甲醇老化处理对黄瓜种子发芽的影响

张 燕， 王志勇， 马 行， 任毛飞,2

(1.信阳农林学院园艺学院， 河南 信阳 464000； 2.湖南农业大学农学院， 长沙 410128)

黄瓜(CucumissativusL.)属葫芦科蔓生草本植物，是重要的蔬菜，其含有多种对人体有益的维生素、胡萝卜素等物质，并能促进机体新陈代谢，具有减肥、健体、安神等功效。

种质资源作为育种的物质基础，其丰富程度决定了作物育种的多样性。种子的老化是利用种质资源时常出现的问题，是种子随着贮藏时间的增加而发生的不可逆现象[1]。老化不仅影响种子的萌发、幼苗的生长，而且对种质资源的保存、开发和利用都产生严重影响[2]。Delouche[3]研究表明，种子的劣变过程，可能发生生物膜系统降解，抗逆性变差，耐贮藏性变弱，种子萌发速率减慢，畸形幼苗的增加。McDonald[4]提出种子的老化，可能是因为细胞膜的过氧化作用导致膜结构功能受损，以致膜透性增加而造成细胞膜的受损。

张婷婷等[5]利用电子鼻技术对热水浴老化后的小麦种子检测了各项种子的活力水平。冯燕茹等[6]的研究表明，植物的内源激素GA3和ABA的含量是影响种子活力的重要因素。张晓燕等[7]用吸湿回干的方法处理老化辣椒种子，提高了种子的发芽率及抗逆性。

低温技术可以延长种子寿命，但是随着储藏时间的增加，仍会发生劣变。因此，有关种子老化的研究始终是人们关注的热点，虽种子老化的相关研究较多[8-12]，但甲醇老化处理黄瓜种子研究的相关报道很少，本研究以黄瓜种子为试验材料，用50%的甲醇溶液处理黄瓜种子，加快种子的老化，模拟种子老化的生命状态，研究种子相关发芽指标变化，以期为揭示种子老化机理提供依据。

1 材料与方法

1.1 时间及地点

试验时间：2018年10月19日至11月10日。

试验地点：信阳农林学院实验楼2 A 203。

1.2 材料及主要仪器

试验材料：“京研优胜”黄瓜种子(郑研种苗科技有限公司)，甲醇(郑州奥祥化工产品有限公司)。

主要仪器：恒温水浴箱(浙江省嘉兴县新滕电热仪器厂，SC 202)，恒温光照培养箱(常州市华普达教学仪器有限公司，250 D)。

1.3 方 法

1.3.1试验处理

试验采取完全随机试验设计，50%甲醇溶液对黄瓜种子进行浸泡处理，根据浸泡时间的不同，共设置5个处理，1个对照(清水)，具体如下：

处理A：10 min 处理B：20 min

处理C：30 min 处理D：40 min

处理E：50 min 处理ck：40 min(清水)

每个处理3次重复，每个重复50粒种子，共计900粒种子。处理完毕后立即用滤纸吸干残留液，放在实验室10～12 h后备用。将种子均匀的置于种子发芽的容器中，上下各铺2层纱布，放入28 ℃培养箱中，并作遮光处理，定期补水保湿。

1.3.2指标测定

每天定时观察记录(08：00时和20：00时)萌发情况(以胚根≥2 mm为种子发芽的标准)。光照培养箱中培养5 d，测量相关数据。每个重复取10株，测量植株干鲜重、最大根长、根体积、胚轴长、相对电导率(12 h、24 h)等指标。根据记录的种子萌发情况，计算黄瓜种子发芽的相关指标[13]，相对电导率的测定参照张海艳[14]的方法。初电导率(%)=(重复1电导率/重复1 的种子质量+重复2电导率/重复2的种子质量+重复3电导率/重复3的种子质量)/3；

相对电导率(%)=[(初电导率-对照电导率)/(绝对电导率-对照电导率)]×100%。

1.4 数据处理

采用SPSS 20.0软件对数据进行单因素方差分析。

2 结果与分析

2.1 人工老化对黄瓜种子发芽的影响

由表1可知，在发芽率上，处理A、B、ck间的差异不显著，处理B、C间的差异不显著,其他处理间的发芽率均差异显著。种子的发芽势，处理A、B、ck间差异不显著，处理A、B、C、D间的差异不显著，其他处理间的发芽势均差异显著。在发芽指数上，处理A、ck间差异不显著，处理B、C、D间差异不显著。种子的活力指数，处理A、B、ck间的差异不显著，处理B、C间的差异不显著,其他处理间的活力指数均差异显著。结果表明，各处理发芽指标分别比对照降低2.08%～39.58%、4.49%～24.72%、0～47.5%、1.08%～58.49%、4.67%～73.08%。各项指标下降幅度依次为：简化活力指数>活力指数>发芽指数>发芽率>发芽势。

表1 不同处理对黄瓜种子发芽的影响

2.2 人工老化对黄瓜幼苗植株干重、鲜重、胚轴长的影响

由表2可以看出，在植株干重上，处理A、ck间的差异不显著，其他处理间的植株干重均达差异显著。在植株鲜重上，处理A、ck间的差异不显著，处理B、C、D间差异不显著，处理D、E间差异不显著，其他处理间的植株鲜重均差异显著。胚轴长，处理A、ck间的差异不显著，处理C、D间的差异不显著，其他处理间的胚轴长均差异显著。

表2 不同处理对黄瓜幼苗植株干重、鲜重、胚轴长的影响

结果表明，相比对照，老化处理的幼苗植株干重降低了9.22%～40.09%；老化处理的幼苗植株鲜重降低了4.84%～29.12%；老化处理的幼苗胚轴长降低了8.25%～50.52%。

2.3 人工老化对黄瓜幼苗根系的影响

由表3可知：幼苗的根干重，处理A、B、C、D、E间差异显著，其他处理间根的干重均差异显著。幼苗的根鲜重，处理A、B间的差异不显著，其他处理间的根鲜重均差异显著。幼苗的根体积，处理A、B、C、D、E、ck间差异不显著。结果表明，相比对照，老化处理的幼苗根干重降低了10.67%～35.22%；老化处理的幼苗根鲜重降低了0.89%～60.32%；老化处理的幼苗根体积降低了0.33%～13.62%；老化处理的幼苗最大根长降低了13.35%～54.12%。

表3 不同处理对黄瓜幼苗根系的影响

2.4 人工老化对黄瓜种子电导率的影响

从图1可以看出，随着甲醇老化处理时间的增长，浸泡12 h和24 h的黄瓜种子的相对电导率均呈上升趋势，与ck相比，老化处理10～20 min时种子浸出液的相对电导率差异不显著，浸泡30～50 min时种子浸出液的相对电导率变化显著。各处理种子浸泡24 h浸出液的相对电导率都高于浸泡12 h，由此可以看出，甲醇老化处理后,随着老化处理时间的增加，黄瓜种子细胞膜的完整性受破坏程度加剧，其透性增大，浸出液中的内含物质外渗量增多，以致浸出液的相对电导率增加。

图1 甲醇老化处理对黄瓜种子相对电导率的影响

由以上数据得到相对电导率与甲醇老化处理黄瓜种子时间做线性回归。种子浸出液时间12 h回归方程为：

y=1.987x+19.064，R2=0.976；

种子浸出液时间24 h回归方程为：

y=1.784x+34.543，R2=0.978。

3 结论与讨论

1) 黄瓜种子相关的发芽指标(发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、简化活力指数等)随着甲醇老化时间的增加，呈逐渐下降的趋势，各指标比ck分别降低了2.08%～39.58%、4.49%～24.72%、0～47.5%、1.08%～58.49%、4.67%～73.08%。

2) 在黄瓜植株方面，各指标(植株干重、植株鲜重、胚轴长等)处理组和ck组相比分别降低了9.22%～40.09%、4.84%～29.12%、8.25%～50.52%。在根系方面，各指标(根干重、根鲜重、根体积、最大根长)处理组和ck组相比分别降10.67%～35.22%、0.89%～60.32%、0.33%～13.62%、13.35%～54.12%。

3) 种子浸出液的相对电导率,随甲醇浸泡时间的延长，相对电导率逐渐增加。对电导率与甲醇老化处理黄瓜种子时间做线性回归知，种子浸出液时间12 h回归方程为：

y=1.987x+19.064，R2=0.976；

种子浸出液时间24 h回归方程为：

y=1.784x+34.543，R2=0.978。

本试验通过甲醇老化处理黄瓜种子，种子发芽的相关指标随老化处理时间的延长，呈降低趋势且表现出先慢后快的规律。王玉娇等[15]研究指出，在种子老化过程中，种子活力下降过程普遍表现为先慢后快的规律。刘旭欢等研究表明，高温高湿的胁迫短时间对小麦种子伤害不大，但随着胁迫时间的延长,种子受损逐渐增加[16]。人工种子老化机理的研究，对控制种子老化速率具有重要作用，尤其应加强稀有植物的相关研究