3种药剂处理对苦瓜陈种子发芽及幼苗生理的影响

王佳楠，商 桑 ，田丽波，朱早兵，赖彩余，邹凯茜，陈扬鸯，苏记春

（海南大学热带作物种质资源保护与开发利用教育部重点实验室／园艺园林学院， 海口570228）

苦瓜别名凉瓜，葫芦科苦瓜属，为一年生蔓生植物，有很高的营养和药用价值，具有清热解暑，明目解毒［1］的作用。随着设施栽培的发展，苦瓜生产近年来也发展迅速，种植规模在逐年增大［2］，在我国南、北方均普遍种植。然而因为苦瓜种子的种皮厚而坚硬，萌发时吸水困难，生产中常常会出现发芽迟缓、发芽率低、出苗不整齐等现象［3］，尤其是在热带地区高温高湿条件下贮藏，种子生活力急剧下降［4］，导致发芽率降低。因苦瓜种子繁殖系数低，种子价格较高，因此生产中常常使用陈种子。而如何提高苦瓜陈种子的发芽率和生活力是亟待解决的问题。有文献报道，磕种皮、用55℃ 温汤浸种、100mg／L 赤霉素浸种，150mg／L乙烯利浸种，2%双氧水浸种以及利用20%聚乙二醇处理18h，能够显著提高苦瓜种子的发芽率［5－9］。

大多数的研究均是针对各种预处理对新采收的苦瓜种子发芽的影响，而对提高苦瓜陈种子的生活力的研究较少。本研究以苦瓜陈种子为材料，经不同浓度的赤霉素、双氧水、聚乙二醇3种药剂处理，研究各处理对苦瓜陈种子萌发及相关生理指标的影响，试图寻求提高苦瓜陈种子生活力的最佳处理方法，为科学生产应用提供依据。

1 材料与方法

1．1 供试材料

供试种子为2011年收获的苦瓜陈种子（金三顺），常温贮藏，供试药剂为75%赤霉素结晶粉、30%双氧水、聚乙二醇6000分析纯。

1．2 试验方法

按照实验要求配制不同浓度的试剂：

1）赤霉素溶液：设50、100、150、200mg／L共4个浓度处理；

2）双氧水溶液：设1%、3%、5%共3个浓度处理；

3）聚乙二醇溶液：设100、150、200、250mg／L共4个浓度处理。

挑选饱满、无病虫损害的种子，以清水处理为对照，分别以上述配好的试剂进行浸种，浸种时间为15h，每个处理设3个重复，每个重复50粒种子，浸种后，用蒸馏水漂洗种子4～5次，用吸水纸吸去种子表面多余水分，将种子分别平铺于底部铺有相应处理溶液润湿滤纸的培养皿中，在30℃的恒温箱中培养，每2d换1次滤纸，清洗种子表面黏性物质。试验期间需保持种子表面湿润。

1．3 测定项目

试验以种子露白后胚根突破种皮5mm为发芽标准，记录种子每天的发芽情况。以发芽最多的一天计算其发芽势，在种子萌发第6天时测量根长、下胚轴长、芽长、鲜重。发芽势、发芽率、发芽指数用如下公式计算：

发芽势（%）＝规定天数内种子发芽数／供试种子总数×100%；

发芽率（%）＝试验结束后的种子发芽数／供试种子总数×100%；

发芽指数＝∑（Gt／Dt）（式中：Gt为t时间的种子发芽数；Dt为相应发芽试验时间）。

参照李合生［10］的方法，在胚根突破种皮5mm时测定α－淀粉酶活性，于种子萌发的第10天（幼苗1叶1心）测定幼苗植株中POD活性、丙二醛（MDA）、叶绿素、脯氨酸含量。

1．4 数据分析

试验所得数据结果采用Excel进行图表制作，采用DPS v 7．5软件的Duncan新复极差法进行差异显著性多重比较。

2 结果与分析

2．1 不同浓度的药剂处理对苦瓜陈种子发芽的影响

2．1．1 GA3对苦瓜陈种子发芽的影响

由表1可知，赤霉素（GA3），不同浓度处理，苦瓜种子的发芽势、发芽率、发芽指数都有增加。4种浓度处理，苦瓜的发芽情况分别是150mg／L＞100mg／L＞50mg／L＞200mg／L，150mg／L处理发芽势、发芽率、发芽指数3个指标都显著高于对照，50、100、200mg／L均高于对照，但差异不显著。

2．1．2 H2O2对苦瓜陈种子发芽的影响

由表1可知，不同浓度双氧水（H2O2）处理，苦瓜种子的发芽势、发芽率、发芽指数较对照相比都有显著的提高。3个浓度处理的各指标数值均为1%＞3%＞5%，1%处理的发芽势、发芽率、发芽指数显著的高于5%。

2．1．3 PEG对苦瓜陈种子发芽的影响

由表1可知，不同浓度的聚乙二醇（PEG）处理较对照能显著提高种子的发芽势、发芽率、发芽指数，在PEG 4个浓度处理中，150mg／L处理的发芽势、发芽率、发芽指数都显著的高于100，200，250mg／L，4个浓度处理的各指标的数值均为150mg／L＞250mg／L＞200mg／L＞100mg／L，其中200mg／L与100mg／L处理之间差异并不显著。

2．2 不同浓度的药剂处理对苦瓜幼苗生长的影响

经方差分析，3种药剂处理后对苦瓜幼苗的影响如表2所示，与对照相比，不同浓度的3种药剂处理，均能促进鲜重的增加以及根、下胚轴和芽的生长。不同浓度GA3处理的根长、下胚轴长、芽长、鲜重随着浓度的升高而增加，其中以150mg／L处理效果最好，显著高于其他浓度。而H2O2、PEG处理则相反，随着浓度的升高，根长、芽长生长呈降低趋势，而鲜重逐渐增加，1%H2O2、100mg／L 和150mg／L PEG 处理的各指标数值显著高于对照，效果最好。

2．3 不同浓度药剂处理对苦瓜幼苗生理的影响

2．3．1 不同浓度GA3处理对苦瓜幼苗生理的影响

不同浓度的GA3处理对苦瓜幼苗生理的影响方差分析结果如表3所示，可以看出，与对照相比，利用不同浓度GA3处理的苦瓜幼苗中的POD活性、MDA含量、α－淀粉酶活性、叶绿素以及脯氨酸含量都存在显著性差异。其中1 5 0mg／L GA3处理的POD活性、α－淀粉酶活性、叶绿素以及脯氨酸含量显著高于对照组与其他浓度，MDA含量则显著低于对照组与其它浓度处理。

表1 不同浓度药剂对苦瓜种子萌发的影响（x ±s）

2．3．2 不同浓度 H2O2处理对苦瓜幼苗生理的影响

不同浓度的H2O2处理对苦瓜幼苗生理的影响方差分析结果如表4所示，可以看出，不同浓度的H2O2处理对苦瓜幼苗的POD活性、MDA 含量、α－淀粉酶活性、叶绿素以及脯氨酸含量都有显著的影响，其中，以5%处理的幼苗POD活性、α－淀粉酶活性、叶绿素含量显著高于对照组，而 MDA含量以1%处理的显著低于对照组与其它浓度处理。

表2 不同浓度药剂对苦瓜幼苗的影响（x±s）

2．3．3 不同浓度 PEG 处理对苦瓜幼苗生理的影响

表3 不同浓度GA3处理对苦瓜幼苗生理的影响（x±s）

不同浓度的PEG处理对苦瓜幼苗生理的影响方差分析结果如表5所示，可以看出，不同浓度的PEG处理对苦瓜幼苗的POD活性、MDA含量、α－淀粉酶活性、叶绿素以及脯氨酸含量都有显著的影响。其中，以200 mg／L处理苦瓜幼苗中POD活性、α－淀粉酶活性、叶绿素以及脯氨酸含量均显著高于对照组，MDA含量显著低于对照组。

表4 不同浓度H2O2处理对苦瓜幼苗生理的影响（x±s）

3 结论与讨论

本研究表明，3种药剂浸种对苦瓜陈种子的萌发有一定的促进作用。在不同的试验中，结果也不同。李大忠研究认为，200mg／L赤霉素与2%双氧水最佳［7］，与张凤银等［11］、姜海忱［5］的研究结果相同；而向长萍等研究认为，以40mg／L赤霉素处理效果最好［3］；舒英杰［8］研究表明，聚乙二醇以20%处理效果最好。本研究认为，以150mg／L赤霉素、1%双氧水、150mg／L聚乙二醇处理效果最好，这与李大忠［7］等结果相似，但不同在于双氧水处理以1%处理效果最优，而在3种药剂处理结果中也是以双氧水处理的发芽率最高。通过浸种改变种子种皮的通透性，激发种子胚活力，提高种子的发芽率，不同浓度的药剂浸种效果不同，不同品种萌芽所需最适浓度不同，因此，在使用药剂浸种时要注意选用适合浓度。本研究中以赤霉素进行处理的陈种子发芽率均未超过50%，因而在生产上不宜作种用。

表5 不同浓度PEG处理对苦瓜幼苗生理的影响（x±s）

3种药剂处理对幼苗生长也有一定的影响。张凤银等报道，赤霉素能打破种子休眠，促进苦瓜幼苗茎的伸长［11］；李媛媛等报道，聚乙二醇处理可以提高萝卜陈种子活力，促进幼苗的生长［12］。本研究表明，3种药剂处理能够促进幼苗的生长，其中200mg／L赤霉素处理能促进茎的生长，与张凤银等［11］研究结果相同。而1%双氧水和150mg／L聚乙二醇处理能促进根的伸长。说明不同药剂处理对幼苗生长的影响也不同。

POD是植物体内一种重要的氧化还原酶，它对植物细胞具有保护作用，对植物抗病性也有一定的影响。脯氨酸是一种渗透调节物质，在植物遭遇逆境条件时产生，含量的多少与植物的抗逆性有关。李媛媛等报道，经100mg／L聚乙二醇处理的潍县萝卜陈种子，POD活性和脯氨酸都有增加［12］，本研究结论也是如此。

丙二醛（MDA）是一种重要的膜脂过氧化产物，它能够使膜损伤加剧，MDA的积累可作为衡量细胞膜损伤程度的指标，可通过MDA含量了解膜脂过氧化的程度，以间接测定膜系统损伤程度以及植物的抗逆性［10］。舒英杰报道，聚乙二醇引发种子萌发，在于降低种子的膜脂过氧化程度，降低自由基对细胞的伤害，从而使种子的膜系统得到修复和保护并提高种子的活力［8］。本研究表明，200mg／L聚乙二醇处理的幼苗POD活性与脯氨酸含量都明显高于其他浓度，MDA含量低于其他浓度，与前人研究相同，说明聚乙二醇处理可以显著提高植物抗逆性，但对于不同植物种子的最适浓度不同。

α－淀粉酶活性强弱反应了能够为种子萌发提供能量的多少。有研究表明，利用聚乙二醇和赤霉素处理，均能不同程度地提高α－淀粉酶含量［8，13］。本研究表明，3种药剂处理都能显著提高α－淀粉酶活性，其中以150mg／L赤霉素处理的效果最好。赤霉素对于种子的发芽具有刺激作用，从而打破种子休眠，促进种子胚的发育，提高发芽率，同时赤霉素能够代替胚促进淀粉的水解，促进糊粉层中α－淀粉酶的合成。双氧水（H2O2）［14］是一种强氧化剂，可使种皮软化，增加种皮的透气性和吸水性，促进种子萌发，但是双氧水对胚具有腐蚀作用，处理时间长会对种子膜结构造成破坏，因此相对另外2种药剂处理，α－淀粉酶活性较低。

叶绿素是植物进行光合作用所必须的重要色素，为植物生长供给养分。本研究表明，150mg／L GA3、5%H2O2、150mg／L PEG 能显著提高幼苗叶绿素含量，使幼苗生长健壮。

以上结果说明，3种药剂通过提高陈种子的POD活性、脯氨酸、α－淀粉酶活性和叶绿素含量，降低MDA含量，清除因种子老化积累的H2O2和活性氧，使植物维持体内的活性氧产生和清除的动态平衡，为种子萌发供给能量，提高陈种子的发芽率、发芽势和发芽指数，从而促进了苦瓜幼苗的生长。

［1］聂小兰，栗长兰．苦瓜种子芽前处理对发芽的影响［J］．农业与技术，2003，23（4）：101－103．

［2］陈坚，王霞．苦瓜种子的播前预处理［J］．中国种业，2002（12）：38．

［3］向长萍，周诤．几种药剂浸种对苦瓜发芽力的影响［J］．湖北农业科学，1998（3）：49－50．

［4］Priesty D A，Murray D D M，Carlled P D D．Tocophrol and oryanic free eadical levels in soybeen seeds during natural and accelerated aging［J］．Plant Physicaly，1980（66）：715－719．

［5］姜海忱．磕种与药剂处理对苦瓜种子发芽的影响［J］．吉林蔬菜，2008（3）：73－74．

［6］张武君．苦瓜种子发芽相关技术研究［J］．中国农学通报，2010，26（7）：181－185．

［7］李大忠．几种药剂促进苦瓜种子发芽的研究［J］．长江蔬菜，2006（2）：38－39．

［8］舒英杰．聚乙二醇对苦瓜萌发及相关生理指标的影响［J］．热带作物学报，2009，30（1）：42－46．

［9］Heydecker W，Higgins J，Gulliver RL．Accelerated germination by osmotic seed treatment［J］．Nature，1973，246：42－44．

［10］李合生．植物生理生化实验原理与技术［M］．北京：高等教育出版社，2000：119－120．

［11］张凤银．乙烯利和赤霉素对苦瓜种子发芽力及幼苗生长的影响［J］．安徽农业科学，2010，38（5）：2 304－2 305，2 369．

［12］李媛媛，孙海燕，刘华，等．PEG浸种对潍县萝卜陈种子活力及幼苗抗逆性的影响［J］．种子，2011，30（1）：45－48．

［13］肖龙云，程嘉翎，刘佳，等．2种化学药剂处理对老化桑种子发芽力及种子活力的影响［J］．种子，2011，30（10）：8－11．

［14］魏萍．聚乙二醇、青霉素、双氧水对香菜陈种子发芽及田间成苗的影响［J］．青海农林科技，2013（3）：9－12．