曲酸对小麦种子萌发及幼苗生长的影响

柳 凯，栾昌明，郭 佳，刘照斌，吕建洲

（辽宁师范大学生命科学学院，大连116081）

曲酸，又名曲菌酸，白色针状晶体，溶于水、醇、丙酮，微溶于醚、乙酸乙酯，不溶于苯，是青霉属和曲霉属发酵产生的一种次级代谢产物［1，2］。研究表明，曲酸具有抗氧化、美白、抗肿瘤等特性［3～6］，还能对细菌、霉菌等病原微生物产生抑制作用［7］，常用作防腐剂、保鲜剂、杀虫剂、抗菌剂等，在食品加工、化妆品、医药、农业、化工等领域具有广泛的应用价值［8］。小麦是我国北方广泛种植禾本科植物，其营养比较丰富，经济价值较高。

植物生长调节剂是一类具有植物激素活性的人工合成的物质，也被称为外源植物激素［9］。根据生理功能的不同，植物生长调节剂可分为植物生长促进剂、植物生长抑制剂和植物生长延缓剂［9］。与传统农业技术相比，植物生长调节剂具有合成易、成本低、效果好、效益高等优点，可以大规模应用于农业生产，已经发展成为21世纪现代化农业的一项重要措施［10］。植物生长调节剂与其他人工合成的农药一样，也有一定毒性。盲目过量使用植物生长调节剂，会导致人畜急、慢性中毒，甚至影响到下一代健康［11］。

曲酸作为一种传统酿造工业中产生的天然物质，广泛存在于酱油、豆瓣酱等日常食品中，无毒，安全性能较好。发展曲酸作为一种生物源植物生长调节物质，研究其对农作物及园艺作物种子萌发及幼苗生长的影响，可以进一步开发曲酸作为一种植物生长调节剂在农业及园艺领域的广泛应用。

1 材料与方法

1.1 材料

供试种子：小麦种子（京冬22号，储藏3个月），购于大连市甘井子区种子公司。

试剂：曲酸，购于陕西弗森天然制品有限公司；油菜素内酯，购于山东省中化嘉宁生物有限公司。

1.2 材料处理

选取颗粒饱满、无病虫害的小麦种子若干粒，用蒸馏水清洗干净。清洗后的小麦种子用75%的酒精消毒处理。将500 mg曲酸配制成500 mg/L母液，用蒸馏水稀释成50、100、200、300、400、500 mg/L 6组不同浓度的曲酸稀释液。以清水（CK1）和20 mg/L的油菜素内酯（CK2）作为对照。

将已挑选好的小麦种子分置于装有100 mL上述溶液的锥形瓶中，自然温度下浸种处理24 h。浸泡完成后，选取颗粒饱满的小麦种子置于铺好圆形滤纸的培养皿中，每皿30粒均匀铺开，每个浓度处理设置3个平行重复。

每天早中晚3次补加适量蒸馏水使小麦种子在自然温度下正常生长。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 萌发指标测定

每日统计种子的萌发数量（如有个别发霉的种子需及时清理并做好记录，以防污染其他种子），以胚芽达到种子长度一半时作为种子萌发标准［12］。从放入种子起至第3日单日发芽种子数达到最高峰，计算小麦种子发芽势；至第7日种子发芽数达到峰值，计算小麦种子发芽率。

发芽势=第3日供试小麦种子发芽数/供试小麦种子总数×100%

发芽率=7 d内供试小麦种子发芽数/供试小麦种子总数×100%

1.3.2 生长指标测定

第14日每个浓度梯度处理随机选取10株幼苗，测定幼苗的株高、根长、整株鲜重、地上部分干重、地下部分干重以及根冠比，计算其平均值。

1.3.3 叶绿素含量测定

从每个培养皿中选取0.2 g鲜叶，剪碎，放入研钵中，加入少许碳酸钙和少量石英砂，加5 mL无水乙醇。在研钵中快速研磨，并用滤纸过滤，注意将研钵中的残渣清洗干净，过滤至滤纸几乎无色时为止，最终定容25 mL。取少量稀释至淡绿色，稀释倍数为 5倍［13］。

在665 nm和649 nm处用分光光度计测定OD值，按照以下公式计算叶绿素a、叶绿素b及叶绿素总含量：

2 结果与分析

2.1 小麦种子发芽势和发芽率

表1 各处理的小麦种子发芽势、发芽率

不同处理下小麦种子发芽势及发芽率如表1所示。利用SPSS对小麦种子的发芽势和发芽率进行单因素方差检验，其中发芽势的F值为6.618，对应的p值为0.001。分析表明，不同处理对小麦发芽势有显著影响，其中清水处理的发芽势显著低于其他组，300 mg/L曲酸浸种处理的发芽势显著高于其他组，说明300 mg/L曲酸浸种后小麦种子发芽势达到峰值。而发芽率的F值为0.638，对应的p值为0.719，说明处理对于发芽率没有显著影响。

2.2 小麦幼苗形态指标

如表2所示，一定浓度曲酸溶液浸种处理后的小麦幼苗根长、株高、根冠比与对照组清水和油菜素内酯相比无显著差异。但随着曲酸浓度的增加，小麦幼苗鲜重、地上部分干重、地下部分干重增加；当曲酸浓度达到200 mg/L时，幼苗鲜重、地上部分干重、地下部分干重达到峰值，较清水组鲜重提高26.10%，地上部分干重提高21.08%，地下部分干重提高19.92%，比油菜素内酯处理效果更好；随着曲酸浓度继续增加，鲜重、地上部分干重、地下部分干重则呈下降趋势。

表2 各处理的小麦幼苗生长情况比较

2.3 小麦幼苗叶绿素含量

曲酸溶液浸种处理后小麦幼苗叶绿素a和叶绿素b含量提高，但不同浓度增幅不同，当曲酸浓度达到200 mg/L时对小麦叶片叶绿素总含量促进效果最为明显，与清水对照相比提高106.92%，比油菜素内酯处理效果更佳（表3）。

表3 各处理的小麦叶绿素含量比较

3 讨论

植物生长调节剂是一类与植物激素作用效果类似的人工合成的化学物质，可以影响植物的生长和发育。为了提高粮食产量，20世纪80年代植物生长调节剂在我国的使用已有加速发展的趋势。目前，我国已然成为世界上植物生长调节剂应用最广泛的国家之一。目前关于植物生长调节剂的研究多以人工合成的化学物质为主，绿色无污染的生物源植物生长调节剂有待开发研究。笔者选择青霉属和曲霉属次生代谢产物曲酸作为供试药品，与曹丹、郑瑞等采用相同实验方法对小麦种子及幼苗形态指标、生理生化指标测定［14～18］，结果都表明曲酸对小麦种子萌发及幼苗生长有促进作用，可显著提高小麦种子的发芽势、地上部分干重、地下部分干重及幼苗叶片中叶绿素的含量。叶片叶绿素含量的增高，有利于小麦幼苗净光合速率的提高和光合产物的积累，增强小麦的光合作用能力，对小麦优质高产具有重要意义。这将为探究曲酸作为植物促进剂对植物生长发育的影响打下基础。但其对植物的生长调节机制及其对于小麦的田间作用效果如何，还需进行多方面、多层次的研究。

4 结论

研究表明：采用不同浓度的曲酸溶液（50、100、200、300、400、500mg/L）对小麦种子浸种处理后，小麦种子的发芽势显著提高，以300 mg/L效果最佳，优于清水对照组和20 mg/L油菜素内酯处理；小麦幼苗的根长、株高、根冠比与对照组相比无显著差异；小麦幼苗鲜重、地上部分干重、地下部分干重均有不同程度增加，浓度为200 mg/L时达到峰值；小麦幼苗叶绿素a、b含量与清水对照组相比均有所提高，且浓度为200 mg/L时达到最大值，高于油菜素内酯处理组。因此，使用一定浓度的曲酸溶液浸种处理可以促进小麦种子萌发以及幼苗的生长发育。