沙 紅，高 燕，高衛(wèi)時(shí)，王燕飛

（新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，烏魯木齊 830091）

聚乙二醇（PEG）是一種高分子滲壓劑，自身不能滲入種子活細(xì)胞內(nèi)，但可參與細(xì)胞內(nèi)許多生理代謝過(guò)程。近些年，關(guān)于PEG在多種作物和蔬菜種子上的引發(fā)作用研究已有報(bào)道。研究認(rèn)為PEG對(duì)促進(jìn)萌發(fā)，縮短出苗時(shí)間，提高種子活力和抗逆性有一定作用[1－3]。其原理在于，用PEG對(duì)種子進(jìn)行預(yù)處理時(shí)，通過(guò)滲透調(diào)節(jié)作用，控制種子引發(fā)時(shí)的水勢(shì)，使種子細(xì)胞吸水緩慢，有利于細(xì)胞膜的修復(fù)，減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的滲漏，從而有效提前啟動(dòng)或加強(qiáng)種子萌發(fā)代謝過(guò)程。我國(guó)自育甜菜品種種子芽率大都在85%左右，難與國(guó)外進(jìn)口品種相比，如何提高自育甜菜品種種子芽率已成為其占領(lǐng)市場(chǎng)的瓶頸之一。本文對(duì)PEG提高甜菜種子活力的生理基礎(chǔ)和最佳浸種濃度和時(shí)間進(jìn)行了初步研究。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

甜菜種子品種為新甜14號(hào)、15號(hào)（由新疆農(nóng)科院經(jīng)濟(jì)作物研究所提供），處理劑：聚乙二醇（PEG）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 甜菜種子處理 將甜菜分別浸沒(méi)于10%、20%、30%、40%的PEG溶液中，浸種時(shí)間設(shè)12h、24h、48h，進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)和電導(dǎo)率、丙二醛測(cè)定。試驗(yàn)按濃度（A）和時(shí)間（B）二因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，共15個(gè)處理（如表1），以PEG濃度0處理為試驗(yàn)對(duì)照。

1.2.2 電導(dǎo)率 隨機(jī)選取50粒種子，流水沖洗2次，蒸餾水沖洗2次，用濾紙吸取多余的水，用PEG浸泡種子12h、24h、48h，分別測(cè)其電導(dǎo)率，重復(fù)3次。

1.2.3 種子發(fā)芽 種子發(fā)芽在種子發(fā)芽箱和光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行，發(fā)芽床為發(fā)芽盒加雙層濾紙，每皿100粒種子，3次重復(fù)，16℃發(fā)芽。第2天起開(kāi)始統(tǒng)計(jì)芽率，共記錄10天。

1.2.4 數(shù)據(jù)測(cè)定 在發(fā)芽盒利用沙子為基質(zhì)，播種，出芽后，光照5000lx，10h培養(yǎng)，第15天后測(cè)量幼苗株高、干重，計(jì)算簡(jiǎn)化活力指數(shù)，每個(gè)處理隨機(jī)取10株幼苗測(cè)量高度，隨機(jī)取50株幼苗烘干測(cè)干重。測(cè)定幼苗的電解質(zhì)外滲率[4]、丙二醛[5]。除單株干重外，所有數(shù)據(jù)做F0.05顯著性分析。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2 結(jié)果與分析

2.1 PEG對(duì)甜菜種子浸泡液電導(dǎo)率的影響

種子浸泡液電導(dǎo)率，在一定程度上能反映種子細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的完整性。從表2可以看出，在相同浸泡時(shí)間下，電導(dǎo)率隨著PEG濃度的增加，而不斷下降，除了濃度在30%與40%之間，其他處理間差異顯著；在同一濃度下，隨著浸泡時(shí)間不斷增加，PEG浸泡處理液的電導(dǎo)率也在增加，處理12h和48h之間差異顯著。說(shuō)明種子浸泡時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)其細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)造成的損傷越大；試驗(yàn)結(jié)果也表明PEG能減少浸泡種子時(shí)對(duì)種子帶來(lái)的傷害，降低膜透性，延緩細(xì)胞內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的滲出。

表2 PEG對(duì)甜菜種子浸泡液電導(dǎo)率的影響

2.2 PEG對(duì)甜菜種子發(fā)芽率、活力指數(shù)、幼苗株高的影響

從表3中可以看出，同一濃度下，隨著種子浸泡時(shí)間延長(zhǎng)，種子發(fā)芽率略有降低，當(dāng)PEG濃度為40%時(shí)，浸泡時(shí)間差異顯著，即說(shuō)明濃度越大浸泡時(shí)間越長(zhǎng)對(duì)發(fā)芽率影響越大。同一浸泡時(shí)間，隨著PEG濃度的增加，種子發(fā)芽率整體表現(xiàn)為先略有上升而后下降的趨勢(shì)。浸泡12h下，不同濃度的PEG處理的甜菜種子發(fā)芽率較對(duì)照都有所提高，當(dāng)PEG濃度為10%，發(fā)芽率達(dá)90.33%，與各處理之間差異顯著。其他處理間差異不顯著。PEG處理在提高種子發(fā)芽率上有促進(jìn)，就其直接提高種子發(fā)芽率來(lái)說(shuō)，方差分析認(rèn)為效果不顯著。

表3 PEG對(duì)新甜14、15號(hào)種子發(fā)芽率、活力指數(shù)等指標(biāo)的影響

表3的數(shù)據(jù)表明，PEG浸泡時(shí)間和濃度會(huì)影響幼苗的干重，有利干物質(zhì)的積累，對(duì)種子簡(jiǎn)化活力指數(shù)也有不可忽視的影響作用。同一浸泡時(shí)間，濃度對(duì)簡(jiǎn)化活力指數(shù)影響有顯著差異。3種不同時(shí)間下，PEG濃度為20%，其簡(jiǎn)化活力指數(shù)明顯高于其他濃度的，差異顯著。在特定的濃度下，浸泡時(shí)間會(huì)顯著影響甜菜種子的簡(jiǎn)化活力指數(shù)。通過(guò)測(cè)定幼苗株高，發(fā)現(xiàn)同一浸泡時(shí)間，隨著PEG濃度的不斷增加，幼苗株高也不斷增加，PEG濃度為30%時(shí)，達(dá)到最大值，方差分析表明PEG濃度對(duì)幼苗株高的影響顯著。用同一濃度PEG處理，浸泡時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)幼苗株高影響差異不顯著。適宜濃度的PEG能促進(jìn)早發(fā)，提高幼苗株高。

2.3 PEG對(duì)甜菜幼苗電解質(zhì)外滲率、丙二醛含量的影響

植物在受到不利環(huán)境危害時(shí)，細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能最先會(huì)受到傷害，細(xì)胞膜透性增大，植物細(xì)胞受損。電解質(zhì)外滲率的大小、丙二醛含量的多少能反應(yīng)細(xì)胞膜損傷程度。試驗(yàn)結(jié)果（表4）表明：PEG浸泡處理種子后，兩個(gè)甜菜品種的電解質(zhì)外滲率（ELR），不同濃度及不同處理時(shí)間均有顯著差異。不同基因型甜菜幼苗ELR含量表現(xiàn)略有不同，新甜14號(hào)在PEG浸泡時(shí)間相同時(shí)，幼苗的ELR隨著PEG濃度的增加，整體表現(xiàn)為先下降而后有所上升，各處理與對(duì)照有顯著差異；在同一濃度下，處理24h時(shí)，用PEG浸泡處理后的幼苗ELR相對(duì)較低。新甜15號(hào)種子在同一濃度下，隨著PEG浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，幼苗的ELR顯著增加；隨著PEG濃度的增加，整體表現(xiàn)為先上升再下降而后有所上升的趨勢(shì)。丙二醛（MDA）含量變化與ELR相似，兩品種表現(xiàn)先下降再上升趨勢(shì)，除新甜15號(hào)24h處理外，不同濃度處理MDA差異顯著。兩品種在PEG處理濃度最大40%處理時(shí)間最長(zhǎng)48h時(shí)，ELR和MDA含量最大。初步認(rèn)為在PEG低濃度10%～30%時(shí)，浸泡時(shí)間≤24h內(nèi)，甜菜種子和幼苗能更好地忍耐低溫，有利于生長(zhǎng)；PEG濃度40%浸泡時(shí)間≥48h會(huì)降低植物抗逆性；不同品種存在差異。

表4 PEG對(duì)甜菜幼苗電解質(zhì)外滲率、丙二醛含量的影響

3 結(jié)論

3.1用PGC浸泡甜菜種子，其濃度和浸泡時(shí)間對(duì)甜菜種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)有影響。在本次試驗(yàn)中，綜合比較認(rèn)為用10%和20%濃度PEG浸泡12h處理甜菜種子效果相對(duì)較好。

3.2處理后的種子浸泡液的電導(dǎo)率大幅度下降，表明用低濃度PEG對(duì)穩(wěn)定甜菜種子細(xì)胞結(jié)構(gòu)，降低膜透性有促進(jìn)作用，從而提高幼苗成活率。在用10%和20%濃度PEG處理甜菜種子12h，促進(jìn)了種子的萌發(fā)，顯著提高種子簡(jiǎn)化活力指數(shù)，增加幼苗株高和干重，縮短出苗時(shí)間。但是濃度過(guò)大浸種時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)降低發(fā)芽率。

3.3甜菜幼苗在低溫下培養(yǎng)，適宜濃度PEG處理后甜菜幼苗電解質(zhì)外滲率和丙二醛含量低于對(duì)照，說(shuō)明有助于提高甜菜幼苗抗低溫傷害的能力，不同品種存在差異。

[1]張燕，方力，李天飛，等.聚乙二醇對(duì)煙草種子活力及幼苗保護(hù)酶活性的影響[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，19（1）：36-40.

[2]呂小紅，傅家瑞.聚乙二醇滲調(diào)處理提高花生種子活力和抗寒性[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)，1990，29（1）：63-69.

[3]顧龔平，吳國(guó)榮，陸長(zhǎng)梅，等.PEG處理對(duì)大豆種子幼苗活力及活性氧代謝的影響[J].中國(guó)油料作物學(xué)報(bào)，2000，22（2）：26-30.

[4]劉鐵錚，趙習(xí)平.電導(dǎo)法測(cè)定杏葉片細(xì)胞質(zhì)膜相對(duì)透性的研究[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，12（1）：33-34.

[5]高俊鳳.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)[M].西安：世界圖書(shū)出版公司，2000.