不同品種藿香種子萌發(fā)與保護(hù)酶活性相關(guān)分析

摘 要：為探究不同品種藿香種子在萌發(fā)與生長上的差異情況，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，研究15個(gè)不同品種的藿香種子萌發(fā)狀況、主要農(nóng)藝性狀、保護(hù)酶活性及相關(guān)關(guān)系。結(jié)果表明，不同品種藿香種子萌發(fā)狀況存在差異，以H9、H4、H15處理下藿香種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)相對較高。不同品種藿香種子萌發(fā)后在生物量上的表現(xiàn)亦存在不同，以H4、H9、H15處理下藿香發(fā)芽數(shù)、胚軸長、胚莖粗相對較大，H14處理下發(fā)芽數(shù)最少，H7處理下胚軸長最短，H14處理下胚莖粗最小。不同品種藿香種子萌發(fā)后的SOD、POD、CAT活性存在較大差異，其中以H9、H4處理下的藿香種子SOD、POD、CAT活性相對較高，活性氧清除能力相對較強(qiáng)；H1處理下的藿香種子SOD活性最低，H7處理下的藿香種子POD活性最低，H14處理下的藿香種子CAT活性最低。相關(guān)性分析表明，藿香種子發(fā)芽數(shù)與SOD、POD、CAT具有極顯著正相關(guān)關(guān)系，胚軸長與POD、CAT具有顯著正相關(guān)關(guān)系，胚莖粗與SOD、CAT具有極顯著正相關(guān)關(guān)系。

關(guān)鍵詞：藿香；種子；萌發(fā)指標(biāo)；農(nóng)藝性狀；保護(hù)酶；相關(guān)關(guān)系

中圖分類號：S567.239 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" 文章編號：0488-5368（2024）11-0022-04

收稿日期：2024-01-03 修回日期：2024-02-08

基金項(xiàng)目：山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（重大科技創(chuàng)新工程）項(xiàng)目“林木種質(zhì)資源挖掘與精準(zhǔn)鑒定”（2021LZGC02301）。

第一作者簡介：于梅（1982-），女，副教授，碩士研究生，主要從事林產(chǎn)品資源創(chuàng)新利用。

通信作者：韓彪。

Seed Germination， Main Traits， Protective Enzyme Activity and Correlation Analysis" of Agastache rugosa in Different Regions

YU Mei MOU Kaiyue LIU Ziheng XIAN Yang ，WANG Lei ，HAN Biao

（1.School of Food Science and Engineering，Shandong Agriculture and Engineering University， Jinan， Shandong 250100， China；

2. Key Laboratory of National Forestry and Grassland Administration Conservation and" Utilization of Warm Temperate Zone Forest and Grass

Germplasm Resources，Shandong Provincial Center of Forest and Grass Germplasm Resources， Jinan， Shandong 250102， China）

Abstract： To explore differences in germination and growth of various Agastache rugosa seed varieties， a random block design was utilized to study the germination status， main agronomic traits， protective enzyme activity， and related relationships of 15 varieties of Agastache rugosa seeds. The results showed differences in the germination status among the Agastache rugosa seeds， with the germination rate， germination potential， germination index， and vitality index being relatively high under H9， H4" and H15 treatments. The biomass performance of" Agastache rugosa seeds varied among the different varieties after germination， with the germination number， hypocotyl length， and embryonic stem thickness being relatively larger under H4， H9 and H15 treatments. The germination number was the lowest under H14 treatment， the hypocotyl length was shortest under H7 treatment， and the embryonic stem thickness was smallest under H14 treatment. There were significant differences in the SOD， POD and CAT activities of Agastache rugosa seeds among the different varieties after germination. Among them， the SOD， POD" and CAT activities of Agastache rugosa seeds treated with H9 and H4 were relatively high， and the ability to scavenge reactive oxygen species was relatively strong. The SOD activity was the lowest under H1 treatment， the POD activity was the lowest under H7 treatment， and the CAT activity was the lowest under H14 treatment. Correlation analysis showed a highly significant positive correlation between the germination number of Agastache rugosa seeds and SOD， POD" and CAT" and a significant positive correlation between embryonic axis length and POD， CAT" and a highly significant positive correlation between embryonic stem diameter and SOD， CAT.

Key words：Agastache rugosa ; Seed; Germination indicators; Agronomic traits; Protective enzymes; Related relationships

藿香[Agastache rugosa （Fisch. amp; C. A. Mey.） Kuntze]是唇形科藿香屬的多年生草本植物，莖部細(xì)柔毛，下部無毛；葉心狀卵形或四棱形，花冠呈淡紫藍(lán)色，果成熟后呈現(xiàn)堅(jiān)果卵狀長圓形[1]。藿香具有保護(hù)腸胃、促進(jìn)消化吸收，消炎殺菌，抗病毒、抗腫瘤、抗腹瀉，抑制腸道致病菌等功效[2]，同時(shí)還是營養(yǎng)價(jià)值較高的山野菜，長期食用可以增強(qiáng)人體免疫機(jī)能[3]。藿香在全國各地均有栽培，但受不同品種氣候、水分、土壤等生態(tài)環(huán)境的影響，不同藿香品種在基因水平上也存在一定的遺傳差異，并在植株形態(tài)、有效成分、藥理藥性、氣味等形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)上表現(xiàn)出異同，這在一定程度上豐富了藿香的種質(zhì)資源，也為藿香品種的選育提供了更多的親本材料。為進(jìn)一步探究不同品種藿香種子的差異性，研究不同品種藿香種子在發(fā)芽率、發(fā)芽勢等種子萌發(fā)指標(biāo)，發(fā)芽數(shù)、胚軸長、胚莖粗等生物量指標(biāo)，SOD、PDO、CAT等抗氧化保護(hù)酶指標(biāo)上的差異及生物量與抗氧化保護(hù)酶的相關(guān)性分析，以期為藿香種質(zhì)資源信息采集提供數(shù)據(jù)參考，為藿香種質(zhì)創(chuàng)新提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料

共15個(gè)藿香參試品種（表1）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)藿香材料為1個(gè)處理，共15個(gè)處理，每個(gè)處理進(jìn)行3次重復(fù)，共45個(gè)重復(fù)。在直徑15 cm的培養(yǎng)皿內(nèi)鋪設(shè)3層濾紙，加水浸透，在濾紙上均勻擺放20粒藿香種子，作為一個(gè)重復(fù)，待45個(gè)處理均擺放好種子后，全部放置于23～25℃的恒溫催芽箱內(nèi)，每天記錄發(fā)芽數(shù)，在發(fā)芽第3天時(shí)測定發(fā)芽勢，第5天時(shí)測定發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)，同時(shí)測定胚軸長、胚莖粗、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）活性。

1.3 測定方法

胚軸長采用直尺進(jìn)行測量，胚莖粗采用游標(biāo)卡尺進(jìn)行測量。分別采用NBT光化還原法、愈創(chuàng)木酚比色法、紫外吸收法測定超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）活性[4]。

Gv（%）=Gt/Gn*100；G（%）=Ga/Gn*100；GI=∑Gt/ Dt。

其中，Gv為發(fā)芽勢，G為發(fā)芽率、GI為發(fā)芽指數(shù)，Gt為在t d內(nèi)正常發(fā)芽的種子數(shù)；Gn為供試種子數(shù)；Ga為發(fā)芽終止時(shí)全部正常發(fā)芽種子數(shù)；Dt為發(fā)芽天數(shù)。

1.4 統(tǒng)計(jì)與分析

采用Microsoft excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，利用SPSS 25.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，使用鄧肯新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種藿香種子萌發(fā)狀況差異性分析

由表2可知，不同品種藿香種子萌發(fā)狀況存在差異。種子發(fā)芽率以H9處理最高，H4處理次之，H15處理第三，H14處理最低。其中，H1、H2、H11、H14種子發(fā)芽率差異不顯著，H3、H4、H6、H9、H15處理間種子發(fā)芽率差異不顯著，H8、H10、H12、H13處理間種子發(fā)芽率差異不顯著。種子發(fā)芽勢以H4處理最高，H9次之，H15第三，H1處理最低。其中，H1、H2、H7、H8、H10、H11、H13處理間種子發(fā)芽勢差異不顯著，H3、H4、H6、H9、H12、H14、H15處理間種子發(fā)芽勢差異不顯著。發(fā)芽指數(shù)以H9處理值最大，H4次之，H15第三，H14處理最小。其中H1、H2、H7、H11、H14處理間差異不顯著，H3、H4、H6、H9、H15處理間差異不顯著，H5、H10、H11、H12處理間差異不顯著。活力指數(shù)以H9處理值最大，H15次之，H4第三，H6最小。其中，H1、H2、H7、H11、H14處理間差異不顯著，H3、H4、H6、H9、H15處理間差異不顯著，H5、H8、H10、H12處理間差異不顯著。

2.2 不同品種藿香種子萌發(fā)后生物量差異性分析

由表3可知，不同品種藿香種子發(fā)芽數(shù)、胚軸長、胚莖粗不同。發(fā)芽數(shù)以H9處理最多，H4處理次之，H15處理第三，H1、H2、H14處理相對較小，表明H9、H4、H15處理下的種子發(fā)芽數(shù)較其他處理相對較高。胚軸長以H15處理最長、H9處理次之，H6處理第三，H2、H3、H4與H15差異不顯著，H1、H5、H7、H11處理相對較小，說明H15、H9處理下的種子胚軸生長勢較其他處理相對較強(qiáng)。胚莖粗以H4處理值最大，H9次之，H15第三，H14、H2、H1處理下相對較小，表明在H4、H9、H15處理下藿香種子萌發(fā)后胚莖生長勢相對較強(qiáng)。

2.3 不同品種藿香種子萌發(fā)后抗氧化保護(hù)酶活性的差異性分析

由表4可以得出，不同品種藿香種子萌發(fā)后的SOD、POD、CAT活性存在較大差異。SOD活性以H9處理下最高，H13處理次之，H4處理第三，H1、H2、H14處理相對較低，說明在H9、H13、H4處理下藿香種子超氧陰離子清除能力較其他處理相對較強(qiáng)。POD活性以H15處理下最高，H9次之，H6第三，H7處理最低，表明H9、H13、H6處理下的藿香種子活性氧清除能力相對較強(qiáng)。CAT活性在H15處理下最高，H9次之，H4第三，H14最低，表明H15、H9、H4處理下的藿香種子對機(jī)體內(nèi)過氧化氫氧化劑的清除能力較其他處理相對較強(qiáng)。可見，H9、H4處理下的藿香種子抗氧化保護(hù)酶系統(tǒng)對機(jī)體內(nèi)部活性氧的清除能力相對較強(qiáng)，有利于機(jī)體內(nèi)活性氧的動(dòng)態(tài)平衡，增強(qiáng)其抗逆性能。

2.4 不同品種藿香種子萌發(fā)后生物量與抗氧化保護(hù)酶活性的相關(guān)性分析

由表5可以看出，藿香種子發(fā)芽數(shù)與SOD、POD、CAT具有極顯著正相關(guān)關(guān)系，胚軸長與POD、CAT具有顯著正相關(guān)關(guān)系，胚莖粗與SOD、CAT具有極顯著正相關(guān)關(guān)系，與POD具有顯著正相關(guān)關(guān)系，這說明抗氧化保護(hù)酶系統(tǒng)保護(hù)酶活性的增強(qiáng)有利于藿香種子的萌發(fā)生長，能夠促進(jìn)其生物量的快速積累。

3 結(jié)果與分析

種子萌發(fā)是植物進(jìn)行生命活動(dòng)的開始，是植物接觸外界環(huán)境并對外界環(huán)境作出反應(yīng)的最初時(shí)期，其萌發(fā)狀況對后期生長狀況及形態(tài)建成有重要影響。發(fā)芽率能夠檢驗(yàn)種子的活性，發(fā)芽率的高低能夠影響其后期產(chǎn)量的多少。種子發(fā)芽勢能夠反應(yīng)種子的發(fā)芽速度和整齊度，是檢測種子質(zhì)量的重要參考指標(biāo)之一[5]。發(fā)芽指數(shù)能夠反應(yīng)種子發(fā)芽能力的高低，是判斷植物種子優(yōu)劣的重要參數(shù)。活力指數(shù)是表征植物種子品質(zhì)高低的重要參考指標(biāo)之一[6]。本研究結(jié)果表明，在H9、H4、H15處理下的藿香種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)相對較高，說明這三個(gè)處理下的藿香種子活力較強(qiáng)，發(fā)芽能力較高，發(fā)芽速度和整齊度較好。

發(fā)芽數(shù)能夠表征種子出苗率的高低，胚軸長和胚莖粗能夠反映種子出苗后的生長勢，關(guān)系到幼苗生長健壯的程度[7]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在H9、H4、H15處理下，藿香種子出苗率相對較高，表明這三個(gè)處理下的藿香種子質(zhì)量相對較高，能夠有效節(jié)約育苗所需的用種量，在生產(chǎn)中可以有效降低生產(chǎn)成本，提升育苗效率。H15、H9、H6、H2、H3、H4處理下藿香胚軸長相對較長，H9、H4、H15處理下藿香種子胚莖相對較粗，綜合而言以H9、H4、H15處理下的藿香種子生物量積累相對較高，生長勢相對較強(qiáng)，有利于后期培育壯苗。另外，從這15個(gè)不同品種的藿香種子農(nóng)藝性狀可以得出，受不同地域氣候條件的差異、自然環(huán)境的隔離、人為選擇等眾多因素的影響，不同供試品種之間存在一定的遺傳差異性，這也為藿香育種提供豐富的親本材料[8]。

超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）是機(jī)體抗氧化保護(hù)酶系統(tǒng)的重要保護(hù)酶類，它們通過清除機(jī)體內(nèi)過剩的活性氧，使活性氧保持動(dòng)態(tài)平衡，從而保護(hù)機(jī)體免受活性氧的傷害。超氧化物歧化酶（SOD）通過與超氧陰離子發(fā)生歧化反應(yīng)，達(dá)到清除活性氧自由基的目的。過氧化物酶（POD）是存在于植物機(jī)體內(nèi)的氧化還原酶之一，隨植株生育時(shí)期和外界環(huán)境的改變而變化，它通過清除機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生的H2O2使機(jī)體免受過氧化氫的危害[9]。過氧化氫酶（CAT）是植物機(jī)體內(nèi)一種膜結(jié)構(gòu)的保護(hù)酶，是一種氧自由基清除劑，它通過清除機(jī)體細(xì)胞內(nèi)的超氧陰離子，阻止膜脂過氧化反應(yīng)的發(fā)送，從而保護(hù)細(xì)胞膜的穩(wěn)

定[10]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在H9、H13、H4處理下藿香種子SOD活性相對較高，表明這三個(gè)處理下的藿香種子清除超氧陰離子的能力較強(qiáng)，抵御外界不利環(huán)境的能力較強(qiáng)，從而增強(qiáng)其抗逆性，更容易在環(huán)境惡劣的條件下生長。H9、H13、H6處理下藿香種子POD活性最大，表明這三個(gè)處理下的藿香種子清除機(jī)體H2O2的能力相對較強(qiáng)，有利于維持細(xì)胞膜的穩(wěn)定。H15、H9、H4處理下CAT活性最大，說明這三個(gè)處理下的藿香種子清除氧自由基的能力較強(qiáng)，從而使機(jī)體活性氧保持動(dòng)態(tài)平衡。綜合而言，以H4、H9處理下的藿香種子在萌發(fā)后抗氧化保護(hù)酶活性最強(qiáng)，能夠在相對惡劣的環(huán)境下生長。從不同品種藿香種子萌發(fā)后抗氧化保護(hù)酶活性的差異性分析可知，機(jī)體抗氧化保護(hù)酶SOD、POD、CAT活性的提高能夠顯著促進(jìn)藿香種子發(fā)芽數(shù)和胚莖粗，POD、CAT活性的提高能夠顯著促進(jìn)胚軸長度的增加。

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