环磷酸腺苷（cAMP）对绿豆种子萌发及幼苗生长的影响

赵婉莹 邵镜颐 吕建洲

摘 要：试验以绿豆种子为试材，研究环磷酸腺苷对其萌发及幼苗生长的影响。试验设置5个环磷酸腺苷浓度处理（20，40，60，80，100 mg·L-1），以清水、15 mg·L-1多效唑和2 mg·L-1油菜素内酯作为3个对照组，测定各处理对绿豆种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明：与清水对照组相比，环磷酸腺苷浸种后，提高了绿豆种子发芽势；除80 mg·L-1浓度外，其他环磷酸腺苷处理均可提高绿豆种子发芽率；随着环磷酸腺苷溶液浓度的增加，绿豆幼苗的叶长、叶宽、鲜质量、干质量、胚轴和根长呈先上升后下降趋势。综合考虑绿豆种子萌发和幼苗生长，5个环磷酸腺苷浓度中以60 mg·L-1 处理的种苗效果最佳。

关键词：环磷酸腺苷；绿豆；种子萌发；幼苗生长

中图分类号：S522 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.05.002

Abstract：The experiment was conducted to study the effects of cyclic adenosine monophosphate on seed germination and seedling growth， and mung bean seeds were used as materials. 5 cyclic adenosine phosphate concentrations were set， including 20， 40， 60， 80， 100 mg·L-1， water， 15 mg·L-1 polybutrazol and 2 mg·L-1 BR were as 3 control groups， the germination and seedling growth of mung bean seeds were measured. The results showed that compared with the water control， the germination potential of mung bean was increased under all the adenosine cyclic adenosine treatments， while the germination rate were also increased except for the concentration of 80 mg·L-1. With the increase of the cyclic adenosine phosphate concentration， the leaf length， leaf width， fresh weight， dry weight， hypocotyl and root length of mung bean seedlings increased first and then decreased. Comprehensive consideration of the germination and seedling growth of mung bean， the treatment with 60 mg·L-1 cyclic adenosine monophosphate was optimal.

Key words： cAMP； mung beans； seed germination； seed growth

環磷酸腺苷（cAMP）是核苷酸的衍生物，为一种蛋白激酶致活剂，是一种广泛在机体中存在的具有生理活性的重要物质，作为中介因子，在细胞内起传递激素和递质作用，在细胞内参与调节物质代谢等生物学功能，是传递生命信息的“第二信使”，能扩张血管、舒张平滑肌、改善肝功能、促进神经再生、抑制皮肤外层细胞分裂和转化异常细胞、促进呼吸链氧化酶活性、改善心肌缺氧等[1]。前人对环磷酸腺苷生理活性、作用机理进行了大量研究，涉及信号表达、疾病治疗、基因复制等方面[2-3]。据报道，可以通过生物发酵、化学合成、天然产物分离提取等方法获得环磷酸腺苷[4]。

为了进一步深入开发利用这一资源，探讨环磷酸腺苷对植物生长发育的作用效果，本研究以绿豆为试材，初步探讨了不同浓度环磷酸腺对绿豆萌发及幼苗生长的影响，为绿豆种子萌发生长与种苗栽培提供参考，为开发一种新的生物源植物生长调节剂提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试剂：环磷酸腺苷（购于云南云河药业有限公司）、多效唑（购于安阳全丰科技有限公司）和油菜素内酯（BR）粉剂（购于义乌市皇嘉生化有限公司）。

种子：绿豆种子（购于沈阳大丰种业开发有限公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 溶液配制 环磷酸腺苷溶液的配制浓度为20，40，60，80，100 mg·L-1；多效唑溶液浓度为15 mg·L-1；油菜素内酯（BR）溶液浓度为2 mg·L-1。

1.2.2 种子预处理 选取颗粒饱满、色泽光亮、大小一致的绿豆种子，用清水冲洗干净，再用1%HCl消毒10 min，然后用清水冲洗3次[5-6]，阴干，放置于培养皿中，均匀铺开。

1.2.3 浸种 在25 ℃条件下，用浓度分别为20，40，60，80，100 mg·L-1的环磷酸腺苷溶液对处理后的绿豆种子进行浸种，溶液刚好没过种子即可，以清水、15 mg·L-1多效唑溶液及2 mg·L-1油菜素内酯溶液为对照[7]。浸种24 h后取出，用蒸馏水洗去种子表面的溶液，将处理后的种子均匀放置，于直径为9 cm皿底铺好一层滤纸的培养皿中，每个培养皿中放30粒种子，保持滤纸湿润。

1.2.4 萌发 将培养皿放置于通风良好、阳光充足的地方进行萌发，每个处理设置3个重复。每12 h 浇等体积的清水，以保证种子萌发所需要的水分。

1.2.5 指标测定 在相同时间每天统计种子萌发数，以胚芽达到种子长度的一半以上视为发芽，根据发芽数据计算绿豆种子发芽势和发芽率，公式如下：

发芽势GE=（N3/N）×100%

式中，N3代表第3天种子正常发芽数，N为试验种子的总数。

发芽率GR=（No/N）×100%

式中，No代表发芽期全部发芽的种子数，N为试验种子的总数。

绿豆幼苗生长至第11天后，于每个培养皿中随机取10株正常生长的幼苗，用直尺分别测量幼苗胚轴（cm）、根长（cm）、叶长（cm）、叶宽（cm），取平均值；并于幼苗生长至第14天和19天时，分别测量幼苗鲜质量（mg）和干质量（mg），3个重复取平均值。

1.2.6 数据处理 利用Microsoft Excel 2010对不同生理指标进行分析。

2 结果与分析

2.1 环磷酸腺苷浸种对绿豆种子萌发的影响

发芽率和发芽势是测量种子活力，对种子质量进行检测的重要参考指标[8]。由表1可知，经20，40，60，100 mg·L-1环磷酸腺苷溶液处理过的绿豆种子，发芽率与发芽势较清水对照均有所提高，但经80 mg·L-1环磷酸腺苷溶液处理的绿豆种子虽然发芽势提高，但发芽率有所降低。浓度为20，60，100 mg·L-1环磷酸腺苷溶液处理和多效唑对照的绿豆发芽势均达到100%，其中60 mg·L-1和100 mg·L-1浓度的环磷酸腺苷溶液处理的绿豆种子发芽率也达到了100%。

2.2 环磷酸腺苷浸种对绿豆的叶长和叶宽的影响

叶片大小、形状与光合作用过程中光吸收和CO2 固定密切相关[9]。由表2可知，在一定范围内，随着环磷酸腺苷浓度的提高，绿豆幼苗叶长和叶宽呈现先增加后降低的趋势，在浓度为40 mg·L-1时，绿豆幼苗的叶长和叶宽达到最大值，分别比清水对照提高了23.3%和13.8%，比15 mg·L-1多效唑处理提高了53.1%和45.1%，比2 mg·L-1的BR处理提高了10.4%和12.1%。

2.3 环磷酸腺苷浸种对绿豆幼苗的鲜质量和干质量的影响

环磷酸腺苷浸种对绿豆种子萌发及幼苗生长的作用强度与其浓度密切相关。由图1可知， 80 mg·L-1环磷酸腺苷溶液处理绿豆幼苗鲜质量最低，分别比清水、15 mg·L-1多效唑和2 mg·L-1 BR降低了15.9%，5.4%，20.0%；40 mg·L-1环磷酸腺苷溶液处理绿豆幼苗鲜质量最高，较80 mg·L-1环磷酸腺苷溶液处理提高了31.0%。不同浓度环磷酸腺苷处理与清水对照相比，可将绿豆幼苗干质量提高1.8%～26.4%，其中40 mg·L-1环磷酸腺苷溶液处理的绿豆幼苗干质量最大，分别较15 mg·L-1多效唑和2 mg·L-1BR处理提高了65.0%和11.2%。

2.4 环磷酸腺苷浸种对绿豆幼苗胚轴和根长的影响

由表3可知，随着环磷酸腺苷浓度的增加，绿豆幼苗胚轴和根长呈现出先增高后降低的趋势，在浓度为60 mg·L-1时，绿豆幼苗胚轴较清水、15 mg·L-1多效唑和2 mg·L-1BR对照提高了14.4%，55.1%，3.2%，而绿豆幼苗根长虽较清水和15 mg·L-1多效唑对照提高了15.3%和96.9%，却较2 mg·L-1 BR处理降低了2.9%。

3 结 论

种子萌发和幼苗生长受内部和外部植物生长素等多方面因素调控，是一个复杂的生理代谢过程[8-9]。结果表明，适宜浓度的环磷酸腺苷在不同程度上提高绿豆种子萌发和幼苗苗生长指标，其中以60 mg·L-1浓度处理效果最佳，除幼苗根长较2 mg·L-1BR有所降低外，其他各项指标均优于对照组（15 mg·L-1多效唑、2 mg·L-1BR和清水）。说明环磷酸腺苷在研究植物种子萌发和幼苗生长方面具有一定价值，对探究和创制生物源、绿色有机的植物生长调节物质提供基础性研究，但由于种苗生长所受影响因素很多[10]，环磷酸腺苷对植物生长促进作用的作用成分和影响机理尚且需要进一步的试验研究来探讨。

参考文献：

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