莫云容， 李培欣， 馬仲飛，王梓然， 左志梅， 趙 凱*

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 園林園藝學(xué)院，云南 昆明650201;2.昭通市昭陽(yáng)區(qū)園藝技術(shù)推廣所，云南 昭通657000)

作物種子在萌發(fā)過(guò)程中，激素發(fā)揮著關(guān)鍵的調(diào)控作用［1］.其中，ABA 通過(guò)阻礙種胚吸水、細(xì)胞壁降解酶的合成等進(jìn)程，誘導(dǎo)種胚細(xì)胞停止分裂和胚乳不能軟化，從而進(jìn)一步抑制種子的萌發(fā)和促進(jìn)種子的休眠［2，3］.

生產(chǎn)中ABA 常作為種子萌發(fā)的有效抑制劑和壯苗劑來(lái)應(yīng)用:文獻(xiàn)［4］等研究發(fā)現(xiàn)70 ～110 mg/L ABA 能明顯抑制雜交水稻種子的萌發(fā). 文獻(xiàn)［5］研究表明0.5 mg/L ABA 溶液能夠抑制種子萌發(fā)，促進(jìn)種子休眠［5］. 文獻(xiàn)［6］使用低濃度的ABA(0.15 mg/L)處理小麥種子，發(fā)現(xiàn)能夠促進(jìn)小麥幼苗根的伸長(zhǎng)，增加根鮮重，提高根葉比，研究還發(fā)現(xiàn)0. 1 mg/L ABA 對(duì)綠豆種子的發(fā)芽率沒(méi)有影響，但是可以提高幼苗的一級(jí)苗率.文獻(xiàn)［7］研究發(fā)現(xiàn)，小麥種子經(jīng)ABA 處理后，幼苗葉片葉綠素含量上升，SOD酶活性增強(qiáng)，MDA 含量下降，同時(shí)抗壞血酸、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量明顯高于對(duì)照，這對(duì)提高小麥幼苗的抗逆性有重要作用. 文獻(xiàn)［8］研究ABA 對(duì)瓜爾豆生長(zhǎng)發(fā)育的影響時(shí)，得出了相似的結(jié)果，ABA 提高了植株葉片內(nèi)SOD，POD 及CAT酶活性，降低了MDA 的含量.

然而，對(duì)種子萌發(fā)的影響并不完全表現(xiàn)為抑制作用:文獻(xiàn)［9］在研究ABA 對(duì)雜交水稻種子萌發(fā)的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，低濃度(10 mg/L)ABA 能提高種子發(fā)芽勢(shì)而促進(jìn)發(fā)芽，高濃度(70 mg/L)ABA 降低發(fā)芽勢(shì)而抑制發(fā)芽. 文獻(xiàn)［10］在研究ABA 對(duì)夜香紫羅蘭種子萌發(fā)的效應(yīng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)濃度為2.5 ×10－5mol/L的ABA 能顯著縮短種子平均萌發(fā)時(shí)間，增加種子萌發(fā)指數(shù). 文獻(xiàn)［11］發(fā)現(xiàn)，水稻種子在1、5、10、25 和50 μmol/L ABA 處理下，種子的萌發(fā)率并沒(méi)有發(fā)生明顯變化.

綜上所述，ABA 對(duì)植物種子萌發(fā)的影響可能存在一個(gè)濃度閥值，低于閥值，促進(jìn)種子萌發(fā)或?qū)ΨN子萌發(fā)沒(méi)有影響，高于閥值，抑制種子萌發(fā). 此外，ABA 處理作物種子，可以提高幼苗的抗逆性.因此，對(duì)于某種作物，可能存在某一ABA 濃度范圍，在此范圍內(nèi)，既能提高種子的萌發(fā)率，又能增強(qiáng)幼苗的抗逆性.辣椒種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)過(guò)程中經(jīng)常受到外界高溫、干旱、重金屬等非生物脅迫的影響，如何通過(guò)ABA 處理，在保證辣椒種子正常萌發(fā)的前提下，進(jìn)一步提高辣椒幼苗的抗性.本試驗(yàn)選取4個(gè)辣椒品種(系)和6個(gè)ABA 濃度梯度，研究不同濃度ABA 對(duì)辣椒種子萌發(fā)的影響，篩選出一個(gè)合適的ABA 濃度，為提高辣椒種子萌發(fā)和抗性提供依據(jù).

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)選取4 種不同辣椒品種(系)的種子:

臺(tái)灣椒(C. annuum var. longum Sentv):牛角椒類型，引自中國(guó)臺(tái)灣.

皺皮椒(C. annuum var. breviconoideum Haz.):短錐椒類型，云南特有品種，微辣，因有褶皺的辣椒皮而得名.

9704A:牛角椒遺傳背景，經(jīng)湖南省蔬菜研究所利用自然突變不育源選育出的核質(zhì)互作雄性不育系.

9704B:9704A 的保持系.

以上辣椒品種(系)種子均由本研究室引進(jìn)保存.

1.2 試驗(yàn)方法

1)ABA 溶液配制. 配制濃度為1 mg/mL 的ABA 母液，依次稀釋為20，40，60，80，100 mg/L 工作液.

2)辣椒種子處理及發(fā)芽試驗(yàn). 選取飽滿、顏色鮮黃的辣椒種子，0.1% HgCl 消毒10 min，無(wú)菌水沖洗5 次，28 ℃恒溫浸種24 h，清洗種子后進(jìn)行播種:90 mm 培養(yǎng)皿墊兩層卷筒紙，再平鋪一層濾紙并壓平，量取15 mL 不同濃度的ABA 溶液加入培養(yǎng)皿，對(duì)照加入無(wú)菌水，待溶液完全浸入濾紙，每個(gè)培養(yǎng)皿播25 粒種子，每個(gè)辣椒品種(系)設(shè)6個(gè)ABA 濃度梯度，每個(gè)處理設(shè)3 次重復(fù)，將培養(yǎng)皿置于28℃恒溫培養(yǎng)箱中，每天同一時(shí)間調(diào)查種子萌發(fā)情況，以胚根突破種皮者記為萌發(fā)，并加入2 mL 相應(yīng)濃度的溶液保持濾紙濕潤(rùn).播種7 d 后統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)并測(cè)量胚軸、胚根長(zhǎng)度，11 d 后統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率，具體計(jì)算公式如下:式中:Dt 為萌發(fā)天數(shù)，Gt 為第t 天發(fā)芽數(shù).

3)數(shù)據(jù)處理.運(yùn)用Excell 軟件計(jì)算數(shù)據(jù)的平均值及標(biāo)準(zhǔn)偏差，并作出柱形圖.利用SPSS10.0 軟件中獨(dú)立樣本T 檢驗(yàn)比較各處理值與對(duì)照值差異的顯著性.

2 結(jié)果與分析

2.1 ABA 對(duì)辣椒種子發(fā)芽勢(shì)的影響

由圖1 可知，低濃度ABA(20 mg/L ～40 mg/L)對(duì)4 種辣椒種子發(fā)芽勢(shì)的影響均沒(méi)有達(dá)到顯著水平.高濃度ABA(60 ～100 mg/L)對(duì)種子發(fā)芽勢(shì)的影響因辣椒品種(系)不同而各異:臺(tái)灣椒和皺皮椒的發(fā)芽勢(shì)在60 ～100 mg/L ABA 溶液處理下受到極顯著的抑制(P ＜0. 01);9704A 種子的發(fā)芽勢(shì)在60 mg/L ABA 溶液下沒(méi)有產(chǎn)生顯著變化，而80 ～100 mg/L 溶液極顯著的抑制了種子的發(fā)芽勢(shì)(P ＜0.01);9704B 種子的發(fā)芽勢(shì)只在100 mg/L ABA 溶液下受到極顯著抑制，在其它濃度ABA 溶液下發(fā)芽勢(shì)沒(méi)有顯著變化.

2.2 ABA 對(duì)辣椒種子發(fā)芽率的影響

如圖2 所示，ABA 溶液對(duì)4 種辣椒品種(系)種子發(fā)芽率的影響可分為兩類:0 ～100 mg/L ABA溶液對(duì)臺(tái)灣椒和9704B 種子的發(fā)芽率沒(méi)有產(chǎn)生顯著影響;皺皮椒和9704A 在較低濃度ABA(0 ～60 mg/L)溶液下，發(fā)芽率沒(méi)有發(fā)生顯著變化，而在高濃度ABA(80 ～100 mg/L)溶液下，發(fā)芽率受到極顯著抑制(P ＜0.01).

2.3 ABA 對(duì)辣椒種子發(fā)芽指數(shù)的影響

辣椒種子的發(fā)芽勢(shì)(見(jiàn)圖1)和發(fā)芽率(見(jiàn)圖2)分別于播種后7 d 和11 d 后統(tǒng)計(jì)，但并不能科學(xué)的反映出ABA 對(duì)辣椒種子每一天發(fā)芽的影響.試驗(yàn)還統(tǒng)計(jì)了播種后第1 d 到第7 d 每一天不同辣椒品種(系)在不同ABA 濃度下的發(fā)芽數(shù)，計(jì)算辣椒種子的發(fā)芽指數(shù)，如圖3 和表1(由于ABA 對(duì)4 種辣椒每天發(fā)芽數(shù)的影響大致相同，因此我們只羅列了臺(tái)灣椒數(shù)據(jù))所示，與對(duì)照相比，不同濃度ABA 溶液(20 ～100 mg/L)能夠顯著(P ＜0.05)或極顯著(P ＜0.01)的抑制4個(gè)辣椒品種(系)種子的發(fā)芽指數(shù).辣椒種子在ABA 溶液處理下，起始發(fā)芽天數(shù)均被推遲，ABA 濃度越高，起始發(fā)芽被延遲的天數(shù)越多.

圖1 不同濃度梯度ABA 溶液對(duì)辣椒種子發(fā)芽勢(shì)的影響(＊＊P ＜0.01)Fig.1 Effect of hormone ABA with different concentration gradients on the pepper seeds’germination potential (＊＊P ＜0.01)

圖2 不同濃度梯度ABA 溶液對(duì)辣椒種子發(fā)芽率的影響(＊＊P ＜0.01)Fig.2 Effect of hormone ABA with different concentration gradients on the pepper seeds’germination rate (＊＊P ＜0.01)

圖3 不同濃度梯度ABA 溶液對(duì)辣椒種子發(fā)芽指數(shù)的影響(* P ＜0.05，＊＊P ＜0.01)Fig.3 Effect of hormone ABA with different concentration gradients on the pepper seeds’germination index(* P ＜0.05，＊＊P ＜0.01)

表1 不同濃度梯度ABA 溶液對(duì)臺(tái)灣椒種子發(fā)芽數(shù)的影響Tab.1 Effect of hormone ABA with different concentration gradients on the germination numbers of C.annuum var.longum Sentv

2.4 ABA 對(duì)胚根長(zhǎng)度的影響

由圖4 和圖5(因ABA 對(duì)4 種辣椒種子胚軸、胚根的影響相似，因此只選取了臺(tái)灣椒為例)可知，4個(gè)辣椒品種(系)種子的胚根長(zhǎng)度均被ABA 極顯著抑制(P ＜0.01)，在對(duì)照和20 mg/L ABA 溶液下，胚根能夠分化出不定根，而在40 ～100 mg/L ABA溶液下，只有很短的胚根突破種皮，并未分化出不定根.4 種辣椒種子胚軸的生長(zhǎng)被極顯著抑制(P ＜0.01).

圖4 不同濃度梯度ABA 溶液對(duì)辣椒種子胚根長(zhǎng)度的影響(＊＊P ＜0.01)Fig.4 Effect of hormone ABA with different concentration gradients on the pepper seeds’radicle length(＊＊P ＜0.01)

2.5 ABA 對(duì)胚軸長(zhǎng)度的影響

由于在40 ～100 mg/L ABA 處理下，辣椒種子并未分化出明顯的胚軸. 因此，該試驗(yàn)只統(tǒng)計(jì)了在對(duì)照條件與20 mg/L ABA 下胚軸的長(zhǎng)度，如圖5 和圖6 所示，

圖5 ABA 對(duì)臺(tái)灣椒種子萌發(fā)的影響Fig.5 Effect of hormone ABA on the seed germination of C.annuum var.longum Sentv

圖6 ABA 溶液對(duì)辣椒種子胚軸長(zhǎng)度的影響(＊＊P ＜0.01)Fig.6 Effect of hormone ABA on the pepper seeds’hypocotyl length(＊＊P ＜0.01)

3 結(jié)論與討論

3.1 高濃度外源ABA 抑制種子的萌發(fā)

在高濃度外源ABA 處理下，作物種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和胚根的生長(zhǎng)均被抑制:湯日圣等研究ABA 對(duì)水稻種子萌發(fā)的調(diào)控作用時(shí)，發(fā)現(xiàn)高濃度(ABA ＞5.0 mg/L)對(duì)種子萌發(fā)和根、芽的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)具有明顯的抑制作用［12］. 鄧志軍和宋松泉在研究ABA 對(duì)黑黃檀種子萌發(fā)的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)1 mmol/L和2.5 mmol/L ABA 顯著地抑制種子的萌發(fā)率和萌發(fā)進(jìn)程［13］.黃益洪等使用80 ～100 mg/L ABA 處理小麥種子，發(fā)現(xiàn)籽粒萌發(fā)被抑制，濃度越高，抑制作用越強(qiáng)［7］. 丁君輝等研究發(fā)現(xiàn)，20 ～50 mg/L 的ABA 能有效抑制水稻種子的萌發(fā)［14］. 本研究利用不同濃度外源ABA(0 ～100 mg/L)溶液處理不同辣椒品種(系)種子時(shí)，發(fā)現(xiàn)高濃度的ABA 溶液對(duì)所選取的4個(gè)辣椒品種(系)種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率均能造成極顯著的抑制作用，然而不同的辣椒品種(系)種子對(duì)ABA 濃度的敏感性不同.

3.2 低濃度外源ABA 促進(jìn)種子萌發(fā)或?qū)ΨN子萌發(fā)沒(méi)有效應(yīng)

總結(jié)之前研究者在研究ABA 對(duì)種子萌發(fā)的影響后我們發(fā)現(xiàn)，不同作物的種子對(duì)ABA 濃度的敏感性不同，同一作物不同品種對(duì)ABA 的敏感性也不同.然而大致可以得出以下結(jié)論:高濃度ABA 抑制種子萌發(fā)，低濃度ABA 促進(jìn)種子萌發(fā)或?qū)ΨN子萌發(fā)沒(méi)有影響.湯日圣等(2003)發(fā)現(xiàn)低濃度ABA(0.5 ～1 mg/L)對(duì)水稻種子萌發(fā)無(wú)明顯影響，但能有效控制根和芽的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)［12］.徐福樂(lè)和羅立津發(fā)現(xiàn)0.1 mg/L ABA 對(duì)綠豆種子的發(fā)芽率沒(méi)有影響［6］. 鄧志軍和宋松泉發(fā)現(xiàn)0.001 ～0.1 mmol/L ABA 不影響黑黃檀種子的萌發(fā)率［13］. 馬紅媛等研究發(fā)現(xiàn)0.025～0.1 mg/g 的外源激素ABA 對(duì)羊草種子萌發(fā)沒(méi)有抑制作用［15］.丁君輝等使用低濃度ABA(10 mg/L)處理水稻種子LP04 時(shí)，發(fā)現(xiàn)對(duì)種子萌發(fā)具有促進(jìn)作用［15］.本研究發(fā)現(xiàn)低濃度的外源ABA 對(duì)所選取的4個(gè)辣椒品種(系)種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)沒(méi)有顯著影響，而且不同品種(系)種子對(duì)低濃度ABA的敏感性不同. 然而，我們?cè)谟?jì)算辣椒種子發(fā)芽指數(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)，20 ～100 mg/L 的ABA 溶液極顯著降低了4個(gè)辣椒品種(系)的發(fā)芽指數(shù)，結(jié)果與低濃度ABA 促進(jìn)種子萌發(fā)的結(jié)論相違背，究其原因，本試驗(yàn)所使用的最低ABA 濃度20 mg/L 可能超出了促進(jìn)辣椒種子發(fā)芽指數(shù)的濃度.尹燕枰等使用10 ～50 μg/L 的ABA 濃度時(shí)，可以提高大蔥種子的發(fā)芽指數(shù)，而0.1 ～5 mg/L 的ABA 濃度卻降低了種子的發(fā)芽指數(shù)［5］.張志勝和DORNA Hanna 使用的ABA 濃度為25 μmol/L 時(shí)，能夠增加夜香紫羅蘭種子的萌發(fā)指數(shù)［11］.前人研究之所以會(huì)得出ABA 抑制或促進(jìn)種子萌發(fā)的結(jié)果，筆者推測(cè)與所使用的ABA 的濃度有關(guān)，可能存在一個(gè)濃度閥值，如果使用高于濃度閥值的ABA 溶液，將得出抑制種子萌發(fā)的結(jié)論，若使用的濃度低于濃度閥值，將得出促進(jìn)種子萌發(fā)或?qū)ΨN子萌發(fā)沒(méi)有影響的結(jié)論. 因此，實(shí)驗(yàn)研究ABA 對(duì)種子萌發(fā)的影響時(shí)，所選取的濃度范圍盡量要廣，只有這樣才能科學(xué)全面的反應(yīng)出ABA 對(duì)種子萌發(fā)所起到的是抑制還是促進(jìn)作用.

3.3 外源ABA 抑制辣椒種子胚根和胚軸的分化、生長(zhǎng)

該試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)在ABA(20 ～100 mg/L)溶液處理下，4個(gè)辣椒品種(系)的種子的胚軸和胚根的分化和生長(zhǎng)受到極顯著的抑制. 湯日圣等發(fā)現(xiàn)0.5～80 mg/L ABA 溶液顯著抑制種子幼芽和幼根長(zhǎng)度和重量，當(dāng)ABA 濃度達(dá)到5 mg/L 以上時(shí)，萌發(fā)種子幼芽、幼根的平均長(zhǎng)度均小于1 mm，幾乎完全被抑制［12］.張宜麟等使用濃度梯度為1 ～50 μmol/L 的ABA 溶液處理水稻種子時(shí)發(fā)現(xiàn)，種子根和芽的長(zhǎng)度、生根頻率均受到抑制，而且隨著濃度的提高，抑制作用增強(qiáng)［11］. 然而，徐福樂(lè)和羅立津研究發(fā)現(xiàn)0.15 mg/L ABA 能夠促進(jìn)小麥幼苗根的伸長(zhǎng)，增加根鮮重，提高根葉比［6］.因此，筆者推測(cè)種子幼苗和幼根的生長(zhǎng)受ABA 溶液的影響同樣存在一個(gè)濃度閥值，而且幼根和幼苗的ABA 濃度閥值低于發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)的濃度閥值.

3.4 低濃度ABA 在種子萌發(fā)中的應(yīng)用

前期研究表明，ABA 處理能夠提高幼苗內(nèi)SOD、POD 及CAT 酶活性［8］，并提高抗壞血酸、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量［7］. 張韻等發(fā)現(xiàn)外源ABA 浸種處理能顯著緩解不同濃度NaCl 對(duì)黃瓜種子萌發(fā)的抑制作用，1 ×10－6mol/L ABA 處理可使75 mmol/L NaCl 脅迫下黃瓜種子發(fā)芽指數(shù)比對(duì)照分別提高81.67 %［16］. 趙鸝等使用ABA 處理Pb 脅迫下的水稻種子，結(jié)果發(fā)現(xiàn)低濃度的ABA 預(yù)處理能夠有效恢復(fù)Pb 脅迫下種子萌發(fā)活力的降低，提高種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)，而且胚根、胚芽生長(zhǎng)抑制得到了緩解，根系氧化能力也得以恢復(fù)［17］.因此，在實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中，可以使用一定濃度的ABA 溶液處理作物種子，在保證種子正常萌發(fā)的前提下，提高種子對(duì)外界逆境的抗性，從而提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，研究發(fā)現(xiàn)使用濃度為20 mg/L 的ABA 溶液處理辣椒種子，并不影響種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)，為將來(lái)研究ABA 提高種子幼苗抗逆能力提供濃度參考值.

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