聚乙二醇（PEG）溶液浸种对烟草种子发芽整齐度的影响研究

彭耀东，徐庆凯，钟玉德，肖先仪，张清莉，刘松，陈学平*

（1.江西省烟草公司烟叶处，江西南昌330000；2.江西省赣州市烟草公司，江西赣州341000；3.中国科学技术大学烟草与健康研究中心，安徽合肥230052）

种业纵横

聚乙二醇（PEG）溶液浸种对烟草种子发芽整齐度的影响研究

彭耀东1，徐庆凯1，钟玉德1，肖先仪2，张清莉3，刘松3，陈学平3*

（1.江西省烟草公司烟叶处，江西南昌330000；2.江西省赣州市烟草公司，江西赣州341000；3.中国科学技术大学烟草与健康研究中心，安徽合肥230052）

[目的]研究不同浓度聚乙二醇（PEG）对不同品种烟草种子发芽整齐度的影响，获得最大的发芽整齐度。[方法]利用不同浓度的PEG溶液对几个烟草品种种子进行处理，以调查该物质对烟草种子萌发性的影响。[结果]结果表明，PEG对烟草种子萌发率无明显效应，对萌发集中性有促进作用；不同品种对不同PEG溶液浓度和不同浸种时间的反应不一致，这可能与品种的遗传特性有关。[结论]该研究结果对于培育整齐一致的烟苗具有一定的参考价值。

聚乙二醇;种子萌发特性;烟草品种

优良的烟草种子是烟草品质的重要保证。有研究表明，萌发迟几天的烟草种子培育的烟苗，在苗期、大田生长期一直滞后，甚至调制后的烟叶质量也受到影响[1]。近代研究表明，某些种子在一定浓度的聚乙二醇（PEG）溶液中只发生吸胀作用，当种子移入清水后，胚根能迅速生长，即缩短了吸水的第2阶段加速萌发。PEG是一种惰性物质，将PEG粉末配成一定浓度的溶液可以调节其渗透压，使渗透压处于一定高度，当种子处于这一浓度时，细胞内的生理生化反应受到“引动”或“强化”作用，种子赢得足够的时间来修补膜系统，促进细胞膜、细胞器和DNA的修复以及酶的活化，促进种子有关抗胁迫基因的表达[2]。于是由于PEG所造成的渗透压调节水分的进出，使种子未能萌发，而加速萌发前的准备，一旦种子进入萌发状态，萌发即加速。1973年Heydecker首次利用PEG处理蔬菜种子，取得了出苗整齐的良好效果。华智锐等[3]的研究表明，PEG处理对黄苓种子的萌发有一定的延缓作用。张燕等[4-5]研究了PEG对烟草种子活力的影响，没有涉及烟草种子的萌发整齐度，且没有研究PEG对烟草种子不同品种影响的差异。恰当的PEG溶液浓度和恰当的“引动”或“强化”时间对种子的萌发至关重要，它将提高种子萌发前的准备水平，使其趋于一致。但是，具体多高的浓度、多长的浸种时间最好，能最大限度地提高烟草种子的发芽整齐度目前尚无定论。该研究正是立足于这一点，研究不同浓度PEG对不同品种烟草种子发芽整齐度的影响，力求探索出一种有效而简便的浸种法，以期获得最大的发芽整齐度。

1 材料与方法

1.1 材料

该试验所选用的4个品种的烟草种子分别为：烤烟NC89崐和红花大金元，香料烟泰国沙姆逊和晒黄烟歙县大叶（以下简称NC89、红大、泰沙和歙大），这4个品种中的前3个为当前大田推广品种，有较好的品质；所用的PEG溶液为分子量6000 Da的PEG粉剂配制而成。另外一些必需的试验材料还有培养皿、光照培养箱和琼脂等。

1.2 方法

将NC89、红大、泰沙和歙大4个品种的烟草种子同时浸于浓度为0、10%、20%和30%的PEG溶液中；12 h后，于4个浓度的浸种液中分别取出少量的4个品种的烟草种子，整齐排列于装有8%琼脂培养基的培养皿中，然后将培养皿移入光照培养箱中并调节箱内温度至27℃；再过12 h即24 h后，再次于各浓度浸种液中取出少量的4个品种第2批烟种，整齐排列于装有8%琼脂培养基的培养皿中，然后将培养皿也移入光照培养箱中，27℃温度培养；36 h后与取出第2批种子一样取出第3批烟种，并用同种方法处理。48 h后，开始计取种子的萌发数，并由此开始，每隔12 h观察记录1次，当种皮被胚根突破而“露嘴”，则认为此种子萌发。

笔者用计算同步指数的方法来评价PEG溶液浸种后烟草种子发芽整齐度受影响的实际情况。同步指数是指萌发数最多的24 h内萌发的种子数量占总发芽数的百分数。

2 结果与分析

2.1 浸种时间对烟草种子萌发的影响

对烟草种子以不同浓度的PEG浸种不同的时间后，让其在光照培养箱中萌发观察，结果发现，大部分品种在短时浸种后就有了相当多的发芽数，但总体发芽数较为分散（表1）。无论浸种液浓度的高低，浸种时间越短，种子萌动得越早，或早萌发的种子越多；浸种时间越长，种子萌动得越迟，或后期萌发的种子数越多。4个品种的烟草种子无一例外的都属于这种情况。

2.2 不同PEG溶液浓度对烟草种子萌发数分布的影响

与浸种时间对烟草种子的萌发影响有相似之处，PEG浸种液浓度对种子的萌动时间也有很大的影响，而且不难看出，PEG浸种液的浓度越低，越能促进种子的早期萌发（表2）。以NC89浸种12h为例，当PEG浸种液浓度由0向30%递增时，48h的萌发数由46、44、28至0这一方向递减；但在60 h时，与48 h时相比，净增种子萌发数为39、44、56、73，呈上升趋势；在高浓度的PEG浸种液中浸过的种子，其后期萌芽率则比低浓度PEG溶液处理过的种子高。

2.3 各处理对烟草种子萌发率及同步指数的影响

2.3.1 各处理对烟草种子萌发率的影响。与对照相比，PEG溶液浸种对总发芽率无明显促进作用，反而有的处理却使萌发率明显降低。由表1可知，NC89在30%的PEG浸种液中浸种24 h就比在清水中浸种24h的总发芽率要低28个百分点；另外，红大20% PEG溶液浸种24 h和泰沙30%PEG溶液浸种36 h总发芽率分别为84%和88%，与对照的96%和98%相比，低了12和10个百分点。

2.3.2 各处理对萌发同步指数的影响。4个处理在各个处理条件下，种子萌发的同步指数具有较大的变异性，变幅为34.69%～98.96%，其中大于80%的有34个，占70.83%；大于90%的有23个，占47.92%；大于95%的有7个，占14.58%。各品种对不同处理的反应如下。

由图1a可知，烤烟NC89在PEG溶液浓度较低的情况下（0、10%），随着浸种时间的延长，同步指数也逐渐提高；而在2种较高浓度下，则有些复杂，浓度为20%时，浸种24 h同步指数较高，浸种36 h次之，而只浸12 h时其同步性不好，仅64.52%；当PEG溶液浓度为30%时，浸种12 h同步性最好，其次是浸36 h和浸24 h。

由图1b可知，红大在PEG溶液浓度较低（0、10%）时，浸种24 h的处理同步性最好，高浓度（20%、

30%）下，36 h浸种则似乎更好，且当PEG溶液浓度为30%时，无论浸种时间的长短，其同步性都很不错。

表1 不同浓度的PEG溶液浸种后烟草种子萌发数的动态分布、同步指数和萌发率

由图1c可知，对香料烟种子泰沙而言，在0、 10%、20%的PEG浸种液浓度下选择24 h浸种都是最好的，此时的同步指数较高，都在95%左右；PEG浸种液浓度为30%时，浸种36 h达到极高的同步性，同步指数几近99%，但只是总发芽率相对较低，不足90%。

表2 不同浓度和浸种时间对萌发的2个阶段时间长短的影响

由图1d可知，歙大与泰沙相似，在0、10%、20%的PEG溶液浓度下浸种24 h都能达到约95%的较高的同步指数值，不同的是，用20%的浸种液处理歙大时，12、24、36 h 3个时间浸种，其萌发皆具一致、高度的同步性。30%PEG溶液处理时，指数数值也近99%，且总发芽率超过99%。

图1 不同浓度PEG溶液对不同品种烟草种子在不同浸种时间下萌发度的影响

3 结论与讨论

3.1 PEG溶液影响烟草种子萌发的可能原因分析

PEG溶液是通过浓度调节渗透压而起作用的。用PEG溶液浸种只能使种子进行萌发的第1阶段，即吸水膨胀阶段。这一阶段是物理过程，吸水量一般小于30%，而历时8～12 h。种子移入培养皿后转入萌发的第2阶段，即物质转化阶段而呼吸代谢。PEG处理能明显降低种子的吸水速度，并随着PEG浓度的增大，这种效果更加明显[6-8]。则不同浓度的PEG溶液除直接调控渗透压外，还通过对渗透压的调控间接调控了吸水膨胀阶段的时间，从而对整个种子发芽情况产生干涉：低浓度PEG溶液使所浸种子比高浓度PEG溶液所浸的种子早一步完成吸水膨胀阶段，当将种子同时移入培养皿后，则完成第1阶段的种子将立即呼吸代谢进入第2阶段，而未在PEG溶液中完成吸水膨胀阶段的种子应该在培养皿中继续第1阶段，从而使萌发延后。

3.2 利用PEG溶液促进烟草种子集中萌发的应用性探讨

PEG可使烟草种子萌发性更为集中，有利于育成整齐一致的壮苗，但是，对于不同的品种，浸种时间和浓度有所差异，在具体应用时需要做好相应的试验研究[9]。

由于该试验只是一个初步试验，在有关机理和投入产出方面尚有许多工作有待进一步研究。

[1]T C TSO.Production，physiology，and biochemistry of tobacco plant（IDEALS）[M].USA，Beltsville，Maryland，1990：53-54.

[2]WARD F H，POWEU A.Evidence for repair process in onion seeds during storage at high seed moisture contents[J].Seed Sci and Technol，1983，2，34-277.

[3]华智锐，李小玲.PEG处理对商洛黄苓种子萌发和幼苗生长的影响[J].种子，2011，30（1）：102-104.

[4]张燕，李天飞，方力.PEG处理对烟草种子活力及幼苗抗冷性的影响[J].中国烟草学报，2002，8（3）：30-34.

[5]张燕，方力，吴业池.PEG处理提高烟草种子活力的效益[J].种子，2003（6）：26-29.

[6]郑淮兵，董丽，郑彩霞.低温和PEG“渗控”预处理促进石楠种子萌发的研究[J].林业科学，2005，41（3）：54-57.

[7]吕小红，傅家瑞.聚乙二醇渗调处理提高花生种子活力和抗寒性[J].中山大学学报：自然科学版，1990，29（1）：63-67.

[8]郑光华，顾增辉，徐本美.瓜尔豆种子发芽生理的研究[J].植物生理学报，1980，6（2）：115-125.

[9]陈学平，张海霞，郭家明.不同烟草品种种子萌发特性研究[J].烟草科技，2001（3）：37-39.

（责任编辑 张杨林）

Study on Effects of PEG on Germinating Uniformity of Tobacco Seeds

PENG Yao-donget al.(Department of Tobacco Leaf,Jiangxi Tobacco Company,Nanchang,Jiangxi 330000)

[Objective]The aim was to explore effects of PEG on germinating uniformity of tobacco seeds, for gettingthe most germinating. [Method] Seeds of several tobacco breeds were treated by PEG at different concentrations toinvestigate the effects on germinating. [Result] The results showed that the PEG had no significant effects on theseed germination rate, but it promoted the concentration of seeds germination. The inconformity of each breedresponding the PEG with different concentration might be explained with different genetic characteristics.[Conclusion]The results had a certain reference value for cultivating the seeds came out evenly.

PEG;Seed germination;Tobacco breeds

S572

A

2095-0896（2014）02-001-04

彭耀东（1976-），男，江西萍乡人，农艺师，硕士，从事烟叶生产管理、技术推广及相关技术研究开发工作，E-mail：35696288@qq.com。*通讯作者，教授，博士，从事植物遗传育种与生物技术研究，E-mail：chenxp08@ustc.edu.cn。

2014-01-14