油菜素内酯对小麦、玉米种子萌发的影响

纪秀娥　史留功　胡春红　郭彤

摘要：以周麦18、郑单958为材料，采用水培法，探讨不同浓度油菜素内酯浸种对小麦、玉米种子萌发及其生理的影响。结果表明，低浓度的油菜素内酯对小麦、玉米种子的萌发起促进作用，且以浓度0.015mg/L的处理效果最好；高浓度油菜素内酯对小麦、玉米种子萌发的促进作用减弱，并呈现抑制趋势。

关键词：油菜素内酯；种子萌发；生理机制

中图分类号：S512.101；Q945.34文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）09-0088-02

收稿日期：2013-12-02

基金项目：河南省教育厅自然科学基金（编号：12A180029）。

作者简介：纪秀娥（1966—），女，河南商水人，教授，主要从事植物生理生化研究。E-mail：jxe200809@163.com。油菜素内酯是一种新型植物内源激素，是国际上公认的活性最高的无毒、广谱、高效的植物生长激素[1]。研究发现，油菜素内酯及其类似物生理功能较多，如逆境反应、细胞分裂与伸长、维管分化、光合作用等[2-5]。油菜素内酯在农作物栽培中也有独特的作用，如提高作物品质、增强作物抗逆能力等[6]。目前市场上植物生长调节剂种类繁多，但大多数都存在作用时间较短、需多次重复施用、作用单一的缺点，油菜素内酯与植物生长调节剂相比具有明显的优势，它通过调节植物本身所需要的多种酶、激素，不仅增强了植物活力、抗旱耐涝能力，而且能使植物自身生长潜能、生长优势得到充分发挥。本研究以小麦、玉米种子为材料，比较不同浓度油菜素内酯对小麦、玉米种子萌发的影响，旨在为油菜素内酯在农业生产中的应用提供理论依据。

1材料与方法

1.1材料

供试玉米品种郑单958由河南金博士种业股份有限公司育成；供试小麦品种周麦18由河南省周口市农业科学院提供；供试油菜素内酯由山东省中化嘉宁生物有限公司生产。

1.2方法

挑选籽粒饱满、大小一致、无霉变、无病虫害的小麦种子500粒，随机分为5组，每组100粒。采用同样的方法选取玉米种子400粒，随机分成5组，每组80粒。分别用浓度为 0.001 5、0.0150、0.1500、1.5000 mg/L的油菜素内酯溶液对小麦、玉米种子常温浸种24 h，浸种结束后将种子置于垫有滤纸的培养皿中。每处理重复3次，用清水处理作为对照（CK），试验期间培养皿滤纸一直保持湿润。以种子胚根突破种皮记为发芽种子，每天记录发芽的种子数，小麦种子发芽 1 d 后统计发芽势，3 d后统计发芽率；玉米种子发芽3 d后统计发芽势，6 d后统计发芽率。测定小麦、玉米种子α-淀粉酶活力及可溶性糖含量。

2结果与分析

2.1油菜素内酯浸种对小麦、玉米种子萌发的影响

从表1可以看出，油菜素内酯对小麦种子发芽势的影响较发芽率显著。当油菜素内酯浓度小于0.0150 mg/L时，油菜素内酯能极显著促进发芽势增加（P<0.01）；当油菜素内酯浓度大于0.1500 mg/L时，促进作用减弱，差异不显著；油菜素内酯对小麦发芽率的影响不大，差异不显著。

2.2油菜素内酯对小麦、玉米种子α-淀粉酶含量的影响

种子萌发时，代谢增强，因此萌发需要大量的能量，这些能量由淀粉所提供，淀粉分解需要淀粉酶的催化。在谷物的干种子中，只含有β-淀粉酶，不含α-淀粉酶。α-淀粉酶在种子萌发过程中合成，而且其活力随种子萌发时间的延长而增强[7]。由表3可知，油菜素内酯能明显增强小麦种子α-淀粉酶活力，当油菜素内酯浓度为0.0150 mg/L时，效果最为明显。随着油菜素内酯浓度的进一步升高，油菜素内酯对种子 α-淀粉酶活力的促进作用降低。油菜素内酯对玉米种子α-淀粉酶活力的影响趋势与小麦种子基本一致，以

2.3油菜素内酯对小麦及玉米种子可溶性糖含量的影响

可溶性糖对于保持种子活力有着重要作用[8]。玉米种子在贮藏过程中，随着种子活力的下降，可溶性糖含量也随之减少[9]。 由表4可知，随着油菜素内酯浓度升高，小麦种子可溶性糖含量首先增加，当油菜素内酯浓度为0.015 0 mg/L时，小麦种子可溶性糖含量最高，高浓度溶液对小麦种子可溶性糖的含量有抑制趋势。玉米可溶性糖含量的变化趋势与小麦相似，当油菜素内酯浓度为0.015 0 mg/L时，玉米种子可溶性糖含量最高，之后随着油菜素内酯浓度的升高，玉米种子可溶性糖含量逐渐下降。

3结论与讨论

种子萌发是种子的胚从相对静止状态变为生理活跃状态，之后长成营自养生活的幼苗的过程。种子萌发的前提是种子具有生活力，解除了休眠，同时还具有适宜的条件，有的种子萌发还需要光照，部分植物的种子还需完成后熟过程[10]。本研究表明，小麦、玉米种子的发芽率受油菜素内酯影响不大，但油菜素内酯对小麦种子的发芽势影响明显[11]。小麦、玉米种子萌发靠胚乳提供脂肪、蛋白质、糖等营养物质[12]。本试验中，油菜素内酯浸种过的种子萌发率与对照相比促进作用不明显，这可能与本试验所选取的种子比较优良、其胚乳中的营养物质比较充足有关，也可能与外部条件比较适宜、种子自身萌发率较高有关。淀粉酶是催化淀粉水解的一类酶，普遍存在于动植物体内，尤其是萌发的禾谷类种子中[8]。α-淀粉酶是在种子萌发后合成的，β-淀粉酶在种子形成时已经合成。α-淀粉酶活力对种子萌发有重要作用[13-15]。种子萌发时，淀粉酶的活性随种子萌发时间的增加迅速增加，将种子中的淀粉分解成小分子糖类，以供幼苗生长，休眠种子的淀粉酶活力很低，种子吸胀萌发后，淀粉酶活力逐渐增强。无论是种子萌发过程中产生的，还是由于油菜素内酯作用诱导产生的α-淀粉酶，酶活力越高，种子萌发速度也越快[16]。本研究表明，种子α-淀粉酶活力随着油菜素内酯浓度的增加有明显提高，之后再增加油菜素内酯浓度，促进效果有所降低，甚至有抑制的趋势。糖是高等植物主要代谢产物之一，在植物体内的种类、含量非常丰富。糖在细胞中的功能是多种多样的，糖作为代谢的中间产物或终产物调节植物的生长发育，同时也参与胞内信号转导与调节[17]。易发芽作物品种的种子在发育过程中，可溶性糖含量会维持较高的水平。同时，种子内可溶性糖含量与α-淀粉酶含量有关，α-淀粉酶活力越高，单位时间分解的淀粉量越大，种子的可溶性糖含量也就越高。本研究表明，随着油菜素内酯浓度的提高，小麦、玉米种子内可溶性糖含量有所增加，当油菜素内酯浓度为00150 mg/L时，小麦、玉米种子内可溶性糖含量均达到最大值，之后继续增加油菜素内酯浓度，小麦、玉米种子可溶性糖含量有降低的趋势。

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