李金珠，張學(xué)昆，徐勁松，謝伶俐，許本波

（1.長江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院, 湖北 荊州 434025；2.長江大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 湖北 荊州 434025）

油莎豆(Cyperus esculentus)，又名人參果、油莎草、虎堅果等，屬莎草科草本油料作物[1]，原產(chǎn)于非洲地中海地區(qū)，現(xiàn)非洲、歐洲、亞洲、北美洲和拉丁美洲的熱帶、亞熱帶和溫帶地區(qū)均有分布[2]，具有產(chǎn)量高、適應(yīng)性廣、抗逆性強等特點，地下塊莖(干豆)產(chǎn)量在7500～9000 kg·hm-2，含油量20%～25%，且油莎豆油富含多種維生素和不飽和脂肪酸，綜合營養(yǎng)價值媲美橄欖油[3]。另外，油莎豆適宜在較貧瘠土地種植，已成為我國近年大力推廣的新型油料作物之一，被列入《全國種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整規(guī)劃(2016－2020 年)》推薦作物品種[4]。

種子收獲后要經(jīng)歷曬干貯藏的步驟，通常把貯藏超過一年以上的發(fā)生自然老化的種子稱為陳種子[5]。老化的種子會表現(xiàn)出活力下降、發(fā)芽遲緩、在萌發(fā)過程中抗逆能力差、幼苗生長弱且畸形率高、植株生長緩慢等不可逆轉(zhuǎn)的質(zhì)量下降現(xiàn)象[5-6]。種子老化是一個逐漸發(fā)生的過程，老化速度和程度受到多種因素影響，如貯存溫度、種子含水量等[7-8]。Mcdonald[9]認(rèn)為種子劣變是由于種子內(nèi)部自動氧化或由氧化酶的催化產(chǎn)生的自由基攻擊脂類物質(zhì)，造成脂類物質(zhì)過氧化的結(jié)果。施加外源物質(zhì)處理是一種提高老化種子萌發(fā)的有效方法，通過外源物質(zhì)處理使種子的細胞膜系統(tǒng)得到修補，種子活力提高，有利于萌發(fā)期間各項生理活動順利進行。目前，水楊酸(salicylic acid, SA)、赤霉素(gibberellins,GA)、聚乙二醇(polyethylene glycol, PEG)等已被用于陳年老化種子的處理[10-11]。過氧化氫(hydrogen peroxide,H2O2)是一種活性氧(reactive oxygen species, ROS)分子，為細胞代謝的產(chǎn)物，具有重要的生理功能，如促進種子發(fā)芽，提高種子萌發(fā)過程中的抗逆性等，同時，H2O2作為一種重要信號分子，可以調(diào)控植物體內(nèi)系列的生理生化反應(yīng)以減輕逆境傷害[12]。已有研究表明H2O2可作為外源物質(zhì)對作物生長產(chǎn)生影響，比如，陳種子新陳代謝系統(tǒng)的修復(fù)[13]、參與根系形態(tài)建成的調(diào)節(jié)等[14]。

長江大學(xué)油料作物團隊前期研究發(fā)現(xiàn)油莎豆塊莖不耐儲藏，儲藏過程中種子活力下降迅速，甚至容易霉變失活。因此，長江大學(xué)油料作物研究團隊開展了H2O2處理對老化油莎豆修復(fù)的研究，以期明確H2O2處理修復(fù)老化油莎豆、促進萌發(fā)的生理機制，為油莎豆陳種子的開發(fā)利用及油莎豆高效栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2021 年在長江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院實驗室進行。供試圓粒型油莎豆為常溫貯存兩年的老化塊莖，由長江大學(xué)油料作物團隊提供；供試藥品購于國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

1.2 試驗設(shè)計

選擇大小均一、飽滿一致、無病斑、無機械損傷的自然老化兩年的油莎豆塊莖，流水沖洗干凈后用0.5%次氯酸鈉消毒10 min，無菌水沖洗3 遍。消毒后的塊莖分別用 H2O (對照，T0)、0.01% H2O2(T1)、0.1% H2O2(T2)、1% H2O2(T3)、3% H2O2(T4)、5%H2O2(T5)遮光浸種72 h。浸種結(jié)束，將塊莖均勻置于墊有兩層濾紙的培養(yǎng)皿中，每個培養(yǎng)皿中放置20 個塊莖，在溫度35 ℃，16 h 光照/8 h 黑暗，光強52 μmol·(m2·s)-1，相對濕度為80%的條件下培養(yǎng)，每個處理重復(fù)3 次。每天定量補充蒸餾水，保持濾紙濕潤，2 d 更換一次濾紙。

1.3 指標(biāo)測定與方法

1.3.1發(fā) 芽指標(biāo)測定

將3 次重復(fù)中有1 個塊莖萌發(fā)時作為該處理下發(fā)芽的開始，調(diào)查每個處理的發(fā)芽數(shù)，連續(xù)3 d 不再有塊莖發(fā)芽作為發(fā)芽的結(jié)束。統(tǒng)計每日發(fā)芽數(shù)、總發(fā)芽數(shù)，并計算以下指標(biāo)：

式中：G10為第10 天正常發(fā)芽的塊莖數(shù)；G5為第5 天正常發(fā)芽的塊莖數(shù)，N為供試塊莖總數(shù)；Gi為i日的發(fā)芽數(shù)，Di為相應(yīng)時間的發(fā)芽天數(shù)；Gt為t日發(fā)芽塊莖數(shù)，Dt相應(yīng)發(fā)芽天數(shù)。

1.3.2 農(nóng) 藝性狀測定

萌發(fā)試驗結(jié)束后，從每個處理中隨機選取10 株幼苗，去離子水沖洗干凈后吸干表面水分，測定芽及根長度；然后分別切取根和芽，天平稱量鮮重；再將芽和根置于烘箱105 ℃殺青30 min，80 ℃下烘干至恒重，天平稱量其干重，計算根冠比及干物質(zhì)轉(zhuǎn)換率。

根冠比 = (根干重/芽干重) × 100%；

干物質(zhì)轉(zhuǎn)運率 = [(芽干重 + 根干重)/(芽干重 +根干重 + 種子干重)] × 100%。

1.3.3 生 理指標(biāo)測定

萌發(fā)試驗結(jié)束后，從每個處理中隨機選取油莎豆，去離子水沖洗干凈后吸干表面水分，切取塊莖用液氮速凍，并于-80 ℃保存?zhèn)溆?，用于相關(guān)生理指標(biāo)測定。每個處理4 次生物學(xué)重復(fù)，3 次技術(shù)性重復(fù)。

可溶糖含量測定參考楊志敏[15]的方法稍作改動。取0.1 g 樣品于2 mL 離心管中，加入1 mL 去離子水，研磨成勻漿后轉(zhuǎn)入10 mL 離心管，沸水浴10 min，冷卻過濾，定容至100 mL。取待測樣品提取液1 mL，加1 mL 去離子水和0.5 mL 蒽酮試劑，混勻后再緩慢加入5 mL 濃硫酸，搖勻后沸水浴10 min，冷卻至室溫，620 nm 波長下測定吸光度。

可溶性蛋白含量測定參考鄒琦[16]的方法稍加改動。取0.1 g 樣品于2 mL 離心管中，加入1 mL 去離子水研磨成勻漿，常溫下4000 r·min-1離心10 min，取上清液，定容至10 mL。取0.1 mL 樣品提取液，加0.9 mL 去離子水，5 mL 考馬斯亮藍G250 充分混勻，2 min 后595 nm 波長下測定吸光度。

過氧化氫酶(catalase, CAT)采用紫外吸收法測定；超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)采用氮藍四唑(nitro-blue tetrazolium, NBT)光還原法測定；淀粉酶采用紫外吸收法測定；丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量采用硫代巴比妥酸法測定[17]。

1.3.4 激 素含量測定

采用甲醇浸提法提取植物激素，高效液相色譜法(high performance liquid chromatography, HPLC)測定內(nèi)源激素GA3、脫落酸(abscisic acid, ABA)的含量[18]。流動相為甲醇和1%的乙酸溶液(甲醇 ? 乙酸溶液 =45 ? 55)，柱溫為28 ℃，流速為1 mL·min-1，檢波為254 nm，進樣量10 μL。取樣方法與生理指標(biāo)測定相同。

1.4 灰色關(guān)聯(lián)度分析及數(shù)據(jù)處理

參照胡亞麗等[19]方法，對H2O2處理濃度和老化油莎豆修復(fù)關(guān)聯(lián)程度做灰色關(guān)聯(lián)度分析。發(fā)芽率為參考數(shù)列X0，10 個生理指標(biāo)設(shè)為比較數(shù)列Xi，參數(shù)X0和Xi的關(guān)聯(lián)系數(shù)和各因素的關(guān)聯(lián)程度分別為：

采用Excel 進行原始數(shù)據(jù)錄入、計算和整理，利用DPS 7.05 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行統(tǒng)計分析，Craphpad prism 8 軟件進行作圖。處理間比較采用最小顯著差異法(least significant difference, LSD)。

2 結(jié)果與分析

2.1 H2O2 處理對老化油莎豆萌發(fā)的影響

與T0相比，隨著H2O2濃度的升高，發(fā)芽率、發(fā)芽勢及發(fā)芽指數(shù)呈先上升后降低的趨勢(表1)。其中H2O2濃度為1%時效果最好，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)分別比T0顯著提高了300.12%、400.00%、458.88% (P< 0.05)。經(jīng)H2O2處理后平均發(fā)芽天數(shù)略小于T0，但差異不顯著(P> 0.05)。綜上，H2O2處理有利于提高老化油莎豆的萌發(fā)能力，其中T3處理效果最佳。

表1 H2O2 處理對老化油莎豆萌發(fā)狀況的影響Table 1 Effect of H2O2 treatment on the germination status of aged Cyperus esculentus

2.2 H2O2 處理對老化油莎豆農(nóng)藝性狀及干物質(zhì)轉(zhuǎn)化的影響

農(nóng)藝性狀隨H2O2濃度的升高呈先上升后降低的趨勢(表2、圖1)。芽長、葉片數(shù)、根長、須根數(shù)、根冠比和干物質(zhì)轉(zhuǎn)化率在T3時達到最大，分別較T0顯著增加484.65%、700.00%、2 057.8%、2 031.76%、483.48%、746.20% (P< 0.05)。表明H2O2處理促進油莎豆幼苗的生長，在T3時效果最為明顯。

圖1 H2O2 處理對老化油莎豆幼苗生長的影響Figure 1 Effects of H2O2 treatment on the growth of aged Cyperus esculentus seedlings

表2 H2O2 處理對老化油莎豆農(nóng)藝性狀的影響Table 2 Effect of H2O2 treatment on the agronomic traits of aged Cyperus esculentus

2.3 H2O2 處理對老化油莎豆發(fā)芽過程中抗氧化酶活性及MDA 含量的影響

不同H2O2處理下CAT、SOD 活性均高于T0，且隨著H2O2濃度的升高呈先上升后下降的趨勢，其中T3的CAT、SOD 活性增幅最大，分別比T0顯著增加了188.35%、348% (P< 0.05)。H2O2處理顯著降低了油莎豆塊莖中MDA 的含量，T1～T5分別比T0降低了27.48%、34.96%、46.58%、50.58%和25.17%(P< 0.05)，表明H2O2處理通過降低油莎豆塊莖中MDA 含量，提高CAT 和SOD 酶活性，以提高細胞膜的穩(wěn)定性，利于細胞膜的修復(fù)(圖2)。

圖2 H2O2 處理對老化油莎豆萌發(fā)過程中抗氧化酶活性及MDA 含量的影響Figure 2 Effects of H2O2 treatment on antioxidant enzyme activity and malondialdehyde (MDA)content during germination of aged Cyperus esculentus

2.4 H2O2 處理對老化油莎豆發(fā)芽過程中可溶性蛋白、可溶性糖含量的影響

種子萌發(fā)時，會消耗種子內(nèi)部的可溶性糖和可溶性蛋白，隨著H2O2濃度的上升，可溶性蛋白和可溶性糖含量均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，其中T3的可溶性蛋白和可溶性糖含量達到最高，分別比T0顯著增加62.97%和204.97% (P< 0.05) (圖3)。說明H2O2處理有利于增強老化油莎豆內(nèi)在物質(zhì)轉(zhuǎn)化和合成能力，提高營養(yǎng)物質(zhì)的利用效率。

圖3 H2O2 處理對老化油莎豆萌發(fā)過程中可溶性蛋白、可溶性糖含量的影響Figure 3 Effects of H2O2 treatment on soluble protein and soluble sugar content during germination of aged Cyperus esculentus

2.5 H2O2 處理對老化油莎豆發(fā)芽過程中淀粉酶活性的影響

隨著H2O2濃度的升高，淀粉酶活性呈先降低再升高的趨勢。與T0相比，T1、T2和T3的α-淀粉酶活性比T0分別降低了13.55%、23.73%和0.33%，T4和T5比T0分 別 提 高 了32.41%和37.66%；T1、T2和T3的β-淀粉酶活性比T0分別降低了23.57%、26.92%和21.25%，T4和T5比T0分別提高了6.73%和3.92%；T1、T2、T3和T5的總淀粉酶活性分別比T0降低了28.71%、32.72%、25.09%和0.03%，T4比T0提高了1.16%，其中T1、T2、T3處理顯著低于T0(P< 0.05)(圖4)。表明H2O2處理可通過調(diào)節(jié)老化油莎豆中淀粉酶活性來影響老化油莎豆的萌發(fā)。

圖4 H2O2 處理對老化油莎豆萌發(fā)過程中淀粉酶活性的影響Figure 4 Effect of H2O2 treatment on amylase activity during germination of aged Cyperus esculentus

2.6 H2O2 處理對老化油莎豆發(fā)芽過程中GA3、ABA 含量及GA3/ABA 比值的影響

隨著H2O2濃度的上升，GA3含量呈先上升后下降的趨勢，在T3時增幅最大，比T0顯著增加了157.04% (P< 0.05)；ABA 含量呈持續(xù)上升趨勢，其中T3、T4和T5分別比T0顯著增加了86.79%、94.19%和122.25% (圖5)。

圖5 H2O2 處理對老化油莎豆萌發(fā)過程中GA3、ABA 含量及GA3/ABA 的影響Figure 5 Effects of H2O2 treatment on gibberellins (GA3), abscisic acid (ABA) content and GA3/ABA during germination of aged Cyperus esculentus

不同處理下GA3/ABA 均高于T0，且隨著H2O2濃度的升高呈先上升后下降的趨勢，其中T4處理時GA3/ABA 增幅最大，比T0顯著增加了125% (P<0.05)，表明H2O2浸種通過調(diào)節(jié)油莎豆中GA3/ABA來維持內(nèi)源激素平衡，調(diào)節(jié)物質(zhì)合成與分解，從而提高種子活力，促進萌發(fā)(圖5)。

2.7 H2O2 處理對老化油莎豆修復(fù)指標(biāo)灰色關(guān)聯(lián)度分析

以發(fā)芽率為參考數(shù)列，對H2O2處理修復(fù)后各生理生化指標(biāo)做灰色關(guān)聯(lián)度分析，其關(guān)聯(lián)順序依次為GA3> SOD > 可溶性糖 > GA3/ABA > ABA > CAT >可 溶 性 蛋 白 > α-淀 粉 酶 > 總 淀 粉 酶 > β-淀 粉 酶 >MDA (表3)。其中，GA3含量與發(fā)芽率的灰色關(guān)聯(lián)度最高，說明GA3含量可作為H2O2處理修復(fù)老化油莎豆效果的指示指標(biāo)。

表3 H2O2 處理對老化油莎豆修復(fù)的生理生化指標(biāo)灰色關(guān)聯(lián)度分析Table 3 Grey correlation analysis of the physiological and biochemical indexes of H2O2 treatment for the repair of aged Cyperus esculentus

3 討論

3.1 H2O2 處理對老化油莎豆萌發(fā)及生物量的調(diào)控

種子是植物的主要繁殖器官，種子質(zhì)量的優(yōu)劣關(guān)系著種苗的培育及種質(zhì)資源的安全貯藏。種子在生理成熟之后活力逐漸減弱，利用外源物質(zhì)處理是提高老化種子活力的一種有效的方法。H2O2可使種皮軟化，促進種皮的通氣透水性，還可分解生成O2，使O2和H2O 能順利透過種皮到達種胚，并進一步激活種子內(nèi)部酶的活性[20]。H2O2還可直接作為植物體內(nèi)的信號分子和活性氧分子，誘導(dǎo)多種相關(guān)基因的表達，聯(lián)合其他激素共同作用，提高相關(guān)酶活性，促進種子的萌發(fā)[21-22]。本研究結(jié)果與上述結(jié)論基本一致，H2O2處理有效修復(fù)老化油莎豆，提高油莎豆塊莖活力，促進萌發(fā)。

根系是植物從土壤中吸取水分和養(yǎng)分的重要器官，根系越長、數(shù)量越多吸水能力越強。研究認(rèn)為根系形成對植物的發(fā)育至關(guān)重要，若根系發(fā)育不良或生理功能失調(diào)，會嚴(yán)重影響植株的生長發(fā)育[23]；適當(dāng)濃度H2O2能促進苦瓜(Momordica charantia)陳種子的根的伸長[13]。這些研究表明，H2O2對調(diào)節(jié)植物根系的生長發(fā)育和產(chǎn)量形成起關(guān)鍵作用。油莎豆整個生長階段只有須根而無主根，H2O2處理后根長、須根數(shù)量、根冠比都大幅度增加，與上述結(jié)論基本一致。

干物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)運本身是一個動態(tài)過程，對植物籽粒的形成有直接或間接貢獻。小麥(Triticum aestivuml)營養(yǎng)器官中的干物質(zhì)的轉(zhuǎn)運、分配是小麥籽粒產(chǎn)量的重要來源，促進小麥花前貯藏物質(zhì)的轉(zhuǎn)運，可有效提高小麥籽粒產(chǎn)量[24]。谷子(Setaria italica)生產(chǎn)中，一定程度上提高營養(yǎng)器官干物質(zhì)的轉(zhuǎn)運率，是實現(xiàn)谷子產(chǎn)量大幅度提高的有效途徑[25]。適宜濃度的H2O2處理可以修復(fù)小麥種子因老化造成的幼苗生長量下降，顯著提高正常生長狀態(tài)幼苗的生物量[11]。以上研究表明，干物質(zhì)轉(zhuǎn)運和積累是植物產(chǎn)量形成的關(guān)鍵因素，結(jié)合本研究結(jié)果，H2O2處理后干物質(zhì)轉(zhuǎn)運率大幅度增加，其中在H2O2濃度1%時達到最大。

3.2 H2O2 處理對老化油莎豆塊莖中滲透物質(zhì)含量的調(diào)控

可溶性蛋白和可溶性糖是植物體內(nèi)重要的營養(yǎng)物質(zhì)和有機滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，多數(shù)可溶性蛋白是參與各種代謝的酶類，其含量變化能夠反映種子生命活動的強弱；可溶性糖可為呼吸作用提供底物，還可以轉(zhuǎn)化為植物體內(nèi)的儲存物質(zhì)和結(jié)構(gòu)物質(zhì)[26]，并具有降低細胞的滲透勢、維持細胞質(zhì)和液泡間的滲透平衡、保護細胞膜結(jié)構(gòu)的完整性和反映種子能否順利萌發(fā)和生長的作用[22]。研究表明，老化小麥種子可溶性糖含量呈遞減趨勢，可溶性蛋白變化趨于復(fù)雜，沒有明顯的規(guī)律性[27]；外源施加H2O2可提高燕麥(Avena nuda)幼苗葉片的可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)含量[28]。上述結(jié)果與本研究結(jié)果一致：經(jīng)過H2O2處理老化的油莎豆塊莖中代謝水平加強，可溶性糖、可溶性蛋白含量上升，為幼苗的形態(tài)建成提供了足夠的底物和能量。

3.3 H2O2 處理對老化油莎豆塊莖中抗氧化酶活力及MDA 的調(diào)控

植物受到外在脅迫時體內(nèi)ROS 含量增加，ROS會引起細胞老化，對細胞造成傷害，因此植物會形成復(fù)雜的ROS 清除系統(tǒng)來減輕植物的氧化損傷[29]。李琳等[30]研究表明外源H2O2能提高CAT 和SOD的活性，促進藍藻(Cyanobacteria)體內(nèi)ROS 的清除，降低膜脂質(zhì)過氧化損傷；也有研究發(fā)現(xiàn)外源H2O2處理可軟化小麥陳種子種皮，增加種子對H2O和O2的吸收，增強呼吸作用，促進貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)，提升小麥陳種子發(fā)芽率[31]。本研究與上述結(jié)論基本一致。H2O2處理后老化油莎豆CAT、SOD 活性增強，加快ROS 的清除效率，減輕氧化損傷。

MDA 是細胞膜脂過氧化產(chǎn)物，其含量可以反映植物在脅迫環(huán)境中受傷害的程度[7]。在種子老化過程中，脂類物質(zhì)發(fā)生過氧化反應(yīng)，生成大量脂質(zhì)自由基和有毒產(chǎn)物，使抗氧化酶活性下降，加速生物膜受損[32]。研究發(fā)現(xiàn)MDA 含量與香椿(Toona sinensis)種子老化程度密切相關(guān)，且隨著貯藏時間的延長逐漸升高[33]。王艷玲等[20]發(fā)現(xiàn)適當(dāng)濃度的H2O2處理后，MDA 含量明顯下降，進而減輕了膜脂過氧化作用，維護細胞膜完整性。由此可見，膜脂過氧化會引起種子內(nèi)部新陳代謝混亂，加速種子老化，適宜濃度的H2O2處理有助于降低植物中的MDA、提高抗氧化酶的活性，對老化種子的修復(fù)起到積極作用。本研究也發(fā)現(xiàn)適宜濃度的H2O2處理能有效修復(fù)油莎豆塊莖老化造成的損傷。

3.4 H2O2 處理對老化油莎豆塊莖中淀粉酶活力的調(diào)控

植物種子萌發(fā)過程中，淀粉在淀粉酶的作用下不斷分解為種子生長提供能量[34]。淀粉酶主要包括α-淀粉酶和β-淀粉酶，對調(diào)節(jié)和平衡碳水化合物的形態(tài)起重要作用，在種子老化過程中，隨老化程度的增加，淀粉酶的活性呈下降趨勢，施加外源物質(zhì)能使淀粉酶的活性上升，較高的淀粉酶活性有利于種子在萌發(fā)過程中物質(zhì)和能量代謝的快速啟動[35]。不同滲調(diào)劑處理對莖瘤芥(Brassica juncea)老化種子淀粉酶活性產(chǎn)生影響，可提高種子活力[36]。外源施加低濃度的H2O2能促進老化甜菜(Beta vulgaris)種子中α-淀粉酶、β-淀粉酶含量持續(xù)上升，對種子萌發(fā)過程能量的供給起著重要的調(diào)節(jié)作用，從而提高老化甜菜種子的活力及其抗逆性[37]。本研究發(fā)現(xiàn)低濃度H2O2處理，老化油莎豆淀粉酶活性有所下降，這與王慧超等[36]研究結(jié)果相近，與荊文旭等[37]的研究結(jié)論不太一致，可能與作物種類、H2O2濃度以及種子老化程度有關(guān)。

3.5 H2O2 處理通過調(diào)控GA3/ABA 修復(fù)老化油莎豆

植物種子萌發(fā)與內(nèi)源激素含量的變化密切相關(guān)，內(nèi)源激素通過誘導(dǎo)貯藏物質(zhì)的分解及合成，最終促使種子發(fā)芽[38]。GA 和ABA 是種子萌發(fā)過程中起主要調(diào)控作用的激素。GA 具有打破種子休眠、促進種子萌發(fā)的作用；ABA 具有誘導(dǎo)種子的休眠、抑制種子萌發(fā)、維持種子休眠的作用，ABA 在植物遭受逆境脅迫時會積極響應(yīng)，急劇升高以提高其抗性[26,39-41]。植物生長是由多種植物激素共同作用的結(jié)果，有研究表明ABA 和GA 在休眠和萌發(fā)中具有重要的拮抗作用，ABA/GA 是植物種子休眠狀態(tài)的主要調(diào)節(jié)器[42]。研究表明PEG 和GA3引發(fā)處理提高老化毛竹(Phyllostachys pubescens)種子中GA3含量，降低ABA 含量，使GA3/ABA 的比值增加，從而種子的活力水平顯著提高[43]。山桐子(Idesia polycarpa)種子中GA3/ABA 的增加有助于提高種子的萌發(fā)，提高種子的活力[44]。本研究結(jié)果與上述結(jié)果基本一致，H2O2處理提高了老化油莎豆塊莖中內(nèi)源激素水平，維持了內(nèi)源激素的平衡，從而提高了種子活力，促進萌發(fā)。

4 結(jié)論

H2O2處理能有效修復(fù)老化油莎豆，提高老化油莎豆塊莖的活力、促進萌發(fā)及幼苗根系生長，其中1% H2O2處理效果最好。主要機制是通過調(diào)節(jié)抗氧化酶的活性提高對ROS 的清除能力；減少塊莖中MDA 積累，減弱膜脂過氧化效應(yīng)；提高老化油莎豆中滲透物質(zhì)的含量，維持細胞的滲透調(diào)節(jié)功能；降低塊莖中淀粉酶活性，加快儲存物質(zhì)的分解，為萌發(fā)提供足夠的物質(zhì)和能量支撐；調(diào)控塊莖中GA3/ABA，引起油莎豆塊莖適應(yīng)性調(diào)節(jié)反應(yīng)，從而在一定程度上增強油莎豆塊莖對老化的抵抗能力，進而促進萌發(fā)和幼苗的生長(圖6)。

圖6 油莎豆老化修復(fù)調(diào)控機制示意圖Figure 6 Schematic diagram of the aging repair mechanism of Cyperus esculentus