PEG-6000浸種處理對甘青青蘭種子萌發及幼苗抗旱性的影響

尹秀 王俊 張二豪 祿亞洲

摘要：采用不同濃度聚乙二醇（PEG-6000）對藏藥甘青青蘭進行浸種處理，研究不同濃度PEG-6000對種子萌發的影響，待幼苗長至2葉期，轉至30% PEG-6000溶液中模擬干旱脅迫，探索幼苗的抗旱情況。結果表明：不同濃度的PEG-6000浸種對種子的發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數均呈下降趨勢，且發芽指數和活力指數與CK差異顯著，不同濃度的PEG-6000浸種對幼苗生長有促進作用。不同濃度的PEG-6000浸種后待幼苗長至2葉期時置于30% PEG-6000溶液持續水分脅迫2 d后（PT+30%）與2葉期幼苗蒸餾水持續處理2 d后（PT）相比，丙二醛含量呈下降趨勢，可溶性蛋白和游離脯氨酸含量呈上升趨勢，葉綠素a含量有所增加而葉綠素b含量下降，葉綠素a/b的值增大，說明PEG-6000浸種可以提升甘青青蘭幼苗的抗旱能力。

關鍵詞：PEG-6000;甘青青蘭;種子萌發特性;生長指標;丙二醛;游離脯氨酸;葉綠素;水分脅迫;抗旱性

中圖分類號： S567.23+9.01文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2020）13-0168-04

收稿日期：2019-07-19

基金項目：西藏自治區科技計劃重大專項（編號：XZ201901-GA-04）;西藏自治區科學技術研究一般項目（編號：XZ2017ZRG-22）;西藏特色農牧資源研發協同創新項目（藏藥材方向）。

作者簡介：尹秀（1986—），女，河南駐馬店人，碩士，講師，研究方向為藥用植物分子生物學。E-mail：yinxiu111@163.com。

通信作者：祿亞洲，博士研究生，講師，研究方向為藥用植物分子生物學。E-mail：luyazhou001@126.com。唇形科青蘭屬甘青青蘭（Dracocephalum tanguticum Maxim.）為多年生草本[1]，又稱唐古特青蘭，藏藥名“知羊格”[2]，常在高山灌叢林地、松林邊緣、礫石草坡、干燥河谷兩岸生長[3-4]，其味甘、苦，性寒，具有清肝熱、止血、愈瘡、干黃水等作用，用于治療肝胃熱、黃水類病、血癥、瘡口不愈等疾病[5-6]，是青藏高原特有植物和藏醫常用藥材。有關甘青青蘭報道較多的是對其化學成分如黃酮類[7-8]、多糖[9]、萜類[10]、揮發油[11-12]、甾類[13]等進行分析;此外，相繼出現甘青青蘭的形態組織[14]及顯微特征[15]方面的研究;關于甘青青蘭種子萌發方面的研究主要采用不同濃度的鹽、聚乙二醇（PEG）、赤霉素對其種子進行處理，結果發現，不同物質對種子萌發有一定的影響作用[16-17]。

干旱是西藏西部干旱區面臨的最主要的氣象災害，也是雅魯藏布江河谷地帶常見的主要氣象災害之一[18-19]。種子萌發是植物能夠成苗的前提，萌發期是植物整個生活史中最重要、最脆弱的階段，也是進行抗逆性研究的重要時期[20]。張艷福等認為，種子萌發和幼苗初期生長比其他生長階段更容易遭受水分和光照等環境因子及其相互作用的影響，所以常以種子萌發和幼苗初期生長階段的生長情況評價植物的抗逆性[21]。目前，PEG被較多地應用于植物種子萌發及幼苗生長對干旱脅迫的響應、植物耐旱性評價及耐旱品種的篩選培育等相關研究[22-23]，有研究表明，聚乙二醇處理對促進種子萌發和幼苗生長、提高種子活力和抗逆性有一定的作用[24]。

本試驗研究不同濃度PEG-6000浸種對甘青青蘭種子萌發和幼苗抗旱性的影響，探索干旱脅迫條件下幼苗的耐受性，為今后甘青青蘭人工種植提供一定的理論依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

2018年10月于西藏農牧學院藏藥材馴化基地（94°20′20″ E、29°40′4″ N）采集甘青青蘭種子，晾干后挑選飽滿一致的種子，2019年3月于西藏農牧學院植物生理生化實驗室進行試驗。

1.2試驗方法

1.2.1PEG-6000預處理取出上述已挑選的種子，置于超凈工作臺中加入10% NaClO溶液中消毒 5 min，無菌水多次沖洗，無菌濾紙吸干多余的水分，將處理后的種子分成6份，每份50粒，分別用0、5%、10%、15%、20% PEG-6000溶液進行預處理，放入4 ℃冰箱中浸種24 h，其中隔3 h搖動試管，以利于通氣，每個處理3個重復。

1.2.2種子萌發試驗將預處理后的種子取出，用蒸餾水沖洗干凈，將每個處理的50粒種子播種于鋪有蒸餾水浸潤濾紙的培養皿內，放入光照培養箱中培養，溫度為（20±1）℃，光照度為1 000 lx，14 h 光照、10 h黑暗。隔天加入數滴水以便浸透濾紙，盡量避免干旱。

1.2.32葉期幼苗水分脅迫試驗分別用不同濃度0、5%、10%、15%和20% PEG-6000溶液浸種24 h，待種子萌發周期結束，幼苗長至2葉期時用30% PEG-6000溶液持續處理2 d（PT+30%），對照為2葉期幼苗蒸餾水持續處理2 d（PT），2 d后取樣測定抗旱相關生理指標，每個處理3個重復。

1.3相關指標的測定

1.3.1種子萌發特性的指標從種子置床之日起觀察，初始發芽之日作為該處理發芽的開始期，連續3 d不再萌發時作為發芽結束期，記錄萌發情況及生長情況，統計種子的發芽率、發芽指數及活力指數等數據。

發芽率=發芽種子數量/處理種子數量×100%;

發芽勢=8 d正常發芽種子數/處理種子數×100%;

發芽指數（Gi）=∑（Gt/Dt）（Gt為t d的發芽數量，個;Dt為相應的發芽時間，d）;

活力指數（Vi）=Gi×Ss（Ss為平均胚根長）。

觀察后16 d，取出幼苗，用直尺測量幼苗的苗高及根長，mm。

1.3.2生理生化指標分別用不同濃度0、5%、10%、15%、20% PEG-6000溶液浸種24 h，待種子萌發周期結束，幼苗長至2葉期時，每個處理設置3個重復，均放入30% PEG-6000浸透濾紙的培養皿中（PT+30%），對照組用等量的蒸餾水代替（PT），之后每天加約3 mL相應的處理液保持濾紙的濕潤，2 d后取樣，測定抗旱相關生理指標，3次重復。

采用硫代巴比妥酸顯色法測定丙二醛含量[23];采用磺基水楊酸法測定游離脯氨酸含量[24];采用考馬斯亮藍G-250染色法測定可溶性蛋白含量[25];采用乙醇提取比色法測定葉綠素含量[26]。

1.4數據分析

數據統計后采用Microsoft Excel 2003和Origin 8.6繪圖，用SPSS 17.0統計軟件對平均數進行多重比較。

2結果與分析

2.1不同濃度PEG-6000預處理對甘青青蘭種子萌發的影響

將甘青青蘭種子分別用0（CK）、5%、10%、15%、20% PEG-6000溶液處理24 h后進行培養，3 d 后開始萌發并對其進行數據統計。結果（表1）顯示，CK組的萌發情況較好，隨著PEG-6000濃度增大，種子發芽率、發芽勢、發芽指數等呈下降趨勢，其中10%和15%處理下差別不大，20%處理下對種子萌發影響較大，表明PEG-6000預處理對甘青青蘭種子萌發沒有促進作用，對種子萌發有輕微的抑制作用，這種現象可能是甘青青蘭種子對 PEG-6000 較為敏感，較高濃度的PEG處理會使植物膜脂過氧化，導致細胞膜滲漏，因而對植物的萌發、生長產生抑制作用。

2.2不同濃度PEG-6000預處理對甘青青蘭幼苗生長的影響

將甘青青蘭種子用不同濃度PEG-6000溶液處理后再進行培養，由表2可見，經PEG-6000處理后會促進幼苗生長，有利于地上部分生長，而對

2.3PEG-6000處理對甘青青蘭幼苗生理生化特性的影響

2.3.1PEG-6000處理對甘青青蘭幼苗丙二醛含量的影響由圖1可見，CK組（PT）和試驗組（PT+30%）丙二醛含量相比呈下降趨勢，其中10%、15%、20% 浸種后丙二醛含量分別降低20.71、24.04、30.75 nmol/g，分別較CK組降低2.25、2.5、3.21倍。可見，用15%、20% PEG-6000浸種后丙二醛含量降幅較大，表明15%、20% PEG-6000浸種減緩了水分脅迫條件下質膜的損傷和氧化，增強了幼苗的抗旱能力。

2.3.2PEG-6000處理對甘青青蘭幼苗可溶性蛋白含量的影響由圖2可見，與對照組（PT）相比，試驗組（PT+30%）可溶性蛋白含量均呈上升趨勢，15% PEG-6000浸種組可溶性蛋白含量增加 0.33 μg/g，為所有浸種處理組中可溶性蛋白增幅最大的一組。由此說明，可以通過適量濃度的PEG預處理來增加幼苗的可溶性蛋白含量，從而提高幼苗的抗滲透脅迫能力。

2.3.3PEG-6000浸種對甘青青蘭幼苗游離脯氨

酸含量的影響圖3表明，與對照組（PT）相比，試驗組（PT+30%）幼苗葉片中游離脯氨酸的含量呈升高趨勢，其中15%、20%浸種處理組游離脯氨酸含量變化較大且呈極顯著差異，分別增加93.54、113.07 μg/g，表明適宜濃度的PEG-6000浸種可以提升甘青青蘭幼苗在水分脅迫下的游離脯氨酸含量，從而利于幼苗在干旱環境下吸收水分抵御逆境。

2.3.4PEG-6000浸種對甘青青蘭幼苗葉綠素含量的影響圖4顯示，與對照組（PT）相比，試驗組（PT+30%）葉綠素a含量明顯增加，而葉綠素b含量下降，且試驗組（PT+30%）葉綠素a/b的值明顯增大，且試驗組葉綠素a/b的值要明顯高于對照組。葉綠素a/b的值明顯增大是植物對逆境環境的一種防御性適應，捕光色素葉綠素b含量的降低使得植物的光捕獲減弱，活性氧產生量減少，酶的抑制和蛋白質的降解減少，使植物更加耐旱，說明 PEG-6000 浸種可以提升甘青青蘭幼苗的耐旱能力。

3結論與討論

PEG 脅迫能夠影響種子活力，使種子萌發受到抑制或發芽延遲[27-29]。本試驗結果表明，PEG-6000對甘青青蘭種子的萌發具有明顯的延緩和抑

制作用，表現為隨脅迫程度的增加，種子的萌發率、發芽勢、發芽指數均下降，但對幼苗生長有一定的促進作用，這可能與物種本身的特性及其環境的異質性有關。

在一定脅迫條件下，植物體內生理生化特性會發生變化，如丙二醛、游離脯氨酸、可溶性蛋白含量會提高，這是植物對逆境脅迫的一種適應性的表現，可以作為植物抗性的指標[30]。本試驗通過不同濃度 PEG-6000 處理種子，待長出幼苗后置于30% PEG-6000 溶液模擬的干旱脅迫環境下，檢測后發現甘青青蘭與未經其干旱脅迫處理的相比，丙二醛、脯氨酸、可溶性蛋白含量均發生了不同程度的變化，30% PEG-6000溶液處理幼苗后，其丙二醛含量呈下降趨勢，可溶性蛋白和游離脯氨酸含量呈上升趨勢，葉綠素a含量有所增加而葉綠素b含量下降，葉綠素a/b的值增大，說明PEG-6000浸種可以提升甘青青蘭幼苗的抗旱能力;但較高濃度PEG-6000脅迫會導致幼苗生長狀況變差甚至死亡，說明甘青青蘭的抗旱性不強。

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