青霉素對老化雪里蕻種子發芽及幼苗生長的影響

馬輝 ，馬國良 ，姚侖

（1.青海大學農牧學院農林系，青海西寧，810016；2.青海大學）

青霉素對老化雪里蕻種子發芽及幼苗生長的影響

馬輝1，馬國良1，姚侖2

（1.青海大學農牧學院農林系，青海西寧，810016；2.青海大學）

研究了0～500 mg/L青霉素溶液對常規和老化雪里蕻種子發芽及幼苗生長的影響。研究結果表明，不同濃度的青霉素溶液對雪里蕻種子的發芽指數、活力指數和幼苗鮮干質量的影響達到極顯著水平，對雪里蕻種子發芽和幼苗生長有促進作用。同時也表明不同濃度青霉素對雪里蕻老化種子活力恢復和提高有改進作用。其中300 mg/L青霉素處理的老化種子活力指數是未經青霉素處理的老化種子的1.41倍，而200 mg/L青霉素處理的老化雪里蕻種子田間成苗率達到38.06%，是老化種子對照的1.88倍。表明一定濃度的青霉素處理可以修復老化對雪里蕻種子造成的損傷，可以提高成苗率，起到壯苗的效果。

青霉素；雪里蕻；老化種子；發芽指數；活力指數

種子老化是種子貯藏過程中普遍存在的一種現象，有的種子從一成熟就開始了老化。種子老化后主要表現為呼吸作用減弱，膜的控制能力下降，透性改變，酶活性減弱，蛋白質變性，有毒物質積累，生理衰退，發芽率降低直至死亡[1]，即使出苗，苗弱且生長緩慢，給農業生產造成一定的影響。因此，如何提高老化種子的生活力，日益受到人們的關注。

雪里蕻（Brassica junceavar.multicsepsTsen et Lee）又稱雪菜，屬十字花科蕓薹屬芥菜種、分蘗芥變種，以葉柄和葉片食用，營養價值很高。而且由于它富含芥子油，具有特殊的香辣味，其蛋白質水解后又能產生大量的氨基酸，故經濟效益較高。雪里蕻在青海西寧地區非常受當地居民喜歡，每年冬季儲存作為腌制酸菜、泡菜的原料，而且栽培面積逐漸擴大。但在雪里蕻育苗時，由于種子活力低，造成用種量大，而且存在種子發芽時間長、發芽不整齊、易霉爛、幼苗質量差等問題。

青霉素是由幾種腐生真菌青霉素產生的，對大多數革蘭氏陽性細菌、部分革蘭氏陰性細菌、各種螺旋體和某些放線菌具有強烈殺菌作用[2]。通過青霉素對植物生長影響的研究發現，青霉素對高等植物生長發育影響表現在可以促進種子萌發時α-淀粉酶的生成，提高SOD、POD酶活性，促進小麥種子萌發和幼苗生長，以及水稻、大豆、菊花等多種作物根、莖、葉的生長[3]。研究人員證明青霉素對老化的小白菜種子、香瓜種子、生菜種子、小麥種子的發芽及幼苗生長有極顯著的促進作用[4～7]，說明青霉素對老化種子活力恢復起到了重要作用。但有關不同濃度的青霉素對老化雪里蕻種子萌發及田間成苗試驗還未見報道。為此，嚴格按照國際種子檢測協會ISTA （International Seed Testing Association） 中的Accelerated Aging Method試驗方法，通過使用不同濃度的青霉素溶液對正常種子、人工加速老化雪里蕻種子進行浸種預處理，研究青霉素對雪里蕻種子發芽及幼苗生長的影響，為提高雪里蕻種子活力、延長種子壽命以及恢復老化雪里蕻種子活力、雪里蕻種子品質檢驗和人工播種育苗栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗于2009年3月至2010年5月在青海大學農牧學院試驗田、農林系作物栽培試驗室進行。

1.2 試驗材料

供試雪里蕻品種由北京京研盛豐種苗研究所生產，西寧農業技術推廣中心購買。

青霉素為華北制藥股份公司生產的人體注射80萬單位的青霉素鈉鹽；50%甲醇、直徑12 cm培養皿、發芽濾紙、游標卡尺、人工氣候箱等。

1.3 試驗方法

①種子含水量測定 按照GB/T 3543.1-3543.7-1995[8]規定，采用低恒溫烘干法對雪里蕻種子進行種子含水量測定，符合含水量規定要求的樣本進行種子的老化試驗研究。

②種子老化處理方法 試驗前將雪里蕻種子用50%甲醇溶液浸泡20 min，取出后用吸水紙吸干表面的殘留液，再將其晾干12 h備用。其余試驗種子材料在室溫條件下避光保存。

③青霉素溶液浸種 按照試驗要求配制0（CK），100，200，300，400，500 mg/L 青霉素溶液。 置于黑暗條件下浸種24 h。

④發芽率的測定 采用培養皿濾紙發芽法[9]。3次重復，15℃黑暗條件下培養，逐日登記發芽數。雪里蕻培養至7 d時觀察發芽勢，14 d后測定種子發芽率。

高峰日發芽勢（%）=至發芽高峰日的發芽種子總粒數/供試種子粒數×100%；種子發芽率（%）=發芽的種子粒數/供試種子粒數×100%；發芽指數=在t日內的發芽數/相應發芽日數。

⑤活力指數測定 采用玻板直立發芽法[10]。3次重復，20℃黑暗條件下培養。進行幼苗的胚根、下胚軸及子葉長度測量，記錄數據。活力指數=發芽指數×幼苗生長勢（胚根長+胚軸長）。

⑥幼苗干鮮質量的測定 將培養14 d的幼苗，隨機抽取5株，重復3次，用電子天平稱質量[9]。將幼苗置于鋁盒中，在（110±2）℃下殺青 15 min，然后在70℃的恒溫箱中烘干。每天稱重，烘干至恒重，記錄數據。

2 結果與分析

2.1 青霉素對雪里蕻種子發芽及幼苗生長的影響

由表1可以看出，不同處理之間發芽高峰日只有0～0.4 d的差異，不同濃度的青霉素處理的發芽高峰日比對照（CK）略微推遲0.4 d。200 mg/L青霉素處理的高峰日發芽勢最高，達到50.54%，但各處理間差異不顯著。

200 mg/L青霉素處理后的發芽率最高，為81.70%，是對照發芽率的1.11倍；發芽指數最高，為12.32，是對照發芽指數的1.19倍，但不同濃度之間的差異未達到顯著水平。而田間成苗率以100，200，300 mg/L青霉素處理后的最高，分別為39.33%，42.14%，33.64%，是對照的 1.69，1.81，1.44倍，不同濃度之間的差異達到顯著水平。

不同濃度青霉素處理間的活力指數達到極顯著水平。當青霉素濃度為200 mg/L時，種子活力指數是對照的1.40倍。其余各處理的種子活力指數都高于對照，但當青霉素濃度超過200 mg/L時，種子發芽指數和活力指數逐漸下降。在0～500 mg/L范圍內，隨青霉素濃度的增加，胚根長、下胚軸長、苗長、鮮質量和干質量先增加后下降，并且有適宜的濃度范圍。例如200 mg/L和300 mg/L青霉素溶液表現出對下胚軸生長有一定的促進作用，其余濃度沒有促進生長的作用。

經青霉素溶液處理后，子葉長度均大于對照，400 mg/L青霉素處理的子葉長度是對照的1.18倍。該試驗結果表明，100～500 mg/L的青霉素溶液不同程度地促進了雪里蕻種子的發芽和幼苗生長。200～300 mg/L的青霉素溶液促進了雪里蕻種子發芽勢、發芽率、發芽指數和活力指數、田間成苗率的提高。但在實際栽培中田間成苗率僅20%～40%。

2.2 青霉素對人工加速老化雪里蕻種子發芽及幼苗生長的影響

從表2可以看出，不同濃度的青霉素處理后，發芽高峰日3.2～4.2 d，400 mg/L青霉素處理的發芽高峰日較對照略微推遲0.3 d，其余濃度條件下比對照提前了0.4～0.7 d，各處理間無顯著差異。300 mg/L青霉素處理后的發芽率76.36%，為最高，是對照發芽率的1.06倍；發芽指數最高，達到了10.90，是對照發芽指數的1.09倍，不同濃度之間的差異達到顯著水平。5個濃度梯度的青霉素溶液極顯著地影響了雪里蕻老化種子的活力指數，不同處理間的活力指數差異達極顯著水平。100，200，300 mg/L青霉素處理的種子發芽指數分別是對照的1.10，1.36，1.41倍，其中400 mg/L和500 mg/L的青霉素溶液處理后，種子的發芽指數出現下降趨勢。

表1 青霉素對雪里蕻種子發芽及幼苗生長的影響

表2 青霉素對人工加速老化雪里蕻種子發芽及幼苗生長的影響

在100～500 mg/L范圍內，胚根長、下胚軸長、苗長、鮮質量和干質量隨青霉素濃度的增加先增加后下降。在0～300 mg/L青霉素溶液范圍內，胚根長、苗長、鮮質量和干質量隨青霉素濃度的增加而增加，其中最適濃度為300 mg/L，各項指標值分別是對照的 1.40，1.28，1.42，2.14 倍。 濃度繼續升高，各項指標出現下降的趨勢，當濃度增加到500 mg/L時，胚根長只有對照的0.57倍，干質量只有對照的1.29倍。200～300 mg/L青霉素溶液對下胚軸生長有一定的促進作用，低于此濃度促進作用不明顯，高于此濃度范圍則表現出抑制作用，500 mg/L時抑制作用最大，下胚軸長只有對照的0.44倍。

子葉長度隨青霉素濃度的增加表現出高于對照，當濃度為200 mg/L時，子葉最長，是對照長度的3.17倍。隨著濃度繼續升高，子葉長度開始減小，但仍大于對照。

試驗結果表明，100～500 mg/L青霉素溶液不同程度地促進了老化雪里蕻種子的發芽和幼苗生長。300 mg/L青霉素濃度促進了老化雪里蕻種子發芽勢、發芽率、發芽指數和活力指數的提高。但田間成苗率以100，200，300 mg/L青霉素處理的最高，分別為 36.25%，38.06%，30.56%，是對照的1.79，1.88，1.51倍，尤其以200 mg/L青霉素處理的田間實際成苗率最高。不同濃度之間的差異達到顯著水平。

3 結論與討論

經過種子含水量測定，試驗所用雪里蕻種子為6.26%，符合種子的安全含水量的要求[8]。因此試驗數據能夠真實地反映試驗結果。試驗結果表明，適宜濃度的青霉素溶液均能顯著提高正常雪里蕻種子、老化雪里蕻種子的活力指數，且增加幼苗的胚根長、下胚軸長、子葉長和干鮮質量。兩組試驗結果對比表明，青霉素對老化雪里蕻種子的影響作用高于正常雪里蕻種子，表明青霉素可促進種子新陳代謝，有利于陳舊種子代謝系統的修復和恢復，使老化種子能夠充分利用胚中貯存的營養物質，使幼苗達到正常種子生長水平。

200 mg/L的青霉素溶液使正常雪里蕻種子的發芽指數達到最高值（12.32），是正常種子對照處理的1.19倍。老化處理后的雪里蕻種子經過300 mg/L青霉素處理后，發芽指數達到10.90，是老化種子對照的1.09倍。表明老化的雪里蕻種子通過一定濃度的青霉素處理后可以恢復到一定的發芽速度和發芽整齊度。200 mg/L的青霉素使正常雪里蕻種子的活力指數達到最高值53.84，是正常種子對照處理的1.40倍；老化處理后的雪里蕻種子經過300 mg/L青霉素溶液處理后，其活力指數是老化種子對照的1.41倍，說明老化嚴重抑制了種子活力，而一定濃度的青霉素溶液處理則可以修復老化對種子的損傷。200 mg/L的青霉素溶液使正常雪里蕻種子的田間成苗率達到最高值，為42.14%，是對照的1.81倍。老化處理后的雪里蕻種子經過200 mg/L青霉素處理后田間成苗率達到38.06%，是老化種子對照的1.88倍。表明一定濃度的青霉素處理可以修復老化對種子的損傷，并且可以提高成苗率，起到到壯苗的效果。

該試驗同時研究了青霉素對韭蔥種子和菠菜種子發芽以及幼苗生長的影響[10]，這些試驗材料中雪里蕻的抗老化能力最強，而菠菜的抗老化能力最弱。高濃度的青霉素溶液對雪里蕻種子發芽和幼苗生長表現為抑制作用，而在韭蔥和菠菜上表現不明顯，說明不同蔬菜種類對青霉素的反應程度不同。許多學者研究了青霉素與種子發芽和幼苗生長的關系[11～13]，但目前還沒有以雪里蕻為研究對象，沒有對老化雪里蕻種子活力恢復進行研究報道。該研究進一步證實青霉素對雪里蕻種子發芽和幼苗生長的促進作用，同時也表明不同濃度青霉素對雪里蕻老化種子活力恢復和提高成苗率有改進作用。

[1]陶嘉玲.種子活力[M].北京：科學技術出版社，1991.

[2]李海航，潘瑞熾.青霉素在高等植物中的作用[J].植物生理學通訊，1987（5）：1-6.

[3]朱建華，富新華.青霉素對幾種作物種子發芽率和幼苗生長的影響[J].植物生理學通訊，1995，31（5）：344-346.

[4]高揚帆，陳軍，張莉.青霉素和Ca2+對小白菜老化種子發芽及幼苗生長的影響[J].北方園藝，2006（2）：9-11.

[5]吳旭紅，馮晶，常志敏.青霉素對老化香瓜種子萌發和酶活性的影響[J].生物技術，2003，13（1）：28-29.

[6]湯菊香，馮艷芳.KH2PO4和青霉素對小麥老化種子發芽及幼苗生長的影響[J].種子，2001（4）：19-21.

[7]付靜塵，韓烈保.引發、老化對生菜種子萌發的影響[J].種子，2008（3）：71-72.

[8]GB/T 3543.1-3543.7-1995[S].北京：中國標準出版社，2000：40.

[9]顏啟傳.種子檢驗的原理和技術[M].北京：中國農業出版社，1992：293.

[10]馬輝，任彥蓉，馬國良.青霉素滲調處理對韭蔥種子發芽與活力的影響[J].種子，2010（6）：97-99.

[11]孫忠魁，龐金安.青霉素浸種對黃瓜發芽及幼苗生長的影響[J].天津農業科學，1995，1（3）：7-9.

[12]張秋菊，秦佳梅，楊劍波.青霉素對返魂草種子萌發及幼苗生長的影響[J].吉林農業大學學報，2004，26（6）：596-598.

[13]鄭蔚虹，冷建梅.青霉素、過氧化氫和高錳酸鉀浸種對沙棘種子萌發及幼苗生長的影響[J].種子，2003（6）：21-23.

Effect of Penicillin on Germination of Accelerated Aging Seed and Seedling Growth of Potherb Mustard

MA Hui1,MA Guoliang1,YAO Lun2
(1.Agricultural and Animal College,Qinghai University,Xining 810016;2.Qinghai University)

The effect of different penicillin solution (0-500 mg/L)on the germination and seedling growth of accelerated aging seeds of potherb mustard were studied.The results indicated that treatments with penicillin at certain concentration could increase germination index,vigor index and weight of fresh and dry matter more significantly.Penicillin enhanced seed germination and seedling growth of potherb mustard,and it restored germination index and vigor index of accelerated aging seeds of potherb mustard while the solution of penicillin was 300 mg/L added,and the vigor index was 1.41 times than that of control treatment.It showed that deterioration of potherb mustard seed inhabited the seed vigor severely;oth

erwise,low concentration of penicillin could recover the seed vigor of the accelerated aging seeds.And after 200 mg/L of penicillin processing of aging potherb mustard seeds sprout rate reached into the field 38.06%is aging seed controlled 1.88 times.Show the aging potherb mustard seed through certain concentration of penicillin after the treatment of the seeds can regenerate ageing injury,can improve sprout rate,strengthen the seedlings.

Penicillin;Potherb mustard;Accelerated aging seed;Germination index;Vigor index

10.3865/j.issn.1001-3547.2011.12.013

馬輝（1964-），男，碩士，副教授，從事種子、作物品質等方面教學、研究工作

2011-05-20