处理比较，都不同程度地提高了4项发芽指标。尤其在老化处理0～60 h之间，引发效应明显，差异达极显著水平，其中，30%PEG的引发效应最好，10%PEG的引发效应差些。

表2结果表明，随着老化处理时间的延长，晋大53号的多项发芽指标同样呈现出逐渐下降的趋势，但当老化处理36 h时，晋大53号的发芽势、发芽率及发芽指数反而比对照分别提高了2.0%，2.0%和1.7%，表明短时间的高温高湿处理可有效激活种子，提高种子的发芽质量。用3种不同浓度的PEG对不同老化水平的种子进行引发处理后，与其未引发处理相比，都不同程度地提高了4项发芽指标，并且多数发芽指标的提高达到了显著水平。从表2还可看出，3种不同浓度的PEG对晋大53号的引发效果不同，20%PEG的引发效果最好，10%PEG的引发效果最差。

表2 晋大53号不同处理种子发芽指标

表3结果表明，随着老化处理时间的延长，晋大74号的多项发芽指标同样呈现出逐渐下降的趋势，当老化处理达84 h时，4项发芽指标都降为0，说明种子这时已经完全老化劣变，失去活力。当老化处理时间较短时，晋大74号的多项发芽指标也有升高的趋势。用3种不同浓度的PEG对不同老化水平的种子进行引发处理后，与其未引发处理比较，除老化处理84 h种子完全劣变外，其他时期都不同程度地提高了种子的发芽指标，并且用20%PEG及30%PEG引发后效果较好。相对来说，10%PEG虽然也有一定的引发效应，但效应并不明显。

综合表1～3的结果来看，随着老化处理时间的延长，3个品种种子的发芽指标都呈现出逐渐变小的趋势，但是3个品种耐老化能力存在差异；相对而言，晋大53号最耐老化，而晋大74号的耐老化能力最差。3个品种对PEG引发的反应也存在差异，比较而言，20%PEG对晋大53号的引发效应较好，而30%PEG对晋豆19号和晋大74号的引发效应较好，10%PEG对3个品种的引发效应都较差。

2.2 PEG引发对老化大豆种子活力的影响

综合分析图1～3的结果可以得出，随着老化处理时间的延长，3个参试大豆品种种子活力基本上都呈现出先降后升的趋势。但3个品种的活力水平存在差异，总的来看，晋大53号种子活力较高，晋豆19号种子活力低些。用3种浓度的PEG引发后，不同老化时期的种子活力都相对升高，但3个品种对PEG引发的反应也存在差异，比较而言，20%PEG对晋大53号的引发效应较好，而30%PEG对晋豆19号和晋大74号的引发效应好些。10%PEG对3个品种的引发效应都较差。

表3 晋大74号不同处理种子发芽指标

3 结论

3.1 PEG引发对老化大豆种子发芽的影响

种子的发芽指标受多种外界因素如水分、温度等的影响。当外界环境条件一致时，种子发芽指标的高低则是由种子内部生理特性的变化决定的[8]。采用高温激活、渗透调节、干湿交替处理、化学物质处理等手段可以有效地调节种子在萌发、发芽过程中内部生理生化反应的进程，有效地促进种子的萌发、发芽[9-12]。本试验中，当短时间的高温处理时，参试的3个大豆品种种子的多项发芽指标表现较好，但随着高温胁迫时间的延长，测试的4项发芽指标都呈现出逐渐变小的趋势，但是3个品种耐老化能力存在差异，晋大53号最耐老化，而晋大74号的耐老化能力最差。3个品种对PEG引发的反应也存在差异，20%PEG对晋大53号的引发效应较好，而30%PEG对晋豆19号和晋大74号的引发效应较好，10%PEG对3个品种的引发效应都较差。

3.2 PEG引发对老化大豆种子活力的影响

种子活力是种子生命过程中十分重要的特性之一，它与种子发育、成熟、萌发及种子贮藏寿命和劣变等生理过程有着密切的联系[13]。在本试验中，3个大豆品种种子活力先下降而后又逐渐上升，这是植物对高温老化逆境的一种应激反应。随着高温老化的加剧，植物从对逆境的应激转为主动适应。此时，多数种子失去生活力而死亡，但对部分生活力高的种子，逆境进一步激活了脱氢酶的活性，酶活性升高，表现为种子活力升高。这也是试验中种子发芽指标与种子活力变化不一致的原因。同时可以看出，3个品种种子活力水平存在差异，总的来看，晋大53号种子活力较高，晋豆19号种子活力低些。用3种浓度的PEG引发后，不同老化时期的种子活力都相对升高，但3个品种对PEG引发的反应也存在差异，其中，20%PEG对晋大53号的引发效应较好，而30%PEG对晋豆19号和晋大74号的引发效应较好。

［1］麻浩，孙庆泉.种子加工与贮藏[M].北京:中国农业出版社，2007:362-366.

［2］周建萍，乔燕祥，穆志新，等.大豆种子老化过程中活力指标的研究[J].山西农业科学，2007，35（3）:33-35.

［3］顾龚平，吴国荣，陆长梅，等.PEG处理对大豆幼苗活力及活性氧代谢的影响[J].中国油料作物学报，2000，22（2）:26-30.

［4］张海旺，芦翠乔，吴丁.聚乙二醇（PEG）渗透处理对老化油菜种子过氧化及细胞膜透性的影响[J].华北农学报，1989，4（2）:56-62.

［5］中国技术监督局.农作物种子检验规程[M].北京:中国标准出版社，1995:34-47.

［6］毕辛华，戴心维.种子学[M].北京:中国农业出版社，1993:60-61.

［7］胡晋.对种子活力测定方法——TTC定量法的改进[J].种子，1986（5/6）:71-72.

［8］渠云芳，马金虎，贺润平，等.高温老化对两个玉米品种种子活力发芽指标影响的研究 [J].中国农学通报，2006（2）:156-159.

［9］马金虎，王宏富，王玉国，等.高温老化对棉花种子发芽及生理特性影响的研究[J].棉花学报，2005（1）:42-46.

［10］史雨刚，马金虎，杨进文，等.高温处理对4个大豆品种种子发芽及活力的影响[J].山西农业大学学报:自然科学版，2008，28（4）:409-412.

［11］张香桂，钱大顺，周宝良，等.棉种贮藏与种子活力[J].中国种业，2002（7）:27-28.

［12］张洁，郭数进，马金虎.高温老化处理对棉花种子抗逆酶活性的影响[J].山西农业科学，2010，38（4）:14-17.

［13］乔燕祥，高平平，马俊华，等.两个玉米自交系在种子老化过程中的生理特性和种子活力变化的研究 [J].作物学报，2003（1）:123-127.