H2O2和GA3聯(lián)合處理打破茄子種子休眠的效果

孟淑春， 余振宙，， 宋順華*， 占?jí)舻ぃ?馬連平

(1. 北京市農(nóng)林科學(xué)院 蔬菜研究中心/農(nóng)業(yè)部華北地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)部都市農(nóng)業(yè)(北方)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 10097； 2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)， 安徽 合肥 230036)

H2O2和GA3聯(lián)合處理打破茄子種子休眠的效果

孟淑春1， 余振宙1，2， 宋順華1*， 占?jí)舻?， 馬連平1

(1. 北京市農(nóng)林科學(xué)院 蔬菜研究中心/農(nóng)業(yè)部華北地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)部都市農(nóng)業(yè)(北方)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 10097； 2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)， 安徽 合肥 230036)

為了尋找適于處理茄子種子休眠操作方法簡(jiǎn)便、處理時(shí)間短、處理?xiàng)l件容易控制、成本低廉、效果明顯和生產(chǎn)上實(shí)用的方法，采用不同濃度的過(guò)氧化氫(H2O2)和赤霉素(GA3)聯(lián)合處理具有休眠特性的長(zhǎng)茄6號(hào)種子。結(jié)果表明：1.2% H2O2溶液浸種5 min后，采用1000 mg/L赤霉素溶液常溫浸種3 h，發(fā)芽勢(shì)為91%，發(fā)芽率為93%，可以完全打破茄子種子的休眠，且未見(jiàn)藥害發(fā)生，可以應(yīng)用于茄子育苗生產(chǎn)。

H2O2； 赤霉素； 茄子種子； 休眠

茄子(SolanummelongenaL.) 是世界上第四大蔬菜作物，也是我國(guó)主要蔬菜種類(lèi)之一，其產(chǎn)量高、適應(yīng)性強(qiáng)，結(jié)果期長(zhǎng)，為夏、秋季節(jié)的主要蔬菜。我國(guó)是世界上最大的茄子生產(chǎn)國(guó)[1]，據(jù)FAO年鑒的統(tǒng)計(jì)資料，2011年全球茄子收獲面積為181 萬(wàn)hm2，總產(chǎn)量為4 683萬(wàn)t；我國(guó)收獲面積為78.7 萬(wàn)hm2，總產(chǎn)量為2 770 萬(wàn)t，分別占世界收獲面積的43.48%和總產(chǎn)量的59.15%[2]。茄子種植區(qū)域廣，種子用量大，但茄子種子的休眠特性影響了種子的發(fā)芽率。當(dāng)種子還未破除休眠時(shí)，表現(xiàn)為出芽率低，出芽緩慢，降低了種子質(zhì)量。導(dǎo)致種子休眠的原因一般認(rèn)為是茄子種皮厚，表面有粘液，致使種皮透水、透氣性差，影響萌發(fā)[3]。也有學(xué)者認(rèn)為，茄子種子的外種皮為革質(zhì)，內(nèi)種皮透水性差，加之種皮表面光滑并有膠質(zhì)物包裹，加大了種子吸水吸氧的困難，同時(shí)，茄子種子中含有發(fā)芽抑制物質(zhì)，從而抑制了發(fā)芽，使種子具有休眠特性[4]。應(yīng)采取物理或化學(xué)方法打破種子休眠。物理方法主要有變溫處理、干熱處理、溫湯浸種、常規(guī)浸種、間歇浸種等，普遍認(rèn)為變溫處理的效果最佳。但變溫處理容易受條件限制，在生產(chǎn)中難以推廣。化學(xué)方法分為藥劑處理和激素處理2種。用于種子處理的藥劑有硝酸鉀(KNO3)和過(guò)氧化氫(H2O2)，可以提高種皮的透性，促進(jìn)種子的萌發(fā)，但濃度過(guò)高，種子會(huì)受到傷害，發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率降低，幼苗矮化，故應(yīng)掌握好藥劑的濃度和處理時(shí)間，以免產(chǎn)生藥害。研究表明，雙氧水浸種可以顯著提高茄子種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)[5]。植物激素和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理種子也可以不同程度地提高種子活力，這類(lèi)物質(zhì)有生長(zhǎng)素、萘乙酸、赤霉素、乙烯利、ABT生根粉及2,4-D等。目前，應(yīng)用最多且效果最好的為赤霉素(GA3)，GA3是普遍使用的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，不僅具有抑制ABA的作用，有利于種胚細(xì)胞壁的松弛和水解[6]并保護(hù)生長(zhǎng)素不受破壞，而且還具有促進(jìn)生長(zhǎng)的作用，GA3可活化一系列水解酶的活性，對(duì)α-淀粉酶具有特殊作用，是打破休眠的最佳藥劑[7]，且價(jià)格相對(duì)便宜，操作簡(jiǎn)單易行，具有良好的應(yīng)用推廣前景。司亞平[8]發(fā)現(xiàn)，赤霉素處理茄子種子，可加快種子的萌發(fā)速度和提高出苗率。王貴余[9]證明，適宜濃度赤霉素可以打破茄子種子休眠，促進(jìn)萌發(fā)。此外，郭曉宇[10]、潛宗偉[11]、王利英[12]等的研究獲得相似的結(jié)論。但對(duì)過(guò)氧化氫(H2O2)和赤霉素(GA3)聯(lián)合處理茄子種子尚未見(jiàn)報(bào)道。長(zhǎng)茄6號(hào)茄子種子具有明顯的休眠特性，未經(jīng)處理的種子直接進(jìn)行發(fā)芽，發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)極低。筆者采用不同濃度的過(guò)氧化氫(H2O2)和赤霉素(GA3)聯(lián)合處理長(zhǎng)茄6號(hào)茄子種子，以探討H2O2和GA處理打破茄子種子休眠的效果，為日后處理茄子休眠提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

采用2011年8月新采收的具有休眠特性的茄子種子長(zhǎng)茄6號(hào)。種子由北京京研益農(nóng)科技發(fā)展中心提供。種子成熟充分，籽粒飽滿。赤霉素為四川省廣漠市有機(jī)農(nóng)化廠生產(chǎn)的特得隆牌赤霉素粉劑。

1.2 H2O2聯(lián)合 GA3溶液不同濃度處理種子

將供試種子分成2份，分別在1.2%和2.4%的H2O2溶液中浸種5 min后，每份種子在濃度分別為100 mg/L、300 mg/L、600 mg/L和1000 mg/L的GA3溶液內(nèi)浸泡3 h后，取出風(fēng)干，直到種子含水量接近種子最初階段的水分含量標(biāo)準(zhǔn)。以未浸泡H2O2和GA3的干種子為對(duì)照(CK)。

1.3 發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)測(cè)定

將各處理和對(duì)照種子按照《國(guó)際種子檢驗(yàn)規(guī)程》中規(guī)定的方法[13]，每處理100粒種子，4次重復(fù)，在20℃ 16 h/30℃ 8 h的變溫條件下進(jìn)行紙上發(fā)芽試驗(yàn)。每天進(jìn)行發(fā)芽計(jì)數(shù)，7 d進(jìn)行發(fā)芽勢(shì)計(jì)數(shù)，14 d進(jìn)行末次計(jì)數(shù)，計(jì)算發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)。

發(fā)芽率=(14 d發(fā)芽的種子數(shù)量/置床的種子總數(shù))×100%

發(fā)芽指數(shù)(GI)= ∑(Gt/Dt)

式中，Dt為發(fā)芽日數(shù)，Gt為與Dt相對(duì)應(yīng)的每天發(fā)芽種子數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 1.2% H2O2聯(lián)合 GA3不同濃度處理茄子種子的萌發(fā)

由表1表明，長(zhǎng)茄6號(hào)種子在1.2% H2O2溶液中浸種5 min后，采用不同濃度的GA3溶液常溫浸種3 h，破除種子休眠的效果差異顯著。隨著處理濃度的提高，種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率均提高，不同濃度的GA3處理間差異達(dá)到極顯著。當(dāng)GA3濃度低于600 mg/L時(shí)，無(wú)法完全破除休眠，當(dāng)濃度提高到1 000 mg/L時(shí)，種子的發(fā)芽速度迅速增加，從第2天的發(fā)芽率為6%，迅速增加到第3天的62%，至第5天接近最高發(fā)芽率，達(dá)87%，已完全破除休眠，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他處理，且未見(jiàn)藥害發(fā)生。最后，種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率分別達(dá)91%和93%。

表1 1.2% H2O2聯(lián)合GA3不同濃度處理茄子種子的萌發(fā)

Table 1 Germination of eggplant seeds treated with various concentrations of 1.2 H2O2and GA3

GA3濃度/(mg/L)GA3concentration發(fā)芽勢(shì)/%Germinationvigor發(fā)芽率/%Germinationrate發(fā)芽指數(shù)GerminationindexCK23eE29dD24．3210030dD49cC43．2430040cC51cC56．2860064bB75bB90．68100091aA93aA148．78

注：同列中不同大小寫(xiě)字母分別表示差異達(dá)1%和5%。

Note: Different capital and lowercase letters in the same column indicated 1% and 5% significant levels respectively.

2.2 2.4% H2O2聯(lián)合 GA3不同濃度處理茄子種子的萌發(fā)

由表2可見(jiàn)，當(dāng)長(zhǎng)茄6號(hào)種子在2.4% H2O2溶液中浸種5 min后，采用不同濃度的GA3溶液常溫浸種3 h破除種子休眠的效果與1.2% H2O2溶液中浸種5 min后，采用不同濃度的GA3溶液常溫浸種3 h的處理效果相似。隨著處理濃度的提高，種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率均有顯著提高。當(dāng)GA3濃度低于600 mg/L時(shí)，不能完全破除休眠；當(dāng)濃度提高至1000 mg/L時(shí)，種子的發(fā)芽速度迅速增加，從第2天的發(fā)芽率3%增加到第3天的56%，第5天接近最高發(fā)芽率，達(dá)88%，已完全破除休眠，且未見(jiàn)藥害發(fā)生。最后，種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率分別達(dá)90%和92%。

表2 2.4%H2O2聯(lián)合GA3不同濃度處理茄子種子的萌發(fā)

Table 2 Germination of eggplant seeds treated with various concentrations of 2.4 H2O2and GA3

GA3濃度/(mg/L)GA3concentration發(fā)芽勢(shì)/%Germinationvigor發(fā)芽率/%Germinationrate發(fā)芽指數(shù)GerminationindexCK23eE29eE24．3210035dD50dD48．6530044cC64cC60．9560070bB75bB104．81100090aA92aA144．43

3 結(jié)論與討論

GA3可以消除種子對(duì)多種環(huán)境因子的需求，促進(jìn)萌發(fā)以及拮抗ABA的抑制效應(yīng)[14]。除了激素對(duì)種子休眠的解除有促進(jìn)作用外，其他多種化學(xué)物質(zhì)常被用來(lái)減輕休眠的程度或促進(jìn)休眠的解除，以利于萌發(fā)。對(duì)于具有堅(jiān)硬種皮的種子而言，用濃H2SO4或H2O2適當(dāng)處理，可以腐蝕致密表皮上的角質(zhì)層，軟化種皮，從而增加透水性，促進(jìn)種子休眠的解除而萌發(fā)。用濃H2SO4浸泡澤米屬植物佛州澤米(Zamiafloridana)的新采集的種子1 h，可獲得理想的促萌發(fā)效果[15]。H2O2作為種子萌發(fā)促進(jìn)劑，因價(jià)格低廉，方便實(shí)用在科研和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上得到應(yīng)用，但H2O2對(duì)茄子種子萌發(fā)的影響報(bào)道甚少。

具有休眠的茄子種子，未經(jīng)化學(xué)試劑或激素處理，發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率極低，如本研究中的長(zhǎng)茄6號(hào)對(duì)照種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率只有23%和29%。而H2O2和GA3處理后，發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率均可達(dá)到90%以上，破除休眠效果明顯。

將具有休眠特性的長(zhǎng)茄6號(hào)種子置于1.2%或2.4%濃度的H2O2溶液中浸種5 min后，分別采用100～1000 mg/L的不同濃度的GA3溶液常溫浸種3 h，處理效果相似，GA3濃度達(dá)1000 mg/L處理效果最佳，可以完全打破茄子種子的休眠，且未見(jiàn)藥害發(fā)生。由于1.2%和2.4%的H2O2溶液浸種，未明顯差異，從節(jié)約成本的角度考慮，以1.2%濃度的H2O2溶液浸種為宜。

結(jié)果表明，采用過(guò)氧化氫(H2O2)和赤霉素(GA3)聯(lián)合處理具有休眠特性的長(zhǎng)茄6號(hào)茄子種子，對(duì)打破種子的休眠取得了很好的效果，可以應(yīng)用于育苗生產(chǎn)。育種者將茄子新品種，尤其是具有休眠的品種，推向市場(chǎng)時(shí)，應(yīng)說(shuō)明該品種的休眠特性。種子經(jīng)銷(xiāo)部門(mén)生產(chǎn)銷(xiāo)售的休眠茄子種子，出售前應(yīng)統(tǒng)一進(jìn)行破除休眠處理，以利于生產(chǎn)應(yīng)用。

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(責(zé)任編輯： 劉忠麗)

Effects of H2O2and GA3Treatment on Breaking Dormancy of Eggplant Seeds

MENG Shuchun1, YU Zhenzhou1,2, SONG Shunhua1*, ZHAN Mengdan2, MA Lianping1

(1.BeijingVegetableResearchCenter,BeijingAcademyofAgricultureandForestrySciences/KeyLaboratoryofBiologyandGeneticImprovementofHorticulturalCrops(NorthChina)/KeyLaboratoryofUrbanAgriculture(North),MinistryofAgriculture,Beijing10097; 2.AnhuiAgriculturalUniversity,Hefei,Anhui230036,China)

In order to seek simple, convenient and practical methods for breaking dormancy of eggplant seeds with short treatment time, easy-controlling treatment conditions, low cost, obvious effects, different concentrations of hydrogen peroxide (H2O2) and gibberellin (GA3) were used to break seed dormancy of Changqie 6. Results: After soaking seeds in 1.2% H2O2solution for 5 minutes, using 1000 mg/L gibberellin solution soaking seeds for 3 hours at room temperature can completely break the dormancy of eggplant seeds, and no phytotoxicity occurred, which can be applied in seedling production.

H2O2; GA3; eggplant seeds; dormancy

2015-07-17； 2015-12-31修回

北京市農(nóng)林科學(xué)院青年科研基金項(xiàng)目“茄子種子生活力檢驗(yàn)ISTA標(biāo)準(zhǔn)制訂”(QNJJ201211)；北京市農(nóng)林科學(xué)院科技創(chuàng)新能力建設(shè)專項(xiàng)“蔬菜種質(zhì)資源收集、評(píng)價(jià)與創(chuàng)新”(KJCX20140111)；國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題“作物、蔬菜包衣種子潛在污染與種子質(zhì)量良好農(nóng)業(yè)規(guī)范質(zhì)量保障關(guān)鍵”(2012BAK26B03)

孟淑春(1973-)，女，副研究員，從事種子檢驗(yàn)和種子技術(shù)研究。E-mail:mengshuchun@nercv.org

*通訊作者：宋順華(1963-)，女，副研究員，從事種子技術(shù)研究。E-mail:songshunhua@nercv.org

1001-3601(2016)01-0008-0024-03

S641.1

A