聚乙二醇对甜菜种子低温萌发的影响

沙 红，高 燕，高卫时，王燕飞

（新疆农业科学院经济作物研究所，乌鲁木齐 830091）

聚乙二醇（PEG）是一种高分子渗压剂，自身不能渗入种子活细胞内，但可参与细胞内许多生理代谢过程。近些年，关于PEG在多种作物和蔬菜种子上的引发作用研究已有报道。研究认为PEG对促进萌发，缩短出苗时间，提高种子活力和抗逆性有一定作用[1－3]。其原理在于，用PEG对种子进行预处理时，通过渗透调节作用，控制种子引发时的水势，使种子细胞吸水缓慢，有利于细胞膜的修复，减少营养物质的渗漏，从而有效提前启动或加强种子萌发代谢过程。我国自育甜菜品种种子芽率大都在85%左右，难与国外进口品种相比，如何提高自育甜菜品种种子芽率已成为其占领市场的瓶颈之一。本文对PEG提高甜菜种子活力的生理基础和最佳浸种浓度和时间进行了初步研究。

1 材料和方法

1.1 试验材料

甜菜种子品种为新甜14号、15号（由新疆农科院经济作物研究所提供），处理剂：聚乙二醇（PEG）。

1.2 试验方法

1.2.1 甜菜种子处理 将甜菜分别浸没于10%、20%、30%、40%的PEG溶液中，浸种时间设12h、24h、48h，进行发芽试验和电导率、丙二醛测定。试验按浓度（A）和时间（B）二因素随机区组试验进行设计，共15个处理（如表1），以PEG浓度0处理为试验对照。

1.2.2 电导率 随机选取50粒种子，流水冲洗2次，蒸馏水冲洗2次，用滤纸吸取多余的水，用PEG浸泡种子12h、24h、48h，分别测其电导率，重复3次。

1.2.3 种子发芽 种子发芽在种子发芽箱和光照培养箱中进行，发芽床为发芽盒加双层滤纸，每皿100粒种子，3次重复，16℃发芽。第2天起开始统计芽率，共记录10天。

1.2.4 数据测定 在发芽盒利用沙子为基质，播种，出芽后，光照5000lx，10h培养，第15天后测量幼苗株高、干重，计算简化活力指数，每个处理随机取10株幼苗测量高度，随机取50株幼苗烘干测干重。测定幼苗的电解质外渗率[4]、丙二醛[5]。除单株干重外，所有数据做F0.05显著性分析。

表1 试验设计

2 结果与分析

2.1 PEG对甜菜种子浸泡液电导率的影响

种子浸泡液电导率，在一定程度上能反映种子细胞膜结构的完整性。从表2可以看出，在相同浸泡时间下，电导率随着PEG浓度的增加，而不断下降，除了浓度在30%与40%之间，其他处理间差异显著；在同一浓度下，随着浸泡时间不断增加，PEG浸泡处理液的电导率也在增加，处理12h和48h之间差异显著。说明种子浸泡时间越长，对其细胞膜结构造成的损伤越大；试验结果也表明PEG能减少浸泡种子时对种子带来的伤害，降低膜透性，延缓细胞内营养物质的渗出。

表2 PEG对甜菜种子浸泡液电导率的影响

2.2 PEG对甜菜种子发芽率、活力指数、幼苗株高的影响

从表3中可以看出，同一浓度下，随着种子浸泡时间延长，种子发芽率略有降低，当PEG浓度为40%时，浸泡时间差异显著，即说明浓度越大浸泡时间越长对发芽率影响越大。同一浸泡时间，随着PEG浓度的增加，种子发芽率整体表现为先略有上升而后下降的趋势。浸泡12h下，不同浓度的PEG处理的甜菜种子发芽率较对照都有所提高，当PEG浓度为10%，发芽率达90.33%，与各处理之间差异显著。其他处理间差异不显著。PEG处理在提高种子发芽率上有促进，就其直接提高种子发芽率来说，方差分析认为效果不显著。

表3 PEG对新甜14、15号种子发芽率、活力指数等指标的影响

表3的数据表明，PEG浸泡时间和浓度会影响幼苗的干重，有利干物质的积累，对种子简化活力指数也有不可忽视的影响作用。同一浸泡时间，浓度对简化活力指数影响有显著差异。3种不同时间下，PEG浓度为20%，其简化活力指数明显高于其他浓度的，差异显著。在特定的浓度下，浸泡时间会显著影响甜菜种子的简化活力指数。通过测定幼苗株高，发现同一浸泡时间，随着PEG浓度的不断增加，幼苗株高也不断增加，PEG浓度为30%时，达到最大值，方差分析表明PEG浓度对幼苗株高的影响显著。用同一浓度PEG处理，浸泡时间的长短对幼苗株高影响差异不显著。适宜浓度的PEG能促进早发，提高幼苗株高。

2.3 PEG对甜菜幼苗电解质外渗率、丙二醛含量的影响

植物在受到不利环境危害时，细胞膜的结构和功能最先会受到伤害，细胞膜透性增大，植物细胞受损。电解质外渗率的大小、丙二醛含量的多少能反应细胞膜损伤程度。试验结果（表4）表明：PEG浸泡处理种子后，两个甜菜品种的电解质外渗率（ELR），不同浓度及不同处理时间均有显著差异。不同基因型甜菜幼苗ELR含量表现略有不同，新甜14号在PEG浸泡时间相同时，幼苗的ELR随着PEG浓度的增加，整体表现为先下降而后有所上升，各处理与对照有显著差异；在同一浓度下，处理24h时，用PEG浸泡处理后的幼苗ELR相对较低。新甜15号种子在同一浓度下，随着PEG浸泡时间的延长，幼苗的ELR显著增加；随着PEG浓度的增加，整体表现为先上升再下降而后有所上升的趋势。丙二醛（MDA）含量变化与ELR相似，两品种表现先下降再上升趋势，除新甜15号24h处理外，不同浓度处理MDA差异显著。两品种在PEG处理浓度最大40%处理时间最长48h时，ELR和MDA含量最大。初步认为在PEG低浓度10%～30%时，浸泡时间≤24h内，甜菜种子和幼苗能更好地忍耐低温，有利于生长；PEG浓度40%浸泡时间≥48h会降低植物抗逆性；不同品种存在差异。

表4 PEG对甜菜幼苗电解质外渗率、丙二醛含量的影响

3 结论

3.1用PGC浸泡甜菜种子，其浓度和浸泡时间对甜菜种子萌发和幼苗生长有影响。在本次试验中，综合比较认为用10%和20%浓度PEG浸泡12h处理甜菜种子效果相对较好。

3.2处理后的种子浸泡液的电导率大幅度下降，表明用低浓度PEG对稳定甜菜种子细胞结构，降低膜透性有促进作用，从而提高幼苗成活率。在用10%和20%浓度PEG处理甜菜种子12h，促进了种子的萌发，显著提高种子简化活力指数，增加幼苗株高和干重，缩短出苗时间。但是浓度过大浸种时间过长会降低发芽率。

3.3甜菜幼苗在低温下培养，适宜浓度PEG处理后甜菜幼苗电解质外渗率和丙二醛含量低于对照，说明有助于提高甜菜幼苗抗低温伤害的能力，不同品种存在差异。

[1]张燕，方力，李天飞，等.聚乙二醇对烟草种子活力及幼苗保护酶活性的影响[J].云南农业大学学报，2004，19（1）：36-40.

[2]吕小红，傅家瑞.聚乙二醇渗调处理提高花生种子活力和抗寒性[J].中山大学学报，1990，29（1）：63-69.

[3]顾龚平，吴国荣，陆长梅，等.PEG处理对大豆种子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]刘铁铮，赵习平.电导法测定杏叶片细胞质膜相对透性的研究[J].河北农业科学，2008，12（1）：33-34.

[5]高俊凤.植物生理学实验技术[M].西安：世界图书出版公司，2000.