蛋氨酸硒對豇豆種子萌發及幼苗生長的影響

張慧君，唐 娟，王冰潔，許曉敏

(淮北師范大學 生命科學學院，安徽 淮北 235000)

蛋氨酸硒對豇豆種子萌發及幼苗生長的影響

張慧君，唐 娟，王冰潔，許曉敏

(淮北師范大學 生命科學學院，安徽 淮北 235000)

研究豇豆種子在不同濃度(0、3.0、4.0、8.0、10.0、20.0、50.0、100.0 mg·L-1)的蛋氨酸硒溶液的影響下的萌發情況及其幼苗生長狀況的變化。結果表明，低濃度(<20.0 mg·L-1)的蛋氨酸硒溶液能在一定程度上促進豇豆種子的萌發，而過高濃度的蛋氨酸硒溶液則會使豇豆種子發芽率顯著降低；豇豆種子發芽指數的變化趨勢伴隨蛋氨酸硒溶液濃度的逐步升高，與上述發芽率呈現相似的先升后降的現象；適量(<50.0 mg·L-1)的蛋氨酸硒溶液有利于增強豇豆幼苗體內過氧化物酶(POD)的活性，但當蛋氨酸硒溶液濃度超過此范圍時，豇豆植株內此酶的活性遭到一定程度的破壞；在存在一定低濃度(<10.0 mg·L-1)蛋氨酸硒溶液的環境下，豇豆幼苗體內丙二醛(MDA)含量隨著蛋氨酸硒溶液處理濃度的升高而逐步降低，即濃度較低時，硒的存在有利于豇豆對抗逆境利于其正常生長；但當蛋氨酸硒溶液濃度持續升高時，MDA含量也隨之持續增加，即硒濃度過高時，硒的存在阻礙其正常生長。豇豆幼苗體內脯氨酸(Pro)含量隨蛋氨酸硒溶液濃度的升高與其MDA含量出現相似的變化趨勢，在蛋氨酸硒濃度為10.0 mg·L-1時，豇豆幼苗體內Pro的含量達到最小值。因而，適宜濃度的蛋氨酸硒有助于豇豆種子的正常萌發及其幼芽的健康生長發育，但高濃度的蛋氨酸硒則會對豇豆種子的正常萌發及其幼苗的正常生長發育產生抑制作用。

豇豆； 蛋氨酸硒； 發芽率； MDA； POD

近年來，人們對于健康與養生方面的意識逐步提升，而微量元素硒(Se)對人、動物及微生物整個生命過程是非常重要且必需的微量元素之一，硒參與了人體的多項生理功能活動，并能在一定程度上對人體的某些生理疾病起到預防和治療的功能，硒還對人體的各大器官起到一定的保護作用。不僅如此，適量的硒還能在一定程度上促進某些植物的種子萌發及幼苗的健康生長。研究表明，硒能在一定程度上提高某些植物的抗氧化作用及其對逆境的抗性，從而實現其產量和品質的提高。更為最重要的是，合理調控植物培育過程中的硒濃度，有利于提高農產品的保健價值。硒在人們生產生活中的價值越來越受到關注，因而各界對其的研究也越來越多。

豇豆(Vignaunguiculata)在南方的有些地區叫豆角。日常生活中，人們主要食用其較為鮮嫩的莢果和成熟的種子。豇豆在食用時可做鮮食、干食和泡菜等，是一類日常生活中常見的具有很高的食用價值和經濟價值的深受大眾喜愛的蔬菜。若能通過試驗找到最適宜豇豆生長的硒的濃度，不僅在一定程度上緩解當前農業生產上比較突出的農藥化肥的濫用問題，而且讓人們通過植物到人的食物鏈的方式達到長期補硒的目的。本次試驗旨在通過不同濃度的蛋氨酸硒溶液來培養豇豆芽，以研究不同濃度的硒元素對豇豆種子的萌發、幼苗的生長發育方面的影響，進而為人們在豇豆的生產過程中對硒元素補給量的判斷上提供一定的理論依據[1-7]。

1 材料與方法

1.1 供試材料

以豇豆種子為供試材料。

1.2 處理設計

設9個小組，各取20粒種子，以蛋氨酸硒的形式加入硒，且都設置A、B兩個重復，溶液濃度分別為0、3.0、4.0、8.0、10.0、20.0、50.0、100.0 mg·L-1。種子用70%乙醇充分浸泡消毒15 min后，再用蒸餾水沖洗3次，去除其表面的乙醇殘留。將挑選出的豇豆種子置于鋪有濾紙的無菌培養皿中，分別加入對應的不同濃度的蛋氨酸硒溶液。在試驗室恒溫避光的條件下培養，每隔24 h更換相應溶液1次，并記錄每組處理種子每天的萌發數量，最后采集其幼苗進行各項生理指標測定[1]。

發芽指標測定。用豇豆種子的發芽率、發芽指數評價種子的發芽能力。

丙二醛(MDA)含量的測定。MDA含量的測定采用雙組分分光光度法[1]。

過氧化物酶(POD)活性的測定。POD活性的測定采用愈創木酚法[1]。

脯胺酸(Pro)含量的測定。稱取待測子葉樣品0.5 g進行Pro含量的測定[1]。

1.3 數據分析

用Excel軟件進行數據分析并作圖。

2 結果與分析

2.1 蛋氨酸硒對豇豆種子萌發的影響

2.1.1 發芽率

如圖1所示，蛋氨酸硒濃度在0～4 mg·L-1時，豇豆發芽率伴隨著蛋氨酸硒溶液處理濃度的增加呈上升趨勢；在4～8 mg·L-1時，伴隨著蛋氨酸硒溶液處理濃度的增加，豇豆發芽率略微有下降；在8～20 mg·L-1時，隨著蛋氨酸硒處理濃度逐漸增加，豇豆發芽率先上升后趨于平穩至發芽率達到最大值；而在20～100 mg·L-1時，豇豆發芽率隨著蛋氨酸硒處理濃度的增加出現較明顯的下降趨勢；100 mg·L-1時發芽率處于所有濃度處理組中的最低值。

圖1 不同濃度蛋氨酸硒下的豇豆種子發芽率的影響

2.1.2 發芽指數

如圖2所示，在蛋氨酸硒濃度為0～4 mg·L-1時，豇豆種子的發芽指數伴隨著蛋氨酸硒溶液處理濃度的逐漸增加而有所下降；在4～20 mg·L-1時，豇豆種子的發芽指數隨蛋氨酸硒濃度的增加又逐漸上升；在20 mg·L-1時，其發芽指數達到最高值18.667；在20～100 mg·L-1時，發芽指數隨蛋氨酸硒濃度的升高又逐漸下降；在100 mg·L-1時，發芽指數為所有處理組的最低值16.50。

圖2 不同濃度蛋氨酸硒下的豇豆種子發芽指數

2.2 蛋氨酸硒對豇豆幼苗MDA含量的影響

如圖3所示，在蛋氨酸硒濃度為0時，豇豆幼苗的MDA含量為0.28 μmol·g-1；0～3 mg·L-1時，伴隨蛋氨酸硒濃度的持續升高，MDA含量增加；3～10 mg·L-1時，MDA含量隨蛋氨酸硒濃度的持續升高而呈明顯下降趨勢；10 mg·L-1時達到最小值0.108 μmol·g-1；而在10～100 mg·L-1時，MDA含量又不斷上升；100 mg·L-1時達到所有處理濃度中的最大值0.183 μmol·g-1。

圖3 不同濃度蛋氨酸硒下的豇豆幼苗MDA含量

2.3 蛋氨酸硒對豇豆幼苗POD活性的影響

如圖4所示，豇豆幼苗在蛋氨酸硒濃度為0時，其體內POD活性處在所有處理中的最低值；當蛋氨酸硒濃度為0～50 mg·L-1時，POD活性伴隨著蛋氨酸硒濃度的升高而增加；當蛋氨酸硒濃度至50 mg·L-1時，酶活性達到所有處理中的最高值；當蛋氨酸硒濃度在50～100 mg·L-1時，POD活性伴隨蛋氨酸硒濃度的升高而顯著降低。

圖4 不同濃度蛋氨酸硒下的豇豆幼苗POD活性

2.4 蛋氨酸硒對豇豆幼苗Pro含量的影響

如圖5所示，在蛋氨酸硒濃度為0～3 mg·L-1時，Pro含量隨著蛋氨酸硒濃度的升高而增加；在蛋氨酸硒濃度為3～10 mg·L-1時，Pro含量隨著蛋氨酸硒的升高呈明顯下降趨勢；在蛋氨酸硒濃度為10 mg·L-1時，Pro含量處在最低值72.477 μg·g-1；在蛋氨酸硒濃度為10～100 mg·L-1時，Pro含量伴隨著蛋氨酸硒濃度呈顯著上升趨勢，在100 mg·L-1時為140.947 μg·g-1。

圖5 不同濃度蛋氨酸硒下的豇豆幼苗Pro含量

3 討論

試驗中當使用不同濃度的蛋氨酸硒溶液(0、3.0、4.0、8.0、10.0、20.0、50.0、100.0 mg·L-1)對豇豆種子進行處理時，豇豆種子萌發及MDA、POD、Pro的含量等隨之出現一系列變化。由試驗結果可推測，在一定低濃度(<20.0 mg·L-1)范圍，蛋氨酸硒溶液對豇豆種子的發芽率有一定程度的促進作用，而當其濃度超過這一范圍時，則會對其發芽過程產生阻礙作用。豇豆種子發芽指數也隨蛋氨酸硒濃度的上升出現先增加后減小的趨勢，從而推測，低濃度的蛋氨酸硒能提高豇豆種子的發芽能力及活力；與之相反，當其蛋氨酸硒濃度過高時，則會對其正常發芽產生阻礙作用。

在蛋氨酸硒濃度較低的條件下，豇豆幼苗的MDA含量隨著蛋氨酸硒濃度不斷升高而逐漸下降。蛋氨酸硒濃度在10.0 mg·L-1時，MDA含量達到最小值；當蛋氨酸硒濃度超過這個范圍時，MDA含量則不斷上升。由此可見，適量濃度的蛋氨酸硒(<10.0 mg·L-1)能在一定程度上緩解逆境或衰老過程中對植株的脅迫作用。但當其濃度超過這個范圍時，這種緩解作用會逐漸消失，甚至會對其生長產生阻礙和傷害。

POD活性是判定植物體內生理代謝變化的重要指標[8-15]。試驗發現，豇豆幼苗在一定低濃度的蛋氨酸硒溶液處理條件下，其POD活性隨蛋氨酸硒濃度的升高而逐漸增加。在蛋氨酸硒濃度至50.0 mg·L-1時，酶活性達到所有處理濃度中的最高值；當蛋氨酸硒濃度超過50.0 mg·L-1后，豇豆幼苗體內的POD活性隨其濃度的升高而顯著下降。所以，豇豆幼苗在較低濃度蛋氨酸硒溶液處理時，POD活性總體呈上升趨勢，可見適宜低濃度的蛋氨酸硒能在一定程度上提升其體內POD活性，進而有利于植株的正常生長。然而當蛋氨酸硒濃度過高時，會對幼苗本身的生長發育產生抑制甚至傷害作用。

Pro和MDA在反映植物對逆境的反應程度強弱上有類似效果。試驗發現，Pro含量隨著蛋氨酸硒濃度的升高呈先降后升的變化趨勢。在所有蛋氨酸硒濃度低于10.0 mg·L-1的處理組中，豇豆幼苗體內的Pro含量隨著蛋氨酸硒濃度的升高而有一定程度的下降，但在蛋氨酸硒濃度超過此范圍的處理組中，Pro含量隨著蛋氨酸硒濃度的升高也呈上升趨勢。因此，在用較低濃度蛋氨酸硒溶液對豇豆進行處理時，能在一定程度上緩解逆境對其的傷害，從而有利于植株生長。然而當蛋氨酸硒溶液濃度過高時，可能會對幼苗本身的生長產生傷害作用。

綜上所述，蛋氨酸硒溶液對豇豆種子的萌發和豇豆幼苗的生長發育存在一定的劑量效應，一定低濃度的蛋氨酸硒有利于其種子發芽和幼苗的生長，但若濃度過高則會對其生命活動產生抑制作用。在本次試驗中，通過分析蛋氨酸硒濃度對豇豆的發芽率、發芽指數、POD活性、MDA含量及Pro含量的影響結果，再結合成本綜合考慮認為，豇豆發芽及幼芽生長環境中的硒濃度控制在10.0 mg·L-1左右較為適宜。

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(責任編輯：張瑞麟)

2016-07-22

安徽省高校自然科學基金(KJ2016B015)；淮北師范大學博士科研啟動項目(12601034)

張慧君，講師，博士，研究方向為園藝植物分子育種，E-mail：zhhuijun@126.com。

10.16178/j.issn.0528-9017.20170202

S643

A

0528-9017(2017)02-0198-03

文獻著錄格式：張慧君，唐娟，王冰潔，等. 蛋氨酸硒對豇豆種子萌發及幼苗生長的影響[J].浙江農業科學，2017，58(2)：198-200，204.