甲醇老化处理对甜瓜种子萌发与幼苗生长的影响

2021-09-10杨丽任毛飞

中国瓜菜 2021年8期

杨丽任毛飞

摘要：为研究甲醇老化处理对甜瓜种子萌发与幼苗生长的影响，用50%甲醇溶液对甜瓜种子进行5、15、25、35、45 min浸泡，进行人工老化处理，测量幼苗干鲜质量、最大根长、根体积等指标，计算种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、种子浸出液相对电导率等指标，对种子浸出液的相对电导率与甲醇浸泡时间进行线性回归分析。结果表明，幼苗各形态指标随甲醇处理时间延长，呈现逐渐下降趋势，与浸泡时间呈负相关。与对照相比，不同时间甲醇浸泡处理种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数分别降低2.11%～22.11%、4.35%～17.39%、4.76～38.10%、1.29%～50.43%，与浸泡时间呈负相关。种子浸出液相对电导率随老化时间延长呈现出逐渐升高趋势，与浸泡时间呈正相关，50%甲醇浸泡种子人工老化时间选择35 min为宜。

关键词：甜瓜;甲醇;种子;萌发

中图分类号：S652 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2021）08-074-04

Effect of seed treatment with methanol on the seed germination and seedling growth in melon

YANG Li1， REN Maofei1，2

（1. College of Horticulture，Xinyang Agriculture & Forestry College， Xinyang 464000， Henan， China; 2. College of Agronomy， Hunan Agricultural University， Changsha 410128， Hunan， China）

Abstract： In order to study the effect of seed treatment with methanol on the seed germination and seedling growth in melon， melon seeds were treated with 50 alcohol solution for 5， 15 ，25 ， 35 and 45 minutes， the plant dry weight， fresh weight， root dry weight， fresh weight， and maximum root length were measured， the germination rate， germination potential， germination index， vitality index， relative conductivity and other indexes were calculated， the relative conductivity of seed leaching solution and methanol soaking time were analyzed by linearly regression. The results showed that with the extension of methanol treatment time for seeds， all of the seedling morphological indexes showed a decreasing trend， which were found negative correlations with the soaking time. Each index treatment group was lower than that of CK group （2.11%-22.11%，4.35%-17.39%，4.76%-38.10%，1.29%-50.43%）. The relative conductivity of the seed leaching solution showed a gradually increasing trend with the aging time， it was positively correlated with the soaking time. In conclusion， 35 min is the appropriate aging time with 50% methanol.

Key words： Melon; Methanol; Seed; Germination

甜瓜（Cucumis melo L.），葫蘆科甜瓜属蔓生草本植物，是日常生活中重要的瓜果之一。甜瓜果肉甜美，具有较高的营养价值和药用价值，是我国最重要的园艺作物之一，栽培面积居世界第一。种质资源是育种的重要物质基础，其丰富程度直接决定了作物育种的多样性，因而，种质资源保护十分重要。殷换弟[1]以大葱种子为材料，研究了蔬菜种子贮藏寿命机制。薄丽萍[2]研究了不结球白菜种子老化衰变的生理基础。宋江萍等[3]以老化萝卜为研究对象，报道了不同物质对恢复老化种子活力的影响。鲜萱等[4]利用高温高湿人工加速老化菠菜种子，对其过程生理生化指标及萌发的相关基因表达量进行了研究。张海艳[5]以甲醇老化处理方法对玉米种子发芽和幼苗生长进行比较研究。种子老化一直是人们关注的热点，虽种子和种子老化的相关研究较多[6-13]，但甲醇老化处理甜瓜种子研究报道很少，笔者以甜瓜种子为试验材料，用50%的甲醇溶液进行人工老化处理，加快种子老化，模拟种子老化的生命状态，研究种子相关发芽指标变化，探索甜瓜种子人工老化技术对于揭示老化机制、提高种子保存效果等具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料

材料：西州密25甜瓜种子，由新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所生产，甲醇由郑州奥祥化工产品有限公司生产。

1.2 试验设计

试验于2018年4月10日至2018年5月15日在信阳农林学院园艺栽培实验室进行。

试验采取完全随机试验设计，用50%甲醇溶液对甜瓜种子进行浸泡处理，根据浸泡时间不同，共设置5个处理，1个对照（清水），具体如下。处理A：5 min;处理B：15 min;处理C：25 min;处理D：35 min;处理E：45 min;CK：30 min（清水）。每个处理5次重复，每个重复50粒种子，共计1500粒种子。处理完毕后立即用滤纸吸干残留液，放在实验室10～12 h后备用。将种子均匀地放置于种子发芽的容器中，上下各铺2层纱布，放入28 ℃培养箱中，并作遮光处理，定期补水保湿。

1.3 指标测定及方法

每天定时观察记录（8：00和20：00）种子萌发情况（以胚根≥2 mm为种子发芽标准）。光照培养箱中培养5 d至1叶1心，测量相关数据。每个重复取10株，测量植株及根干鲜质量、最大根长、根体积、相对电导率（12、24 h）等指标。根据记录种子萌发情况，计算甜瓜种子发芽的相关指标（参照任毛飞等[14]的方法），相对电导率的测定参照张海艳[5]的方法。初电导率和相对电导率计算公式：

初电导率=[重复1电导率/重复1的种子质量+重复2电导率/重复2的种子质量+重复3电导率/重复3的种子质量]/3;

相对电导率/%=（初电导率-对照电导率）/（绝对电导率-对照电导率）×100。

1.4 数据处理

试验数据采用IBM SPSS 20.0进行单因素方差分析。

2 结果与分析

2.1 甲醇老化处理对甜瓜种子萌发的影响

由表1可知，甲醇处理后种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数均低于对照，且随甲醇处理时间增加均呈现递减趋势。其中，处理A、B种子发芽率均与CK无显著差异，其他处理间种子发芽率均存在显著差异。仅处理A种子发芽势与CK差异不显著，处理B、C、D之间种子发芽势差异不显著，处理D与E之间种子发芽势差异不显著，其他处理间种子发芽势差异均达显著水平。处理A与CK间种子发芽指数差异不显著，其他处理种子发芽指数均显著低于对照，处理B与C之间、处理D与E之间种子发芽指数差异均不显著。处理A与CK之间种子活力指数差异不显著，其他处理种子活力指数均显著低于对照，处理B与C之间种子活力指数差异不显著，但均显著高于处理D与E，而处理D与E之间种子活力指数也存在显著差异。结果表明，与对照相比，各处理发芽指标分别降低2.11%～22.11%、4.35%～17.39%、4.76%～38.10%、1.29%～50.43%。

2.2 甲醇老化处理对甜瓜幼苗植株干鲜质量的影响

由表2可以看出，甲醇老化处理后甜瓜植株干鲜质量均低于对照，且均随甲醇处理时间增加呈现递减趋势。其中，处理A植株鲜质量与CK间差异不显著，处理B与C之间、处理D与E之间植株鲜质量差异均不显著，其他处理间植株鲜质量差异均达显著水平。处理A与CK间植株干质量差异未达显著水平，处理C、D间植株干质量差异未达显著水平，其他处理间植株干质量差异均达显著水平。结果表明，与对照相比，老化处理幼苗植株鲜质量降低2.39%～20.59%;老化处理幼苗植株干质量降低6.10%～43.19%。

2.3 甲醇老化处理对甜瓜幼苗根系的影响

由表3可知，甲醇老化处理后甜瓜幼苗的根鲜质量、根干质量、最大根长均低于对照，且根鲜质量呈现随甲醇处理时间增加而递减的趋势。处理A与CK间根鲜质量差异不显著，处理D与E间根鲜质量差异不显著，其他处理间根鲜质量差异达到显著水平。处理A与CK间幼苗根干质量差异不显著，其他处理与CK间幼苗根干质量差异显著，处理B、C、D、E之间根干质量差异均不显著。处理A、B、CK三者之间幼苗最大根长差异不显著，处理C、D之间幼苗最大根长差异不显著，其他处理间幼苗最大根长均存在显著差异。各处理间根体积均无显著差异。结果表明，与对照相比，老化处理的幼苗根鲜质量、根干质量、最大根长分别降低1.22%～39.62%、5.26%～31.58%、3.00%～33.38%。

2.4 甲醇老化处理对甜瓜种子电导率的影响

从图1可以看出，随着甲醇老化处理时间的增加，各处理浸泡种子的相对电导率均呈上升趋势。种子浸泡时间相同时，浸出液相对电导率呈随甲醇浓度增大而增大的趋势。表明甲醇老化处理后，随着老化处理时间增加，种子细胞膜的完整性受破坏程度加剧，其透性增大，浸出液中的内含物质外渗量增多，以致浸出液的相对电导率增加。

由以上数据得到相对电导率与甲醇老化处理种子时间建立线性回归方程。种子浸出液时间12 h回归方程为：y =0.34x + 16.25，R? = 0.975;种子浸出液时间24 h回歸方程：y = 0.67x + 41.18，R? = 0.940。

3 讨论与结论

种子从生理成熟到失去活力需要一定时间，种子成熟度、储存环境等都会影响种子寿命。种子老化是一个渐变的过程，在这一过程中种子发芽率、发芽指数、活力指数等都会发生一系列变化。开展人工种子老化机制研究，对控制种子老化速率具有重要作用，尤其是对稀有植物的种子。试验采取甲醇人工老化处理加速种子老化进程，以明确甜瓜种子在不同老化处理中的活力及寿命的响应机制，对制定种子质量相关标准和种质资源的研究具有重要参考意义。

本研究中，甲醇老化处理甜瓜种子，随着处理时间的增加，相对电导率增加，研究结果和张海艳[5]以不同时间甲醇老化处理对玉米种子的研究结果相似。孟超敏等[15]以中棉所42棉花为试验材料，用甲醇人工老化处理棉花种子，随着老化程度加深，棉花种子发芽指标、植株鲜质量也呈现下降趋势，相对电导率随老化时间的延长总体逐渐升高，与本研究结果相近。汤菊香等[16]对甲醇处理后小麦种子生理特性变化情况进行了研究，指出小麦种子发芽指标和活力指标均随老化时间延长也呈明显降低趋势，老化种子浸出液相对电导率在不同处理间虽存在一定差异，但变化总趋势也是随老化时间延长而升高。本研究结果中，种子发芽指标下降的程度和种子浸出液相对电导率上升程度虽与相关研究有一定差异，但呈现出大致相同规律，这是不同种子对甲醇老化的响应程度有一定差异导致的。

综上所述，一定浓度甲醇老化处理种子的时间与种子萌发、幼苗生长指标呈负相关，而与种子浸出液的相对电导率呈正相关。在本研究中，甜瓜种子萌发及幼苗生长对甲醇老化作用响应敏感，35 min和45 min的甲醇处理效果差异不大，因此，50%甲醇浸泡种子人工老化的时间以35 min为最佳选择。

参考文献

[1] 殷换弟.蔬菜种子贮藏寿命机理初探[D].重庆：西南大学，2008.

[2] 薄丽萍.不结球白菜种子老化衰变生理基础的研究[D].南京：南京农业大学，2011.

[3] 宋江萍，汪精磊，李杨，等.老化萝卜种子活力恢复技术的比较研究[J].华北农学报，2015，30（S1）：189-195.

[4] 鲜萱，齐传东，陈琦，等.人工老化处理对菠菜种子生理生化指标及萌发相关基因表达量的影响[J].中国农业大学学报，2019，24（3）：45-53.

[5] 张海艳.甲醇老化处理对玉米种子发芽和幼苗生长的影响[J].玉米科学， 2015，23（3）：76-79.

[6] 刘娟，归静，高伟，等.种子老化的生理生化与分子机理研究进展[J].生态学报，2016，36（16）：4997-5006.

[7] 朱丽伟.杂交水稻种子成熟过程活力、生理生化和耐藏力的变化及脱水剂应用效果的研究[D].杭州：浙江大学，2015.

[8] 郭禄芹，赵世豪，朱华玉，等.167份西瓜种质材料的遗传多样性分析[J].中国瓜菜，2018，31（1）：5-11.

[9] 王吉明，尚建立，李娜，等.我国西瓜甜瓜种质资源收集、保存与利用研究进展[J].中国瓜菜，2018，31（2）：1-6.

[10] 李莉，韓瑜霞，苏文娟，等.不同预处理方法对连翘种子萌发的影响[J].东北农业科学，2019，44（3）：33-36.