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(武漢市農業(yè)科學技術研究院蔬菜科學研究所， 湖北 武漢 430065)

·研究報告·

莼菜種子內源抑制物質生理活性的研究

李雙梅，柯衛(wèi)東，朱紅蓮，鐘蘭，劉玉平，孫亞林，李明華

(武漢市農業(yè)科學技術研究院蔬菜科學研究所， 湖北 武漢 430065)

采用蒸餾水、甲醇和丙酮3種溶劑浸提莼菜種子，研究其浸提液對小白菜種子發(fā)芽及幼苗生長的影響。結果表明：3種溶劑浸提莼菜種子內源抑制物質的活性不同，以蒸餾水浸提液的抑制物質活性最強，甲醇浸提液和丙酮浸提液的抑制活性較弱；蒸餾水浸提液對小白菜種子的抑制作用隨浸提液濃度的增加而增強；采用45 ℃溫水浸泡莼菜種子可有效去除部分內源抑制物質。

莼菜； 種子； 抑制物質； 生理活性

蓮藕、荸薺、慈姑、蔞蒿、水芹、莼菜等水生蔬菜作物，在生產中均采用無性繁殖，但這些作物自然狀態(tài)下又能正常開花結子。如何充分利用這類蔬菜作物的種子開展育種工作，是水生蔬菜育種研究的重要內容。目前，在蓮藕種子的育種利用方面做了大量工作，但對于荸薺、慈姑、蔞蒿、水芹及莼菜等則研究較少。為此，筆者曾以荸薺為材料，研究了荸薺種子內源抑制物質的生理活性[1]及其休眠機理[2-3]，獲得了較好的試驗結果。因此，筆者于2014年又以莼菜(BraseniaschreberiJ.F.Gmel)為材料，進行了相關研究，旨在探索莼菜種子的休眠機理。

1 材料與方法

1.1 供試材料

莼菜種子：2013年8月采集，地點：國家種質武漢水生蔬菜資源圃，品種：利川莼菜。人工脫粒，常溫水藏至2014年2月，備用。

小白菜種子：品種為漢優(yōu)，武漢市農業(yè)科學技術研究院蔬菜科學研究所選育。

1.2 試驗方法

1.2.1 莼菜種子浸提液對小白菜種子發(fā)芽及生長的影響

參照吳嘯業(yè)[4]和李雙梅[1]的方法進行。

莼菜種子浸提液制備：莼菜種子(4.0 g/份)→研缽研碎→移入250 mL三角瓶(共制備3份，分別加入40 mL的蒸餾水、甲醇和丙酮等溶劑)→塑料薄膜密封瓶口→35 ℃恒溫培養(yǎng)箱中避光浸提24 h→過濾→將殘渣再分別加入40 mL的上述溶劑→浸提24 h(如此重復浸提3次)→分別合并浸提液并濃縮至40 mL，使3種浸提液質量濃度均為0.10 g/mL。備用。

取上述浸提液各6 mL，用于測定其對小白菜種子發(fā)芽及生長的影響。其中，甲醇、丙酮浸提液加入培養(yǎng)皿中后，須待其揮發(fā)后再補入6 mL H2O。24 h后檢測小白菜種子發(fā)芽率，48 h后檢測胚根長和胚軸長。同時，以清水為對照。

1.2.2 不同濃度莼菜種子蒸餾水浸提液對小白菜種子發(fā)芽及生長的影響

參照吳嘯業(yè)[4]和李雙梅[1]的方法進行。

莼菜種子蒸餾水浸提液制備：莼菜種子11 g→研缽研碎→移入250 mL三角瓶→加110 mL蒸餾水→塑料薄膜密封瓶口→置于35 ℃恒溫培養(yǎng)箱中避光浸提24 h→過濾→將殘渣再加入110 mL蒸餾水→浸提24 h(如此重復浸提3次)→合并浸提液并濃縮至55 mL，使浸提液質量濃度為0.20 g/mL。備用。

不同濃度莼菜種子蒸餾水浸提液制備：取上述蒸餾水浸提液，用蒸餾水分別稀釋至質量濃度為0.04，0.08，0.12，0.16，0.20 g/mL。

用不同濃度莼菜種子蒸餾水浸提液，測定其對小白菜種子發(fā)芽及生長的影響。24 h后測定發(fā)芽率，48 h后測定胚根長和胚軸長。

1.2.3 浸種水溫對去除莼菜種子抑制物質的效果

參考趙敏[5]和李雙梅[1]的方法。

莼菜種子(4.0 g/份)→研缽研碎→移入250 mL三角瓶→加40 mL蒸餾水→塑料薄膜密封瓶口(共制備3份)→分別置于25，35 ℃和45 ℃恒溫條件下浸提→于浸提第1、2、3、4天分別抽取浸提液，每次抽取浸提液后，倒出殘渣，重新加入40 mL蒸餾水，繼續(xù)浸泡，浸提液質量濃度均為0.10 g/mL。備用。

測定不同浸種水溫下不同天數提取的浸提液對小白菜種子發(fā)芽及生長的影響。24 h后測定發(fā)芽率，48 h后測定胚根長和胚軸長。以清水為對照。

以上試驗按國家標準GB/T 3543.4-1995農作物種子檢驗規(guī)程[6]規(guī)定的方法操作。采用LRH-250-G光照培養(yǎng)箱，每天光照9 h(光照強度10 000 lx)、黑暗15 h。每處理均為50粒種子，3次重復，數據統(tǒng)計采用DPSv 7.05版軟件進行。

2 結果與分析

2.1 不同溶劑的莼菜種子浸提液對小白菜種子發(fā)芽及生長的影響

從表1可以看出，就小白菜發(fā)芽率和胚軸長而言，不同溶劑的莼菜種子浸提液之間無顯著差異，但均顯著小于清水對照；就小白菜胚根長而言，甲醇和丙酮浸提液與清水對照之間無顯著差異，但均顯著高于蒸餾水浸提液。綜合來看，以蒸餾水浸提液的抑制物質活性最強，甲醇浸提液和丙酮浸提液抑制作用相對較弱，蒸餾水浸提液對小白菜種子發(fā)芽及生長的影響主要體現在胚根極顯著變短，甚至不萌發(fā)胚根。

表1 不同溶劑的莼菜種子浸提液對小白菜種子發(fā)芽及生長的影響

浸提溶劑發(fā)芽率(%)胚根長(cm)胚軸長(cm) 甲醇94．7Bb1．49Aa0．27Bb 丙酮92．7Bb1．57Aa0．27Bb 蒸餾水94．0Bb0．15Bb0．27Bb ck100．0Aa1．58Aa0．34Aa

注：同列數據后不同小寫字母表示差異顯著(α=0.05)，不同大寫字母表示差異極顯著(α=0.01)。下同。

2.2 不同濃度莼菜種子蒸餾水浸提液對小白菜種子發(fā)芽及生長的影響

從表2可以看出，不同濃度莼菜種子蒸餾水浸提液對小白菜種子發(fā)芽、胚根及胚軸生長均有一定抑制作用，而且莼菜種子蒸餾水浸提液濃度越高，抑制作用越強。表2中，莼菜種子蒸餾水浸提液濃度與發(fā)芽率、胚根長及胚軸長的相關系數分別為-0.897 3*、-0.824 2*及-0.965 7**，表明莼菜種子蒸餾水浸提液濃度與小白菜種子發(fā)芽率和胚根長均呈顯著負相關，而與胚軸長則呈極顯著負相關。

表2 不同濃度莼菜種子蒸餾水浸提液對小白菜種子發(fā)芽及生長的影響

蒸餾水浸提液的濃度(g/mL)發(fā)芽率(%)胚根長(cm)胚軸長(cm) 0．04100．0Aa0．47Bb0．29Bb 0．0898．0Ab0．20Cc0．30ABb 0．1291．3Bc0．11Ccd0．23Cc 0．1672．0Cd0．04Ccd0．15Dd 0．2049．3De0．00Cd0．10Ee ck100．0Aa1．58Aa0．34Aa

2.3 浸種水溫對去除莼菜種子抑制物質的效果

從表3可以看出，25，35 ℃和45 ℃溫水浸泡莼菜種子，其內源抑制物質部分可被浸泡出來。25，35 ℃和45 ℃水溫浸泡莼菜種子后，其浸提液對小白菜種子發(fā)芽和胚軸生長無顯著影響，但對胚根生長有顯著影響。45 ℃水溫浸提液條件下，小白菜種子胚根長顯著小于25 ℃水溫浸提液，但與35 ℃水溫浸提液之間差異不顯著。綜合來看，以45 ℃水溫浸提液的抑制作用最強，表明45 ℃水溫浸泡，對莼菜種子抑制物質的去除效果最好。

表3 不同浸種溫度的浸提液對小白菜種子發(fā)芽及生長的影響

浸種溫度(℃)發(fā)芽率(%)胚根長(cm)胚軸長(cm)2598．5Aa1．65Aa0．35Aa3598．5Aa1．19ABb0．34Aa4599．0Aa1．02Bb0．35Aa

從表4可以看出，第1、2、3、4天的浸提液對小白菜種子發(fā)芽率和胚軸長的影響都不大，但對小白菜胚根長的影響顯著，以第2天的浸提液對小白菜種子胚根生長抑制活性最強，即第2天的浸種效果最好。

表4 不同浸種時間的浸提液對小白菜種子發(fā)芽及生長的影響

浸種時間發(fā)芽率(%)胚根長(cm)胚軸長(cm)第1天99．3Aa1．18ABab0．34Aa第2天98．4Aa0．88Bb0．34Aa第3天98．7Aa1．49ABa0．36Aa第4天98．2Aa1．60Aa0．34Aa

從表5可以看出，不同溫度不同浸種時間的浸提液對小白菜種子發(fā)芽和胚軸長均無顯著影響，但對小白菜胚根長的影響達到極顯著水平。25 ℃條件下，浸種第2天的浸提液對小白菜種子胚根生長的抑制作用較強；35 ℃條件下，浸種第2天的浸提液抑制作用較強；45 ℃條件下，浸種第1、2、3天的浸提液對胚根生長的抑制作用均很強。總體來看，45 ℃浸種第1天的浸提液對小白菜種子胚根生長的抑制活性最強，其次是35 ℃浸種第2天，再次是45 ℃浸種第2天和第3天。

3 結論與討論

莼菜種子中存在著一定活性的內源抑制物質，不同溶劑對抑制物質的溶解度不同，以蒸餾水浸提液的抑制物質活性最強，其次是丙酮和甲醇；蒸餾水浸提液濃度與小白菜種子的發(fā)芽率、胚根長及胚軸長之間呈顯著或極顯著負相關，即蒸餾水浸提液濃度越高，抑制作用越強。莼菜種子內源抑制物質的種類，有待進一步分離、純化和鑒定。

表5 不同溫度不同浸種時間的浸提液對小白菜種子發(fā)芽及生長的影響

溫度?時間(℃)(h)發(fā)芽率(%)胚根長(cm)胚軸長(cm)25?1100．0Aa1．75ABCbc0．33Aa25?296．7Aa1．36CDEde0．35Aa25?398．7Aa1．91ABabc0．36Aa25?498．7Aa1．6BCDEcd0．34Aa35?198．7Aa1．31DEde0．34Aa35?298．7Aa0．51Gg0．32Aa35?398．0Aa1．72ABCDbc0．37Aa35?498．7Aa1．22EFe0．33Aa45?199．3Aa0．49Gg0．34Aa45?2100．0Aa0．78Gfg0．34Aa45?399．3Aa0．85FGf0．37Aa45?497．3Aa1．98ABab0．34Aack99．3Aa2．08Aa0．34Aa

采用溫水浸種，可有效除去莼菜種子內源抑制物質,以45 ℃水溫浸種的去除效果最好，35 ℃其次，25 ℃最差。

[1]李雙梅,柯衛(wèi)東,李峰,等.荸薺種子內源抑制物質生理活性的研究[J].種子,2014,33(12):10-12.

[2]李雙梅,柯衛(wèi)東,李峰,等.荸薺種子休眠機理的初步研究[J].種子,2014,33(2):78-80.

[3]李雙梅,柯衛(wèi)東,李峰,等.不同處理方法對荸薺種子發(fā)芽的影響[J].中國蔬菜,2011(8):55-59.

[4]吳嘯業(yè).紅豆杉種子抑制物質的初步研究[J].植物生理學通訊,1985(4):23-26.

[5]趙敏.防風種子中內源抑制物質活性的研究[J].中草藥,2004,35(4):441-444.

[6]支巨振,畢辛華,杜克敏,等．農作物種子檢驗規(guī)程發(fā)芽試驗//GB/T 3543.4—1995[S].中華人民共和國國家標準,1995:54-73.

The Physiological Activity of Endogenous Gemination Inhibitors inWater Shield(BraseniaschreberiJ.F.Gmel)

LIShuangmei，KEWeidong，ZHUHonglian，ZHONGLan，LIUYuping，SUNYalin,LIMinghua

(Institute of Vegetables，Wuhan Academy of Agricultural Science and Technology,Wuhan Hubei 430065,China)

The effects of water shield seed extraction with different solutions on cabbage seed germination and seedling growth were studied.The results showed that the distilled water extraction has strongest inhibition effect,methanol and acetone slightly weaker,a strong germination inhibition activity was existed in water shield seed and the inhibition effect was increased with increase of seed extraction dosage.Different solvent extractions contain different endogenous inhibition effect.As to distilled water extraction,the inhibitory activity of cabbage seed germination increased as the extraction concentration increased.Soaking the water shield seeds with 45 ℃ water can effectively removed part of the endogenous inhibitory substances.

water shield； seed； inhibiting substance； physiological activity

2016-10-09

“十二五”國家科技支撐計劃課題《水生蔬菜高效栽培模式及技術研究與示范》(2012 BAD 27 B 02-1)。

李雙梅(1974—)，女，湖北武漢人；高級農藝師，主要從事水生蔬菜花卉研究與推廣工作；E-mail：lishm16@163.com。

柯衛(wèi)東，E-mail：wdke63@163.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.03.001

S 645.9

A

1001-4705(2017)03-0001-03