不同采收时间对黄瓜种子质量的影响

曹明明，邓 强，王惠哲，杨瑞环，赵海燕，刘长悦

（天津市农业科学院 黄瓜研究所，蔬菜生物育种全国重点实验室，天津市蔬菜育种企业重点实验室，天津 300192）

黄瓜（CucumissativusL.）是葫芦科（Cucurbitaceae）甜瓜属（Cucumis）重要的果蔬作物之一，兼具烹饪和鲜食之用，清脆爽口，营养丰富，深受消费者喜爱。我国是世界上黄瓜栽培面积最大、总产量最高的国家[1]，充足且高质量的黄瓜种子是我国黄瓜产业发展的重要保证。在黄瓜种子生产过程中，适期采收是影响黄瓜种子质量的重要因素之一[2]，并且部分黄瓜种质资源存在严重的采前发芽（pre-harvest sprouting,PHS）问题，严重危害黄瓜种子产量和质量[3]。黄瓜制种工作中，通过提前摘瓜采种的方法避免PHS 发生，采种时机难以掌握，采种过早会造成籽粒干瘪，采种过迟种子会发生PHS，种子质量下降[4]。因此，分析黄瓜种子瓜腔内发育状态，选择合适的采收时间对提高黄瓜种子质量具有重要意义[5]。

高等植物种子发育是一个十分复杂的生理过程[6]，在双受精完成后，种胚在母体果实中发育，其营养物质逐渐积累，种子发育趋于成熟[7]。一般情况下，黄瓜的种胚在授粉后25 d 左右发育完全[8]，此时种子中营养物质贮存较少，籽粒不饱满，且种子发芽能力较差。华南型黄瓜、温室迷你黄瓜种子发芽率和千粒质量随着瓜龄的增长而逐渐升高[9]；华北型黄瓜千粒质量也会逐渐升高[10]。截至目前，针对华北型黄瓜采收时间与种子质量之间的研究鲜见报道。为了进一步探索黄瓜种子采收时间与种子质量之间的关系，分析采收期差异对黄瓜种子千粒质量、发芽活力、幼苗生长等指标的影响，本试验将以2 个华北型黄瓜自交系为材料，考察不同采收时间下黄瓜种子千粒质量、PHS 发生、发芽率和幼苗鲜质量等指标的变化趋势，以确定黄瓜种子采收的最适时间，为提高黄瓜制种产量和质量提供参考依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

本试验于2023 年春季在天津科润黄瓜研究所武清试验场进行，材料为华北型黄瓜高代自交系Q12 和P60[12]，其中Q12 不发生PHS，P60 极易发生PHS。试验材料由天津科润黄瓜研究所育种一室提供。

1.2 试验设计和方法

黄瓜材料于2023 年4 月15 日播种，双行高畦播种，滴灌灌溉，田间常规管理。5 月29 日开始单株自交授粉，挂牌标记授粉日期，后期摘除多余雌花，单株坐瓜2 条。本试验利用5 月29 日授粉的种瓜，在授粉28、30、32、35、38、40、43、45 d 后分别采种，设置3 次生物学重复，每个重复随机采种10 条种瓜，种子用自来水冲洗干净，分离P60 材料发生PHS 和未发生PHS 的种子，种子充分晾晒干燥后，测定千粒质量。针对花后28、32、38、45 d 时采收的黄瓜种子，用自来水洗净后立即催芽，分别测定湿种子发芽率；种子充分晾晒干燥后分别测定干种子的发芽率。

1.2.1 种子千粒质量测定 剔除籽粒干瘪、形状不规则的种子，统计种子总粒数，计算单瓜结籽数；使用分析电子天平称取种子总质量，计算种子千粒质量。

1.2.2 种子发芽测定 将滤纸平铺于催芽盒种，每份种子数出100 粒，均匀散布于催芽盒中，加纯净水保湿，（28±1）℃恒温培养箱内催芽。湿种子催芽24 h和48 h 统计发芽势，72 h 结束催芽并统计种子发芽率。干种子催芽24 h 统计发芽势，48 h 结束催芽，统计发芽率。

1.2.3 幼苗生物量测定 针对花后28、32、38、45 d时采收的干种子，经催芽后播种于育苗基质中，幼苗生长至子叶展平时，随机选取15 株生长整齐的幼苗，在距离顶点15 mm 处切断下胚轴，测定幼苗上半部分鲜质量，设置3 次生物学重复。

1.3 数据分析

通过Excel2021 软件统计试验数据，利用SPSS27.0软件进行数据方差分析，采用LSD 法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 Q12 和P60 结籽数和PHS 差异分析

表1 统计结果显示，Q12 平均单瓜结籽数为165 粒，P60 平均单瓜结籽数为189.98 粒，P60 的结籽数比Q12 高15.34%。Q12 种子不发生PHS；P60种子极易发生PHS，自花35 d 后开始出现，且随着时间的延长，采前发芽率显著升高，自花45 d 时，P60 的采前发芽率达到83.17%。

表1 不同采收期平均单瓜结籽数和千粒质量

2.2 不同采收期对黄瓜种子千粒质量影响

种瓜在不同花后时间进行采收，收获的种子晾晒干燥后统计千粒质量。统计结果如表2 所示，种瓜授粉后，种胚营养物质不断积累，千粒质量逐渐升高。Q12 从花后28～38 d，其种子千粒质量从25.10 g增长至32.97 g，增幅为31.33%；花后38 d，种子千粒质量有所下降，花后41～45 d 采收的种子千粒质量差异不显著。P60 从花后28 d 至35 d，其种子千粒质量从31.39 g 增长至38.83 g，增加了23.69%，随后千粒质量也有所下降。同一时期采收的黄瓜种子，P60 千粒质量显著高于Q12。由此可见，种子的千粒质量在不同材料间存在一定差异。Q12 和P60种子千粒质量均表现出先增加后下降的趋势，表明黄瓜种胚发育后期营养物质积累减少或不再积累营养物质。

表2 不同授粉天数Q12 和P60 种子千粒质量

2.3 不同采收期对黄瓜种子发芽的影响

2.3.1 采收期差异对湿种子发芽率的影响 针对不同采收期收获的黄瓜湿种子，自来水洗净后直接进行催芽处理。湿种子发芽情况如表3 所示，花后28 d采收的Q12 湿种子催芽72 h 内均不发芽；花后32 d采收的Q12 湿种子催芽48 h 以内，种子不发芽，72 h 时，发芽率仅为10.33%。花后38 d 和45 d 采收的Q12 湿种子在24 h 内种子不发芽；催芽48 h 时，发芽率分别为60.33%和77.00%；催芽72 h 时，发芽率分别达到84.67%和95.00%。花后28 d 时，采收的P60 湿种子催芽24 h 时，发芽率为60.00%；72 h时全部发芽。花后32 d 采收的P60 种子催芽24 h时，发芽率为79.00%；催芽48 h 时全部发芽。花后38 d 和45 d 采收的P60 种子催芽24 h 时，全部发芽。由此可见，黄瓜种子采收期越晚，越有利于种子发芽，发芽率越高。同时，种子的发芽特性在材料间存在差异，P60 比Q12 种子发芽更早，且发芽率更高。

表3 不同授粉天数Q12 和P60 湿种子的发芽势和发芽率

2.3.2 不同采收期对干种子发芽和幼苗鲜质量的影响 对于授粉28、32、38、45 d 后采收的黄瓜种子，经自来水洗净并充分晾晒、干燥后，催芽统计发芽率。干种子发芽率如表4 所示，瓜龄28、32 d 的Q12 种子催芽24 h 时，发芽势分别为95.00%和96.67%，催芽48 h 时，全部发芽；瓜龄38 d 和45 d 的Q12 种子催芽24 h 时，全部发芽，说明采收期越晚，越有利于种子发芽。不同采收期的P60 干种子催芽至24 h 时，全部发芽。种子发芽形态如图1 所示，Q12 和P60 均表现为采收时间越早，种子发芽的胚根越短；采收期越晚，种子胚根越长；同一时期P60 较Q12 种子胚根更长，P60 表现出更强的发芽能力。比较材料间幼苗鲜质量，结果发现Q12 和P60 均表现出采收期越晚，幼苗鲜质量越高；且同一时期的P60 幼苗鲜质量均高于Q12。因此，黄瓜种子采收时间越晚，种子发芽活力越强，发芽越快，幼苗可以尽快出土生长，幼苗鲜质量更高。

图1 不同授粉天数Q12 和P60 干种子发芽情况

表4 不同授粉天数Q12 和P60 干种子发芽率和幼苗鲜质量

3 讨论与结论

“农以种为先”，为保障我国黄瓜产业持续健康发展，需要繁育出高质量的黄瓜种子以满足生产栽培的需要。种子质量主要包含千粒质量、发芽势和发芽率等重要指标[15]。千粒质量较高的种子，其籽粒中储存更多的营养物质，可满足黄瓜种子发芽和幼苗前期生长的需要。高发芽势和发芽率的种子，其种子活力更突出，幼苗长势更整齐，既有利于农事操作，又避免了资源浪费。采收时间是影响黄瓜种子质量的重要因素之一，本研究利用2 份华北型黄瓜自交系材料Q12 和P60，其中Q12 抗PHS，P60 极易发生PHS，在种瓜授粉28、30、32、35、38、40、43、45 d 后分别采种，统计种子千粒质量、发芽活力和幼苗鲜质量生理指标。结果发现，黄瓜自交系Q12 不发生PHS；自交系P60 在授粉后35 d 就会发生PHS，且随着瓜龄增长，采前发芽率逐渐升高（表1）。PHS严重危害黄瓜种子质量，造成种子中的营养物质被水解、消耗；种子采收后，丧失发芽能力，发芽率显著降低，严重降低种用价值[16]。为避免PHS 对P60种子千粒质量和发芽率的影响，本试验将P60 发生PHS 的种子去除后，统计充分干燥的黄瓜种子千粒质量。

种子千粒质量变化可以显示其干物质量的积累变化过程。前人研究瓜龄与黄瓜种子千粒质量之间的关系时发现，随着瓜龄的增长，千粒质量表现为逐渐增加的过程[17]。然而，本研究结果显示，Q12 和P60种子在授粉28～35 d 后，千粒质量显著增加，并在38 d 和35 d 分别达到最大；随着瓜龄的增长，种子的千粒质量会出现不同程度的下降。种子采收前，在多种植物中发现干物质积累表现出先增加后降低的趋势，如玫瑰茄[18]、油葵[18]。种子百粒质量在采收后期均出现百粒质量下降的现象。

本试验测定湿种子的发芽情况，Q12 湿种子发芽困难，但P60 湿种子可以快速发芽，证明P60 种子具有快速发芽能力，因此容易发生PHS。晾晒干燥后的种子，Q12 和P60 的干种子均比湿种子更容易发芽，表明种子晾晒干燥的过程可以打破休眠，增强种子活力，提高种子发芽率。湿种子和干种子的发芽率，均表现为采收时间越晚，种子的发芽势和发芽率越高，且采收时间越晚，种子活力越强，胚根生长越快。通过测定幼苗的鲜质量，结果发现采收期越晚，幼苗鲜质量越高。即在黄瓜授粉后35～38 d 时采收，可获得千粒质量最大的种子，但此时收获的种子活力相对较差，发芽较缓慢，影响幼苗的生长速率。而采收时间较晚的种子因种子活力更强，发芽速度快，幼苗鲜质量更高。综上所述，在黄瓜种子生产中，应依据种瓜的授粉天数，调查不同黄瓜材料的种子发育和发芽特性，了解黄瓜材料是否存在PHS 现象，选择适宜的采收时间，有效提高黄瓜种子质量。对于不易发生PHS 的黄瓜材料，种子可在授粉38 d以后采收；对于易发生PHS 的黄瓜材料，应在授粉35 d 前及时采收黄瓜种子。