甲醇老化處理對甜瓜種子萌發(fā)與幼苗生長的影響

楊麗 任毛飛

摘? ? 要：為研究甲醇老化處理對甜瓜種子萌發(fā)與幼苗生長的影響，用50%甲醇溶液對甜瓜種子進(jìn)行5、15、25、35、45 min浸泡，進(jìn)行人工老化處理，測量幼苗干鮮質(zhì)量、最大根長、根體積等指標(biāo)，計(jì)算種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、種子浸出液相對電導(dǎo)率等指標(biāo)，對種子浸出液的相對電導(dǎo)率與甲醇浸泡時(shí)間進(jìn)行線性回歸分析。結(jié)果表明，幼苗各形態(tài)指標(biāo)隨甲醇處理時(shí)間延長，呈現(xiàn)逐漸下降趨勢，與浸泡時(shí)間呈負(fù)相關(guān)。與對照相比，不同時(shí)間甲醇浸泡處理種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)分別降低2.11%～22.11%、4.35%～17.39%、4.76～38.10%、1.29%～50.43%，與浸泡時(shí)間呈負(fù)相關(guān)。種子浸出液相對電導(dǎo)率隨老化時(shí)間延長呈現(xiàn)出逐漸升高趨勢，與浸泡時(shí)間呈正相關(guān)，50%甲醇浸泡種子人工老化時(shí)間選擇35 min為宜。

關(guān)鍵詞：甜瓜;甲醇;種子;萌發(fā)

中圖分類號：S652 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-2871（2021）08-074-04

Effect of seed treatment with methanol on the seed germination and? seedling growth in melon

YANG Li1， REN Maofei1，2

（1. College of Horticulture，Xinyang Agriculture & Forestry College， Xinyang 464000， Henan， China; 2. College of Agronomy， Hunan Agricultural University， Changsha 410128， Hunan， China）

Abstract： In order to study the effect of seed treatment with methanol on the seed germination and seedling growth in melon， melon seeds were treated with 50 alcohol solution for 5， 15 ，25 ， 35 and 45 minutes， the plant dry weight， fresh weight， root dry weight， fresh weight， and maximum root length were measured， the germination rate， germination potential， germination index， vitality index， relative conductivity and other indexes were calculated， the relative conductivity of seed leaching solution and methanol soaking time were analyzed by linearly regression. The results showed that with the extension of methanol treatment time for seeds， all of the seedling morphological indexes showed a decreasing trend， which were found negative correlations with the soaking time. Each index treatment group was lower than that of CK group （2.11%-22.11%，4.35%-17.39%，4.76%-38.10%，1.29%-50.43%）. The relative conductivity of the seed leaching solution showed a gradually increasing trend with the aging time， it was positively correlated with the soaking time. In conclusion， 35 min is the appropriate aging time with 50% methanol.

Key words： Melon; Methanol; Seed; Germination

甜瓜（Cucumis melo L.），葫蘆科甜瓜屬蔓生草本植物，是日常生活中重要的瓜果之一。甜瓜果肉甜美，具有較高的營養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值，是我國最重要的園藝作物之一，栽培面積居世界第一。種質(zhì)資源是育種的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，其豐富程度直接決定了作物育種的多樣性，因而，種質(zhì)資源保護(hù)十分重要。殷換弟[1]以大蔥種子為材料，研究了蔬菜種子貯藏壽命機(jī)制。薄麗萍[2]研究了不結(jié)球白菜種子老化衰變的生理基礎(chǔ)。宋江萍等[3]以老化蘿卜為研究對象，報(bào)道了不同物質(zhì)對恢復(fù)老化種子活力的影響。鮮萱等[4]利用高溫高濕人工加速老化菠菜種子，對其過程生理生化指標(biāo)及萌發(fā)的相關(guān)基因表達(dá)量進(jìn)行了研究。張海艷[5]以甲醇老化處理方法對玉米種子發(fā)芽和幼苗生長進(jìn)行比較研究。種子老化一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn)，雖種子和種子老化的相關(guān)研究較多[6-13]，但甲醇老化處理甜瓜種子研究報(bào)道很少，筆者以甜瓜種子為試驗(yàn)材料，用50%的甲醇溶液進(jìn)行人工老化處理，加快種子老化，模擬種子老化的生命狀態(tài)，研究種子相關(guān)發(fā)芽指標(biāo)變化，探索甜瓜種子人工老化技術(shù)對于揭示老化機(jī)制、提高種子保存效果等具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料

材料：西州密25甜瓜種子，由新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所生產(chǎn)，甲醇由鄭州奧祥化工產(chǎn)品有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2018年4月10日至2018年5月15日在信陽農(nóng)林學(xué)院園藝栽培實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

試驗(yàn)采取完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，用50%甲醇溶液對甜瓜種子進(jìn)行浸泡處理，根據(jù)浸泡時(shí)間不同，共設(shè)置5個(gè)處理，1個(gè)對照（清水），具體如下。處理A：5 min;處理B：15 min;處理C：25 min;處理D：35 min;處理E：45 min;CK：30 min（清水）。每個(gè)處理5次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)50粒種子，共計(jì)1500粒種子。處理完畢后立即用濾紙吸干殘留液，放在實(shí)驗(yàn)室10～12 h后備用。將種子均勻地放置于種子發(fā)芽的容器中，上下各鋪2層紗布，放入28 ℃培養(yǎng)箱中，并作遮光處理，定期補(bǔ)水保濕。

1.3 指標(biāo)測定及方法

每天定時(shí)觀察記錄（8：00和20：00）種子萌發(fā)情況（以胚根≥2 mm為種子發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)）。光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)5 d至1葉1心，測量相關(guān)數(shù)據(jù)。每個(gè)重復(fù)取10株，測量植株及根干鮮質(zhì)量、最大根長、根體積、相對電導(dǎo)率（12、24 h）等指標(biāo)。根據(jù)記錄種子萌發(fā)情況，計(jì)算甜瓜種子發(fā)芽的相關(guān)指標(biāo)（參照任毛飛等[14]的方法），相對電導(dǎo)率的測定參照張海艷[5]的方法。初電導(dǎo)率和相對電導(dǎo)率計(jì)算公式：

初電導(dǎo)率=[重復(fù)1電導(dǎo)率/重復(fù)1的種子質(zhì)量+重復(fù)2電導(dǎo)率/重復(fù)2的種子質(zhì)量+重復(fù)3電導(dǎo)率/重復(fù)3的種子質(zhì)量]/3;

相對電導(dǎo)率/%=（初電導(dǎo)率-對照電導(dǎo)率）/（絕對電導(dǎo)率-對照電導(dǎo)率）×100。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用IBM SPSS 20.0進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 甲醇老化處理對甜瓜種子萌發(fā)的影響

由表1可知，甲醇處理后種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均低于對照，且隨甲醇處理時(shí)間增加均呈現(xiàn)遞減趨勢。其中，處理A、B種子發(fā)芽率均與CK無顯著差異，其他處理間種子發(fā)芽率均存在顯著差異。僅處理A種子發(fā)芽勢與CK差異不顯著，處理B、C、D之間種子發(fā)芽勢差異不顯著，處理D與E之間種子發(fā)芽勢差異不顯著，其他處理間種子發(fā)芽勢差異均達(dá)顯著水平。處理A與CK間種子發(fā)芽指數(shù)差異不顯著，其他處理種子發(fā)芽指數(shù)均顯著低于對照，處理B與C之間、處理D與E之間種子發(fā)芽指數(shù)差異均不顯著。處理A與CK之間種子活力指數(shù)差異不顯著，其他處理種子活力指數(shù)均顯著低于對照，處理B與C之間種子活力指數(shù)差異不顯著，但均顯著高于處理D與E，而處理D與E之間種子活力指數(shù)也存在顯著差異。結(jié)果表明，與對照相比，各處理發(fā)芽指標(biāo)分別降低2.11%～22.11%、4.35%～17.39%、4.76%～38.10%、1.29%～50.43%。

2.2 甲醇老化處理對甜瓜幼苗植株干鮮質(zhì)量的影響

由表2可以看出，甲醇老化處理后甜瓜植株干鮮質(zhì)量均低于對照，且均隨甲醇處理時(shí)間增加呈現(xiàn)遞減趨勢。其中，處理A植株鮮質(zhì)量與CK間差異不顯著，處理B與C之間、處理D與E之間植株鮮質(zhì)量差異均不顯著，其他處理間植株鮮質(zhì)量差異均達(dá)顯著水平。處理A與CK間植株干質(zhì)量差異未達(dá)顯著水平，處理C、D間植株干質(zhì)量差異未達(dá)顯著水平，其他處理間植株干質(zhì)量差異均達(dá)顯著水平。結(jié)果表明，與對照相比，老化處理幼苗植株鮮質(zhì)量降低2.39%～20.59%;老化處理幼苗植株干質(zhì)量降低6.10%～43.19%。

2.3 甲醇老化處理對甜瓜幼苗根系的影響

由表3可知，甲醇老化處理后甜瓜幼苗的根鮮質(zhì)量、根干質(zhì)量、最大根長均低于對照，且根鮮質(zhì)量呈現(xiàn)隨甲醇處理時(shí)間增加而遞減的趨勢。處理A與CK間根鮮質(zhì)量差異不顯著，處理D與E間根鮮質(zhì)量差異不顯著，其他處理間根鮮質(zhì)量差異達(dá)到顯著水平。處理A與CK間幼苗根干質(zhì)量差異不顯著，其他處理與CK間幼苗根干質(zhì)量差異顯著，處理B、C、D、E之間根干質(zhì)量差異均不顯著。處理A、B、CK三者之間幼苗最大根長差異不顯著，處理C、D之間幼苗最大根長差異不顯著，其他處理間幼苗最大根長均存在顯著差異。各處理間根體積均無顯著差異。結(jié)果表明，與對照相比，老化處理的幼苗根鮮質(zhì)量、根干質(zhì)量、最大根長分別降低1.22%～39.62%、5.26%～31.58%、3.00%～33.38%。

2.4 甲醇老化處理對甜瓜種子電導(dǎo)率的影響

從圖1可以看出，隨著甲醇老化處理時(shí)間的增加，各處理浸泡種子的相對電導(dǎo)率均呈上升趨勢。種子浸泡時(shí)間相同時(shí)，浸出液相對電導(dǎo)率呈隨甲醇濃度增大而增大的趨勢。表明甲醇老化處理后，隨著老化處理時(shí)間增加，種子細(xì)胞膜的完整性受破壞程度加劇，其透性增大，浸出液中的內(nèi)含物質(zhì)外滲量增多，以致浸出液的相對電導(dǎo)率增加。

由以上數(shù)據(jù)得到相對電導(dǎo)率與甲醇老化處理種子時(shí)間建立線性回歸方程。種子浸出液時(shí)間12 h回歸方程為：y =0.34x + 16.25，R? = 0.975;種子浸出液時(shí)間24 h回歸方程：y = 0.67x + 41.18，R? = 0.940。

3 討論與結(jié)論

種子從生理成熟到失去活力需要一定時(shí)間，種子成熟度、儲存環(huán)境等都會影響種子壽命。種子老化是一個(gè)漸變的過程，在這一過程中種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)等都會發(fā)生一系列變化。開展人工種子老化機(jī)制研究，對控制種子老化速率具有重要作用，尤其是對稀有植物的種子。試驗(yàn)采取甲醇人工老化處理加速種子老化進(jìn)程，以明確甜瓜種子在不同老化處理中的活力及壽命的響應(yīng)機(jī)制，對制定種子質(zhì)量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和種質(zhì)資源的研究具有重要參考意義。

本研究中，甲醇老化處理甜瓜種子，隨著處理時(shí)間的增加，相對電導(dǎo)率增加，研究結(jié)果和張海艷[5]以不同時(shí)間甲醇老化處理對玉米種子的研究結(jié)果相似。孟超敏等[15]以中棉所42棉花為試驗(yàn)材料，用甲醇人工老化處理棉花種子，隨著老化程度加深，棉花種子發(fā)芽指標(biāo)、植株鮮質(zhì)量也呈現(xiàn)下降趨勢，相對電導(dǎo)率隨老化時(shí)間的延長總體逐漸升高，與本研究結(jié)果相近。湯菊香等[16]對甲醇處理后小麥種子生理特性變化情況進(jìn)行了研究，指出小麥種子發(fā)芽指標(biāo)和活力指標(biāo)均隨老化時(shí)間延長也呈明顯降低趨勢，老化種子浸出液相對電導(dǎo)率在不同處理間雖存在一定差異，但變化總趨勢也是隨老化時(shí)間延長而升高。本研究結(jié)果中，種子發(fā)芽指標(biāo)下降的程度和種子浸出液相對電導(dǎo)率上升程度雖與相關(guān)研究有一定差異，但呈現(xiàn)出大致相同規(guī)律，這是不同種子對甲醇老化的響應(yīng)程度有一定差異導(dǎo)致的。

綜上所述，一定濃度甲醇老化處理種子的時(shí)間與種子萌發(fā)、幼苗生長指標(biāo)呈負(fù)相關(guān)，而與種子浸出液的相對電導(dǎo)率呈正相關(guān)。在本研究中，甜瓜種子萌發(fā)及幼苗生長對甲醇老化作用響應(yīng)敏感，35 min和45 min的甲醇處理效果差異不大，因此，50%甲醇浸泡種子人工老化的時(shí)間以35 min為最佳選擇。

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