油菜素內酯對小麥、玉米種子萌發的影響

紀秀娥　史留功　胡春紅　郭彤

摘要：以周麥18、鄭單958為材料，采用水培法，探討不同濃度油菜素內酯浸種對小麥、玉米種子萌發及其生理的影響。結果表明，低濃度的油菜素內酯對小麥、玉米種子的萌發起促進作用，且以濃度0.015mg/L的處理效果最好；高濃度油菜素內酯對小麥、玉米種子萌發的促進作用減弱，并呈現抑制趨勢。

關鍵詞：油菜素內酯；種子萌發；生理機制

中圖分類號：S512.101；Q945.34文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2014）09-0088-02

收稿日期：2013-12-02

基金項目：河南省教育廳自然科學基金（編號：12A180029）。

作者簡介：紀秀娥（1966—），女，河南商水人，教授，主要從事植物生理生化研究。E-mail：jxe200809@163.com。油菜素內酯是一種新型植物內源激素，是國際上公認的活性最高的無毒、廣譜、高效的植物生長激素[1]。研究發現，油菜素內酯及其類似物生理功能較多，如逆境反應、細胞分裂與伸長、維管分化、光合作用等[2-5]。油菜素內酯在農作物栽培中也有獨特的作用，如提高作物品質、增強作物抗逆能力等[6]。目前市場上植物生長調節劑種類繁多，但大多數都存在作用時間較短、需多次重復施用、作用單一的缺點，油菜素內酯與植物生長調節劑相比具有明顯的優勢，它通過調節植物本身所需要的多種酶、激素，不僅增強了植物活力、抗旱耐澇能力，而且能使植物自身生長潛能、生長優勢得到充分發揮。本研究以小麥、玉米種子為材料，比較不同濃度油菜素內酯對小麥、玉米種子萌發的影響，旨在為油菜素內酯在農業生產中的應用提供理論依據。

1材料與方法

1.1材料

供試玉米品種鄭單958由河南金博士種業股份有限公司育成；供試小麥品種周麥18由河南省周口市農業科學院提供；供試油菜素內酯由山東省中化嘉寧生物有限公司生產。

1.2方法

挑選籽粒飽滿、大小一致、無霉變、無病蟲害的小麥種子500粒，隨機分為5組，每組100粒。采用同樣的方法選取玉米種子400粒，隨機分成5組，每組80粒。分別用濃度為 0.001 5、0.0150、0.1500、1.5000 mg/L的油菜素內酯溶液對小麥、玉米種子常溫浸種24 h，浸種結束后將種子置于墊有濾紙的培養皿中。每處理重復3次，用清水處理作為對照（CK），試驗期間培養皿濾紙一直保持濕潤。以種子胚根突破種皮記為發芽種子，每天記錄發芽的種子數，小麥種子發芽 1 d 后統計發芽勢，3 d后統計發芽率；玉米種子發芽3 d后統計發芽勢，6 d后統計發芽率。測定小麥、玉米種子α-淀粉酶活力及可溶性糖含量。

2結果與分析

2.1油菜素內酯浸種對小麥、玉米種子萌發的影響

從表1可以看出，油菜素內酯對小麥種子發芽勢的影響較發芽率顯著。當油菜素內酯濃度小于0.0150 mg/L時，油菜素內酯能極顯著促進發芽勢增加（P<0.01）；當油菜素內酯濃度大于0.1500 mg/L時，促進作用減弱，差異不顯著；油菜素內酯對小麥發芽率的影響不大，差異不顯著。

2.2油菜素內酯對小麥、玉米種子α-淀粉酶含量的影響

種子萌發時，代謝增強，因此萌發需要大量的能量，這些能量由淀粉所提供，淀粉分解需要淀粉酶的催化。在谷物的干種子中，只含有β-淀粉酶，不含α-淀粉酶。α-淀粉酶在種子萌發過程中合成，而且其活力隨種子萌發時間的延長而增強[7]。由表3可知，油菜素內酯能明顯增強小麥種子α-淀粉酶活力，當油菜素內酯濃度為0.0150 mg/L時，效果最為明顯。隨著油菜素內酯濃度的進一步升高，油菜素內酯對種子 α-淀粉酶活力的促進作用降低。油菜素內酯對玉米種子α-淀粉酶活力的影響趨勢與小麥種子基本一致，以

2.3油菜素內酯對小麥及玉米種子可溶性糖含量的影響

可溶性糖對于保持種子活力有著重要作用[8]。玉米種子在貯藏過程中，隨著種子活力的下降，可溶性糖含量也隨之減少[9]。 由表4可知，隨著油菜素內酯濃度升高，小麥種子可溶性糖含量首先增加，當油菜素內酯濃度為0.015 0 mg/L時，小麥種子可溶性糖含量最高，高濃度溶液對小麥種子可溶性糖的含量有抑制趨勢。玉米可溶性糖含量的變化趨勢與小麥相似，當油菜素內酯濃度為0.015 0 mg/L時，玉米種子可溶性糖含量最高，之后隨著油菜素內酯濃度的升高，玉米種子可溶性糖含量逐漸下降。

3結論與討論

種子萌發是種子的胚從相對靜止狀態變為生理活躍狀態，之后長成營自養生活的幼苗的過程。種子萌發的前提是種子具有生活力，解除了休眠，同時還具有適宜的條件，有的種子萌發還需要光照，部分植物的種子還需完成后熟過程[10]。本研究表明，小麥、玉米種子的發芽率受油菜素內酯影響不大，但油菜素內酯對小麥種子的發芽勢影響明顯[11]。小麥、玉米種子萌發靠胚乳提供脂肪、蛋白質、糖等營養物質[12]。本試驗中，油菜素內酯浸種過的種子萌發率與對照相比促進作用不明顯，這可能與本試驗所選取的種子比較優良、其胚乳中的營養物質比較充足有關，也可能與外部條件比較適宜、種子自身萌發率較高有關。淀粉酶是催化淀粉水解的一類酶，普遍存在于動植物體內，尤其是萌發的禾谷類種子中[8]。α-淀粉酶是在種子萌發后合成的，β-淀粉酶在種子形成時已經合成。α-淀粉酶活力對種子萌發有重要作用[13-15]。種子萌發時，淀粉酶的活性隨種子萌發時間的增加迅速增加，將種子中的淀粉分解成小分子糖類，以供幼苗生長，休眠種子的淀粉酶活力很低，種子吸脹萌發后，淀粉酶活力逐漸增強。無論是種子萌發過程中產生的，還是由于油菜素內酯作用誘導產生的α-淀粉酶，酶活力越高，種子萌發速度也越快[16]。本研究表明，種子α-淀粉酶活力隨著油菜素內酯濃度的增加有明顯提高，之后再增加油菜素內酯濃度，促進效果有所降低，甚至有抑制的趨勢。糖是高等植物主要代謝產物之一，在植物體內的種類、含量非常豐富。糖在細胞中的功能是多種多樣的，糖作為代謝的中間產物或終產物調節植物的生長發育，同時也參與胞內信號轉導與調節[17]。易發芽作物品種的種子在發育過程中，可溶性糖含量會維持較高的水平。同時，種子內可溶性糖含量與α-淀粉酶含量有關，α-淀粉酶活力越高，單位時間分解的淀粉量越大，種子的可溶性糖含量也就越高。本研究表明，隨著油菜素內酯濃度的提高，小麥、玉米種子內可溶性糖含量有所增加，當油菜素內酯濃度為00150 mg/L時，小麥、玉米種子內可溶性糖含量均達到最大值，之后繼續增加油菜素內酯濃度，小麥、玉米種子可溶性糖含量有降低的趨勢。

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