CaCl₂組合劑對三倍體西瓜種子萌發及生理特性的影響

李曉慧等

摘 要： 為解決三倍體西瓜種子發芽率低問題，試驗以三倍體西瓜品種‘黑帝為材料，探討了由CaCl2、GA、2，4-D、PVA 4種化學物質組成的浸種液對三倍體西瓜種子萌發及生理特性的影響。結果表明：該組合劑浸種處理8 h能顯著提高三倍體西瓜的發芽率、發芽勢，分別達到了87.7%，83.0%，與不破殼處理相比分別提高了23.5%、20.3%，與破殼處理間差異不顯著；不同時間的浸種處理均顯著降低了浸種液的電導率；浸種處理4、8 h提高了TTCH的含量，以處理8 h后含量最高，達到169.87 μg·mL-1。因此，該組合劑浸種處理8 h有利于三倍體西瓜種子的萌發，在生產上有一定應用價值。

關鍵詞： 三倍體西瓜； 種子萌發； 生理特性

Effects of CaCl2 chemical mixture on the triploid watermelon seeds germination

LI Xiaohui， ZHAO Weixing，CHANG Gaozheng，LIANG Sheng，KANG Liyun，X? Xiaoli

（Institute of Horticulture， Henan Academy of Agricultural Sciences， Zhengzhou 450002， Henan， China）

Abstract： The effect on the germination and physiological characteristics was studied to solve the low germination rate problem with triploid watermelon variety‘Heidias experimental material. The triploid seeds were soaked by chemical composition of CaCl2，GA，2，4-D and polyvinyl alcohol. The results showed that the 8 h soaking treatment with the chemical composition could significantly improve the germination rate and germination potentiality of triploid watermelon seeds as 87.7%，83.0% respectively. The seeds germination rate and germination potentiality of the 8 h treatment was higher 23.5%，20.3% than the seeds without skin breaking and indistinctive compared with skin breaking. The conductivity of seeds soaking lixivium by chemical composition was decreased obviously. The 4 h and 8 h soaking could increase the TTCH content of the seeds indistinctively，the 8 h soaking was highest as 169.87 μg·mL-1. So the 8 h seed soaking by the chemical composition is beneficial to seeds germination and has practical value during triploid watermelon planting.

Key words： Triploid watermelon； Seed germination； Physiological characteristics

三倍體西瓜具有優質、豐產、耐貯運、經濟效益高的特色和優勢，對發展農村經濟、增加農民收入發揮了重要作用[1]，但在栽培中三倍體西瓜種子因 “三低”問題成為其產業發展的主要障礙[2-3]，生產中主要以人工破殼方法提高三倍體西瓜種子發芽率，但人工破殼費時、費工且容易破壞種胚，難以實行批量處理三倍體西瓜種子。種子的引發技術是在控制條件下使種子緩慢吸水為萌發提前進行生理準備的一種播前種子處理技術，可以提高種子的發芽率和種子出苗的整齊度，已經在黃瓜、玉米、小麥、煙草等作物種子上得到證明[2-3]。目前，國內利用種子引發劑處理三倍體西瓜種子研究較少，盧荔等[4]研究了不同水勢的PEG-6000 溶液對三倍體西瓜種子萌芽的影響，各種水勢的PEG-6000 溶液引發對無籽西瓜種子發芽各項指標均沒有顯著影響，邢燕等[5]用不同的植物生長調節劑浸種處理三倍體西瓜種子，認為細胞分裂素和天然蕓苔素浸種均能明顯促進種子活力。為提高三倍體西瓜種子的發芽率、降低生產成本，滿足三倍體西瓜大面積簡約化生產的需求，本文選取CaCl2、GA、2，4-D、PVA（聚乙烯醇）等4種已在其他作物上應用的種子引發劑[6-11]，通過合理的配比制成浸種液，研究其對三倍體西瓜種子萌發及生理特性的影響，以期了解該組合物促進種子萌發的生理基礎，為其作為引發劑在三倍體西瓜萌發中應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試藥劑：CaCl2、GA、2，4-D、PVA購自試劑公司。供試西瓜品種為‘黑帝，由河南省農業科學院園藝研究所培育。

1.2 試驗設計

選用0.1% CaCl2+150 mg·L-1 GA+1 mg·L-1 2，4-D+1.5% PVA作為種子引發劑，試驗設不同的處理時間：4 h（T1）、8 h（T2）、12 h（T3），以生產中常用的清水浸泡 6 h后破殼（CK1）、不破殼（CK2）為對照，每個處理設3次重復，每個重復處理 100粒種子。經浸泡處理后，倒出浸種液，用清水洗凈種子并用干凈紗布吸干種子表面水分，置于催芽箱恒溫28.0 ℃催芽。每天觀察發芽情況，記錄發芽數，按以下公式計算種子發芽勢、發芽率、發芽指數[12]。

GE=n3/N×100%；GP=n5/N×100%；GI=∑（Gt/Dt）。

上式中：GE、GP、GI分別為種子發芽勢、發芽率、發芽指數；n3、n5：分別為前3 d和前5 d發芽種子數；N：供試種子總粒數；Gt與Dt為相對應的每天發芽種子數與發芽日。

1.3 生理指標測定

浸提液電導率： 取浸種液10 mL，定容到25 mL，用HANNAHI8733 型電導儀測定種子浸泡液電導率值[12]。

脫氫酶（TTCH）含量：采用TTC法測定[13]，選取20粒飽滿健康的西瓜種子，用20 mL浸種液浸種之后，除去種皮，然后在38 ℃恒溫水浴鍋中用10 mL 0.1% TTC溶液避光染色2 h，之后傾出TTC溶液，終止反應，用水沖洗樣品3次，吸干種子表面水分，然后加入少量丙酮充分研磨，研磨液倒入容量瓶，定容至5 mL，搖勻，靜置，吸取1 mL上清液并用丙酮稀釋6倍，最后測定490 nm波長處光密度。再從標準曲線中查出相應的還原態TTCH量，乘以稀釋倍數得到原種子TTCH量。

蛋白酶活性：根據蛋白酶分解蛋白質后生成氨基酸的量來比較蛋白酶活性的大小[9]。

氨基氮量/mg=（V-V0）×1.400 8

上式中：V為滴定樣品瓶所消耗的0.1 mol·L-1 NaOH溶液的體積（mL）；V0為滴定對照瓶所消耗的0.1 mol·L-1 NaOH溶液的體積（mL）；1.400 8為消耗1 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液相當的氨基氮（mg）。

1.4 數據統計與分析

采用Excel 2003和DPS 7.05軟件對試驗數據進行分析，Duncan法（鄧肯式新復極差法）多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同處理對三倍體西瓜種子萌發的影響

發芽率、發芽勢、發芽指數是衡量種子質量好壞的重要指標。不同浸種時間對三倍體西瓜種子的萌發有一定影響（表1）。破殼處理（CK1）種子發芽率和發芽勢最高，均達95.0%，顯著高于其他處理，說明破殼仍為最有效提高三倍體西瓜種子發芽率的措施；用該組合劑浸種處理8 h后，三倍體西瓜種子的發芽率和發芽勢分別達到了87.7%、83.0%，與破殼處理間差異不顯著，比不破殼處理提高了 23.5%、20.3%，在生產上有一定的應用價值；處理4 h種子發芽指標未得到改善，發芽指數和種子日平均發芽率甚至低于不破殼處理種子；各處理中，浸種處理8 h三倍體西瓜種子的發芽勢顯著高于浸種4 h，與其他處理間沒有顯著差異；破殼處理的發芽指數最高，顯著高于其他處理，處理8 h與CK2間差異不顯著。因此，本試驗條件下，組合劑浸種8 h處理有助于三倍體西瓜種子的萌發。

表1 不同處理對三倍體西瓜種子萌發的影響

[注] 表中同列數字后不同小寫字母表示差異達顯著水平（P=0.05），下表同。

2.2 不同處理對三倍體西瓜種子生理特性的影響

2.2.1 不同處理對三倍體西瓜種子浸泡液電導率的影響 種子浸泡液電導率的高低反映種子浸泡處理后的受損程度，從而間接判斷三倍體西瓜種子的活力水平，通常情況下，電導率與種子的活力呈負相關。不同處理種子浸泡液電導率有顯著差異（表2），該組合劑浸泡4、8、12 h種子的電導率分別比對照低44.0%、28.2%、18.0%，有效減少了三倍體西瓜種子浸種處理過程中可溶性物質的外滲，說明該組合劑浸種處理后降低了種子的破損程度，有利于種子的萌發。同時隨著浸泡時間的延長，浸泡液的電導率逐漸升高，導致電導率的升高，在生產中應控制種子的浸泡時間。

表2 不同處理對三倍體西瓜種子

萌發生理特性的影響

[注] 由于三倍體西瓜種子的破殼處理是在浸泡處理之后，電導率的測定僅顯示1個對照。

2.2.2 不同處理對三倍體西瓜種子TTCH活性影響 TTCH是生物體內一類重要的氧化還原酶，直接參與種子的呼吸作用，呼吸作用越強，TTCH含量越高，種子活力越強。由表2 可以看出：以該組合劑處理8 h TTCH含量最高，達到169.87 μg·mL-1，比對照高13.6%，但與處理4h及對照間差異不顯著；處理12 h TTCH含量最低，顯著低于對照和其他2個處理，可能是由于浸種時間過長導致浸種液中的溶解氧含量消耗殆盡，迫使呼吸速率降低，抑制了脫氫酶的活性，但其具體原因還有待于進一步研究。

2.2.3 不同處理對三倍體西瓜種子氨基氮含量影響 西瓜種子中蛋白質含量豐富，在種子萌發過程中，蛋白質分解為種子萌發提供了部分能量，蛋白酶活性的高低反映了西瓜種子活力水平，氨基氮含量越高，蛋白酶活性越強。該組合劑浸泡時間不同種子氨基氮含量有差異（表2）。浸種4h處理種子氨基氮的含量最高，顯著高于其他處理和對照，浸種8、12 h處理種子氨基氮的含量與對照間差異不顯著。表明該組合劑浸種4 h種子蛋白酶活性最強，這可能與浸泡時間影響蛋白質的外滲有很大關系。

3 討 論

種子萌發是植物生長的第一步，受多種因素影響，不僅受外部因素影響，更受種子自身的影響。相比于其他植物，三倍體西瓜種子種皮厚，不易吸水，萌發時破殼困難，生長阻力大，同時由于種胚發育不良，不少種胚發育畸形或發育不充實，發芽溫度高，這直接導致了三倍體西瓜的發芽率低。三倍體西瓜種子引發技術就是在播種前根據種子性質和吸水速率，通過控制種子緩慢吸水，使其停留在吸脹階段，促進細胞膜、細胞器、DNA的修復和酶的活化，使之處于發芽的準備狀態，但防止胚根的伸出。引發劑、引發時間是影響引發效果的關鍵因素。

本試驗表明，用合適的化學試劑浸種可以提高三倍體西瓜種子的發芽率與種子活力。試驗中三倍體西瓜種子經組合劑浸泡處理8 h后，種子發芽率達87.7%，與生產中破殼處理種子發芽率差異不顯著，但顯著高于不破殼處理種子的發芽率，發芽勢、發芽指數等指標與破殼處理種子無顯著差別，與盧荔等[4]不同水勢PEG-6000 溶液引發對無籽西瓜種子發芽各項指標均沒有顯著影響，且3 h 引發處理能最大程度地提高無籽西瓜種子發芽能力的研究結果并不一致，筆者認為單一的PEG-6000溶液或PEG-6000溶液濃度對無籽西瓜種子萌芽的促進作用不同；植物生長調節劑在三倍體西瓜種子引發中對某些生理過程產生作用，這一點與何濤[14]研究一致，其用不同濃度赤霉素、細胞分裂素、天然蕓苔素浸種處理三倍體西瓜種子，認為細胞分裂素和天然蕓苔素浸種均能明顯促進種子活力，提高種子發芽率和發芽勢，今后應注意其濃度與浸種時間的研究。

不同時間處理后的三倍體西瓜種子浸泡液電導率均有下降、蛋白酶活性增強，與其他研究結果一致[15-18]，說明該組合劑的使用能夠有效抑制種子在浸泡液中可溶性物質的外滲，改善三倍體西瓜種子的活力。試驗過程中還發現：隨著浸泡時間的延長浸泡液的電導率逐漸升高，種子的TTCH和氨基氮含量有所降低，對種子的萌發有一定抑制作用，從而打破了人們對三倍體西瓜浸泡時間越長越有利于萌發的錯誤認識。

試驗過程中，浸泡液處理種子發芽指數均低于破殼處理，說明破殼處理仍是一種有效的提高三倍體西瓜種子萌發的方法，但利用該組合物浸泡8 h，種子的萌發率與破殼處理間差異不顯著，因此，在實際生產中有一定推廣價值。另外，發芽指數主要受發芽天數及當天發芽數的影響，在試驗中發現破殼處理過的種子在處理后第二天種子發芽數最多，而浸泡液處理過的種子則出現在第三天，可能與種子引發劑中添加激素和使用化學物質的配比濃度有很大關系，但其具體原因還有待于進一步研究。

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