大豆多肽对玉米种子萌发及苗期生物效应的影响

任洪雷， 李春霞， 龚士琛， 闫淑琴， 李国良， 扈光辉， 王明泉, 苏 俊

(黑龙江省农业科学院玉米研究所，黑龙江哈尔滨 150086)



大豆多肽对玉米种子萌发及苗期生物效应的影响

任洪雷， 李春霞*， 龚士琛， 闫淑琴， 李国良， 扈光辉， 王明泉, 苏 俊

(黑龙江省农业科学院玉米研究所，黑龙江哈尔滨 150086)

[目的]了解大豆多肽液对玉米种子萌发及苗期生物效应的影响。[方法]利用室内水培和温室盆栽的方法，对不同多肽液浓度浸种处理后玉米种子萌发和幼苗生物效应进行研究。[结果]低浓度多肽液对玉米种子萌发和幼苗生物效应具有促进作用，高浓度具有抑制作用。[结论]大豆多肽液促进玉米种子萌发的理想浓度为0.5 g/L。

大豆多肽；浸种；生物效应

大豆多肽是大豆蛋白经水解后，由3～6个氨基酸组成的低肽混合物，目前已有很多在植物上应用多肽增产、改良品质的报道。多肽不仅有助于植物养分平衡，大幅度提高作物产量，改善作物品质，并能缩短采收期。人们已经在杨梅、桃、李、樱桃、芒果、荔枝、人参等植物上进行了多肽的应用研究[1-5]。在农作物上也有对大豆多肽进行的探索性研究，李贵平[6]用多肽进行叶面喷施小麦试验，2004年处理比对照平均增产7.4%，2005年处理比对照平均增产11.9%。

玉米产量约占我国粮食总产量的30%，它不仅是粮食作物，而且可作为饲料、加工和能源等战略物资。玉米是黑龙江省第一大农作物，玉米种植面积和总产量分别占全省农作物的30%和45%以上。自2006年以来，黑龙江省玉米种植面积和产量已位居全国第1位[7]。目前，关于多肽在玉米上的应用鲜有报道。笔者针对黑龙江早熟区玉米的萌发特点，研究大豆多肽对玉米萌发及苗期生物效应的影响，以期为大豆多肽在玉米上的应用奠定基础。

1　材料与方法

1.1试验时间与地点2015年5～6月室内试验在黑龙江省农业科学院玉米研究所国家玉米改良中心哈尔滨分中心实验室进行，室外盆栽试验在黑龙江省农业科学院玉米研究所试验场进行。

1.2材料大豆多肽粉，由哈尔滨智博威科贸有限公司提供；玉米品种为龙单59，由黑龙江省农业科学院玉米研究所选育。

1.3方法

1.3.1大豆多肽液浓度的设定。配制20 g/L的大豆多肽原液，用蒸馏水分别稀释成1.00、0.50、0.33、0.25和0.20 g/L共5个浓度，4 ℃保存备用，以蒸馏水(CK)为对照，每个处理3次重复。

1.3.2萌发试验。分别取100粒籽粒饱满的玉米种子于250 mL烧杯中，加入各浓度多肽液100 mL，置于25 ℃恒温箱中浸种，12 h后取出。将浸种处理后的种子置于发芽盒中，均匀摆放在滤纸上，加适量灭菌水，上罩同样大小的滤纸，置于25 ℃恒温发芽。发芽期间保持滤纸湿润。分别在0、8、12、24、36、48 h统计发芽种子数(参照GB/T 3543.4—1995)。

1.3.3玻板直立生长试验。用不同浓度多肽液浸种，方法同“1.3.2”。将滤纸剪裁成宽与玻板相同，长为玻板的2倍多(可多出1～2 cm)。在滤纸两边适当高度标好排放种子的位置A、B，对折滤纸，平铺在玻板上，用水浸透滤纸，依次掀开上层及下层滤纸，然后恢复原样以赶出滤纸与玻板间的气泡。用直尺压在A、B点上，掀开上层滤纸，沿直尺压线，将已浸好的种子顺序排在下层滤纸上，然后将上层滤纸盖住种子，并用另一把直尺在种子另一方压一道线后，同时拿掉2把直尺。将排完种子的玻板插入水槽中，每块玻璃板相隔距离2～5 cm，在水槽中加入2 cm深的水层，置于室温下生长，6 d后测定玉米芽鞘长、根长和株鲜重(图1)[8]。

图1　玻璃板直立生长法示意Fig.1　Schematic diagram of erect growth on glass plate

1.3.4室内盆栽试验。首先用不同浓度多肽液浸种，方法同“1.3.2”。取出浸好的种子播种于直径10 cm的培养钵中，每个培养钵装入等量的蛭石和草炭土，每钵5粒种子，3次重复，设蒸馏水处理为对照，第1次浇水以蛭石充分吸饱水分为标准，以后每次定量浇水。白天，27 ℃下培养16 h；黑夜，25 ℃条件下培养8 h。幼苗生长到三叶一心期，测定株高。将植株拔出，用清水将植株根部冲洗干净后用滤纸吸干水分，测量根长、株鲜重、根鲜重。同时将每个处理叶片混合取样5份，参照 Arnon[9]测定叶绿素含量。1.4数据处理数据处理使用Excel 2007和SPSS 18.0软件。

2　结果与分析

2.1大豆多肽对玉米种子萌发的影响在不同浓度大豆多肽液浸种处理后，龙单59发芽率表现差异较大。由图2可知，整体表现为低浓度促进，高浓度抑制；12 h时表现差异最明显，0.50 g/L大豆多肽液可有效提高发芽率，大豆多肽液1.00 g/L时表现为抑制发芽；36 h时各处理无明显差异，各处理均与对照水平相当；48 h后各处理种子发芽率基本达100%，大豆多肽液1.00 g/L时表现为抑制发芽。

2.2直立生长法大豆多肽对玉米生物效应的影响由表1可知，不同浓度多肽液浸种处理后，玉米幼苗期生物量整体表现为低浓度促进作用不明显，高浓度具有抑制作用。具体表现为：0.20 g/L大豆多肽液处理，玉米芽鞘长与对照之间差异不显著，分析认为浓度过低对于玉米芽鞘的生长作用并不明显；0.25、0.33、0.50 g/L大豆多肽液处理与对照之间差异极显著，但是处理之间差异不显著，0.50 g/L芽鞘长均值最大，0.25～0.50 g/L大豆多肽液处理对玉米的芽鞘生长具有促进作用；1.00 g/L大豆多肽液处理表现为抑制作用，并与对照达到了极显著差异。0.20 g/L大豆多肽液处理玉米根长与对照之间差异不显著，低浓度促进效果不明显；0.33、0.50、1.00 g/L大豆多肽液处理与对照差异极显著，最佳处理浓度为0.50 g/L，1.00 g/L大豆多肽液处理表现为抑制作用。0.20 g/L大豆多肽液处理，玉米株鲜重与对照之间差异不显著，表现为低浓度促进效果不明显，0.25、0.33、0.50 g/L大豆多肽液处理与对照之间差异显著，最佳浓度为0.50、1.00 g/L大豆多肽液处理表现为抑制作用，并与对照存在极显著差异。

图2　大豆多肽对玉米种子萌发的影响Fig.2　Effects of soybean peptide on maize seed germination

Table 1Effects of soybean peptide on biological effects maize seedling under aquaculture condition

大豆多肽浓度Concentrationofsoybeanpeptideg/L芽鞘长Lengthofcoleophyllumcm根长Rootlengthcm株鲜重Freshweightperplantg04.933bB7.700cBC4.967cBC0.204.867bB7.633cC4.933cBC0.255.633aA8.033bcBC5.400bAB0.335.700aA8.300bAB5.700abA0.505.983aA8.833aA5.967aA1.004.167cC6.867dD4.417dC

注：同列数据后不同小写字母表示0.05水平下差异显著，不同大写字母表示0.01水平下差异显著。

Note：Different lowercases in the same tow indicated significant differences at 0.05 level; Different capital letters indicated significant differences at 0.01 level.

2.3盆栽条件下大豆多肽对玉米幼苗生物效应的影响由表2可知，不同浓度多肽液浸种处理后，在温室盆栽条件下，对玉米幼苗期的生物效应整体表现为低浓度促进作用不明显，高浓度具有抑制作用。0.20 g/L大豆多肽液处理玉米株高、根长、株鲜重、根鲜重与对照之间差异不显著，浓度过低对于玉米生长作用影响并不明显，0.50 g/L大豆多肽液对玉米株高、根长、株鲜重、根鲜重均表现为较好的促进作用。1.00 g/L大豆多肽液处理对株高、根长、株鲜重、根鲜重均表现为抑制作用，其中株高与对照差异达到了显著水平，根长、株鲜重、根鲜重与对照差异不显著。不同浓度大豆多肽液处理，玉米叶绿素含量表现为高浓度抑制，低浓度促进作用，并且各处理浓度(除1.00 g/L)与对照相比均表现为显著差异，分析认为在一定浓度范围内多肽液促进玉米幼苗的N素吸收和光合作用。

表2　盆栽条件下大豆多肽对玉米幼苗生物效应的影响

注：同列数据后不同小写字母表示0.05水平下差异显著，不同大写字母表示0.01水平下差异显著。

Note：Different lowercases in the same tow indicated significant differences at 0.05 level; Different capital letters indicated significant differences at 0.01 level.

3　结论与讨论

近年来，多肽研究多集中在人体医学中，在农业领域的应用才刚刚起步，主要研究成果为多肽能促进作物对氮、磷和钾的吸收利用，改善作物的品质、促进开花、提高产量，其中在果树中的应用较多，基本为喷施多肽液；在粮食作物中的应用研究很少，并且基本为产量、生物量等表型性状研究，其作用机理有待于进一步深入研究。

该研究应用不同浓度大豆多肽液浸种处理玉米种子，并在室内水培和温室盆栽条件下，分析玉米种子的萌发和幼苗生物效应，结果表明：低浓度大豆多肽液对玉米种子萌发具有促进作用，其中0.50 g/L处理表现最好，1.00 g/L大豆多肽液对玉米种子萌发具有抑制作用；不同浓度大豆多肽液浸种后，在水培条件下，低浓度对玉米芽鞘长、根长、株鲜重均表现为促进作用，其中0.50 g/L处理效果最好，与对照相比达极显著差异，1.00 g/L多肽液对玉米种子幼苗生物效应具有抑制作用；温室盆栽试验趋势与水培条件基本相同，表现为低浓度促进玉米生物效应，其中0.50 g/L处理表现最佳，与对照相比差异达显著水平。大豆多肽液对幼苗期叶绿素含量影响较大，各处理与对照相比均达极显著差异，其中0.50 g/L促进作用最大，1.00 g/L表现为抑制作用。

大豆多肽液在低浓度时促进玉米种子发芽，在高浓度时抑制玉米种子发芽，较为理想的浓度为0.50 g/L，最适浓度还需进一步探讨，大豆多肽液对不同玉米品种的发芽促进作用可能也不同，应针对具体品种，增加大豆多肽液的浓度梯度，综合考虑试验因素，找到最佳阈值。

[1] 严得胜,陈道茂,李方许,等.绿丰源在杨梅等四种果树上试验的效果[J].浙江柑橘,2004,21(2)：35-36.

[2] 周兆禧,杜中军,陈业渊,等.多肽处理对芒果钙素营养吸收的影响研究[J].广东农业科学, 2009(2):21-22.

[3] 杜邦,周兆禧,李贵利,等.多肽在凯特芒果上的应用效果[J].热带作物学报,2009,30(11):1608-1611.

[4] 李松刚,陈业渊,杜中军,等.多肽对荔枝成花、果实发育、产量和果实品质的影响[J].热带作物学报,2010(4):567-571.

[5] 门敬菊,王振月,康毅华,等.大豆多肽对西洋参生物生长量与人参皂苷Rb1含量的影响[J].中国林副特产,2005(6):3-6.

[6] 李贵平.小麦应用绿丰源植物养分吸收促进剂效果[J].现代化农业,2006(3) ：12.

[7] 苏俊,闫淑琴.黑龙江省玉米生产技术发展回顾与展望[J].黑龙江农业科学,2011(11):122-126.

[8] 陶波，滕春红，栾凤侠.种子发芽测试仪:201797718U[P].2011-04-20.

[9] ARNON D I.Copper enzymes in isolated chloroplasts：Polyphenoloxidase inBetavulgaris[J].Plant physiology, 1949, 24：1-15.

Effects of Soybean Peptide on Maize Seed Germination and Biological Effects at Seedling Stage

REN Hong-lei, LI Chun-xia*, GONG Shi-chen et al

(Institute of Maize, Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences, Harbin, Heilongjiang 150086)

[Objective] To find the effects of soybean peptide liquid on maize seed germination and biological effects at seedling stage.[Method] Indoor aquaculture and greenhouse potting were used to research the maize seed germination and biological effects at seedling stage after soaking treatment of peptide liquid.[Result] Peptide liquid at low concentration promoted the maize seed germination and biological effects at seedling stage; while high concentration showed inhibitory effect.[Conclusion] The 0.5 g/L soybean peptide liquid is the ideal concentration to promote maize seed germination.

Soybean peptide; Seed soaking; Biological effect

黑龙江省农业科技创新工程项目(QN030)。

任洪雷(1982- )，男，黑龙江肇源人，助理研究员，博士，从事玉米遗传育种研究。*通讯作者，研究员，从事玉米遗传育种研究。

2016-06-03

S 513

A

0517-6611(2016)21-061-03