摘要：在干旱滴灌區(qū)研究溫度和浸種對(duì)春玉米種子萌發(fā)和出苗的影響，可為膜下滴灌實(shí)現(xiàn)一播全苗、培育壯苗提供理論依據(jù)。以新玉100玉米種子為試驗(yàn)材料，在室內(nèi)人工氣候培養(yǎng)箱內(nèi)開(kāi)展不同濃度褪黑素（melatonin，MT）浸種［0（C0）、50 μmol/L（C1）、100 μmol/L（C3）和200 μmol/L（C4）］對(duì)2種溫度下［適宜玉米播種的初始溫度（12 ℃，T1），玉米種子可萌動(dòng)的最低溫度（6 ℃，T2）］玉米種子萌發(fā)、出苗及生理代謝響應(yīng)的研究。結(jié)果表明，與T1處理相比，低溫脅迫使相關(guān)抗氧化酶（超氧化物歧化酶、過(guò)氧化物酶和過(guò)氧化氫酶）活性、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)（可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸）含量以及內(nèi)源激素（生長(zhǎng)素、赤霉素和脫落酸）含量分別降低10.9%～23.4%、15.9%～36.3%以及12.9%～21.0%，并使細(xì)胞液中的過(guò)氧化產(chǎn)物（過(guò)氧化氫、丙二醛和超氧陰離子）含量增加15.6%～22.6%。這些變化導(dǎo)致種子的發(fā)芽率、出苗率以及幼苗高度分別顯著降低24.9%、13.2%以及29.4%，并使出苗時(shí)間推遲約5 d。MT浸種處理顯著改善低溫脅迫對(duì)種子出苗造成的不利影響，尤其在C3處理下效果最優(yōu)。在低溫脅迫條件下，與C0處理相比，C3處理通過(guò)提高抗氧化酶活性、增加滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和激素含量促進(jìn)種子吸水萌發(fā)和胚根生長(zhǎng)，使低溫脅迫下的發(fā)芽率、出苗率和幼苗高度分別提高20.3%、12.1%、34.4%，并使出苗時(shí)間提前5 d。因此，在玉米播種前，建議使用100 μmol/L的MT溶液進(jìn)行浸種處理，該措施可顯著提高種子對(duì)低溫環(huán)境的耐受性，并增加出苗率。

關(guān)鍵詞：玉米；低溫脅迫；褪黑素；種子萌發(fā)；出苗；生理代謝

中圖分類號(hào)：S513.01" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2024）23-0065-07

杜" 峰，孫玉華，李錦虎，等. 褪黑素浸種對(duì)低溫脅迫下春玉米種子萌發(fā)、出苗及其生理代謝的影響［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2024，52（23）：65-71.

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2024.23.009

收稿日期：2023-11-13

基金項(xiàng)目：新疆維吾爾自治區(qū)自然科學(xué)基金（編號(hào)：2021D01B13）。

作者簡(jiǎn)介：杜" 峰（1988—），男，新疆石河子人，主要從事農(nóng)林氣象災(zāi)害研究。E-mail：1445156819@qq.com。

通信作者：楊明鳳，碩士，主要從事農(nóng)林氣象災(zāi)害研究。E-mail：490109498@qq.com。

玉米是我國(guó)種植面積最大、產(chǎn)量最高的糧食作物，國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)在2023年的玉米種植面積為0.44億hm2，產(chǎn)量為2.9億t。玉米的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)對(duì)我國(guó)糧食安全具有重要意義［1］。新疆干旱半干旱地區(qū)是我國(guó)重要的玉米種植區(qū)之一，具有獨(dú)特的氣候條件，特別是春季的低溫，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成威脅［2］。玉米（Zea mays L.）作為新疆重要的糧食作物，其生長(zhǎng)起始階段的種子萌發(fā)和出苗對(duì)溫度尤為敏感。在春季播種時(shí)，溫度的變化直接影響玉米種子活力和幼苗成活率，最終影響產(chǎn)量和品質(zhì)［3］。

種子萌發(fā)是植物生命周期中的一個(gè)關(guān)鍵階段，低溫可以顯著延遲種子萌發(fā)過(guò)程。玉米種子在低溫條件下，代謝活動(dòng)降低，能量物質(zhì)的積累和利用效率下降，導(dǎo)致種子萌發(fā)速率減緩［4］。有研究表明，種子內(nèi)部激素如赤霉素（GA）和脫落酸（ABA）比例的失衡，是造成低溫下萌發(fā)遲緩的生理原因之一［5］。出苗是種子萌發(fā)后的另一個(gè)關(guān)鍵階段。低溫不僅影響種子萌發(fā)，也會(huì)影響幼苗的正常生長(zhǎng)。在新疆春季低溫環(huán)境下，玉米幼苗表現(xiàn)為生長(zhǎng)遲緩，生物量減少，葉片發(fā)育受阻［6-7］。此外，幼苗期根系發(fā)育不良將會(huì)影響植株對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收，進(jìn)一步降低植株的抗逆性。盡管低溫對(duì)春玉米種子萌發(fā)和出苗有不利影響，但玉米會(huì)通過(guò)一系列生理和分子機(jī)制進(jìn)行適應(yīng)，包括累積可溶性糖和脯氨酸等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，以提高細(xì)胞滲透性；增加過(guò)氧化物酶和超氧化物歧化酶等抗氧化酶活性，以穩(wěn)定細(xì)胞膜，保護(hù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)不受凍害。為減輕低溫對(duì)春玉米種子萌發(fā)和出苗的影響，提高作物低溫抗性的措施主要包括覆膜種植、種子引發(fā)處理以及播期調(diào)整等。綜合考慮投入成本、操作難易程度等，種子引發(fā)處理被認(rèn)為是一種省時(shí)省力、簡(jiǎn)單易行的抗低溫措施［8-10］。褪黑素（MT）是一種重要的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，廣泛存在于植物體內(nèi)，被認(rèn)為是植物生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖過(guò)程中所必需的物質(zhì)。MT作為一種抗氧化劑，能通過(guò)降低細(xì)胞膜脂過(guò)氧化程度和細(xì)胞內(nèi)的丙二醛（MDA）積累量，降低活性氧對(duì)植株的氧化傷害，并增強(qiáng)植物的抗逆能力［11-13］。

關(guān)于MT提高植物抗逆性及其作用機(jī)制的研究在其他作物中較多，但關(guān)于其在玉米種子低溫引發(fā)方面的研究較少，尤其是在低溫脅迫下，MT對(duì)玉米種子萌發(fā)和出苗的影響鮮有報(bào)道。因此，本研究選取新疆北部地區(qū)廣泛種植的玉米品種新玉100為試驗(yàn)材料，通過(guò)設(shè)置不同濃度的MT浸種處理，研究MT浸種對(duì)低溫脅迫下春玉米種子萌發(fā)、出苗及其內(nèi)部生理代謝的影響，旨在闡明MT對(duì)春玉米種子在低溫下萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的調(diào)節(jié)機(jī)理，以期為春玉米大田生產(chǎn)中的抗低溫措施選擇提供參考。

1" 材料與方法

1.1" 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2021年在中國(guó)氣象局烏蘭烏蘇綠洲農(nóng)田生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站內(nèi)的人工氣候培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行。供試玉米種子新玉100由新疆農(nóng)墾科學(xué)院提供，為目前北疆地區(qū)廣泛栽培使用的飼用玉米品種，具有葉鞘紫色、株型緊湊、葉色綠、節(jié)間長(zhǎng)、通風(fēng)透性好等特點(diǎn)。供試的褪黑素（C13H16N2O2）試劑購(gòu)買自上海麥克林生化科技有限公司，純度為98%。

1.2" 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用盆栽土培法在人工氣候箱內(nèi)進(jìn)行。土壤為取自中國(guó)氣象局烏蘭烏蘇綠洲農(nóng)田生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站內(nèi)0～20 cm耕層的灰漠土，試驗(yàn)地土壤容重為1.35 g/cm3，0～80 cm土層的平均田間持水量為32%，0～40 cm耕作層的土壤有機(jī)質(zhì)含量為18.6 g/kg，堿解氮含量為95.0 mg/kg，速效磷含量為107.5 mg/kg，速效鉀含量為298 mg/kg。將試驗(yàn)用土壤自然晾曬風(fēng)干后裝入花盆中。本試驗(yàn)使用的花盆直徑為15 cm，高度為30 cm。試驗(yàn)通過(guò)人工氣候室設(shè)置2個(gè)溫度水平，即適宜玉米播種的初始溫度（12 ℃，T1）和玉米種子可萌動(dòng)的溫度（6 ℃，T2，在本研究中為低溫脅迫處理）［1］。使用稱重法控制盆內(nèi)的土壤相對(duì)含水量保持在75％左右。在人工氣候箱控制溫度的基礎(chǔ)上設(shè)置4個(gè)不同濃度MT浸種處理，MT濃度分別為0（C1）、50（C2）、100（C3）、200（C4）μmol/L。共計(jì)8個(gè)處理，各處理設(shè)置6個(gè)重復(fù)，其中3個(gè)重復(fù)用于調(diào)查出苗率，另外3個(gè)重復(fù)用于發(fā)芽后取樣，測(cè)定萌發(fā)過(guò)程中的生理變化。將種子在不同濃度的MT中避光浸泡12 h后，撈出沖洗2～3遍，于25 ℃的暗室中自然風(fēng)干至原始含水量，然后播種在上述花盆中，每個(gè)花盆中種植10粒種子，噴灑等量的水后置于2個(gè)溫度不同的人工氣候培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)。2個(gè)人工氣候培養(yǎng)箱除溫度不一致外，光照周期（光—暗周期12 h—12 h）、光照度（7 600 lx）和相對(duì)濕度（60%）均保持一致。

1.3" 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1" 發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、出苗率及幼苗高度

播種后每天觀察玉米出苗情況，記錄出苗時(shí)間。玉米發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)：胚體膨大生出胚根“露白”為萌動(dòng)，胚根長(zhǎng)度與種子相等為發(fā)芽。出苗標(biāo)準(zhǔn)：初生根長(zhǎng)出3條以上次生根，中胚軸伸長(zhǎng)，胚芽鞘頂出地面，第1張真葉長(zhǎng)出芽鞘，真葉長(zhǎng)2 cm以上［1］。根據(jù)下列公式分別計(jì)算發(fā)芽率和出苗率。在每個(gè)處理出苗后，使用直尺量取幼苗高度，即幼苗出土面至自然狀態(tài)下葉片頂端的高度。

發(fā)芽率=（試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)）×100%；

出苗率=試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)出苗數(shù)量/供試種子數(shù)×100%。

1.3.2" 抗氧化酶活性測(cè)定

待各處理發(fā)芽后（當(dāng)50%的種子出現(xiàn)胚根長(zhǎng)度與種子相等時(shí)），對(duì)其中3個(gè)重復(fù)進(jìn)行破壞性取樣，使用蒸餾水將種子表面的泥土洗凈并低溫（-80 ℃）保存。使用購(gòu)買自南京建成生物工程研究所有限公司的植物過(guò)氧化物酶（POD）、過(guò)氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）試劑盒，按照試劑盒提供的說(shuō)明書(shū)測(cè)定抗氧化酶活性。對(duì)同一樣品使用魏茜雅等的方法［14］測(cè)定過(guò)氧化氫、丙二醛、超氧陰離子自由基含量。

1.3.3" 滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量測(cè)定

選擇“1.3.2”節(jié)中的同一樣品，使用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定可溶性蛋白含量，使用酸性茚三酮法測(cè)定脯氨酸含量，使用蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量［15］。

1.3.4" 激素含量測(cè)定

生長(zhǎng)素（IAA）和赤霉素（GA）在種子萌發(fā)和出苗時(shí)發(fā)揮著重要的作用。使用購(gòu)買自上海酶聯(lián)生物科技有限公司的植物赤霉素（GA）ELISA試劑盒和植物生長(zhǎng)素（IAA）試劑盒，按照試劑盒提供的說(shuō)明書(shū)對(duì)測(cè)量過(guò)抗氧化酶活性和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量樣品的赤霉素含量和生長(zhǎng)素含量進(jìn)行測(cè)定。

1.4" 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，SPSS 25.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行LSD法差異顯著性分析（α=0.05），用Origin 2018對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 不同濃度MT浸種處理對(duì)低溫脅迫下玉米種子萌發(fā)和出苗的影響

由圖1可知，低溫顯著降低玉米種子的發(fā)芽率、出苗率和幼苗高度，并顯著延長(zhǎng)出苗天數(shù)。與T1處理各溫度下的平均值相比，T2處理的發(fā)芽率、出苗率和幼苗高度分別平均降低24.9%、13.2%、29.4%，出苗時(shí)間提前約5 d。不同濃度的MT浸種均可提高發(fā)芽率、出苗率和幼苗高度，并縮短出苗時(shí)間，其中在C3濃度下效果最明顯。在T1處理下，C3處理的發(fā)芽率、出苗率和幼苗高度比其他處理分別提高4.0%～12.0%、3.8%～6.9%、8.1%～25.0%。在T2處理下，C3處理的發(fā)芽率、出苗率和幼苗高度比其他處理分別提高10.0%～20.3%、6.7%～12.1%、13.7%～34.4%。結(jié)果表明，低溫會(huì)減緩種子出苗、降低出苗率，但MT浸種不僅可以改善低溫脅迫對(duì)玉米種子萌發(fā)和出苗的影響，還縮短出苗時(shí)間并提高苗勢(shì)。

2.2" 不同濃度MT浸種處理對(duì)低溫脅迫下玉米種子膜脂過(guò)氧化產(chǎn)物積累的影響

由圖2可知，低溫脅迫增加玉米種子萌發(fā)過(guò)程中的過(guò)氧化氫、丙二醛、超氧陰離子含量。與T1處理各溫度下的平均值相比，T2處理各溫度下種子萌發(fā)過(guò)程中的過(guò)氧化氫、丙二醛、超氧陰離子平均含量分別增加15.6%、22.6%、20.1%。不同濃度的MT浸種均可降低種子萌發(fā)過(guò)程中的過(guò)氧化氫、丙二醛、超氧陰離子含量，其中在C3濃度下效果最明顯。在T1處理下，C3處理種子萌發(fā)過(guò)程中的過(guò)氧化氫、丙二醛、超氧陰離子含量分別比其他處理降低5.1%～16.3%、5.6%～15.1%、8.4%～21.7%。在T2處理下，C3處理種子萌發(fā)過(guò)程中的過(guò)氧化氫、丙二醛、超氧陰離子含量分別比其他處理降低4.5%～13.9%、4.4%～16.6%、4.7%～20.0%。結(jié)果表明，低溫脅迫可增加種子萌發(fā)過(guò)程中的過(guò)氧化產(chǎn)物積累量，導(dǎo)致膜脂過(guò)氧化損傷，但通過(guò)MT浸種可以減輕低溫脅迫造成的膜脂過(guò)氧化損傷，降低過(guò)氧化產(chǎn)物積累量。

2.3" 不同濃度MT浸種處理對(duì)低溫脅迫下玉米種子抗氧化酶活性的影響

由圖3可知，低溫脅迫降低玉米種子萌發(fā)過(guò)程中的超氧化物歧化酶、過(guò)氧化物酶、過(guò)氧化氫酶活性。與T1處理各溫度下的平均值相比，T2處理下種子中的超氧化物歧化酶、過(guò)氧化物酶、過(guò)氧化氫酶活性分別平均降低10.9%、21.2%、23.4%。不同濃度的MT浸種增加2種溫度條件下種子中的超氧化物歧化酶、過(guò)氧化物酶、過(guò)氧化氫酶活性，尤其在C3濃度下作用最明顯。在T1處理下，C3處理種子中的超氧化物歧化酶、過(guò)氧化物酶、過(guò)氧化氫酶活性分別比其他處理增加1.4%～6.2%、3.9%～15.5%、1.4%～23.1%。在T2處理下，C3處理種子中的超氧化物歧化酶、過(guò)氧化物酶、過(guò)氧化氫酶活性分別比其他處理增加3.6%～14.7%、3.9%～13.0%、1.4%～12.0%。結(jié)果表明，低溫脅迫通過(guò)降低抗氧化酶活性，導(dǎo)致膜脂過(guò)氧化損傷，而MT浸種可以提高抗氧化酶活性，緩解低溫脅迫導(dǎo)致的膜脂過(guò)氧化損傷。

2.4" 不同濃度MT浸種處理對(duì)低溫脅迫下玉米種子滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響

由圖4可知，低溫脅迫降低玉米種子萌發(fā)過(guò)程中的可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白含量。與T1處理各溫度下的平均值相比，T2處理下種子中的可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白含量分別平均降低22.5%、15.9%、36.3%。不同濃度的MT浸種均可增加2種溫度條件下種子中的可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白含量，總體上在C3濃度下效果最明顯。在T1處理下，C3處理種子中的可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白含量分別比其他處理增加了5.1%～11.7%、1.7%～5.8%、6.0%～16.7%。在T2處理下，C3處理的可溶性糖和可溶性蛋白含量分別比其他處理增加了9.6%～20.7%和8.8%～27.9%，但脯氨酸含量在C4處理下最高，比其他處理增加了2.1%～13.3%。結(jié)果表明，低溫脅迫可導(dǎo)致種子萌發(fā)過(guò)程中的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量降低，增加細(xì)胞液外滲的風(fēng)險(xiǎn)，而MT浸種可以提高細(xì)胞液中的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量，通過(guò)降低滲透勢(shì)防止細(xì)胞液外滲。

2.5" 不同濃度MT浸種處理對(duì)低溫脅迫下玉米種子內(nèi)源激素含量的影響

由圖5可知，低溫脅迫降低玉米種子萌發(fā)過(guò)程中的生長(zhǎng)素、赤霉素、脫落酸含量。與T1處理各溫度下的平均值相比，T2處理下種子中的生長(zhǎng)素、赤霉素和脫落酸含量分別平均降低17.7%、21.0%、12.9%。在不同濃度的MT浸種后，2種溫度條件下種子中的生長(zhǎng)素、赤霉素、脫落酸含量均增加，尤其在C3濃度下效果最明顯。在T1處理下，C3處理種子中的生長(zhǎng)素、赤霉素、脫落酸含量分別比其他處理增加3.1%～7.1%、2.3%～13.5%、1.5%～6.7%。在T2處理下，C3處理種子中的生長(zhǎng)素、赤霉素、脫落酸含量分別比其他處理增加2.1%～18.3%、1.5%～7.0%、2.4%～19.9%。結(jié)果表明，低溫脅迫可導(dǎo)致種子萌發(fā)過(guò)程中內(nèi)源激素含量的降低，減緩種子萌發(fā)，而MT浸種可以提高種子萌發(fā)過(guò)程中的激素含量，促進(jìn)種子萌發(fā)和出苗。

2.6" 指標(biāo)間的相關(guān)性分析

通過(guò)探究種子萌發(fā)和出苗與自身生理代謝的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，發(fā)芽率、出苗率、幼苗高度、出苗天數(shù)與膜脂過(guò)氧化產(chǎn)物、抗氧化酶活性、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量以及激素含量存在顯著相關(guān)性（圖6）。其中，發(fā)芽率、出苗率、幼苗高度與膜脂過(guò)氧化產(chǎn)物呈顯著負(fù)相關(guān)，與抗氧化酶活性、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量以及激素含量存在顯著正相關(guān)。但出苗天數(shù)與膜脂過(guò)氧化產(chǎn)物呈顯著正相關(guān)，與抗氧化酶活性、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量以及激素含量存在顯著負(fù)相關(guān)。結(jié)果說(shuō)明，調(diào)控種子萌發(fā)和出苗過(guò)程中的抗氧化酶活性、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量以及激素含量對(duì)提高發(fā)芽率、出苗率以及苗勢(shì)具有重要作用。

3" 討論

發(fā)芽率和出苗率是衡量種子出苗情況的重要指標(biāo)，苗期低溫脅迫影響種子正常發(fā)芽、出苗率和出苗質(zhì)量［16］。郭宗凱等通過(guò)研究不同溫度條件下

玉米種子的發(fā)芽情況發(fā)現(xiàn)，發(fā)芽率、出苗率隨溫度的升高而增加，播種溫度越低，出苗率越低［1］。梁曦彤等的研究也表明，播種溫度低于5 ℃時(shí)，春玉米不能出苗，而播種溫度為7～9 ℃時(shí)可以保證89%以上的出苗率［2］。本研究發(fā)現(xiàn)，在6 ℃處理下，未經(jīng)MT處理的（T2C1處理）玉米種子的發(fā)芽率和出苗率較T1C1處理（正常溫度下未經(jīng)MT處理）顯著降低，說(shuō)明低溫脅迫降低種子的發(fā)芽率和出苗率，這與前人的研究結(jié)果基本一致。雖然低溫脅迫能使75.4%的種子出苗，但會(huì)導(dǎo)致出苗后的苗勢(shì)更弱（幼苗高度顯著低于12 ℃處理）。本研究還發(fā)現(xiàn)，MT浸種可提高2種溫度條件下玉米種子的發(fā)芽率和出苗率，尤其在100 μmol/L的濃度處理下作用更明顯，說(shuō)明MT浸種可降低低溫脅迫對(duì)種子萌發(fā)和出苗的負(fù)面影響，這可能是由于MT浸種后可通過(guò)調(diào)控種子內(nèi)部的生理代謝，提高種子在萌發(fā)和出苗過(guò)程中對(duì)低溫傷害的耐受性［12，14］。

前人的研究表明，低溫脅迫導(dǎo)致超氧陰離子含量增加，加速膜脂氧化，使過(guò)氧化產(chǎn)物在細(xì)胞液中積累，進(jìn)一步對(duì)細(xì)胞的正常生理代謝造成不利影響［6，17-19］。本研究發(fā)現(xiàn)，在6 ℃的低溫脅迫下，未經(jīng)MT處理的玉米種子萌發(fā)過(guò)程中的超氧化物歧化酶、過(guò)氧化氫酶、過(guò)氧化物酶活性均降低，減緩了這些酶對(duì)過(guò)氧化產(chǎn)物的清除過(guò)程，導(dǎo)致細(xì)胞液中的過(guò)氧化氫、丙二醛、超氧陰離子大量積累。相關(guān)性分析結(jié)果也表明，在低溫脅迫下這些物質(zhì)的大量積累可能對(duì)種子發(fā)芽率和出苗率以及幼苗高度造成不利的影響。但MT浸種通過(guò)增加種子萌發(fā)過(guò)程中細(xì)胞液中的超氧化物歧化酶、過(guò)氧化氫酶、過(guò)氧化物酶活性，有效地清除了過(guò)氧化產(chǎn)物，使細(xì)胞液中的過(guò)氧化產(chǎn)物含量明顯降低，這與馬旭輝等的研究結(jié)果［20］一致。相關(guān)性分析結(jié)果也表明，增加抗氧化酶活性對(duì)提高發(fā)芽率和出苗率具有顯著的正向影響。本研究還發(fā)現(xiàn)，低溫脅迫不僅降低細(xì)胞液中的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量，還降低生長(zhǎng)素和赤霉素等內(nèi)源生長(zhǎng)激素含量。滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的降低造成細(xì)胞內(nèi)的滲透壓升高，不僅增加了種子萌發(fā)過(guò)程中細(xì)胞液外滲的風(fēng)險(xiǎn)，還降低種子的吸水能力。同時(shí)，內(nèi)源激素含量的降低進(jìn)一步延緩了種子萌發(fā)過(guò)程中胚根的發(fā)育和延伸，不利于種子從土壤中吸收足夠的水分進(jìn)行出苗［14，21］。然而，對(duì)種子進(jìn)行MT浸種后，種子萌發(fā)過(guò)程中的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量和內(nèi)源激素含量顯著提高，而這些物質(zhì)含量的增加對(duì)發(fā)芽率和出苗率具有顯著正向促進(jìn)作用。這表明MT浸種可能通過(guò)激發(fā)種子萌發(fā)過(guò)程中的滲透調(diào)節(jié)和激素調(diào)節(jié)響應(yīng)低溫脅迫，一方面MT浸種可能通過(guò)提高細(xì)胞液中的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量降低滲透勢(shì)，增加種子的吸收和保水能力，另一方面通過(guò)提高種子中的激素含量促進(jìn)胚根突破種皮向下伸展，形成主根和側(cè)根［12，14，22］。這些過(guò)程協(xié)同改善低溫脅迫下玉米種子的發(fā)芽和出苗。

綜上可知，播期溫度過(guò)低對(duì)玉米出苗率和出苗天數(shù)影響較大。因此，在玉米栽培中可通過(guò)適當(dāng)調(diào)整播種期來(lái)協(xié)調(diào)溫度變化，獲得最佳出苗天數(shù)，以達(dá)到提高玉米出苗率、產(chǎn)量的要求。盡管本研究探討了播期低溫脅迫對(duì)玉米種子萌發(fā)、出苗以及生理代謝的影響，但隨著新品種的選育和引進(jìn)，最佳的播種溫度還需要有更多的品種來(lái)綜合確定，進(jìn)而制定北疆不同氣候環(huán)境地區(qū)最適品種種植規(guī)劃，獲得玉米的最佳出苗溫度，為玉米最佳播種溫度及生產(chǎn)提供可靠的理論依據(jù)。

4" 結(jié)論

低溫脅迫加劇玉米種子萌發(fā)和出苗過(guò)程中的細(xì)胞膜脂過(guò)氧化程度，并降低細(xì)胞液中相關(guān)抗氧化酶活性，導(dǎo)致細(xì)胞中的過(guò)氧化產(chǎn)物積累，對(duì)細(xì)胞造成毒害作用。另外，低溫脅迫還降低細(xì)胞液中的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和激素含量，一方面導(dǎo)致種子萌發(fā)出苗過(guò)程中細(xì)胞液滲透壓升高，降低種子吸水和保水能力；另一方面減緩胚根伸長(zhǎng)及主根、側(cè)根分化。褪黑素浸種處理可顯著改善低溫脅迫對(duì)種子造成的不利影響，尤其在濃度為100 μmol/L的浸種處理下，種子通過(guò)提高抗氧化酶活性加速清除過(guò)氧化產(chǎn)物，并通過(guò)增加滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和激素含量促進(jìn)種子吸水萌發(fā)和胚根生長(zhǎng)，提高低溫脅迫下的發(fā)芽率、出苗率和幼苗高度，并縮短出苗時(shí)間。因此，在玉米播種前，建議使用100 μmol/L的褪黑素溶液進(jìn)行浸種處理，該措施可顯著提高種子對(duì)低溫環(huán)境的耐受性，并提高出苗率。

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