聚乙二醇對蘿卜種子活力與幼苗抗冷性的影響

中國農學(xué)通報 2010,26(13):183-186Chinese Agricultural Science Bulletin聚乙二醇對蘿卜種子活力與幼苗抗冷性的影響李曉梅(棗莊學(xué)院生命科學(xué)系，山東棗莊277160)摘要:采用聚乙二醇(PEG-6000)浸種,研究其對蘿卜種子活力和抗冷效應的影響。結果發(fā)現20%PEG明顯促進(jìn)蘿卜種子發(fā)芽勢、活力指數、發(fā)芽指數的提高。低溫下,20%PEG處理明顯提高幼苗葉片超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化物酶(POD)活性,明顯提高幼苗脯氨酸含量,明顯降低丙二醛含量和相對電導率。20%PEG明顯提高蘿卜幼苗的抗冷能力。關(guān)鍵詞:聚乙二醇;蘿卜;抗冷性;幼苗;生理特性中圖分類(lèi)號:S3文獻標志碼:A論文編號:2010-0410Effect of Polyethylene Glycol on Seed Vigor and Chilling Resistance of Radish SeedlingsLi Xiaomei(Department of Biology Science, Zaozhuang University, Zaozhuang Shandong 277160)Abstract: Polyethylene glycol (PEG- 6000)was used to study the effect on seed vigor and chilling resistance ofradish seedlings. The results showed that 20% PEG significantly enhanced germination potentiality,germination index, vigor index. Under Low temperature, 20% PEG treatment significantly increased the activityof superoxide dismutase (SOD), the activity of peroxidase (POD), improved proline content significantlyreduced malondialdehyde(MDA) content and relative electrical conductivity in leaves of radish seedlings. 20%PEG improved chilling resistance of radish seedlings.Key words: polyethylene glycol; radish; chilling resistance; seedling; physiological characteristics0引言調節物質(zhì)及細胞膜的影響以期為提高蘿卜抗冷性尋找聚乙二醇(PEG)是一種高分子滲壓劑，其突出的新的途徑。特點(diǎn)是本身作為高分子化合物不能滲入種子活細胞1材料與方法內,但可參與細胞內許多生理代謝過(guò)程。用PEG處理1.1 材料植物種子,可促進(jìn)種子萌發(fā)、縮短發(fā)芽時(shí)間、提高種子蘿卜品種為京紅2號,北京京研益農科技發(fā)展中活力和抗性!-3),這種生理效應可能由于PEG提高了膜心提供。的自我修復能力以及促進(jìn)了種子抗脅迫基因的表達所1.2 方法引起的4。另外,據研究PEG處理可以提高幼苗耐低1.2.1 發(fā)芽試驗試驗于2009年3月在棗莊學(xué)院生物園溫能力,這在黃瓜、辣椒和西葫蘆上得已證實(shí)”。地進(jìn)行。在該試驗中, PEG-6000設4個(gè)濃度處理,分蘿卜(Raphanus sativus L.)是一種 根莖類(lèi)蔬菜,在別為0%、10%、20%、30%。種子先用0.1%HgCl處理冬春蘿卜保護地栽培過(guò)程中,幼苗經(jīng)常受到冷害的影15 min,再以蒸餾水沖洗數次,吸干表面水分，然后放響，給生產(chǎn)帶來(lái)極大的損失。冷害可致使葉綠素合成入各濃度的PEG-6000中浸泡，12h后再用蒸餾水沖洗受抑制，導致葉綠體結構被破壞，光合速率降低,膜結干凈,然后開(kāi)始發(fā)芽試驗。將各濃度浸潤的種子分別構被破壞，呼吸作用異常等生理代謝過(guò)程及相關(guān)信號放入鋪2層濾紙的培養皿中,每皿放浸潤的種子50粒，轉導途徑紊亂”。此文主要探討PEG對蘿卜發(fā)芽效應置于培養箱中黑暗恒溫20C培養。每天適當澆水保和幼苗抗冷性的影響,研究PEG對抗逆相關(guān)酶、滲透持濕潤。每個(gè)處理設5次重復。以未用PEG浸潤(0%作者簡(jiǎn)介:李曉梅，女，1972年出生，漢族，內蒙古呼倫貝爾人，碩士，講師，主要從事植物生理教學(xué)與研究T作酒信當址7716棗莊學(xué)院生命科學(xué)系，Tel: 0632-3125812, E-mail: elixiaomei@163.com。中國煤化工收稿日期:2010-02-05,修回日期:2010-03-15.THCNMH G .中國農學(xué)通報htp://www.casb.org.cnPEG)的種子為對照。其它條件不變。分別在低溫處理的第0、2.4.6.8天取從種子發(fā)芽開(kāi)始，每天調查發(fā)芽數。第4天測發(fā)芽葉片測定相應生理指標。勢,第6天測發(fā)芽率，胚根長(cháng)度。并計算發(fā)芽指數,活力1.2.3 生理指標測定丙二醛(MDA)含量采用硫代巴，指數。發(fā)芽指數: GI= 2C (Gt在0時(shí)間內發(fā)芽數,Dt比妥酸法;超氧化物歧化酶(SOD)活性采用氮藍四唑法凹;過(guò)氧化物酶(POD)活性采用愈創(chuàng )木酚比色法呵;為相應的發(fā)芽天數);活力指數VI=Sx 201 (S為幼苗過(guò)氧化氫酶(CAT)活性采用紫外吸收法;質(zhì)膜透性采胚根長(cháng))。待第一片真葉展平時(shí)調查幼苗單株鮮重。用電導率儀法，其中相對電導率=浸泡液中電導率值/1.2.2 苗期低溫脅迫處理PEG-6000設2個(gè)濃度處理，煮沸后電導率值x100%,游離脯氨酸含量采用磺基水20%和0%(蒸餾水，做CK)。如上浸種,浸種后播種到楊酸法。裝有珍珠巖的塑料缽中,每缽放10粒種子，每處理102結果與分析缽。置于培養箱中黑暗恒溫20C培養。適當澆水保2.1PEG對蘿卜種子活力的影響持濕潤。出苗后,溫度不變,增加光照(白天12 h/黑暗從表1可以看出PEG浸種處理可不同程度影響蘿12 h,光照強度為4000 lx)。每天澆灌1/2Hoagland營(yíng)卜種子的發(fā)芽能力,其中20%PEG浸種處理除發(fā)芽率養液1次,培養到3~4片真葉時(shí)，將每處理分兩組,以外,發(fā)芽勢、發(fā)芽指數、活力指數、胚根長(cháng)度、單株鮮組仍在原條件下培養,另- -組放入5C培養箱中培養，重都與對照有顯著(zhù)差別，分別比對照增加10.1%、表1PEG對種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數、活力指數、胚根長(cháng)度、單株鮮重的影響PEG濃度/%發(fā)芽率/%發(fā)芽勢/%發(fā)芽指數活力指數胚根長(cháng)度/cm單株鮮重/mg90.6a84.2b70.8b2.5b3.5b57.9b1093.0a .89.9a75.6a3.1ab4.7ab62.5ab95.5a92.7a78.2a4.6a5.2a68.3a3092.8a89.2a73.la2.7b3.8b注:同列中不同字母表示處理間在0.05水平有顯著(zhù)差異。10.5%、84%、48.6%、18%。勢，經(jīng)20%PEG處理的蘿卜幼苗SOD、POD活性都有2.2PEG對低溫脅迫下抗氧化酶系統活性的影響不同程度提高?？寡趸赶到y是指植物中超氧化物歧化酶從圖1可以看出，低溫下,20%PEG處理的幼苗葉(SOD)、過(guò)氧化物酶( POD)和過(guò)氧化氫酶(CAT),它們片POD活性明顯大于對照,在低溫處理的0、2.4、6、8是細胞抵御活性氧傷害保護酶系統的主要組成部分，天時(shí)分別比對照高22.3%、48.1%、35%、39%、29.7%。它們能夠在--定范圍內清除活性氧，保護細胞免受氧圖2可以看出，在低溫處理的0、2.4.6.8天, 20%PEG化脅迫的傷害。此研究發(fā)現,在低溫脅迫下，蘿卜幼苗處理的幼苗葉片SOD活性分別比對照高31.1%、POD活性呈升高趨勢，SOD活性呈先增高后降低的趨39.6%、24.3%、56.8%、64.7%。從圖3可以看出,低溫2:300目2(250■200星15▲1501 1(員100■20%PEG- 20%PEG524脅迫時(shí)間/d中國煤化工時(shí)間d圖1PEG對低溫下蘿卜幼苗葉片POD活性的影響圖2 PEC,MHCNMHG活性的影響李曉梅:聚乙二醇對蘿卜種子活力與幼苗抗冷性的影響2025018163200t■20%PEG目1@ 12-▲CK號150■▲10-10084脅迫時(shí)間/d .脅迫時(shí)間/d圖3PEG脅迫對低溫下蘿卜幼苗葉片CAT活性的影響圖4PEG對低溫下蘿卜幼苗葉片脯氨酸含量的影響下蘿卜葉片CAT增加不明顯,20%PEG處理和對照差丙二醛(MDA)是植物組織在逆境下遭受氧化脅迫異也不明顯。發(fā)生膜脂過(guò)氧化的產(chǎn)物,反映細胞膜脂過(guò)氧化程度和2.3PEG對低溫脅迫下脯氨酸含量的影響植物對逆境條件反應的強弱。從圖5可以看出,在低脯氨酸是有效的滲透調節物質(zhì)。在正常環(huán)境條件溫下，丙二醛含量增加,但20%PEG處理的蘿卜幼苗下，植物體內游離脯氨酸含量較低,但在逆境脅迫時(shí)，MDA含量明顯比對照降低,在低溫下,第2.4.6.8天，植物體內游離脯氨酸含量會(huì )大大增加。植物體內游離分別比對照降低28.4%、18.1%、17.6%、18.4%。脯氨酸的含量,在一定程度上可以判斷逆境對植物的2.5PEG對低溫脅迫下質(zhì)膜透性的影響危害程度和植物對逆境的抵抗力。從圖4可以看出，.在逆境中,細胞膜的透性加大,使細胞浸提液的電低溫下,幼苗的脯氨酸含量呈先降低,后增高再降低的導率增大。從圖6可以看出,在低溫下,蘿卜幼苗葉片趨勢。20%PEG處理能明顯提高幼苗脯氨酸的含量。相對電導率逐漸變大。在第0天時(shí),20%PEG處理的在低溫下，第2.4.6.8天, 20%PEG處理的幼苗葉片分蘿卜幼苗和對照的無(wú)明顯差別,在2.4.6.8天時(shí),PEG別比對照高35%、24.2%、34%、50.1%。處理的相對電導率比對照分別降低22%、23%、18.8%、2.4PEG對低溫脅迫下丙二醛含量的影響20%。這說(shuō)明PEG具有穩定細胞膜結構，減輕葉片細2ξ1■- 20%PEG20%PEG5(3 14里1.E 40田30= 2(100L06脅迫時(shí)間ld圖5PEG對低溫下蘿卜幼苗丙二醛含量的影響圖6PEG對低溫下蘿卜幼苗葉片相對電導率的影響胞傷害的作用，所以幼苗抗冷能力大大提高。的外滲川。對于不同植物種子，適宜的PEG滲透濃度3結論與討論和滲透時(shí)間也不同15.1。在此研究中20%PEG處理用PEG進(jìn)行浸種處理之所以能提高種子活力,可12h可以明顯提高種子的發(fā)芽勢,活力指數、發(fā)芽指數能是由于PEG可控制種子的吸水速率,使種子緩慢吸等,但對發(fā)芽中國煤化工明PEG能提高漲，有利于種子吸漲初期膜系統的修復,減少營(yíng)養物質(zhì)蘿卜種子萌發(fā)MHCNMH G芽率。這與王中國農學(xué)通報htp://www.casb.org.cn彥榮等對紫花苜蓿和沙打旺種子的研究,劉永慶對番Hortscience, 1986, 21: 113.茄種子的研究是一致的415。 與張燕等對煙草的研究、舒英杰聚乙二醇對低溫脅迫下黃瓜種子萌發(fā)及幼苗生理特性的影響[].作物雜志2007,9():37-39.黃祥富等對苦瓜種子的研究結果是不--制216。這可[6] 張百俊,楊東平,侯 小坤,等聚乙二醇對西葫蘆抗冷生理的影響[D].能主要是研究材料的差異。吉林農業(yè)科學(xué)208.3():12-13.POD、SOD、CAT等組成植物的防御系統。在這[7]李盈,頡建明,汪志偉,等,PEG浸種對低溫弱光下辣椒幼苗葉片部個(gè)系統中，SOD能夠歧化O2.為O2和H2O2分生理指標的影響[].中國蔬菜2009():23-27.(2O:.+2H+- +H2O2+O2),而POD和CAT則催化HO2[8] Sharma P, Sharma N, Deswal R. The molecular biology of thelow-temperature response in plants[J]. Biossays, 2005(27):形成H2O,SOD、POD和CAT的協(xié)同作用,可有效降低1048- 1059.O2.、H2O.的積累，從而避免這些活性氧對生物大分子[9]李合生.植物生理學(xué)實(shí)驗技術(shù)指導[M].北京:高等教育出版社,如核酸、蛋白質(zhì)(酶類(lèi))等的攻擊。低溫下，PEG處理200:205-283.對不同的抗氧化物酶的影響是不同的。在此研究中[10]張志良.植物生理學(xué)實(shí)驗指導[M].北京:高等教育出版社,1990:20%PEG處理能使SOD和POD活性明顯提高,可加速1]李玉紅,唐愛(ài)均化學(xué)處理對菠菜種子萌發(fā)的影響[]西北農業(yè)學(xué)123-124.對活性氧的清除,減少膜脂的過(guò)氧化作用。但對CAT報20,12)116-118.的影響不明顯。其復雜的機制有待進(jìn)-一 步深入研究。12] 劉宇,王萍娟，李天吳聚乙二醇滲透處理對膜英黃芪種子發(fā)芽及幼苗抗冷害的影響[D.吉林農業(yè)大學(xué)學(xué)報,2007,29(1):61-64.參考文獻[13]俞靚,程積民,惠娥.聚乙二醇和低溫脅迫對紅豆草種子萌發(fā)影響1]顧龔平,吳國榮,陸 長(cháng)梅,等PEG處理對大豆幼苗活力及活性氧代的研究[].水土保持通報208.26)11-117.謝的影響[J]中國油料作物學(xué)報000.22(2):26-30.[14]王彥 榮,張建全,劉慧霞,等PEG引發(fā)紫花苜蓿和沙打旺種子的生2] 張燕方力李天飛,等聚乙二醇對煙草種子活力及幼苗保護酶活理生態(tài)效應[]生態(tài)學(xué)報, 204,243):402 -408.性的影響[].云南農業(yè)大學(xué)學(xué)報200,19(1);36-40.[15]劉永慶.PEG高滲處理對番茄種子活力的影響[].湖南農學(xué)院學(xué)3]靳萬(wàn) 貴,劉彤,蔣曉玲,等PEG處理對提高- - 串紅種子活力的研究報1994,20(1):42-46.種子[].種子2002(5):24.25.16]黃祥富,蔣明蘭廖軍.PEG滲調對苦瓜種子活力和膜質(zhì)過(guò)氧化的4] Kermode A R, Bewley J D, Dasgupta J, et al. 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