褪黑素對藍莓種子萌發和葉片生理特性的影響

中圖分類號：S663.9 文獻標志碼：A 文章編號：1002-2910（2025）04-0011-05

Abstract： In order to improve the germination rate of seeds， enhance the vitality of autumn leaves，and accelerate the breeding process of new varieties of blueberry， rabbiteye blueberry varieties cv. Powderblue and Baldwin were used to explore the effects of melatonin on seed germination and physiological characteristics of autumn leaves. The results showed that the germination time of two varieties was different， and melatonin ， ，500 μmol/L ， 1000μmol/L ）induced Baldwin seeds to germinate earlier.The germination rate increased first and then decreased with the increase of melatonin concentration， and the highest germination rate was found on melatonin with the increased germination rate by 20.08% and 15.61% compared with the control in Powderblue and Baldwin， respectively. melatonin also increased the SPAD value and chlorophyll a content of autumn leaves of blueberry， and had a more significant efect on Baldwin seedling. But it had little effect on chlorophyll b， carotenoid content， fresh weight， dry weight and water content of autumn leaves. Thus melatonin has a great application prospect in seed germination and vitality maintenance of autumn leaves， and provides a certain technical reference for the breeding of new varieties of blueberry.

Key Words： melatonin; blueberry; germination; autumn leaves; physiological characteristics

截至2020年，中國藍莓栽培面積已達到9.588萬 hm² ，總產量78萬t[]，但栽培品種多為國外進口品種，具有自主知識產權的品種較少。藍莓種子具有較強休眠特性，體積微小，過大的種子壁較厚，甚至沒有胚，在自然條件下萌發困難，阻礙了我國藍莓品種選育的進程[2]。褪黑素（melatonin，MT）化學名為N-乙酰-5-甲氧基色胺，又稱松果體素，是一種在生物體中廣泛存在的吲哚胺類化合物。有研究表明褪黑素具有促進種子萌發的功能[3]，且隨濃度增加，種子發芽率呈現連續上升趨勢[4。此外，褪黑素還可通過調控糖類代謝、光合作用及蔗糖在韌皮部的裝載與運輸，從而促進植株生長，延緩衰老[5-7]。但褪黑素通過抗氧化和激素調控雙向作用提高種子萌發率，在多個物種上效果顯著。但有關褪黑素對藍莓種子萌發及植株生長的影響尚未見報道。本試驗以兩個兔眼藍莓品種為試材，探究外源褪黑素對藍莓種子萌發和植株生長的影響，以期為褪黑素在藍莓生產中的應用提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗設計

本試驗以兩個兔眼藍莓品種粉藍、巴爾德溫為試材，在浙江農林大學果樹栽培生理與種質創新實驗室進行。

2023年7月上旬從兩個品種各自成熟果實中，挑選飽滿、大小一致的藍莓種子，先用 0.1% 高錳酸鉀溶液消毒 10min ，再用無菌水洗凈。然后用褪黑素溶液進行處理，褪黑素設 7 100μmol/L 、500μmol/L，1000μmol/L（ 分別記為 MT50Ω，MT100 、MT500 、 MT1000 ）4個濃度，以清水處理為對照。各處理均浸種 24h ，然后取出種子用無菌水洗凈，均勻放置于墊有濾紙的培養Ⅲ中，于光照培養箱中培養，溫度 25^°C ，光照時間 12h ，光照強度 2000lx 。每個處理3個重復，每重復50粒種子，統計發芽率。50粒種子放在一個培養皿中，初始每個皿中 5mL 褪黑素溶液潤濕濾紙，后期保持皿內溶液約 1mL ，

2d更新一次，統計發芽率。

以粉藍、巴爾德溫三年生實生苗為試材，2023年8月中旬選用 褪黑素溶液（記為MT100），傍晚6點左右在距離植株葉片 10～20cm 處噴施，直至葉片至有水滴滴落。各處理均15盆實生苗，每隔4d噴施1次，共處理5次。噴施清水處理為對照。處理結束后每隔10d測定葉片鮮干重、含水量及光合色素含量等，連續測定4次。

1.2 試驗方法

發芽率。種子萌發以胚芽沖破種皮為標準，連續10d無新萌發種子視為種子萌發結束，結束后統計發芽率。

葉片生理指標測定。隨機選取實生苗中部10片葉，ImageJ軟件分析葉面積；采用天平稱量葉片鮮重，烘箱烘至恒重，測定葉片干重，并計算含水量。采用便攜式葉綠素測定儀（SPAD502Plus，日本美能達）測定葉片SPAD值。參考張宇斌乙醇提取法測定葉片葉綠素含量8。所有測定指標均重復3次。

1.3數據分析

采用SPSSStatistics26.0進行數據處理，褪黑素對藍莓種子萌發的影響采用Duncan's多重比較法，對葉片生理特性的影響采用t檢驗進行顯著性檢驗，MicrosoftExcel2010制表和作圖，結果以平均值 ± 標準差表示。

2 結果與分析

2.1褪黑素對藍莓種子萌發的影響

種子萌發過程受基因型、外界環境等多種因素影響，對照（清水處理）的粉藍種子在第46.33d萌發，巴爾德溫種子在第38.66d萌發，較粉藍提早8d（表1）。褪黑素溶液處理會明顯使藍莓種子的始發芽時間提前， 、 500μmol/L 褪黑素均能夠使兩個品種藍莓種子提前萌發，尤其是巴爾德溫種子提早萌發效果更為顯著；以 褪黑素效果最佳，處理后粉藍在第42d萌發，較對照提早了4d，巴爾德溫在第23.66d萌發，較對照提早 15d 。 500μmol/L 褪黑素處理后，粉藍和巴爾德溫種子萌發分別較對照提早1d、4d，與對照差異不顯著。 、 褪黑素對藍莓種子始萌發時間的影響在兩個品種上表現不一致，推遲粉藍始發芽時間，而在巴爾德溫上則表現為提早萌發。

表1褪黑素對藍莓種子始發芽天數的影響

注：同列數字旁不同小寫字母表示 Plt;0.05 水平差異顯著。

發芽率是衡量植物種子發芽能力的重要指標，對照粉藍種子發芽率為 25.33% ，巴爾德溫發芽率為42.67% ，為粉藍的1.7倍，兩個品種之間差異顯著。褪黑素影響了藍莓種子的發芽率（圖1），隨著褪黑素濃度升高，藍莓種子發芽率呈現出先升高后降低的趨勢。其中， 100μmol/L 褪黑素對兩個品種藍莓種子發芽率的提升效果最好，粉藍發芽率為30.67% ，巴爾德溫發芽率為 48.33% ，分別較對照提高了 20.08% 、 15.61% 。而 、 500μmol/L 、1000μmol/L 褪黑素處理則降低了粉藍和巴爾德溫發芽率。藍莓種子發芽率受褪黑素濃度抑制程度因品種而異，粉藍和巴爾德溫分別在褪黑素濃度為 、 時發芽率最低，較對照下降了 34.19% 、 32.81% O

圖1褪黑素對藍莓種子發芽率的影響

注：不同小寫字母表示在 Plt;0.05 水平下差異顯著。

2.2褪黑素對藍莓葉片鮮重、干重、含水量的影響

褪黑素對藍莓葉片鮮重無顯著影響。粉藍葉片鮮重在褪黑素處理后變化不顯著，巴爾德溫葉片鮮重在處理40d時，顯著低于對照。褪黑素對藍莓葉片干重的影響與葉片鮮重相似，總體來看， 100μmol/L 褪黑素對藍莓葉片干重的影響并不顯著。在處理40d時，巴爾德溫葉片干重顯著低于對照。 褪黑素處理的粉藍葉片含水量始終高于對照，但僅在處理20d時與對照差異顯著。處理的巴爾德溫葉片含水量在處理 10d 、20d時與對照無明顯差異，在處理30d時顯著高于對照。

表2褪黑素對藍莓葉片鮮重、干重、含水量的影響

注：同一品種同列數字旁不同小寫字母表示 Plt;0.05 水平差異顯著，下同。

2.3 褪黑素對藍莓葉面積、SPAD值的影響

噴施 100μmol/L 褪黑素增加了藍莓葉面積。粉藍葉面積隨處理時間延長逐漸增大，在處理 30d 之后顯著大于對照，在處理 30d 、40d時，粉藍葉面積較對照分別增加了 28.02% ！ 19.37% 。巴爾德溫葉面積對褪黑素的響應更早，在處理20d后開始顯著高于對照，但其增長幅度低于粉藍，處理30d、40d時葉面積分別比對照增加了 3.79% 、 19.24% ○

褪黑素提高了藍莓葉片SPAD值，且對巴爾德溫影響更為顯著。粉藍葉片SPAD值在處理20d后顯著高于對照，巴爾德溫葉片在處理10d開始SPAD值已顯著高于對照。30d后兩個品種藍莓葉片SPAD值逐漸下降，但褪黑素處理的葉片SPAD值始終高于對照，且差異顯著。

表3褪黑素對藍莓葉面積、SPAD值的影響

2.4褪黑素對藍莓葉片光合色素的影響

噴施 100μmol/L 褪黑素增加了藍莓葉片葉綠素a含量。粉藍葉片葉綠素a含量在處理20d開始顯著高于對照， 20d ！ 30d ！ 40d 時葉綠素a含量分別比對照提高了 6.98% 、 20.00% 、 21.74% 。而巴爾德溫對褪黑素的響應更早，葉綠素a含量在處理10d后已開始顯著高于對照，20d、 30d 、40d時分別比對照提高了 17.86% 、 23.81% 、 65.00% 。

褪黑素對藍莓葉片葉綠素b含量的影響較小。粉藍葉綠素b含量在處理10d時顯著低于對照，處理20d時略高于對照，此后與對照無差異。巴爾德溫葉綠素b含量處理與對照差異不顯著。

褪黑素提高了藍莓葉片類胡蘿卜素含量，但效果不顯著。粉藍類胡蘿卜素含量在處理20d略高于對照；巴爾德溫類胡蘿卜素含量則始終高于對照，但只在處理 10d 、40d時與對照差異顯著。

表4褪黑素對藍莓葉片光合色素的影響

3小結與討論

種子萌發是植物生長發育的一個重要階段，而藍莓種子具有休眠特性，萌發困難。劉肖等[研究顯示，藍莓種子細小，出芽率低，萌發時間較長，雜交種子需要55d才能出芽，且出苗率僅為 4% O為促使藍莓種子萌發，前人做了大量嘗試，楊靜慧等[10]采用刻傷、研磨、浸泡、酸處理、堿處理等方法對藍莓種子進行預處理，其中效果最好的刻傷處理使藍莓種子提早4d萌發。本試驗采用不同濃度褪黑素處理藍莓種子，發現 100μmolL 、 500μmol/L 褪黑素均能使藍莓種子始萌發時間提前，且100μmol/L 褪黑素處理效果最好，粉藍種子第42d開始萌發，巴爾德溫種子第23d開始萌發，分別比對照提早了4d、 16d_c 、 1000μmol/L 的褪黑素溶液會推遲粉藍種子的始發芽時間，但對巴爾德溫種子則有提早萌發的作用。胡選萍等[1]揭示藍莓萌發特性與種子大小有關，直徑為 1000μm 的種子萌發率最高，萌發率為 42.08% 。王光野等[12]和丁亦男等[13]用赤霉素處理藍莓種子，發現最佳發芽率分別為 15% 、 16% 。李冬等[14]研究發現，隨著外源褪黑素濃度的提高，豌豆種子發芽率表現出先升高后降低的趨勢，且以 褪黑素處理效果最為明顯。本試驗也得出相似結論，褪黑素處理后兩個品種藍莓種子發芽率均隨褪黑素濃度的升高呈現出先升高后降低的趨勢，其中只有 100μmol/L 褪黑素能夠提高藍莓種子的發芽率，粉藍種子發芽率為 30.67% ，巴爾德溫種子發芽率為 48.33% ，分別較對照提高 20.08% 15.61% 。但在李冬等[14]和李本峰等[15]的研究中， 50μmol/L 褪黑素對種子的發芽率也有提高作用。這可能是由于不同植物對褪黑素的響應有所不同，本試驗發現同一物種的不同品種對褪黑素的響應也有差異，粉藍呈現出更高的種子發芽率，而巴爾德溫種子則表現出萌發提早。

果樹葉片維持較長時間生活力，可為樹體貯藏養分積累及翌年植物生長發育提供良好的基礎。葉面噴施褪黑素影響了藍莓葉片生理特性，本試驗中褪黑素處理增加了粉藍和巴爾德溫葉片的鮮重、干重、含水量，為果園產量提升提供了較大可能。在一定范圍內，作物的產量還與葉面積有關，其大小直接影響作物的光合效率，也間接影響有機物的合成效率。楊新元[1發現噴施褪黑素可增加干旱脅迫下向日葵幼苗的葉面積，尤以 褪黑素處理效果最佳。本試驗也發現，葉面噴施褪黑素對藍莓葉片葉面積的增大有顯著的促進作用，粉藍葉面積在處理30d、40d時，較對照分別增加了 28.02% 19.37% ，巴爾德溫葉面積在處理 20d 、40d時分別比對照增加了 10.31% 、 19.24% ，可見巴爾德溫葉面積對褪黑素的響應更早，而粉藍葉面積的增長幅度更大。即便藍莓葉面積有較大幅度提升，但葉片鮮重、干重卻無明顯增加，推測可能是由于褪黑素也影響了藍莓葉片的厚度，其變化趨勢不同導致的。

葉片是植物進行光合作用的場所，葉片中葉綠素的含量不僅反映了葉片捕捉光能的能力，還直接影響植物光合作用能力的強弱，決定了植物同化無機物的能力[17]。包宇等[18]噴施褪黑素到番茄幼苗葉片顯著增加了葉綠素含量，且 褪黑素效果最好；本試驗采用相同濃度褪黑素處理藍莓實生苗得出的結論與其一致，但品種間反應不同，巴爾德溫葉片SPAD值對褪黑素的響應比粉藍快。褪黑素還顯著增加了葉綠素a含量，且巴爾德溫葉片葉綠素a含量增長幅度較粉藍高。褪黑素處理 20d 、30d 、40d時，巴爾德溫葉片葉綠素a含量分別比對照增加了 17.86% 、 23.81% ！ 65.00% ，粉藍分別比對照增加了 6.98% 、 20.00% 、 21.74% ，而葉片葉綠素b及類胡蘿卜素含量則沒有表現出明顯變化，推測藍莓葉片葉綠素含量的提升主要歸功于葉綠素a含量的增長。但在陳倩云等[19]的研究中噴施 褪黑素后對甜瓜幼苗葉片中的葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量均有提升效果，可能是與物種、植株生長狀態、所處環境條件差異有關。另外，本試驗中兩個品種藍莓實生苗葉片SPAD值在處理30d后均逐漸降低，這可能是由于藍莓植株即將進入休眠期，葉綠素已開始降解，但噴施褪黑素后葉綠素含量下降幅度減小，推測跟褪黑素能夠抑制調控葉綠素降解基因的轉錄水平，從而延緩葉綠素降解速度有關。

總之，不同濃度的褪黑素浸種會對藍莓種子的萌發產生影響。推薦 褪黑素作為藍莓種子萌發過程中的最佳處理。

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