硫酸卡那霉素处理对香椿种子生理特性的影响

刘小丽 朱梦晴 彭玉婷 汪启明 赵敏

摘 要：实验以香椿（Toona sinensis）种子为材料，研究硫酸卡那霉素处理对其生理特性的影响，研究的主要因素包括：过氧化物酶的活性、丙二醛的含量和电导率。结果表明：适当浓度的硫酸卡那霉素处理对香椿种子活力有很大的提升，低浓度或过高浓度影响不大。

关键词：香椿；硫酸卡那霉素；过氧化物酶；丙二醛

中图分类号 Q945.4 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）21-33-03

Effects of Kanamycin Sulfate Treatment on Physiological Characterizations of Toona sinensis Seed

Liu Xiaoli1，2 et al.

（1School of Life Sciences，Fuyang Normal University，Fuyang 236041，China；2Engineering Technology Research Center of Anti-aging Chinese Herbal Medicine，Anhui Province，Fuyang 236041，China）

Abstract：The effects of kanamycin sulfate treatment on the seed physiological characterizations were researched with cedar（Toona sinensis）seeds as the material. Main researched factors included the activity of peroxidase，malondialdehyde and electrical conductivity. Results showed that cedar seed vigor had greatly improved after being treated with kanamycin sulfate of appropriate concentration. Kanamycin sulfate of lower and higher concentration has less effect on cedar seed vigor.

Key words：Toona sinensis；Kanamycin sulfate；Peroxidase；Malondialdehyde

香椿（Toona sincnsis Rocm.）为楝科楝属中以嫩茎芽供食的栽培种，多年生落叶乔木[1]。香椿嫩芽脆嫩多汁，色泽鲜美，具有浓郁的独特香气，而且营养价值和经济价值均极高，蛋白质和维生素C含量居群蔬之首，树皮、根皮、种子均为上品药材[2]。香椿原产中国，我国是唯一用香椿作为蔬菜的国家[3]，香椿芽可炒食、凉拌、油炸和腌制，利用香椿种子可生产芽苗菜，其优点有：生产效率更高，且可以使香椿芽苗菜生产普及化，不受季节限制，做到全年生产，全年上市，颇受生产者和消费者欢迎[4]。

自然界存在各种各样的对种子活力具有调节作用的生物活性物质，在种子处理中经常用到的有抗生素。某些抗生素除了具有杀菌作用，同时对种子的萌发和幼苗的生长具有一定的调节作用。为此，本实验研究了不同浓度的抗生素硫酸卡那霉素对香椿种子生理特性的影响，探究优化香椿种子高发芽率及活性的条件，为生产中提高香椿种子的发芽率以及培养壮苗奠定一定的理论基础，以期提高香椿培植技术，实现香椿苗大规模批量生产。

1 材料和方法

1.1 实验材料 本实验所用的材料由阜阳师范学院抗衰老中草药安徽省工程技术研究中心提供的香椿种子，种子在阴凉干燥处保存。实验挑选粒大饱满、无机械损伤的香椿种子备用。

1.2 实验方法

1.2.1 种子处理 将香椿种子放入编号为A、B、C、D、E、F6个小烧杯中，每个烧杯放入40颗种子，加入对应浓度的硫酸卡那霉素溶液，浓度梯度为0、10mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L、50mg/L）。浸泡12h之后换一次溶液，并去除种皮上的粘液再次浸泡12h。每个浓度设置3组实验。

1.2.2 过氧化物酶（POD）活性测定 测定种子过氧化物酶活性采用愈创木酚方法[5]，以1mL KH2PO4与3mL反应混合液作为空白调零对照。POD酶活性大小可用△OD470/min·g表示。

1.2.3 丙二醛（MDA）产生量的测定 测定种子丙二醛产生量参照硫代巴比妥酸法[5]，用2ml10%TCA与2ml 0.6% TBA作为空白调零。MDA浓度C（μmol/L）= 6.45×OD532-0.56×OD450，MDA含量（μmol/g）=MDA浓度×提取液体积/种子鲜重。

1.2.4 电导率的测定 分别取0、10、20、30、40、50mg/L硫酸卡那霉素溶液处理的香椿种子50粒，放于盛有50mL去离子水的小烧杯中，20℃保持10h后，过滤到干净烧杯中，测定滤出溶液电导率。

1.3 实验数据处理 每个实验均有3组重复，用Excel软件处理数据。

2 结果与分析

2.1 硫酸卡那霉素处理对香椿种子过氧化物酶活性影响 由图1可知，硫酸卡那霉素浓度在0～20mg/L时，香椿种子中过氧化物酶活性呈逐渐下降趋势；当硫酸卡那霉素浓度在20～30mg/L时，过氧化物酶活性维持在较低的水平；当硫酸卡那霉素浓度大于30mg/L时，随着其浓度的增加，过氧化物酶活性又呈逐渐上升趋势。

图1 硫酸卡那霉素处理对香椿种子过氧化物酶活性的影响

2.2 硫酸卡那霉素处理对香椿种子内丙二醛的积累量的影响 由图2可知，硫酸卡那霉素浓度在0～30mg/L时，随着硫酸卡那霉素浓度的增加，丙二醛含量逐渐降低，说明在这一浓度范围内，硫酸卡那霉素浓度与丙二醛积累量呈负相关关系；硫酸卡那霉素浓度在30～50mg/L时，随硫酸卡那霉素浓度的升高，丙二醛含量也随之升高，说明在这一浓度范围内，丙二醛含量与硫酸卡那霉素浓度呈正相关关系。

图2 硫酸卡那霉素处理对香椿种子内丙二醛积累量的影响

2.3 硫酸卡那霉素处理对香椿种子电导率的影响 由表1可知，随着时间的推迟，香椿种子的浸出液的电导率会越来越大；硫酸卡那霉素30mg/L处理组电导率最小。

表1 香椿种子4h间隔测量的种子电导率（μS/cm）

[浓度（mg/L）＼&电导率＼&1h＼&2h＼&3h＼&4h＼&0＼&28.5＼&28.8＼&29.7＼&30.3＼&10＼&23.1＼&23.7＼&24.2＼&24.7＼&20＼&22.4＼&23.3＼&24.5＼&25.1＼&30＼&21.8＼&22.6＼&23.3＼&23.9＼&40＼&22.6＼&23.2＼&24.0＼&24.7＼&50＼&23.6＼&24.5＼&25.2＼&25.5＼&]

3 讨论与结论

3.1 硫酸卡那霉素处理对香椿种子内过氧化物酶活性的影响 过氧化物酶是由植物或微生物所产生的一类氧化还原酶，能够催化多种反应，其主要存在于细胞的过氧化物酶体中，以铁卟啉为辅基，可催化过氧化氢氧化酚类和胺类化合物，具有消除过氧化氢和酚类、胺类毒性的双重作用。作为植物内源自由基消除剂，过氧化物酶可作为组织老化的一种生理指标，逆境中的植物过氧化物酶活性增强或保持较高水平，可能使生物自由基维持在一个较低的水平，从而防止自由基的伤害[5]。过氧化物酶活性在0～20mg/L范围内随硫酸卡那霉素浓度的升高而降低，可见硫酸卡那霉素在这一范围内对香椿种子的生理活性有着促进作用。随着硫酸卡那霉素浓度的升高，过氧化物酶活性随之升高，说明在20～50mg/L这一范围内，硫酸卡那霉素对香椿种子的生理活性有着抑制作用。

3.2 硫酸卡那霉素处理对香椿种子内丙二醛积累量的分析 植物器官往往在逆境条件下发生膜脂过氧化作用，丙二醛是其产物之一，通常将其作为膜脂过氧化的指标。实验结果表明，丙二醛含量在0～30mg/L范围内随硫酸卡那霉素浓度的升高而降低，可见在这一浓度范围内，随着硫酸卡那霉素浓度的升高，它对香椿种子生理活性的促进作用也就越大。但在30～50mg/L这一范围内，随硫酸卡那霉素浓度的升高，丙二醛含量随之升高，说明在这一浓度范围内，随着硫酸卡那霉素浓度的升高，其对香椿种子的生理活性的抑制作用也就越强。

3.3 硫酸卡那霉素处理对香椿种子电导率的影响 在种子老化劣变过程中，细胞膜结构与功能的受损，会引起选择性渗透能力的降低，导致吸胀过程中细胞内含物的外渗，渗出液电导率升高，其后果使种子本身生理失调，并有利于种子周围病菌的侵染繁殖，从而降低田间出苗率和幼苗生长势。因此，测定种子浸出液的电导率就能预测种子的活力水平。本实验结果表明，硫酸卡那霉素处理过的香椿种子电导率降低，新陈代谢更好，具有更高的活力[6-8]，各种细胞质膜选择透过性强，所以电导率会明显低于没有硫酸卡那霉素处理的香椿种子。

参考文献

[1]王承南，李平，谷战英，等.香椿温室水培催芽技术[J].经济林研究，2012，26（2）：36-38.

[2]金立华.香椿矮化栽培技术[J].杭州农业与科技，2009，25（4）：15-17.

[3]陆长旬，张德纯，王德槟.香椿起源和分类地位的研究[J].植物研究，2001，16（3）：21-23.

[4]王元军.植物激素在香椿芽菜生产中作用规律及应用[J].长江蔬菜，2009，11（2）：30-31.

[5]张志良，瞿伟箐，李小芳.植物生理学实验指导（第4版）[M].北京：高等教育出版社，2009：227-229.

[6]杨秀玲，郁继华，李雅佳，等.NaCl胁迫对黄瓜种子萌发及幼苗的影响[J].甘肃农业大学学报，2004，39（1）：6-9.

[7]Ying Yang，Jun Wang，Zhi EnXing，et al.Identification of phenolics in Chinese toon and analysis of their content changes during storage[J].Food Chemistey，2001，4（1）：54-57.

[8]刘小丽，李伟，马文明，等.NaCl胁迫对草决明种子萌发的影响[J].安徽农学通报，2012，18（13）：39-40.

（责编：张宏民）