不同引發(fā)處理對辣椒種子萌發(fā)的影響

胡華冉 劉廣未 杜 磊 張芮豪 鐘秋月 龍洪進(jìn) 桂 敏*

（1. 云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝作物研究所， 昆明 650205； 2. 云南省普洱市鎮(zhèn)沅縣者東鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心， 普洱 665000）

辣椒是一種重要的蔬菜作物，由于其具有適應(yīng)性強(qiáng)、果期長、產(chǎn)量高、營養(yǎng)豐富、用途廣等諸多優(yōu)點，現(xiàn)在已經(jīng)成為人們廣泛栽培和研究的蔬菜品種。據(jù)統(tǒng)計，我國已成為世界第一大辣椒（含甜椒）生產(chǎn)國與消費國，辣椒也成為我國蔬菜產(chǎn)業(yè)中的第一大產(chǎn)業(yè)[1]。在辣椒育種過程中，有些辣椒材料的種子存在發(fā)芽緩慢、發(fā)芽率低、整齊度差等問題，特別是在低溫保存多年的種子，極不利于辣椒優(yōu)良品種選育和種業(yè)發(fā)展。因此，探索提高辣椒老化種子發(fā)芽率的方法，對提高其利用率、減少種質(zhì)資源的浪費具有十分重要的意義。

種子萌發(fā)領(lǐng)域的重要進(jìn)展之一是種子引發(fā)技術(shù)，該技術(shù)不僅可以顯著提高種子活力，還能大大縮短種子出苗的時間、保持出苗一致性，促進(jìn)種子萌發(fā)[2]。植物種類、引發(fā)介質(zhì)、引發(fā)濃度、引發(fā)時間、引發(fā)溫度等因素對引發(fā)有很大的影響[3]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)PEG分子量越大（10 000），種子活力提高越多；且隨著分子量的增大，濃度越低（15%），引發(fā)效果越好[4]；不同濃度（5、10、15、20 g/L）NaCl引發(fā)對紅花種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和速度系數(shù)均有顯著影響[5]；亦有學(xué)者發(fā)現(xiàn)KCl（2%）和KH2PO4（1%）引發(fā)能顯著提高小麥種子的萌發(fā)率和出苗率[6]。此外，在引發(fā)過程中加入一定濃度的激素，也是促進(jìn)萌發(fā)的一種引發(fā)方法。目前國內(nèi)外已有報道的激素種類有赤霉素（GA3）、6-芐氨基嘌呤（6-BA）、生長素（IAA）、脫落酸、油菜素內(nèi)酯、細(xì)胞分裂素等[7-9]。種子引發(fā)技術(shù)已在花卉、果樹、蔬菜、作物等方面得到廣泛應(yīng)用，成為種子科學(xué)研究領(lǐng)域研究熱點之一[2]。

目前，國內(nèi)雖然已經(jīng)有辣椒種子萌發(fā)相關(guān)的研究，但利用引發(fā)技術(shù)對老化種子萌發(fā)特性方面的報道較少，本文對不同引發(fā)劑在不同濃度條件下對辣椒老化種子萌發(fā)的影響進(jìn)行研究，旨在找出辣椒老化種子發(fā)芽最適的引發(fā)條件，提高其萌發(fā)率，為充分利用辣椒老化種質(zhì)資源與其繁殖生產(chǎn)實踐提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

辣椒種子：品種為‘云干椒3號’，由云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝作物研究所茄果類產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊自主選育；試驗用種子在低溫儲藏柜（8 ℃）保存約5年，平均發(fā)芽率約為25%。

1.2 引發(fā)處理

挑選飽滿的辣椒種子，用5%次氯酸鈉溶液消毒10 min，再用無菌水沖洗干凈。在28 ℃的恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)，將種子分別放入不同濃度的引發(fā)劑中引發(fā)，濃度梯度設(shè)置見表1，以未浸泡種子為對照（CK）。每處理組50粒種子，3次重復(fù)。浸種24 h后，用蒸餾水沖洗種子4～5次，然后將種子置于濾紙表面進(jìn)行回干處理，室溫下晾干至可從指縫間滑落，再均勻平鋪在鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)，蒸餾水濕潤。在晝/夜溫度為26 ℃/28 ℃，晝/夜光照時間為16 h/8 h，光照強(qiáng)度為80%，空氣濕度為65%的人工氣候箱內(nèi)催芽。

表1 引發(fā)劑的浸種濃度設(shè)置

1.3 指標(biāo)測定

種子處理后每天觀察種子發(fā)芽情況，種子萌發(fā)以胚根突破種皮為標(biāo)準(zhǔn)，自發(fā)芽試驗開始每天記錄累計發(fā)芽數(shù)，共統(tǒng)計8 d；8 d后，測定其株高、根長、鮮質(zhì)量以及出苗率。并按照以下公式計算各指標(biāo)：

發(fā)芽勢% =第6 d發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100

發(fā)芽率% =發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100

出苗率% = 出苗數(shù)/供試種子數(shù)×100

1.4 分析方法

采用 EXCEL 2010 軟件進(jìn)行列表、統(tǒng)計和作圖，運用 SPSS 19. 0 統(tǒng)計分析軟件進(jìn)行 ANOVA 方差分析，采用 Duncan法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度引發(fā)劑對辣椒種子每天發(fā)芽情況的影響

由圖1可知，在4種引發(fā)劑的處理下，發(fā)芽率隨著時間的推移而增加。在6-BA不同濃度（0.05～0.30 g/L）處理下，種子的發(fā)芽率均顯著低于對照；第2～5 d，水引發(fā)（0 g/L）下的發(fā)芽率與對照無顯著差異；第6 d開始，均顯著高于對照及6-BA各處理。在GA3處理下，隨著濃度的升高，種子的發(fā)芽率表現(xiàn)出升高的趨勢；第2～5 d，在0.30 g/L的GA3處理下，發(fā)芽率表現(xiàn)最高，與對照和其他處理差異顯著；第7～8 d，在GA3濃度為0.10、0.20、0.30 g/L處理間的發(fā)芽率無顯著性差異，但均顯著高于其他處理。在NaCl處理下，第2～5 d，12 g/L的NaCl處理下，其發(fā)芽率均顯著高于其他處理；5 d后，8 g/L NaCl的處理下，其每天的發(fā)芽率達(dá)到最大值，與對照和各濃度處理間差異顯著；而4 g/L、16 g/L NaCl處理下的發(fā)芽率顯著低于對照。在不同KCl濃度處理下的發(fā)芽率均顯著高于對照，其中，6 g/L KCl處理下的發(fā)芽率每天保持最大值，與其他處理差異顯著。

圖1 不同濃度引發(fā)劑對‘云干椒3號’每天發(fā)芽率的影響

此外，由表2可知，辣椒種子在6-BA各濃度處理下，起始發(fā)芽天數(shù)均被推遲；而在GA3、NaCl、KCl處理下，辣椒種子在第2 d均開始發(fā)芽。特別是在0～0.30 g/L GA3處理下，其濃度越高，起始發(fā)芽數(shù)也越多。

表2 不同濃度梯度引發(fā)劑溶液對‘云干椒3號’發(fā)芽數(shù)的影響

2.2 不同濃度引發(fā)劑對辣椒種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響

由表3可知，雖然6-BA處理（0.05～0.30 g/L）下的發(fā)芽勢、發(fā)芽率顯著低于對照和水引發(fā)處理，但在0.05 g/L 6-BA處理下，其發(fā)芽勢與發(fā)芽率顯著高于0.10、0.20、0.30 g/L處理。GA3處理（0.05～0.30 g/L）下的發(fā)芽勢、發(fā)芽率顯著高于對照和水引發(fā)，其發(fā)芽勢在0.10、0.30 g/L處理下達(dá)到最大值，與其他處理差異顯著；而0.10～0.30 g/L處理間的發(fā)芽率無顯著差異，且高于其他處理。NaCl處理下，8 g/L處理下的發(fā)芽勢顯著高于其他處理；發(fā)芽率隨著NaCl濃度（8～16 g/L）的升高而降低，當(dāng)NaCl濃度為8 g /L時達(dá)到最大值，顯著高于對照。KCl（6～24 g/L）處理下，發(fā)芽勢、發(fā)芽率隨著濃度的升高而降低，兩個指標(biāo)均在6 g/L達(dá)到最高值，且顯著高于對照與水引發(fā)。

2.3 不同引發(fā)濃度對幼苗生長指標(biāo)的影響

不同濃度引發(fā)劑處理對辣椒幼苗形態(tài)指標(biāo)的影響見表3。從表3可以看出，6-BA處理下，除了0.10、0.30 g/L處理下的鮮質(zhì)量外，其他各處理下的株高、根長、鮮質(zhì)量、出苗率均顯著低于對照，且株高、根長在0.05～0.30 g/L處理間沒有產(chǎn)生顯著影響。GA3（0.05～0.30 g/L）處理下的鮮質(zhì)量、出苗率明顯優(yōu)于對照，但株高、根長低于對照；鮮質(zhì)量、株高、根長在0.10 g/L的GA3處理下達(dá)到最大值，而出苗率在0.30 g/L處達(dá)到最大值。NaCl處理下，株高、根長在4 g/L達(dá)到最大值，但明顯低于對照；而鮮質(zhì)量隨著NaCl濃度（4～12 g/L）的升高而增加，明顯優(yōu)于對照；其出苗率在8 g/L、12 g/L處理下，顯著高于對照。KCl處理下，株高、根長隨濃度的升高而增加，但均低于對照；鮮質(zhì)量明顯優(yōu)于對照，在KCl濃度為12 g/L的處理下達(dá)到最大值；出苗率在KCl各處理濃度下（6～24 g/L）均顯著高于對照，在18 g/L處理下達(dá)到最大值。

表3 不同濃度引發(fā)劑對‘云干椒3號’種子萌發(fā)期各指標(biāo)的影響

3 討論與結(jié)論

有報道采取浸種引發(fā)方式使種子獲得較高的發(fā)芽率，縮短發(fā)芽時間[10-12]。植物激素浸種不僅破壞妨礙種子萌發(fā)的活性物質(zhì)，還有利于種子吸水萌發(fā)。例如，GA3可打破種子休眠，促進(jìn)生長素類物質(zhì)的合成，提高種子內(nèi)淀粉酶活性，加快種子代謝活動，從而提高種子發(fā)芽能力，但有一定的濃度范圍，超過該范圍會出現(xiàn)抑制作用[13]。本文研究分析，GA3（0.05～0.30 g/L）能有效促進(jìn)辣椒種子萌發(fā)，中低濃度（0.10、0.20 g/L）處理的效果均優(yōu)于高濃度（0.30 g/L）處理，此結(jié)果與屈海泳等[14]的研究結(jié)果類似，適宜濃度GA3處理效果較好，高濃度處理效果下降，甚至抑制萌發(fā)。

6-BA作為一種細(xì)胞分裂素，可以促進(jìn)細(xì)胞分裂、誘導(dǎo)芽分化，有利于種子的萌發(fā)；還可調(diào)控營養(yǎng)物質(zhì)在植物體內(nèi)的運輸、促進(jìn)新陳代謝，進(jìn)而促進(jìn)種子出苗。6-BA已經(jīng)應(yīng)用在茄子、萵苣、苦瓜、秋葵等作物上，研究結(jié)果表明，在一定程度上可以提高種子的萌發(fā)能力，但作物不同，萌發(fā)所需的6-BA濃度不同[13-15]。本試驗中，6-BA濃度在0.05～0.30 g/L范圍內(nèi)對辣椒種子進(jìn)行浸種處理，其發(fā)芽勢、發(fā)芽率、株高及根長均顯著低于對照，與姚美妮[16]試驗認(rèn)為0.05 g/L、0.10 g/L 6-BA溶液處理種子效果相對較好的結(jié)果存在較大差距，推測一方面是因為辣椒種子低溫保存時間較長，老化嚴(yán)重導(dǎo)致其對激素的敏感性發(fā)生改變，可能降低了促進(jìn)萌發(fā)的濃度；另一方面重要的原因是本試驗中所設(shè)置的濃度范圍可能超出了6-BA促進(jìn)此辣椒品種萌發(fā)的最適濃度范圍，縮小其濃度范圍是否有助于該辣椒種子的萌發(fā)尚有待于進(jìn)一步驗證。

此外，大量研究表明，用NaCl和KCl鹽溶液對小麥、水稻、甜瓜、番茄、油菜等作物浸種處理，可以在種子中形成適宜的代謝反應(yīng)，提高種子萌發(fā)性能和幼苗形態(tài)的建立[17-19]。本研究得到的結(jié)果與之類似，不管是NaCl還是KCl，萌發(fā)指標(biāo)和幼苗指標(biāo)均在適宜濃度處理下顯著高于對照。其中，KCl處理對促進(jìn)辣椒老化種子萌發(fā)、提高辣椒幼苗質(zhì)量的效果較好。

綜上所述，用不同濃度的KCl、NaCl以及GA3浸種24 h既能獲得較高的發(fā)芽率，又能促進(jìn)幼苗的形態(tài)建成，是促進(jìn)辣椒老化種子萌發(fā)、縮短其萌發(fā)時間的較優(yōu)方法。其中，GA3效果最優(yōu)，KCl次之，NaCl隨后。本研究不僅改變了辣椒老化種子的萌發(fā)特性，也對幼苗形態(tài)建成持續(xù)影響。造成這種現(xiàn)象的可能原因如下：在浸種時引發(fā)劑能夠活化種子的內(nèi)源激素，活化的內(nèi)源激素能激活潛在的酶系統(tǒng)，進(jìn)而加速老化種子內(nèi)的生理物質(zhì)代謝；此外，在浸種時外源激素被種子以某種方式存儲起來，浸種干擾了植株的正常代謝，在形態(tài)建成期再逐漸釋放，導(dǎo)致形態(tài)建成期出現(xiàn)差異[21]。