不同外源物浸种对茄子种子低温萌发的影响

2017-05-02王星剑吴小钦郑诚乐陈艺群张开畅

江苏农业科学 2017年3期

关键词：茄子

王星剑+吴小钦+郑诚乐+陈艺群+张开畅+王涛+��

摘要：研究不同浓度的葡萄糖、水杨酸、Ca2+ 等3种外源物浸种对茄子种子在低温环境下萌发、上下胚轴长度的影响。结果发现，低浓度葡萄糖、水杨酸、Ca2+溶液浸种对茄子种子低温条件下的萌发、胚根和胚芽的生长具有促进作用，其中以葡萄糖6 mol/L、水杨酸0.4 mmol/L、Ca2+20 mmol/L浸种效果较好，但高浓度具有抑制作用。试验结果将为生产上采取有效措施缓解低温对茄子种子萌发的负面影响提供理论指导。

关键词：茄子；外源物；浸种；低温萌发；胚轴长度

中图分类号： S641.104文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2017）03-0110-03

收稿日期：2016-05-18

基金项目：福建省农业厅重点项目（编号：K5314004A）；福建省重大专项（编号：3013N002-2）。

作者简介：王星剑（1989—），男，硕士研究生，研究方向为设施农业栽培与生理。E-mail：270509520@qq.com。

通信作者：郑诚乐，博士，教授，研究生导师，研究方向为果树、花卉、园艺设施等。E-mail：471811732@qq.com。

茄子种子表面有1层较厚的角质层，这使得茄子种子的透水性差，发芽比较困难、发芽时间长，发芽极不整齐[1-2]。因此，在设施栽培过程中茄子种子在不适条件下容易发生劣变，致使种子发芽力显著降低。茄子是我国反季节设施栽培的主要蔬菜作物之一，其种子发芽的最低温度为15 ℃，由于栽培时期都是在冬春比较寒冷的季节，因而，每年都会受到冷害或冻害的影响，使产量降低[2-4]。姚明华等对茄子耐冷性生理生化指标的研究中表明，茄子种子活力指数随温度的下降而减小[5]。种子质量影响到茄子的生产，因此，低温催芽已成为茄子高产、优质、高效生产的障碍。诸多研究表明，采用一定浓度的活性外源物质浸种能提高水稻、小麦、辣椒等种子的萌发和活力[6-8]。

糖在植物细胞中的功能是多样的，作为一种信号分子，糖在维持细胞组织渗透压平衡、增强植物细胞响应非生物胁迫的能力，以及提高植物抗氧化酶的活性等方面有着重要的作用[8]。水杨酸是广泛存在于植物细胞体内的一种简单的酚酸类物质，也是一种重要的植物内源激素[9-10]，作为植物内源生长调节物质，参与了植物开花、种子萌发、离子吸收等许多生理生化过程，并作为植物细胞信号分子参与植物的逆境胁迫生理反应。Ca2+是一种常见的生物膜稳定剂，在维护植物细胞壁、细胞膜的结构，减少细胞膜的损伤上发挥了重要作用，同时Ca2+还承担植物胞外信号和胞内生理反应的信使作用，参与植物对外界的应激反应与适应、调节植物细胞对环境胁迫信号转导的过程[11]。

1材料与方法

1.1试验材料

试验材料：茄子种子品种秀娘，由农友种苗中国有限公司提供。

1.2试验设计与方法

1.2.1试验设计

试验于2016年3月上旬开始在福建农林大学园艺学院设施农业与工程实验室进行。将饱满、大小一致、无病虫害的茄子种子置于50～60 ℃温水中消毒0.5 h，过程中不断搅拌；消毒后将种子捞出，滤干水分备用；然后将种子分别置于不同浓度的浸种溶液中（表1），在常温下浸种 12 h，浸泡溶液为40 mL。每个试验处理50粒种子，3次重复。12 h后，将浸种处理好的茄子种子捞出，在水龙头下轻轻流动冲洗，以除去表面溶液；滤干后，在培养皿上内铺2层滤纸，滤纸上摆50粒种子，每行10粒，共5行，均匀排列，上面加盖1层滤纸，然后放置于（15±1） ℃的恒温箱内进行催芽，其间每天检查并为种子补充水分。为了减少试验误差，在09：00、21：00随机调换各重复在培养箱中的位置，使种子在发芽期间受热均匀，生长环境一致。

1.2.2测定指标

将种子放置恒温箱后对发芽情况进行记录，在种子胚芽突破种皮，胚芽长度达种子长度1/2时计为种子发芽，发芽第7天时统计种子发芽势，发芽第14天（各处理发芽数不再增加）时统计发芽率[9]，并且计算发芽指数。14 d后，用直尺测量种子的胚芽和胚根的长度，并记录。

[JZ]发芽势=规定时间内发芽种子数/种子总数×100%；

[JZ]发芽率=全部发芽种子数/种子总数×100%；

[JZ]发芽指数（GI）=∑Gt/Dt。

式中：Gt为在第t天的发芽种子数，Dt为相对应的发芽时间[10]。

1.3数据处理

对试验所得的数据，用Excel 2003软件制图，并且使用DPS 7.05软件进行方差分析[11]，并用Duncans新复极差法进行差异显著性分析。

2结果与分析

2.1外源物浸种对种子低温萌发的影响

2.1.1葡萄糖对种子萌发的影响

经葡萄糖溶液浸种处理的茄子种子在低温环境下的发芽率、发芽势、发芽指数与清水处理的CK差异显著，均有着不同程度的提高，且表现出随着葡萄糖浓度的增加，种子发芽率、发芽势、发芽指数都呈现先上升后下降的趋势。在发芽率中，T3处理高达93%，比CK高出30百分点，与T2、T4差异不显著，其次为T1、T5；在发芽势中，T2处理为25.33%，显著高于CK；在发芽指数中，T3处理效果最佳，也显著高于CK，其他几个处理较CK相比差异均达到显著水平（表2）。试验结果表明，适宜浓度的葡萄糖溶液能够显著促进茄子种子的萌发。

2.1.2水楊酸对种子萌发的影响与CK相比，各处理茄子种子经过水杨酸溶液浸种处理后均达到显著水平，且随着水杨酸浓度的升高，各项指标均表现出先升高后降低的趋势。在各处理中S3处理效果最佳，种子发芽率、发芽势、发芽指数较CK分别提高29.1百分点、8.6百分点、1.69。在发芽率中，S3与S2、S1差异不显著，S5最低，说明高浓度的水杨酸浸种抑制了种子的发芽；在发芽势、发芽指数中，S3最高，且基本与其他几个处理差异显著；S5的发芽率、发芽势和发芽指数均低于CK（表3）。试验结果表明，适当浓度的水杨酸能促进茄子种子萌发，但浓度过高反而会抑制种子萌发。

2.1.3Ca2+对种子萌发的影响与CK相比，

茄子种子经Ca2+溶液浸种处理后的发芽率、发芽势、发芽指数均不同程度的提高。在发芽率中，以G4处理效果最好，发芽率为 94.9%，显著高于其他处理；G4、G5发芽率分别比CK提高了31.8、27.7百分点，差异均达到显著水平。在发芽势中，以G3处理效果最好，但与G1、G4、G5差异不显著，G1、G3、G4、G5比CK处理分别增加3.1、13.0、8.6、7.5百分点。在发芽指数中，以G4处理效果最好，显著高于其他处理，其中比CK处理提高82.5%；其他几个处理的发芽指数显著高于CK（表4）。试验结果表明，Ca2+浸种能够提高低温下种子的活力，但随着Ca2+浓度的提高，茄子种子发芽各指标呈下降趋势，说明高浓度Ca2+浸种对茄子种子萌发有抑制作用。

2.2外源物浸种对种子胚芽、胚根生长的影响

2.2.1葡萄糖对种子胚芽、胚根生长的影响

葡萄糖溶液浸种促进了低温下茄子胚芽与胚根的生长，且随葡萄糖溶液浓度增加，胚芽长与胚根长呈现先增加后减小的趋势。T3浸种时，胚芽长与胚根长达到最大值，与CK处理相比，差异显著，分别提高123%、46%。在胚芽生长过程，T3与其他几个处理差异显著，CK与T1、T2、T5差异不显著。在胚根生长过程，T2、T3、T4、T5与CK差异显著（图1）。说明葡萄糖溶液浸种对茄子胚根生长影响较大，对茄子种子发芽具有明显的促进作用。

[TPWXJ1.tif][FK）]

2.2.2水杨酸对种子胚芽、胚根生长的影响

与CK相比，茄子种子经过水杨酸溶液浸种处理后，茄子种子胚芽、胚根生长显著加快。在胚芽生长过程，处理S3促进茄子胚芽生长效果最佳，比CK提高21百分点，且与S1、S4差异不显著。在胚根生长过程，处理S4促进茄子胚根生长效果最佳，显著高于其他几个处理。随着水杨酸浓度的升高，各项指标均表现出先升高后降低的趋势（图2）。说明适当浓度的水杨酸处理能促进茄子种子胚芽、胚根生长，但浓度过高反而会抑制种子胚芽、胚根生长。

2.2.3Ca2+对种子胚芽、胚根生长的影响

与CK相比，茄子种子经Ca2+溶液浸种处理后，其胚芽、胚根长度显著增加。处理间表现出随着Ca2+浓度的提高，胚芽生长呈上升趋势，胚根生长表现出先升高后降低的趋势。在胚芽生长过程，以G5处理效果最为明显，比CK高38%，但与G4差异不显著，

[FK（W10][TPWXJ2.tif][FK）]

表明随着Ca2+浓度的增加能够有效促进茄子种子地上部分的生长。在胚根生长过程，以G3、G4效果最为明显，与CK处理差异显著，分别提高45%、32%；其次为G5（图3）。试验结果表明，一定浓度的Ca2+溶液浸种能够促进低温下种子活力。

3讨论与结论

糖在植物细胞中的功能是多样的，作为一种信号分子，糖在维持细胞渗透压平衡、增强植物响应非生物胁迫的能力以及提高植物抗氧化酶的活性等方面有着重要的作用[12]。有研究表明，在无胁迫条件下，低浓度的葡萄糖溶液浸种能够提高玉米种子早期发芽率及发芽指数；在种子萌发、幼苗生长阶段，外施适当浓度的葡萄糖可显著缓解逆境胁迫对植物的伤害[13]。本试验结果发现，经过2、4、6、12、24 mmol/L葡萄糖溶液处理后，在低温条件下茄子种子发芽率、发芽势、发芽指数均得到显著提高，且随着葡萄糖浓度的增加，这些指数均呈先升后降的趋势（表2），表明使用适当浓度的外源糖能够在低温下促进植物种子萌发。凌腾芳等在研究葡萄糖在盐胁迫时对水稻种子萌发的影响时发现，糖对植物的作用不仅在于是呼吸的底物和代谢物质，而且还是调控植物各种生长发育进程的重要信号分子，这些生长发育进程就包括种子萌发、开花、老化等重要生理过程[14]。

水杨酸是广泛存在于植物细胞体内的一种简单的酚酸类物质，也是一种新的植物内源激素[15]，作为植物内源生长调节物质，参与了植物开花、种子萌发、离子吸收等许多生理生化过程，并作为植物信号分子参与植物的逆境胁迫生理反应。水杨酸能有效缓解盐胁迫对棉花种子萌发和幼苗生长的抑制作用，这对植物的应激响应十分重要，尤其在缓解冷、热、盐、干旱、重金属等环境胁迫的负面影响时具有显著作用[16-17]。

Ca2+是一种常见的生物膜稳定剂，在维护细胞壁、细胞膜的功能与结构，减少细胞膜的损伤上发挥着重要作用，同时Ca2+还作为耦联胞外信号与胞内生理反应的第二信使，参与植物对外界的反应与适应、调节植物细胞对逆境胁迫信号转导过程[18]，目前已经发现多种刺激因素，其中包括低温、干旱和盐胁迫、机械刺激、红光、植物激素、铝毒害、缺氧等逆境都是通过植物细胞内的Ca2+作为第二信使来调节植物生长、发育、抗逆等生理反应[19]。本试验结果表明，当Ca2+溶液浸种浓度在5～25 mmol/L范围内，对茄子种子的发芽指标具有不同程度的促进作用，其中当Ca2+溶液浓度为15～20 mmol/L 时，发芽效果最好。但随着Ca2+溶液浓度不断提高，茄子种子发芽各指标出现下降趋势，说明高浓度Ca2+对茄子种子萌发有抑制作用。有研究表明，Ca2+浓度与植物的抗寒性有关，浓度适宜时，茄子抗寒性增强；浓度过高时，不但不能增加抗寒性，反而产生Ca2+中毒，導致植物抗寒性下降[20]。

综上所述，通过使用不同浓度的水杨酸、Ca2+、葡萄糖溶液对茄子种子的浸种，对低温下茄子种子的萌发有较好的促进作用，降低了低温对茄子种子的伤害，将为外源物在种子浸种的应用上提供理论指导。

参考文献：

[1]刘黎军. 低温弱光对日光温室茄子生长及生理生化功能的影响[D]. 长春：吉林农业大学，2012.

[2]赵丽娟，刘雨娜，肖珩. 茄子不同的浸种方式对种子发芽的影响[J]. 黑龙江科技信息，2012（10）：228.

[3]狄文伟. 基于GA3的不同引发剂对茄子种子的引发效果[J]. 江苏农业科学，2015，43（10）：199-200.

[4]窦文忠，张晓东. 不同浸种条件对茄子种子萌发的影响[J]. 新疆农垦科技，2015（1）：41-42.

[5]姚明华，徐跃进，李晓丽，等. 茄子耐冷性生理生化指标的研究[J]. 园艺学报，2001，28（6）：527-531.

[6]杨江山，张恩和，黄高宝，等. H2O2、NaCl、SA处理对砂磨后甘草种子发芽特性的影响[J]. 甘肃农业大学学报，2009，44（5）：88-91.

[7]刘叶琼，缪其松. 双氧水对茄子种子萌发的影响[J]. 中国瓜菜，2014，27（1）：36-37，39.

[8]王骞，樊恩达，王静，等. 几种外源物质对杂交水稻种子发芽率的影响[J]. 西南农业学报，2011，24（6）：2449-2451.

[9]刘晓东，牟金贵，王明秋，等. 几种化学试剂浸种对隔年茄子种子发芽力的影响[J]. 华北农学报，2007，22（增刊2）：98-102.

[10]贡金梅，吴慧，高杰. 4种硝酸盐对茄子种子萌发及根系的影响[J]. 新疆农业科学，2014，51（7）：1292-1299.