許昕陽，張躍建，沈 佳，壽偉松

（浙江省農業(yè)科學院蔬菜研究所，杭州 310021）

0 引言

種子休眠是指完整的、具有生活力的種子在適宜的環(huán)境條件下不能萌發(fā)的現象[1]。種子休眠是植物適應環(huán)境和延續(xù)生存的一種特性，是植物在長期進化過程中形成的自我保護機制。通常情況下，種子發(fā)芽率代表了種子的休眠程度[2]。瓜類是蔬菜作物中非常重要的一類，但許多瓜類種子存在休眠現象，例如黃瓜種子一般有2個月的休眠期[3]，西瓜種子有1個月的休眠期[4]，葫蘆種子屬于強休眠（休眠期較長），有6個月以上的休眠期[5]，嚴重影響了瓜類種子的繁育和推廣。甜瓜是葫蘆科植物，因豐富的營養(yǎng)和香甜的口感在經濟類水果中廣受贊譽，并在世界范圍內廣泛種植[6]。因強休眠的品種十分有限，所以甜瓜種子被普遍認為不存在休眠現象[7]。然而，崔繼哲和陳柏杰[8]發(fā)現完熟或者近成熟的甜瓜種子不經儲藏，其發(fā)芽率極低；而經過幾個月的儲藏，其發(fā)芽率和發(fā)芽勢會顯著提高。另外，Nerson[9]曾發(fā)現新收獲的‘Noy Yizre'el’和‘Perlita’甜瓜種子極難發(fā)芽，但隨著種子存儲時間的延長，種子發(fā)芽率會顯著提高。這都表明甜瓜種子確實有休眠現象。許多研究報道了打破瓜類蔬菜種子休眠的技術和方法[10]。但是，基于甜瓜種子鮮見休眠的現象，有關如何破除甜瓜種子休眠的研究還未見報道。‘翠雪5號’為浙江省農業(yè)科學院蔬菜研究所培育的光皮類型中晚熟厚皮甜瓜品種[11]，具備良好的抗高溫特性，特別適宜越夏和秋季栽培[12]。但1年2代的田間農事安排使得春季種子生產十分緊張，新收獲的‘翠雪5號’種子常處于休眠狀態(tài)難以發(fā)芽，不利于當年越夏和秋季栽培。為破除‘翠雪5號’新收獲種子的休眠狀態(tài)，提高其發(fā)芽率，本研究對‘翠雪5號’新收獲種子進行自動破休眠、高溫、低溫冷凍以及外源激素等處理，以期為破除厚皮類甜瓜種子的休眠提供方法參考和依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料‘翠雪5號’為浙江省農業(yè)科學院蔬菜研究所甜瓜育種與栽培研究室以自主選育的自交系‘145M’為母本和自交系‘86W’為父本，通過一代雜交育成的光皮型厚皮甜瓜。2020年春季收獲‘翠雪5號’種子經自然晾干后，室溫袋裝保存。

1.2 試驗方法

自動解除休眠試驗為‘翠雪5號’新收獲種子、放置1～3個月后的種子于室溫條件下進行萌發(fā)試驗，具體是將種子直接播撒在含有清水浸潤的濾紙的培養(yǎng)皿中，并將培養(yǎng)皿放在30℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。以種子露白為標準，在培養(yǎng)35、72、168 h時統(tǒng)計種子發(fā)芽情況。每個培養(yǎng)皿播30粒種子，每個處理播3個培養(yǎng)皿為3次重復（以下萌發(fā)試驗同此），對照組為新收獲種子。

高溫處理試驗為新收獲以及室內存儲不同時間（1～3個月）的種子先放置于55℃的烘箱中處理28 h，然后進行萌發(fā)試驗，對照組為未進行高溫處理的新收獲以及室內存儲不同時間（1～3個月）的種子。

低溫冷凍處理試驗是將新收獲種子先放于-80℃冰箱中處理3天，然后直接浸種或者經過太陽下晾曬1 h后浸種進行萌發(fā)試驗，對照組為采后馬上處理的種子。

外源激素處理試驗是采用浸種的方式將新收獲種子放于不同的激素（6-BA、NAA和GA3）中進行萌發(fā)試驗，對照組為清水處理的種子。因未有相關激素處理甜瓜種子提高其發(fā)芽率的研究，故本研究中的激素濃度配制參考文獻[13-16]。

1.3 數據處理

利用SPSS Statistics 21軟件對數據進行整理，利用t-test進行顯著性差異分析。

2 結果與分析

2.1 自動破休眠對‘翠雪5號’甜瓜種子發(fā)芽率的影響

由表1可知，新采收的‘翠雪5號’種子在清水浸種的情況下基本不發(fā)芽，說明其具有較強的休眠性。而常溫放置可以顯著地提高種子的發(fā)芽率。種子常溫放置3個月后，其發(fā)芽率在35 h時達到96.7%，在72 h時達到100%。表明隨著放置時間的延長，‘翠雪5號’的休眠會逐漸解除，種子的發(fā)芽率逐漸提高。另外，發(fā)芽率也會隨著發(fā)芽時間的延長而增加。

表1 ‘翠雪5號’種子自動破休眠情況統(tǒng)計%

2.2 自動破休眠加高溫處理對‘翠雪5號’甜瓜種子發(fā)芽率的影響

由表2可知，55℃高溫處理可以顯著提高‘翠雪5號’種子的發(fā)芽率。但采種后馬上高溫處理，種子的發(fā)芽率仍然較低；常溫放置1個月后的種子在55℃的高溫處理后可以在浸種72 h后全部萌發(fā)；常溫放置2個月的種子，在經過高溫處理后，其發(fā)芽率可在浸種35 h時達到93%。

表2 自動破休眠加高溫處理對‘翠雪5號’種子發(fā)芽率的影響%

2.3 低溫冷凍處理對‘翠雪5號’甜瓜種子發(fā)芽率的影響

由表3可知，采收后的種子經過低溫冷凍處理發(fā)芽率會適量提高，但增加并不顯著。另外低溫冷凍加上晾曬處理，并不會進一步提高種子的發(fā)芽率。

表3 低溫處理對‘翠雪5號’種子發(fā)芽率的影響%

2.4 激素處理對‘翠雪5號’甜瓜種子發(fā)芽率的影響

由表4可知，不管低濃度還是高濃度的細胞分裂素(6-BA)在短時間內(35 h)都不能顯著增加‘翠雪5號’種子的發(fā)芽率，但延長發(fā)芽時間（72 h或者168 h）可以顯著地促進種子破休眠、提升發(fā)芽率，且高濃度細胞分裂素(6-BA)的促進效果更好。另外，任何濃度的萘乙酸(NAA)和赤霉素(GA3)基本上都不能提高種子的發(fā)芽率。

表4 不同激素處理對‘翠雪5號’種子發(fā)芽率的影響

3 結論

‘翠雪5號’種子的休眠解除主要依賴于自動破休眠過程。在自動破休眠的基礎上增加進行高溫處理是一種有效地打破‘翠雪5號’甜瓜種子休眠的方法。低溫冷凍對破除‘翠雪5號’的種子休眠基本沒有效果。外源激素6-BA、NAA和GA3處理并不能顯著打破‘翠雪5號’種子的休眠，使種子萌發(fā)率達到生產用種的國家標準，因此生產上不建議使用以上激素來提高甜瓜種子發(fā)芽率。

4 討論

種子休眠是物種在系統(tǒng)發(fā)育過程中形成的一種適應性特性，其對物種的生存和繁殖具有重要意義。對許多瓜類蔬菜來說，新收獲種子常出現發(fā)芽困難、發(fā)芽不整齊以及發(fā)芽率低等情況，而這種休眠情況經過一段時間的儲藏會有所減弱，暗示種子休眠會有一個自動解除的過程。不同的植物具有不同時間的休眠期，如云南黑籽南瓜的休眠期有6個月[17]，瓠瓜種子采后50天其休眠現象才可以解除[18]，冬瓜種子休眠時間約為80天[19]，有些新收獲的黃瓜品種需要經過5～6個月的存儲種子的休眠才能完全破除[20]。目前鮮有甜瓜種子存在休眠的報道，因此甜瓜種子常被認為不存在休眠現象。然而，本研究發(fā)現新采收的厚皮甜瓜‘翠雪5號’種子基本不發(fā)芽，而存儲3個月后種子的發(fā)芽率可達到96%，暗示‘翠雪5號’的休眠期約為3個月。該發(fā)現打破了甜瓜種子不存在休眠的傳統(tǒng)認知，為后續(xù)進行甜瓜種子休眠研究提供了材料。

溫度是影響種子休眠的主要因素之一。種子在成熟期間的溫度直接影響種子的休眠強度，而收獲時的溫度則影響種子休眠的維持。利用溫度處理打破種子休眠的方法在許多作物中有效。如野生西瓜種子經過干熱處理，其發(fā)芽勢和發(fā)芽率都有顯著提高[21]；33～38℃的高溫催芽處理可解除南瓜70%的休眠[17]；4℃低溫處理青菜種子7天以上可有效打破種子休眠，提高種子發(fā)芽率到90%以上[22]。4～35℃的變溫處理可打破播娘蒿種子的休眠[23]。本研究利用高溫和低溫處理‘翠雪5號’種子，發(fā)現低溫冷凍基本不能破除‘翠雪5號’種子的休眠，55℃高溫可明顯促進種子萌發(fā)，但對新采收的種子的促進效果有限。因不同的作物種子對溫度有不同的敏感性，本研究利用55℃高溫和低溫冷凍不能代表其他溫度對‘翠雪5號’種子破休眠的作用，因此，本研究后續(xù)將進行不同溫度下的甜瓜種子破休眠實驗，以期得到更加精確的結論。

植物激素是調控種子休眠過程中最重要的內在因素[24]。許多植物激素參與種子休眠與萌發(fā)過程的調控，如乙烯、油菜素內酯、茉莉酸、水楊酸、細胞分裂素和獨腳金內酯[25]。大量的文獻表明ABA和GA通過拮抗作用調節(jié)種子的休眠過程，其中ABA促進休眠，抑制種子萌發(fā)；GA抑制休眠，促進種子萌發(fā)。研究發(fā)現不同濃度的赤霉素處理可以提高西瓜[13]、節(jié)瓜[26]、瓠瓜[27]、冬瓜[14]和南瓜[15]等種子的發(fā)芽率。另外，IAA可以推遲種子萌發(fā)，并抑制穗發(fā)芽產生[28]。劉獨臣等[29]發(fā)現，6-BA處理可以使新鮮無棱冬瓜種子的發(fā)芽率提高41%。本研究發(fā)現NAA和GA3處理都不能提高新收獲甜瓜種子的發(fā)芽率。而6-BA處理雖然可以顯著提升發(fā)芽率，但種子萌發(fā)率仍然不能達到生產用種的國家標準。另外激素處理后的甜瓜種子還會出現芽變和畸形。因此，生產上不建議用以上激素來提高‘翠雪5號’種子的發(fā)芽率。綜上，在生產上適當地安排春季播種時間，及早采收成熟種子，并采用高溫處理，可一定程度地打破‘翠雪5號’甜瓜種子休眠特性，加快品種的推廣應用。另外，也有許多研究利用藥劑如H2O2、KNO3、乙烯利、油菜素內脂(BR)等植物生長調節(jié)劑來打破種子休眠[15,29]，這也為進一步開展打破‘翠雪5號’種子休眠提供了思路和方向。