不同引发回干处理对糯玉米种子萌发的影响

刘　勇，陈　云

（文山学院 环境与资源学院，云南 文山 663099）

不同引发回干处理对糯玉米种子萌发的影响

刘勇，陈云

（文山学院 环境与资源学院，云南 文山 663099）

为研究引发回干处理对糯玉米种子萌发的影响，分别用不同浓度的NaCl溶液、KNO3溶液、H2O2、PEG处理中糯二号玉米种子，放置于25 ℃的恒温培养箱内进行萌发实验。测定计算糯玉米种子的发芽率、发芽势以及萌发阶段可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛（MDA）和过氧化氢酶（CAT）的含量。结果显示，经0.50%NaCl和0.75%H2O2引发回干处理的糯玉米种子发芽率比较高；经15%PEG引发回干处理的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、过氧化氢酶活性相对其他处理比较高；经引发回干处理的中糯二号玉米与水引发的相比，丙二醛的含量略有下降。结果表明，对种子进行引发回干处理能在一定程度上提高种子的萌发率，影响种子内的某些生理物质的含量。

糯玉米；种子；萌发；引发回干

种子引发（seed priming）技术是基于种子萌发的生物学机制提出的，在控制条件下使种子缓慢吸水至一定水平，为萌发提前进行生理准备的一种播前种子处理技术[1]。在引发过程中，种子内部的生理生化活动会发生变化，从而使种子的质量和生活力提高，保证健康出苗，为作物的高产、稳产打下良好的基础。依据介质不同，种子引发一般可分为液体引发、固体基质引发、生物引发、滚筒引发等。其中，液体引发是以溶质作为引发介质，利用溶质控制水分与种子之间的渗透压，使种子缓慢吸水、健康萌发的引发方法，较为常见的是有机物引发和无机盐引发两种方式。

鲜食糯玉米“中糯二号”是中国农科院作物所经杂交配组选育而成的白色糯质玉米单交种，具有早熟、高产、多抗、品质优，商品性好等特点[2]，在文山地区深受广大人民群众的喜爱，是文山地区选择种植面积最广的糯玉米品种。文山州地处云贵高原东南部，大部分地区干凉和雨热同季，年温差小，但日温差大，不利于糯玉米种子的高效萌发和长时期储藏。种子的贮藏稳定性及活力降低会影响田间出苗和成苗，给农业生产带来影响。目前，国内外对引发回干处理在蔬菜和其它粮食作物种子的萌发研究较多[3-7]，而针对糯玉米种子引发处理的萌发生理研究却甚少。因此，本研究主要以中糯二号为材料，通过引发回干处理，分析研究种子的发芽特性和生理物质变化的情况，希望为糯玉米的快速萌发研究及制定中糯二号种子引发技术规程提供参考依据。

1　材料与方法

1.1实验材料

中糯二号玉米种子购于文山金地种业，产于甘肃省酒泉市佳农种业有限责任公司。

试剂：聚乙二醇（PEG），NaCl，KNO3，考马斯亮蓝G-250，蒽酮，30%过氧化氢（H2O2），硫代巴比妥酸，乙酸乙酯，三氯乙酸，磷酸氢二钠，磷酸二氢钠等，所有试剂均为分析纯。

仪器：恒温培养箱（gskp-01，湖北省黄石市恒丰医疗器械有限公司）、高速离心机（GT10-1型，北京时代北利离心机有限公司）、紫外分光光度计（岛津UV-2550，许昌中谱科技有限公司）、可见光分光光度计（721型，上海菁华科技仪器有限公司）、电热恒温水浴锅（HH-S2S，金坛市大地自动化仪器厂）、电子天平（SPS402F，北京赛多斯科学仪器有限公司）等。

1.2实验方法

1.2.1消毒处理

取中糯二号糯玉米种子若干粒，用蒸馏水漂洗，弃去漂浮干瘪的种子，用吸水纸充分吸干种子表面的水分，选取颗粒大小均匀且饱满的种子，用75%的乙醇消毒10 min，再用无菌蒸馏水冲洗干净，待引发回干处理。

1.2.2引发回干处理

选取消毒预处理的种子置于事先清洗干净的培养皿中，每皿放入50粒种子，并用电子天平称量每皿种子的重量，且记录下来，每皿分别倒入各引发液20 mL，浓度设置如表1所示，在自然条件下引发24 h。将引发后的中糯二号玉米种子在室内自然条件下风干至原含水量，无菌蒸馏水冲洗种子表面的残余试剂。在清洗干净的培养皿中垫3层滤纸，将冲洗干净的种子等间距放入事先准备好的培养皿中，之后将准备好的发芽试验种子放入恒温培养箱内进行发芽试验，发芽试验期间，适时向培养皿中补充无菌蒸馏水。以水引发的糯玉米种子作为对照。设2个重复。

表1　各引发液的浓度处理水平

1.2.3发芽指标与生理指标的测定

发芽试验期间，每天记录发芽的种子数，于试验第4天测定其发芽势，第7天测定其发芽率。当催芽萌发实验完成后，分别对在不同引发液的不同浓度下萌发的糯玉米种子进行种子萌发生理特性指标的测定[8]。可溶性糖含量的测定采用蒽酮比色法；可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝法；丙二醛（MDA）含量测定采用硫代巴比妥酸（TBA）法；过氧化氢酶（CAT）采用紫外吸收法。

1.3数据分析

采用EXCEL软件，SPSS19.0对实验数据进行统计分析。

2　结果与分析

2.1不同引发回干处理对糯玉米萌发特性的影响

从表2可以看出，糯玉米种子经5种引发液引发回干处理后，当以NaCl溶液作为引发液时，在0.50%浓度引发下，发芽势和发芽率最高，0.75%浓度引发下，发芽势最低，并且在浓度为0.50%～1.25%期间，随着浓度的升高，发芽率显著降低；当以KNO3溶液引发时，在0.25%浓度引发下，发芽率最高，1.25 %浓度下最低，并且随着浓度的升高，发芽势和发芽率均呈现下降的趋势；当以H2O2引发时，在0.75%浓度引发下，发芽率最高，0.25 %浓度下最低，浓度在0.25%～0.75%期间，随着浓度升高，发芽率呈现上升趋势，当浓度为1.25%时有出现上升的趋势；在以PEG引发时，在15%浓度下，发芽率最高，在5 %浓度下，发芽率最低。与对照相比，4个实验组中以0.5%NaCl和0.75%H2O2的引发效果最好，发芽率最高。

表2　不同引发液不同浓度引发回干处理对中糯二号玉米种子发芽特性的影响

2.2不同引发回干处理后对糯玉米种子各生理指标的影响

2.2.1不同引发回干处理对糯玉米种子可溶性糖含量的影响

由表3可知，不同引发液引发回干处理对中糯二号玉米种子可溶性糖含量的方差分析中，F=1837.44，P=0.000＜0.01，所以，引发回干处理对中糯二号玉米的可溶性糖含量的影响在不同引发液处理下存在极显著差异。

表3　不同引发液引发回干处理对中糯二号玉米种子可溶性糖含量的方差分析表

从图1我们可以清楚看出，当引发液为NaCl时，在浓度为0.50%～1.25%期间，随着引发液浓度的升高，可溶性糖的含量逐渐减少，其中，当处理浓度为0.50%时，可溶性糖含量最高，浓度为1.25%时，可溶性糖含量最低；当引发液为KNO3时，可溶性糖的含量随着浓度的升高而逐渐减少，以浓度为0.25%时可溶性糖的含量最高，浓度为1.25%时，可溶性糖的含量最低；当引发液为H2O2时，在处理浓度为0.25%～0.75%期间，可溶性糖含量随着浓度的升高而逐渐增加，在处理浓度为0.75%～1.25%期间，随着处理浓度的升高，可溶性糖含量呈现下降趋势，其中，处理浓度为0.75%时可溶性糖的含量最高，处理浓度为1.25%时，可溶性糖含量最低；当引发液为PEG时，在处理浓度5%～15%期间，可溶性糖含量随着处理浓度的升高而逐渐增加，处理浓度在15%～25%期间，随浓度的升高，可溶性糖含量逐渐减少。4个实验组与对照相比，可溶性糖含量均比对照的高，其中以1.25%NaCl引发回干处理时，可溶性糖的含量与对照差异较小，在15%PEG引发回干处理下，可溶性糖的含量最高。

图1　不同引发回干处理对中糯二号糯玉米种子可溶性糖含量的影响

2.2.2不同引发回干处理对糯玉米种子可溶性蛋白含量的影响

从表4可知，不同引发液引发回干处理对中糯二号玉米种子可溶性蛋白含量的方差分析中，F=162631.852，P=0.000 < 0.01，所以，引发回干处理对中糯二号玉米的可溶性蛋白含量的影响在不同引发液处理下存在极显著差异。

表4　不同引发液引发回干处理对中糯二号玉米种子可溶性蛋白含量的方差分析表

从图2我们可以看出，当引发液为NaCl时，在浓度0.50%～1.25%期间，可溶性蛋白的含量随着引发液的浓度升高而减少，其中浓度为0.50%时，可溶性蛋白含量最高，浓度为1.25%时，可溶性蛋白含量最低；当引发液为KNO3时，可溶性蛋白含量随着引发液浓度的升高而降低，其中浓度为0.25%时，可溶性蛋白含量最高，浓度为1.25%时，可溶性蛋白的含量最低；当引发液为H2O2时，在浓度0.25%～0.75%期间，可溶性蛋白含量随着引发液浓度升高而增加，在浓度0.75%～1.25%期间，可溶性蛋白含量随着引发液浓度的升高而减少，其中以浓度为0.75%时，可溶性蛋白含量最高，浓度为0.25%时，含量最低；当引发液为PEG时，在浓度5%～15%期间，随着引发液浓度的升高，可溶性蛋白含量逐渐增加，在浓度15%～25%期间，随浓度的升高，可溶性蛋白含量呈现下降趋势，浓度为15%时，可溶性蛋白含量呈下降趋势。以0.25%、0.75%NaCl，1.00%、1.25%KNO3引发处理的较对照而言，可溶性蛋白含量无明显差异。在所有处理中，以15%PEG引发回干处理的，可溶性蛋白含量最高，以1.25%NaCl引发回干处理的，可溶性蛋白的含量最低。

图2　不同引发回干处理对中糯二号玉米种子可溶性蛋白含量的影响

2.2.3不同引发回干处理对糯玉米种子丙二醛含量的影响

从表5可知，不同引发液引发回干处理对中糯二号玉米种子丙二醛的方差分析中，F=160.116，P=0.000 < 0.01，所以，引发回干处理对中糯二号玉米的丙二醛含量的影响在不同引发液处理下存在极显著差异。

表5　不同引发液引发回干处理对中糯二号玉米种子丙二醛含量的方差分析表

从图3我们可以看出，当引发液为NaCl时，在浓度0.25%～0.75%期间，丙二醛的含量随引发液浓度的升高而逐渐增加，在浓度0.75%～1.25%期间，丙二醛含量随浓度升高而减少，其中浓度为0.75%时，丙二醛含量最高，浓度为0.25%时，丙二醛含量最低；当引发液为KNO3时，丙二醛的含量随着浓度的升高而逐渐减少，浓度为0.25%时，丙二醛含量最高，浓度为1.25%时，丙二醛含量最低；当引发液为H2O2时，在浓度为0.25%～0.75%期间，丙二醛含量随浓度的升高而逐渐增加，在浓度为0.75%～1.25%期间，丙二醛含量随浓度升高而减少，其中，丙二醛含量在浓度为0.75%时，含量最高，在浓度1.25%时，含量最低；当引发液为PEG时，在浓度5%～15%期间，丙二醛含量随浓度升高而增加，在浓度15%～25%期间，随浓度升高而减少，浓度为15%时，丙二醛含量最高，浓度为5%时，含量最低。处理实验组与对照相比，丙二醛的含量显著减少，其中以0.25%NaCl引发处理的丙二醛含量最低。

图3　不同引发回干处理对中糯二号糯玉米种子丙二醛含量的影响

2.2.4不同引发回干处理对糯玉米种子过氧化氢酶活性的影响

从表6可知，不同引发液引发回干处理对中糯二号玉米种子过氧化氢酶活性的方差分析中，F=11.138，P=0.000＜0.01，所以，引发回干处理对中糯二号玉米的过氧化氢酶活性的影响在不同引发液处理下存在极显著差异。

表6　不同引发液引发回干处理对中糯二号玉米过氧化氢酶活性的方差分析表

从图4我们可以看出，当引发液为NaCl时，在浓度0.25%～0.75%期间，过氧化氢酶的活性随着引发液浓度的升高而加强，在浓度0.75%～1.25%期间，过氧化氢酶活性随浓度的升高而减弱，其中浓度为0.75%时，过氧化氢酶的活性最强，浓度为0.25%时，活性最弱；当引发液为KNO3时，过氧化氢酶活性随着引发液浓度的升高而逐渐减弱，其中浓度为0.25%时过氧化氢酶活性最强，浓度为1.25%活性最弱；当引发液为H2O2时，在浓度为0.25%～0.75%期间，过氧化氢酶活性随浓度的升高而逐渐增加，在浓度为0.75%～1.25%期间，过氧化氢酶活性随浓度升高而减弱，其中，过氧化氢酶活性在H2O2浓度为0.75%时最高；当引发液为PEG时，在浓度5%～15%期间，过氧化氢酶的活性随浓度的升高而增强，在浓度为25%时又出现增强的情况，其中，浓度为15%时，过氧化氢酶活性最强，浓度为20%时，活性最弱。与对照相比，在0.25%NaCl、1.25%KNO3引发处理下，过氧化氢酶活性差异不大，以15 %PEG引发回干处理的种子过氧化氢酶活性最强。

图4　不同引发回干处理对中糯二号糯玉米种子过氧化氢酶活性的影响

3　结论与讨论

3.1结论

通过引发回干处理对中糯二号玉米种子萌发特性的影响分析表明，中糯二号玉米种子在不同引发液不同浓度处理下，发芽指标都出现了不同影响。实验组与对照组相比，除5%、10%、20%、25% PEG组引发回干处理外，其他组的萌发率均较高。其中在浓度为0.50%NaCl和0.75%H2O2引发回干处理下，中糯二号玉米的萌发状况最好。

通过引发回干处理后对糯玉米各生理指标的影响的分析表明，对中糯二号玉米种子进行引发回干处理后，中糯二号玉米种子的可溶性糖含量，可溶性蛋白含量都有所增加，过氧化氢酶的活性也得到加强，其中在浓度为15%PEG引发回干处理下，可溶性糖含量，可溶性蛋白含量最高，过氧化氢酶的活性最强，经试剂引发回干处理后，种子内丙二醛的含量也显著减少，其中以0.25%NaCl引发回干处理的，丙二醛的含量最少。分析表明，通过引发回干能够有效提高中糯二号玉米种子的萌发效率和影响其萌发期间生理活性物质的积累。

3.2讨论

引发回干处理有利于中糯二号玉米可溶性糖与可溶性蛋白的积累，经15%PEG引发溶液引发回干处理后，中糯二号玉米种子在抵御环境的变化、参与细胞自身的修复、维持细胞渗透调节功能的稳定、提升种子的耐受性等方面响应最佳，这可能是由于PEG以渗透调节的方式引发种子时，水溶性的高分子有机化合物也创造了较好水分胁迫条件，诱导某些胁迫蛋白合成，这些蛋白质能辅助和促进淀粉的酶促降解，产生可溶性糖，保持了细胞与环境之间渗透平衡，防止植物体内水分散失，并保持种子内部蛋白质的稳定性。

丙二醛（MDA）含量的测定与过氧化氢酶活性的测定结果表明，引发回干处理可以有效地降低丙二醛的含量，提升过氧化氢酶的活性。经15 %PEG引发回干处理后中糯二号玉米种子对抵御膜脂过氧化作用、修复膜系统损伤、保持细胞结构的完整性、维持种子活力的响应较佳，这可能是由于高分子有机物通过渗透调节产生的吸胀作用的程度要高于无机盐，而膜脂的过氧化程度与种子含水量成正相关关系，种子含水量超过某一临界值时，膜的自身修复过程会受到一定程度的阻碍。

综上所述，中糯二号玉米种子经化学试剂引发回干处理后，能够有效的增加可溶性蛋白，可溶性糖的含量，使过氧化氢酶的活性升高，有效地抵御了膜脂过氧化作用，清除有毒物质，保持了种子活力，为种子萌发创造了良好条件，发芽能力得以显著提高。

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The Infl uence of Different Triggering Dehydration Treatment on the Corn Seed Germination

LIU Yong, CHEN Yun
(School of Environment and Resources, Wenshan University, Wenshan Yunnan 663099, China)

To study the effect of priming and drying treatment on corn seed germination, number 2 waxy corn seeds are treated with NaCl solution KNO3solution, H2O2and PEG of different concentrations, respectively and are placed in constant temperature incubator to germinate. Germination rate, germination potential and the content of soluble sugar, soluble protein, malondialdehyde (MDA) and catalase (CAT) in physiology stage are measured. The results show that the 0.50% NaCl and 0.75% H2O2lead to relatively high germination rate and the seeds treated with15% PEG contains higher content of soluble sugar, soluble protein, catalase activity compared with other treatment. Compared with the seeds treated with water dehydration, the seeds treated with triggering dehydration contain less MDA, which shows dehydration treatment can improve the germination rate to a certain extent and affect contents of some physiological substances in seeds.

waxy corn; seed; germination; dehydration

S513

A

1674 - 9200（2016）03 - 0101 - 06

（责任编辑杨爱民）

2016 - 02 - 25

刘勇，男，云南曲靖人，文山学院环境与资源学院2011级生物科学专业学生；陈云，女，云南大理人，文山学院环境与资源学院助教，硕士，该文指导教师，主要从事植物生理研究。