外源NO对干旱胁迫下樱桃番茄种子萌发的影响

陈思敏 岑湘涛 杨力

摘    要：以樱桃番茄种子为试验材料，采用10%聚乙二醇（PEG）溶液模拟干旱胁迫，研究一氧化氮（NO）对干旱胁迫下樱桃番茄种子萌发的影响。结果显示，低浓度的NO可提高在干旱胁迫下樱桃番茄种子的发芽率、发芽势、发芽指数、平均发芽速度，对干旱胁迫下种子萌發有着促进作用;高浓度的NO抑制发芽率、发芽势、发芽指数、平均发芽速度;其中以0.3 mmol/L的硝普钠（SNP）处理促进效果最好。

关键词：一氧化氮;干旱胁迫;樱桃番茄;种子萌发

文章编号： 1005-2690（2021）08-0011-02       中国图书分类号： S641.2       文献标志码： B

樱桃番茄（Lycopersicon esculentum Mill.），别名圣女果，隶属茄科番茄属，因为它的果实与樱桃类似而得名[1]。秋冬季缺水制约当地樱桃番茄的可持续发展。干旱会造成植物细胞膜脂层的破裂，进而使内含物外渗，造成细胞内的结构性丧失，最终导致细胞受害或死亡[2]。提高植物抗旱性的方法主要有两种：第一种方法是进行抗旱品种的培育，获得抵抗外界不良干旱环境能力强的品种;第二种方法是进行抗旱栽培，通过改变栽培环境，为植物创造一个适宜的生长条件，如喷洒保水剂、抗旱剂、抗蒸腾剂等。NO参与植物的生长发育、新陈代谢及很多逆境下的生长，如NO促进种子萌发[3]、参与诱导细胞程序性死亡、延缓叶片衰老、诱导植物抗生素合成，参与抗病反应、乙烯释放、脱落酸信号转导，以及干旱胁迫、盐胁迫、高温胁迫、冻害等非生物胁迫反应[4]。聚乙二醇（PEG）是一种可以模拟干旱环境的经济、方便、无毒的物质，可以通过调节细胞外界环境的渗透势达到模拟干旱的目的[5]。其具有简单易行、条件容易控制、重复性好、试验周期短、适合萌发期耐旱性早期鉴定等优点，植物的耐旱性与发芽率、发芽势、发芽指数、平均发芽速度等密切相关[6-7]。本文以樱桃番茄种子为材料，采用10%聚乙二醇（PEG）溶液模拟干旱胁迫，研究一氧化氮（NO）对干旱胁迫下樱桃番茄种子萌发时的影响，以期为提高樱桃番茄耐旱性提供理论基础。

1   材料与方法

1.1   试验材料

试验材料为红色樱桃番茄种子，购买于广西百色市人民市场。

1.2   试验方法

1.2.1   不同浓度的PEG模拟干旱胁迫对樱桃番茄种子萌发的影响

选取饱满、大小一致的种子，在0.1%高锰酸钾溶液中浸泡5 min后用无菌水冲洗5遍;将种子铺于放置双层滤纸的培养皿中，用于不同浓度的PEG干旱胁迫试验。

试验设5组不同浓度梯度，分别是CK（蒸馏水）、5% PEG、10% PEG、15% PEG、20% PEG，每皿放置50粒樱桃番茄种子，置于温度为28 ℃的恒温培养箱中培养，每天记录数据，每个浓度处理重复3次。

1.2.2   不同浓度的NO供体SNP对干旱胁迫下樱桃番茄种子萌发的影响

将经过消毒清洗处理的樱桃番茄种子，在室温下分别采用0 mmol/L（CK）、0.1 mmol/L（T1）、0.3 mmol/L（T2）、1 mmol/L（T3）、3 mmol/L（T4）、5 mmol/L（T5）SNP溶液浸泡24 h，将各处理的种子播于铺有双层滤纸的无菌培养皿中（50粒），再加入10%的PEG溶液10 mL模拟干旱胁迫，设3次重复。置于温度为28 ℃的恒温培养箱中培养，从第2天开始，观察、统计数据。

1.3   指标测定

发芽率=发芽种子的总数/供试种子总数×100%。

发芽势=发芽高峰期发芽的种子数/供试种子总数×100%。

平均发芽速度=∑（D×n）/∑n，式中D代表种子放置发芽起的天数，n代表的是每天发芽对应的发芽数。

发芽指数=∑（Gt/Dt），式中Dt代表的是发芽日数，Gt对应每天的发芽数量。

1.4   数据处理

使用Excel对数据进行整理分析，使用SPSS对指标测定的数据进行单因素方差分析。

2   结果与分析

2.1   不同浓度PEG模拟干旱胁迫对樱桃番茄种子萌发的影响

由表1可以看出，随着PEG浓度增高，种子的发芽势、发芽率、发芽指数呈逐渐下降的趋势。当PEG浓度为20%时，樱桃番茄种子几乎不能萌发，种子受到的抑制程度越来越严重，所以应选择10% PEG进行接下来的试验。

2.2   不同浓度的NO供体SNP对樱桃番茄种子萌发的影响

由表2可以看出，在10%的PEG干旱胁迫条件下，和对照相比，T1、T2处理樱桃番茄种子的发芽率、发芽势及发芽指数都升高，提高了种子的整体萌发状态;T4、T5处理下，种子的发芽势、发芽率均下降，说明低浓度0.1 mmol/L SNP和0.3 mmol/L SNP的处理提高了种子的抗旱能力;高浓度3 mmol/L和5 mmol/L的SNP处理抑制种子的萌发。

3   讨论与结论

种子萌发过程中，发芽率和发芽势分别体现该种子在一定条件下发芽的数量及一定时间内发芽的快慢[8]，发芽势还可侧面体现该种子的整体萌发状态及种子生命力的强弱。种子胚芽的生长状态，可以通过种子平均发芽速度来评价。发芽指数是种子每天发芽数量与发芽时间的一种综合体现，可以通过发芽指数更加直观地看到该樱桃番茄种子的活力特性[9]，更加直观地区分在不同干旱胁迫下的种子发芽能力，其是种子发芽能力的综合反映，更具有代表性。

为了解干早胁迫下外源一氧化氮（NO）对樱桃番茄种子萌发的缓解作用，使用10% PEG模拟干旱胁迫试验，研究不同浓度的SNP溶液浸种对干旱胁迫下樱桃番茄种子萌发的影响。试验结果表明，低浓度的SNP可提高在干旱胁迫下樱桃番茄种子的萌发指标，提高种子的抗旱能力;高浓度的SNP会抑制在干旱胁迫下樱桃番茄种子的萌发指标;其中以0.3 mmol/L的SNP处理促进效果最好。

参考文献：

[ 1 ] 祖兆忠，张波，黄武强.樱桃番茄设施栽培研究进展[J].黑龙江农业科学，2017（6）：136-140.

[ 2 ] 肖用森，王正之.渗透胁迫下稻苗中游离脯氨酸累积与膜脂过氧化的关系[J].武汉植物研究，1996，14（4）：334-340.

[ 3 ] 许向阳，陈小玉，李景富，等.外源ABA喷施提高番茄幼苗抗旱性研究[J].东北农业大学学报，2018，49（9）：1-8.

[ 4 ] 高昆，张明阳.干旱胁迫对番茄种子萌发和幼苗生长的影响[J].山西大同大学学报（自然科学版），2017，33（6）：56-59.

[ 5 ] 邵瑞鑫，李蕾蕾，杨青华，等.外源一氧化氮对干旱胁迫下玉米幼苗光合作用的影响[J].中国农业科学，2016，49（2）：

251-259.

[ 6 ] 陈新，宋高原，张宗文，等.PEG-6000胁迫下裸燕麦萌发期抗旱性鉴定与评价[J].植物遗传资源学报，2014，15（6）：1188-1195.

[ 7 ] 罗俊杰，欧巧明，叶春雷，等.重要胡麻栽培品种的抗旱性综合评价及指标筛选[J].作物学报，2014，40（7）：1259-1273.

[ 8 ] 李淑梅，董丽平，王付娟.PEG模拟干旱胁迫对大麦种子萌发及生理特性的响应[J].种子，2016，35（10）：99-101.

[ 9 ] 苏有谊，潘健，乔孝禄，等.紫薇种子萌发对PEG模拟干旱胁迫的响应[J].安徽农业科学，2014，42（32）：11372-11373.