謝冬娣 岳君

摘要 [目的]為生產(chǎn)應(yīng)用提供理論和技術(shù)依據(jù)。[方法] 以茄子種子為供試材料，用不同濃度的羧甲基殼聚糖浸種，對(duì)茄子種子發(fā)芽及幼苗素質(zhì)的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。[結(jié)果] 羧甲基殼聚糖能在不同程度提高種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、α-淀粉酶活性、發(fā)芽速度以及幼苗的株高、葉面積、全株鮮重、壯苗指數(shù)、根系活力、可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖和葉綠素的含量。[結(jié)論] 以0.6%濃度CMC處理對(duì)茄子種子和幼苗影響效果較好。

關(guān)鍵詞 羧甲基殼聚糖;茄子種子;萌發(fā);幼苗素質(zhì)

中圖分類號(hào) S641.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2014）33-11621-02

Effects of CMC on Seed Germination and Seedling Properties of Aubergine

XIE Dong-di， YUE Jun*

（Hezhou College， Hezhou ，Guangxi 542899）

Abstract [Objective] The research aimed to provide the theoretical and technical basis for the application in production. [Method] The effects of CMC on aubergine seeds germination and seedling growth were studied. [Result] CMC could increase seed germination index， germination percentage， germination rate， α-amylase activity， seedling height， leaves area， plant weight（F）， seedling strong index， root vigour， total soluble protein， total soluble sugar and chlorophyll content. [Conclusion] The effects of 0.6% carboxmethyl chitosan were better.

Key words Carboxmethyl chitosan; Aubergine seed; Germination; Seedling properties

基金項(xiàng)目 桂東特色資源開發(fā)與利用研究實(shí)驗(yàn)室建設(shè)（桂教科研（2010）6號(hào)）。

作者簡(jiǎn)介 謝冬娣（1968-），女，廣西賀州人，副教授，從事植物生理生化方面的研究。*通訊作者，教授，碩士，從事生理學(xué)方面的研究。

收稿日期 2014-10-13

羧甲基殼聚糖（Carboxmethyl chitosan， CMC）是一種天然多糖甲殼素的衍生物，具有良好的生物親和性和整合性[1]，可以作為一種新型的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑[2]， 能夠明顯增強(qiáng)作物種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)期間的幾丁質(zhì)酶活性[3]，提高玉米等作物葉片的葉綠素含量，增強(qiáng)小麥光合速率和RuBP酶活性[4-5]。但是，CMC在蔬菜作物生產(chǎn)應(yīng)用上的研究較少。茄子又名落蘇、昆侖瓜等，是茄科茄屬作物，屬喜溫作物，較耐高溫，以露地栽培為主。秋茄常于冬季在苗床播種育苗。茄子種子較小，表面光滑，種皮難透水，生命力極強(qiáng)，有一定的休眠期，因此茄子種子催芽較困難。筆者利用CMC處理茄子種子，打破種子的休眠，研究CMC對(duì)茄子種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響，為生產(chǎn)應(yīng)用提供理論和技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

供試CMC （脫乙酰度為81.5%）購(gòu)于廣州金越城化工有限公司。以賀州市地方品種“油茄”的種子為試材。取籽粒飽滿的干種子，以0.3%、0.6%、0.9%不同濃度的CMC溶液做浸種處理，以蒸餾水浸種作對(duì)照，每份0.55 g（約100粒），設(shè)4次重復(fù)。浸種24 h后將種子晾干，置恒溫箱（28～30 ℃）中催芽。每天進(jìn)行發(fā)芽調(diào)查，第7天計(jì)算種子發(fā)芽勢(shì)，第14天計(jì)算種子發(fā)芽率、胚根長(zhǎng)，第4、7天測(cè)萌發(fā)種子的α-淀粉酶活性。在種子露白后，播于150孔穴盤。在11月中下旬播種，20 d后調(diào)查幼苗的生長(zhǎng)指標(biāo)（株高、葉面積、全株鮮重、壯苗指數(shù)、根系活力）以及生理生化指標(biāo)（葉綠素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量）。根系活力的測(cè)定采用A-萘胺法[6];葉綠素含量的測(cè)定采用丙酮法[7];可溶性蛋白質(zhì)含量的測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)法[8];可溶性糖含量的測(cè)定采用苯酚-濃硫酸法[9];α-淀粉酶活性的測(cè)定采用DNS分光光度法[10]（酶活單位定義為：在40 ℃反應(yīng)1 min水解1 mg淀粉所耗的酶量為1 U）。

計(jì)算公式為：

發(fā)芽勢(shì)=∑（Gt/Dt）

式中，Dt為相應(yīng)發(fā)芽天數(shù);Gt為逐日發(fā)芽數(shù)。

壯苗指數(shù)=（地上莖/株高）×單株干重

2 結(jié)果與分析

2.1 CMC對(duì)茄子種子發(fā)芽的影響

從表1可以看出，用不同濃度CMC處理茄子種子，均有利于種子萌發(fā)。經(jīng)CMC處理的茄子種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、胚根長(zhǎng)均比對(duì)照增加，平均發(fā)芽天數(shù)較對(duì)照縮短。茄子種子的胚根長(zhǎng)隨CMC處理濃度增大而增加，胚根長(zhǎng)的最大增幅達(dá)16.81%。茄子種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)則以0.6%CMC處理促進(jìn)效果較明顯，增幅分別為144.29%、33.18%;但是，0.9% CMC處理對(duì)茄子種子的發(fā)芽率無(wú)促進(jìn)作用且可能有抑制作用。茄子種子平均發(fā)芽天數(shù)也以0.6% CMC處理較好，比對(duì)照縮短53.45%;經(jīng)CMC處理的種子發(fā)芽高峰期出現(xiàn)早（第6天），發(fā)芽集中，而對(duì)照的種子發(fā)芽緩慢，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，發(fā)芽高峰期出現(xiàn)遲（第8天）。這可能是由于過(guò)高濃度的CMC在茄子種子表面形成較厚的膜，阻礙種子萌發(fā)過(guò)程的呼吸和水分的吸收[11];而適宜濃度的CMC在茄子種子表面形成相應(yīng)厚度的膜，有利于增強(qiáng)種子抵制不利因素的干擾[12]，對(duì)種子發(fā)芽起明顯的促進(jìn)作用。

表1 CMC對(duì)茄子種子發(fā)芽的影響

2.2 CMC對(duì)茄子種子萌發(fā)過(guò)程的α-淀粉酶活性的影響

植物種子中的貯存成分——淀粉在萌發(fā)過(guò)程中主要被α-淀粉酶水解轉(zhuǎn)化為可溶性糖，成為構(gòu)建新器官的物質(zhì)材料。因此，種子內(nèi)的α-淀粉酶活性直接影響種子的萌發(fā)和幼苗的生長(zhǎng)。從圖1可以看出，在種子萌發(fā)過(guò)程中α-淀粉酶活性呈上升趨勢(shì)，即第7天α-淀粉酶活性明顯高于第4天。以0.3%、0.6%、0.9%不同濃度CMC處理茄子種子，其種子萌發(fā)過(guò)程中的α-淀粉酶活性均高于對(duì)照組;其中，0.6% CMC處理效果明顯，在萌發(fā)過(guò)程的第4、7天種子的α-淀粉酶活性分別高于對(duì)照12.13%、21.30%。這說(shuō)明不同濃度CMC處理在不同程度上提高茄子種子的α-淀粉酶活性，有力促進(jìn)種子內(nèi)淀粉的水解轉(zhuǎn)化，從而使種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)有所提高。

圖1 CMC對(duì)茄子種子α-淀粉酶活性的影響

2.3 CMC處理種子對(duì)茄子幼苗生長(zhǎng)的影響

從表2可以看出，不同濃度CMC處理茄子種子的出苗速度較快，幼苗生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)。株高、葉面積、全株鮮重、壯苗指數(shù)、根系活力均在不同程度高于對(duì)照，葉面積、全株鮮重和壯苗指數(shù)、根系活力4項(xiàng)指標(biāo)的效果較明顯。其中，茄子幼苗的株高隨CMC處理濃度的增大而增加;葉面積、全株鮮重和壯苗指數(shù)、根系活力4項(xiàng)指標(biāo)則以0.6% CMC處理的增幅較大，分別是32.54%、35.48%、14.81%、52.21%;但是，0.9% CMC處理對(duì)茄子幼苗根系活力指標(biāo)有抑制作用。這些結(jié)果表明適當(dāng)濃度的CMC處理種子可以促進(jìn)幼苗根系活力這一體現(xiàn)幼苗生長(zhǎng)發(fā)育狀況的重要指標(biāo)，加強(qiáng)根系對(duì)養(yǎng)分的吸收能力，直接影響地上部分的生長(zhǎng)和產(chǎn)量，體現(xiàn)為幼苗的株高、葉面積、全株鮮重、壯苗指數(shù)都優(yōu)于對(duì)照。

表2 CMC處理種子對(duì)茄子幼苗生長(zhǎng)的影響

2.4 CMC處理種子對(duì)茄子幼苗生理生化指標(biāo)的影響

2.4.1

CMC處理種子對(duì)茄子幼苗葉綠素含量的影響。

植物地上部分葉綠素含量在一定程度上體現(xiàn)其光合作用的能力。茄子幼苗的葉綠素含量是幼苗素質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。從表3可以看出，以0.3%、0.6%、0.9%不同濃度的CMC處理茄子種子，茄子幼苗葉綠素含量均高于對(duì)照，其中以0.6% CMC處理效果較好，增幅達(dá)22.29%。這一結(jié)果表明適宜濃度的CMC處理茄子種子，促進(jìn)幼苗光合產(chǎn)物的積累，有利于茄子幼苗的早發(fā)和生長(zhǎng)，具體表征為幼苗的株高、葉面積、全株鮮重、壯苗指數(shù)都明顯優(yōu)于對(duì)照。

表3 CMC處理種子對(duì)茄子幼苗生化指標(biāo)的影響

mg/g

2.4.2

CMC處理種子對(duì)茄子幼苗可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量的影響。

從表3可以看出，分別以0.3%、0.6%、0.9%不同濃度的CMC處理茄子種子，茄子幼苗可溶性糖及可溶性蛋白質(zhì)含量均高于對(duì)照。其中，以0.6% CMC處理效果較好，幼苗可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)的含量與對(duì)照相比分別提高了25.71%、28.55%。這一結(jié)果表明適宜濃度的CMC處理茄子種子，促進(jìn)幼苗對(duì)無(wú)機(jī)氮素的同化作用，促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成，從而提高幼苗光合速率、光合產(chǎn)量。這對(duì)于茄子幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育及之后的樹勢(shì)發(fā)展都有重要作用。盛瑋等[13]對(duì)于殼聚糖對(duì)小麥種子的相關(guān)研究也說(shuō)明了這一點(diǎn)。

3 討論

研究表明，不同濃度的CMC處理茄子種子，對(duì)種子萌發(fā)的各項(xiàng)指標(biāo)的影響與α-淀粉酶的活性變化基本協(xié)同一致;而可溶性蛋白含量、可溶性糖2個(gè)指標(biāo)與茄子幼苗葉的質(zhì)量及根系活力的關(guān)系基本呈正相關(guān)。這表明CMC對(duì)提高茄子的幼苗質(zhì)量起促進(jìn)作用;CMC處理對(duì)茄子種子萌發(fā)的促進(jìn)作用，可能是通過(guò)影響內(nèi)源酶調(diào)節(jié)種子內(nèi)部生理生化變化實(shí)現(xiàn)的。

CMC處理茄子種子，有利于茄子種子的萌發(fā)，有效解決茄子種皮堅(jiān)硬且厚、有蠟質(zhì)、發(fā)芽困難的問(wèn)題，茄子幼苗的生長(zhǎng)快速且健壯。分析這一結(jié)果，可能原因是CMC處理種子改善了茄子種皮的透性，并且通過(guò)提高種子萌發(fā)過(guò)程中的某些關(guān)鍵代謝酶的活性調(diào)節(jié)種子生理。有關(guān)這一結(jié)果的作用機(jī)理以及如何使CMC的活性物質(zhì)更加簡(jiǎn)便、快速地輸送到種子內(nèi)部等問(wèn)題，尚待進(jìn)一步研究。

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