甲醇老化處理對黃瓜種子發芽的影響

張 燕， 王志勇， 馬 行， 任毛飛,2

(1.信陽農林學院園藝學院， 河南 信陽 464000； 2.湖南農業大學農學院， 長沙 410128)

黃瓜(CucumissativusL.)屬葫蘆科蔓生草本植物，是重要的蔬菜，其含有多種對人體有益的維生素、胡蘿卜素等物質，并能促進機體新陳代謝，具有減肥、健體、安神等功效。

種質資源作為育種的物質基礎，其豐富程度決定了作物育種的多樣性。種子的老化是利用種質資源時常出現的問題，是種子隨著貯藏時間的增加而發生的不可逆現象[1]。老化不僅影響種子的萌發、幼苗的生長，而且對種質資源的保存、開發和利用都產生嚴重影響[2]。Delouche[3]研究表明，種子的劣變過程，可能發生生物膜系統降解，抗逆性變差，耐貯藏性變弱，種子萌發速率減慢，畸形幼苗的增加。McDonald[4]提出種子的老化，可能是因為細胞膜的過氧化作用導致膜結構功能受損，以致膜透性增加而造成細胞膜的受損。

張婷婷等[5]利用電子鼻技術對熱水浴老化后的小麥種子檢測了各項種子的活力水平。馮燕茹等[6]的研究表明，植物的內源激素GA3和ABA的含量是影響種子活力的重要因素。張曉燕等[7]用吸濕回干的方法處理老化辣椒種子，提高了種子的發芽率及抗逆性。

低溫技術可以延長種子壽命，但是隨著儲藏時間的增加，仍會發生劣變。因此，有關種子老化的研究始終是人們關注的熱點，雖種子老化的相關研究較多[8-12]，但甲醇老化處理黃瓜種子研究的相關報道很少，本研究以黃瓜種子為試驗材料，用50%的甲醇溶液處理黃瓜種子，加快種子的老化，模擬種子老化的生命狀態，研究種子相關發芽指標變化，以期為揭示種子老化機理提供依據。

1 材料與方法

1.1 時間及地點

試驗時間：2018年10月19日至11月10日。

試驗地點：信陽農林學院實驗樓2 A 203。

1.2 材料及主要儀器

試驗材料：“京研優勝”黃瓜種子(鄭研種苗科技有限公司)，甲醇(鄭州奧祥化工產品有限公司)。

主要儀器：恒溫水浴箱(浙江省嘉興縣新滕電熱儀器廠，SC 202)，恒溫光照培養箱(常州市華普達教學儀器有限公司，250 D)。

1.3 方 法

1.3.1試驗處理

試驗采取完全隨機試驗設計，50%甲醇溶液對黃瓜種子進行浸泡處理，根據浸泡時間的不同，共設置5個處理，1個對照(清水)，具體如下：

處理A：10 min 處理B：20 min

處理C：30 min 處理D：40 min

處理E：50 min 處理ck：40 min(清水)

每個處理3次重復，每個重復50粒種子，共計900粒種子。處理完畢后立即用濾紙吸干殘留液，放在實驗室10～12 h后備用。將種子均勻的置于種子發芽的容器中，上下各鋪2層紗布，放入28 ℃培養箱中，并作遮光處理，定期補水保濕。

1.3.2指標測定

每天定時觀察記錄(08：00時和20：00時)萌發情況(以胚根≥2 mm為種子發芽的標準)。光照培養箱中培養5 d，測量相關數據。每個重復取10株，測量植株干鮮重、最大根長、根體積、胚軸長、相對電導率(12 h、24 h)等指標。根據記錄的種子萌發情況，計算黃瓜種子發芽的相關指標[13]，相對電導率的測定參照張海艷[14]的方法。初電導率(%)=(重復1電導率/重復1 的種子質量+重復2電導率/重復2的種子質量+重復3電導率/重復3的種子質量)/3；

相對電導率(%)=[(初電導率-對照電導率)/(絕對電導率-對照電導率)]×100%。

1.4 數據處理

采用SPSS 20.0軟件對數據進行單因素方差分析。

2 結果與分析

2.1 人工老化對黃瓜種子發芽的影響

由表1可知，在發芽率上，處理A、B、ck間的差異不顯著，處理B、C間的差異不顯著,其他處理間的發芽率均差異顯著。種子的發芽勢，處理A、B、ck間差異不顯著，處理A、B、C、D間的差異不顯著，其他處理間的發芽勢均差異顯著。在發芽指數上，處理A、ck間差異不顯著，處理B、C、D間差異不顯著。種子的活力指數，處理A、B、ck間的差異不顯著，處理B、C間的差異不顯著,其他處理間的活力指數均差異顯著。結果表明，各處理發芽指標分別比對照降低2.08%～39.58%、4.49%～24.72%、0～47.5%、1.08%～58.49%、4.67%～73.08%。各項指標下降幅度依次為：簡化活力指數>活力指數>發芽指數>發芽率>發芽勢。

表1 不同處理對黃瓜種子發芽的影響

2.2 人工老化對黃瓜幼苗植株干重、鮮重、胚軸長的影響

由表2可以看出，在植株干重上，處理A、ck間的差異不顯著，其他處理間的植株干重均達差異顯著。在植株鮮重上，處理A、ck間的差異不顯著，處理B、C、D間差異不顯著，處理D、E間差異不顯著，其他處理間的植株鮮重均差異顯著。胚軸長，處理A、ck間的差異不顯著，處理C、D間的差異不顯著，其他處理間的胚軸長均差異顯著。

表2 不同處理對黃瓜幼苗植株干重、鮮重、胚軸長的影響

結果表明，相比對照，老化處理的幼苗植株干重降低了9.22%～40.09%；老化處理的幼苗植株鮮重降低了4.84%～29.12%；老化處理的幼苗胚軸長降低了8.25%～50.52%。

2.3 人工老化對黃瓜幼苗根系的影響

由表3可知：幼苗的根干重，處理A、B、C、D、E間差異顯著，其他處理間根的干重均差異顯著。幼苗的根鮮重，處理A、B間的差異不顯著，其他處理間的根鮮重均差異顯著。幼苗的根體積，處理A、B、C、D、E、ck間差異不顯著。結果表明，相比對照，老化處理的幼苗根干重降低了10.67%～35.22%；老化處理的幼苗根鮮重降低了0.89%～60.32%；老化處理的幼苗根體積降低了0.33%～13.62%；老化處理的幼苗最大根長降低了13.35%～54.12%。

表3 不同處理對黃瓜幼苗根系的影響

2.4 人工老化對黃瓜種子電導率的影響

從圖1可以看出，隨著甲醇老化處理時間的增長，浸泡12 h和24 h的黃瓜種子的相對電導率均呈上升趨勢，與ck相比，老化處理10～20 min時種子浸出液的相對電導率差異不顯著，浸泡30～50 min時種子浸出液的相對電導率變化顯著。各處理種子浸泡24 h浸出液的相對電導率都高于浸泡12 h，由此可以看出，甲醇老化處理后,隨著老化處理時間的增加，黃瓜種子細胞膜的完整性受破壞程度加劇，其透性增大，浸出液中的內含物質外滲量增多，以致浸出液的相對電導率增加。

圖1 甲醇老化處理對黃瓜種子相對電導率的影響

由以上數據得到相對電導率與甲醇老化處理黃瓜種子時間做線性回歸。種子浸出液時間12 h回歸方程為：

y=1.987x+19.064，R2=0.976；

種子浸出液時間24 h回歸方程為：

y=1.784x+34.543，R2=0.978。

3 結論與討論

1) 黃瓜種子相關的發芽指標(發芽率、發芽勢、發芽指數、活力指數、簡化活力指數等)隨著甲醇老化時間的增加，呈逐漸下降的趨勢，各指標比ck分別降低了2.08%～39.58%、4.49%～24.72%、0～47.5%、1.08%～58.49%、4.67%～73.08%。

2) 在黃瓜植株方面，各指標(植株干重、植株鮮重、胚軸長等)處理組和ck組相比分別降低了9.22%～40.09%、4.84%～29.12%、8.25%～50.52%。在根系方面，各指標(根干重、根鮮重、根體積、最大根長)處理組和ck組相比分別降10.67%～35.22%、0.89%～60.32%、0.33%～13.62%、13.35%～54.12%。

3) 種子浸出液的相對電導率,隨甲醇浸泡時間的延長，相對電導率逐漸增加。對電導率與甲醇老化處理黃瓜種子時間做線性回歸知，種子浸出液時間12 h回歸方程為：

y=1.987x+19.064，R2=0.976；

種子浸出液時間24 h回歸方程為：

y=1.784x+34.543，R2=0.978。

本試驗通過甲醇老化處理黃瓜種子，種子發芽的相關指標隨老化處理時間的延長，呈降低趨勢且表現出先慢后快的規律。王玉嬌等[15]研究指出，在種子老化過程中，種子活力下降過程普遍表現為先慢后快的規律。劉旭歡等研究表明，高溫高濕的脅迫短時間對小麥種子傷害不大，但隨著脅迫時間的延長,種子受損逐漸增加[16]。人工種子老化機理的研究，對控制種子老化速率具有重要作用，尤其應加強稀有植物的相關研究