翟靜娟

摘? ? 要：為探討不同物理和化學(xué)處理對翅果油樹種子萌發(fā)的影響，本研究對翅果油樹種子分別給予變溫、激光、超聲波、H2O2和PEG處理，以無處理種子作為對照，測定種子萌發(fā)過程（3，6，9，12，15，18 d）中的相關(guān)酶活性以及丙二醛含量的變化。結(jié)果表明：不同處理對翅果油樹種子萌發(fā)過程中酶活性和丙二醛含量的影響存在差異，主要表現(xiàn)在相關(guān)指標(biāo)隨著萌發(fā)時間的波動變化方面。其中，超氧化物歧化酶活性變異系數(shù)表現(xiàn)為激光>變溫>H2O2>超聲波>對照>PEG;過氧化物酶活性變異系數(shù)表現(xiàn)為H2O2>激光>超聲波>變溫>對照>PEG;過氧化氫酶活性變異系數(shù)表現(xiàn)為超聲波>H2O2>激光>PEG>變溫>對照;抗壞血酸過氧化物酶活性變異系數(shù)表現(xiàn)為變溫>H2O2>超聲波>對照>激光>PEG;異檸檬酸裂解酶活性變異系數(shù)表現(xiàn)為對照>激光>超聲波>PEG>H2O2>變溫;MDA含量變異系數(shù)表現(xiàn)為激光>變溫>超聲波>PEG>H2O2>對照。綜上，不同物理和化學(xué)處理會影響翅果油樹種子萌發(fā)過程中相關(guān)酶活性及丙二醛含量的變化，但其與翅果油樹種子萌發(fā)的關(guān)系仍需要進一步研究。

關(guān)鍵詞：翅果油樹;種子;萌發(fā);酶活性

中圖分類號：Q945.34? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2021.10.003

Effects of Physical and Chemical Interventions for Enzyme Activities during Seed Germination of Elaeagnus mollis Diels

ZHAI Jingjuan

（Shuozhou Vocational Technology College， Shuozhou， Shanxi 036002， China）

Abstract： To analyze the effects of different physical and chemical interventions during the seed germination of Elaeagnus mollis Diels， seeds of Elaeagnus mollis Diels were dealt with variable temperature， laser， ultrasonic， H2O2， and PEG respectively， no interventions seeds were used for as control. The related enzymes activities and malonaldehyde content were measured during the seed germination （3， 6， 9， 12， 15， 18 d）. The results showed that the effects on enzyme activity and malondialdehyde content were various among different interventions during the seed germination of Elaeagnus mollis Diels， which mainly involved the fluctuation of related indexes following with the germination time. The variable coefficient of superoxide dismutase was manifested as laser>variable temperature>H2O2>ultrasonic>control>PEG; variable coefficient of peroxidase was manifested as H2O2>laser > ultrasonic > variable temperature>control>PEG; variable coefficient of catalase was manifested as ultrasonic>H2O2>laser>PEG>variable temperature>control; variable coefficient of ascorbate peroxidase was manifested as variable temperature>H2O2>ultrasonic>control>laser>PEG; variable coefficient of isocitrate lyase was manifested as control>laser>ultrasonic>PEG>H2O2>variable temperature; variable coefficient of MDA was manifested as laser>variable temperature>ultrasonic>PEG>H2O2>control. To sum up， different physical and chemical interventions may impact the related enzymes activities and malonaldehyde content during the seed germination of Elaeagnus mollis Diels， but further studies are needed to investigate the relationship between these interventions and seed germination of Elaeagnus mollis Diels.

Key words： Elaeagnus mollis Diels; seed; germination; enzymatic activity

翅果油樹（Elaeagnus mollis Diels）是我國特有的一種喬木狀灌叢或小喬木，屬于國家Ⅱ級珍稀瀕危的保護植物[1-2]。翅果油樹具有一定的耐寒性和耐旱性，主要分布于山西省境內(nèi)，在陜西秦嶺等地也有散在分布[3-4]。翅果油樹具有非常高的經(jīng)濟價值。翅果仁富含多種蛋白質(zhì)、維生素、脂肪酸等，能夠降低膽固醇、減少動脈粥樣硬化等[5]。翅果油樹葉中含有的總生物堿具有一定的抗氧化作用，在抗衰老方面具有重要價值[6]。權(quán)洪峰等[7]研究表明，翅果油樹種子具有一定的抗炎和神經(jīng)保護活性。但是，翅果油樹的種子具有堅硬的外殼，透水性較差，導(dǎo)致翅果油樹種子發(fā)芽率較低，不利于翅果油樹的大規(guī)模種植[8]。翅果油樹種子的萌發(fā)過程受多種因素影響。目前，已有一些研究分析了He-Ne激光、低溫、聚乙二醇等對翅果油樹種子萌發(fā)的作用[9-11]，但僅限于評估單一或少數(shù)物理、化學(xué)處理對翅果油樹種子萌發(fā)的影響。本研究通過比較多種物理和化學(xué)處理對翅果油樹種子萌發(fā)過程中相關(guān)酶活性和丙二醛含量的影響，為進一步研究相關(guān)指標(biāo)與翅果油樹種子萌發(fā)的關(guān)系提供重要的參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 種子來源

山西省臨汾市翼城縣位于山西省西南部的中條山和太岳山之間，經(jīng)緯度為（111.72°E， 35.74°N），地勢以山區(qū)和丘陵為主，是翅果油樹的主要生長地之一[12-13]。本研究所使用的翅果油樹種子均來自于該地區(qū)。

1.2 翅果油樹種子的處理

1.2.1 物理處理 變溫處理：將帶有中果皮的翅果油樹種子在-18 ℃的冰箱中冷凍26 h，再經(jīng)4 ℃冰箱中冷藏168 h（7 d）后，將種子在50 ℃溫水中浸泡30 min[14-15]。

激光處理：使用波長為632.8 nm、光斑直徑為2 mm的He-Ne激光照射帶有中果皮的翅果油樹種子7 min[16]。

超聲波處理：將帶有中果皮的翅果油樹種子先用溫水浸泡2 h，然后用功率為50 W、頻率為40 kHz的超聲波對種子進行處理6 min[17]。

1.2.2 化學(xué)處理 H2O2處理：先將帶有中果皮的翅果油樹種子放入清水中浸泡6 h，然后取出，清水沖洗2次，再放入1.5%的過氧化氫溶液浸種2 h[18]。

PEG處理：先將帶有中果皮的翅果油樹種子在20%的PEG-6 000溶液中浸泡12 h，取出后用蒸餾水清洗數(shù)次，用濾紙將水吸干[19]。

上述每種物理和化學(xué)處理分別使用至少100顆翅果油樹種子，以保證實驗室檢測所需樣本。上述處理完成后，用流動水連續(xù)沖泡24 h以軟化果皮。然后，手工去掉中果皮。

1.2.3 對照 將未經(jīng)上述物理和化學(xué)處理的、帶有中果皮的100顆翅果油樹種子用流動水連續(xù)沖泡24 h之后，手工去除中果皮，作為對照組。

1.3 試驗方法及指標(biāo)測定

將對照組種子與各處理組種子分別播種于事先準(zhǔn)備好的裝有原生壤土與細紗混合（混合比例為1∶1）、深11 cm、內(nèi)徑19 cm的花盆內(nèi)，每盆10顆種子，每個處理組種植10盆，盆中裝土2 kg，放置于溫室（室溫25 ℃，光照12 h），使其萌發(fā)。在栽種的第3，6，9，12，15，18 d，分別取樣1次。取樣時，用小鏟子從每盆中隨機挖出1顆，清洗去除泥土后，用于實驗室檢測。采用《種子生物學(xué)研究指南》中的方法測量種子萌發(fā)過程中相關(guān)酶的活性[20]。測量指標(biāo)包括超氧化物歧化酶（SOD）活性、抗壞血酸過氧化物酶（APX）活性、過氧化物酶（POD）活性、丙二醛（MDA）含量、異檸檬酸裂解酶（ICL）活性、過氧化氫酶（CAT）活性[21-25]。

2 結(jié)果與分析

2.1 物理和化學(xué)處理對翅果油樹種子萌發(fā)過程中SOD活性的影響

圖1所示，翅果油樹種子的超氧化物歧化酶活性隨著萌發(fā)天數(shù)的延長呈現(xiàn)升-降-升-降的雙峰變化趨勢，其中PEG處理與對照趨勢一致，均于9，15 d時達到雙峰值而于12 d時為低谷值，變溫、超聲波和H2O2處理趨勢一致，均于6，15 d時達到雙峰值而于9 d時達到低谷值，激光處理趨勢則在9，15 d時達到雙峰值而在12 d時達到低谷值。不同處理的超氧化物歧化酶活性變異系數(shù)表現(xiàn)為激光（56.49%）>變溫（54.11%）>H2O2（51.92%）>超聲波（46.10%）>對照（38.50%）>PEG（38.35%）。

2.2 物理和化學(xué)處理對翅果油樹種子萌發(fā)過程中POD活性的影響

圖2所示，隨著萌發(fā)天數(shù)的延長，翅果油樹種子的過氧化物酶活性在對照組呈先降低至6 d時達到最低值后波動上升的趨勢，在變溫、激光和超聲波處理呈先降低至6 d時達到最低值后上升至15 d時達到最高值后再下降的趨勢，在PEG和H2O2處理呈雙峰變化趨勢，分別于9，15 d達到峰值且于12 d時為低谷值。不同處理的過氧化物酶活性變異系數(shù)表現(xiàn)為H2O2（35.08%）>激光（32.74%）>超聲波（30.28%）>變溫（29.88%）>對照（28.04%）>PEG（18.30%）。

2.3 物理和化學(xué)處理對翅果油樹種子萌發(fā)過程中CAT活性的影響

圖3所示，隨著萌發(fā)天數(shù)的延長，翅果油樹種子的過氧化氫酶活性在對照組基本呈現(xiàn)3～6 d快速升高后區(qū)域平穩(wěn)的趨勢，而在變溫、激光、超聲波、H2O2和PEG處理基本呈現(xiàn)先升后降的變化趨勢，分別于12，12，12，9，9 d時達到最大值。不同處理的過氧化氫酶活性變異系數(shù)表現(xiàn)為超聲波（48.99%）>H2O2（48.48%）>激光（44.32%）>PEG（40.02%）>變溫（37.22%）>對照（33.66%）。

2.4 物理和化學(xué)處理對翅果油樹種子萌發(fā)過程中APX活性的影響

圖4所示，各處理翅果油樹種子的抗壞血酸過氧化物酶活性均于第6天達到最低值，之后隨著萌發(fā)天數(shù)的延長，其在對照組及變溫和H2O2處理呈雙峰變化趨勢，分別于9，15 d達到峰值，在激光和PEG處理呈升高-降低-升高的趨勢，均于12 d達到最大值，在超聲波處理呈單峰變化趨勢，與9 d達到峰值。不同處理的抗壞血酸過氧化物酶活性變異系數(shù)表現(xiàn)為變溫（88.32%）>H2O2（79.99%）>超聲波（59.87%）>對照（57.83%）>激光（55.47%）>PEG（44.15%）。

2.5 物理和化學(xué)處理對翅果油樹種子萌發(fā)過程中ICL活性的影響

圖5所示，隨著萌發(fā)天數(shù)的延長，翅果油樹種子的異檸檬酸裂解酶活性在對照組及激光、H2O2和PEG處理均呈現(xiàn)上升（3～9 d）-下降（9～12 d）-上升（12～15 d）-下降（15～18 d）的雙峰變化趨勢，變溫和超聲波處理則呈先上升后下降的單峰趨勢，其峰值出現(xiàn)在15 d，且所有處理的最大值均出現(xiàn)在15 d。不同處理的異檸檬酸裂解酶活性變異系數(shù)表現(xiàn)為對照（44.49%）>激光（44.48%）>超聲波（42.81%）>PEG（42.09%）>H2O2（40.51%）>變溫（40.11%）。

2.6 物理和化學(xué)處理對翅果油樹種子萌發(fā)過程中MDA含量的影響

圖6所示，隨著萌發(fā)天數(shù)的延長，翅果油樹種子的MDA含量在對照組及變溫和超聲波處理呈先降后升的變化趨勢，在H2O2處理呈降-升-降-升的趨勢，在激光和PEG處理呈升-降-升的趨勢。不同處理的MDA含量變異系數(shù)表現(xiàn)為激光（143.68%）>變溫（120.26%）>超聲波（117.91%）>PEG（114.75%）>H2O2（94.60%）>對照（80.62%）。

3 結(jié)論與討論

在自然狀態(tài)下，翅果油樹種子的發(fā)芽率較低[26]，其萌發(fā)過程受多種因素影響。促進種子萌發(fā)的方法有很多，如變溫[15，27]、激光[16，28]、超聲波[28-29]、H2O2 [30]、PEG[19， 31-32]等。宋兆偉等[27]研究發(fā)現(xiàn)變溫處理可以促進沙芥種子萌發(fā)和幼苗生長;鄭慶鐘等[15]研究發(fā)現(xiàn)低于和高于零度變溫處理組合可以有效提高沙生針茅種子發(fā)芽率。He-Ne激光常被用于種子萌發(fā)、增產(chǎn)等，其作用機理可能與種子吸收光能、電磁等有關(guān)[28]，也可能與萌發(fā)過程中SOD和CAT活性有關(guān)[16]。超聲波作為常用的種子預(yù)處理方法之一，可能與產(chǎn)生高溫、高壓等有關(guān)[28]，其常被用于有堅硬外殼的種子如油松種子[29]的萌發(fā)。H2O2參與種子萌發(fā)過程中的多種化學(xué)反應(yīng)，余燕等[30]研究發(fā)現(xiàn)H2O2浸種可以促進低溫環(huán)境下花生種子的萌發(fā)。PEG是一種高滲溶液調(diào)節(jié)劑，具有提高種子活力的作用，常被用于農(nóng)作物種子萌發(fā)，例如：玉米、棉花等[31-32]。本研究著重分析了上述相關(guān)處理對翅果油樹種子萌發(fā)過程中各種酶活性的影響，與對照相比，除PEG外的其他處理均能使翅果油樹種子在萌發(fā)過程中的超氧化物歧化酶和過氧化物酶活性出現(xiàn)較大幅度的波動，所有處理均能使翅果油樹種子在萌發(fā)過程中的過氧化氫酶活性和MDA含量出現(xiàn)較大幅度的波動但異檸檬酸裂解酶活性卻呈較小幅度的波動，變溫、H2O2和超聲波處理均能使翅果油樹種子在萌發(fā)過程中的抗壞血酸過氧化物酶活性出現(xiàn)較大幅度的波動。但相關(guān)酶活性或MDA含量與翅果油樹種子萌發(fā)之間的關(guān)系尚有待于進一步開展研究。

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