潘彬榮，任鏡羽，趙光武

浸種處理對(duì)甜玉米種子萌發(fā)及活力的影響

潘彬榮1，任鏡羽2，趙光武2

（1.溫州科技職業(yè)學(xué)院 農(nóng)生系作物所，浙江 溫州 325006；2.浙江農(nóng)林大學(xué) 農(nóng)業(yè)與食品科學(xué)學(xué)院，浙江省農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)改良技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 臨安311300）

為促進(jìn)甜玉米Zea mays var.saccharata種子萌發(fā)，以6個(gè)甜玉米品種種子為試驗(yàn)材料，設(shè)置不同的浸種時(shí)間(0，4，8，16，24 h)，進(jìn)行種子發(fā)芽試驗(yàn)，并分析種子相關(guān)活力指標(biāo)的變化。結(jié)果表明：浸種8 h能最有效提高6個(gè)品種種子的發(fā)芽率，加快發(fā)芽速度，降低種子浸出液的電導(dǎo)率，種子脫氫酶活力顯著提高。建議甜玉米播種前，進(jìn)行浸種處理8 h，以提高其活力水平和發(fā)芽能力。圖3表1參13

種子生理學(xué)；甜玉米；浸種處理；種子萌發(fā)；電導(dǎo)率；脫氫酶

甜玉米Zea mays var.saccharata與普通玉米Zea mays的本質(zhì)區(qū)別是它攜帶了與碳水化合物有關(guān)的隱性突變基因［如su（甜質(zhì)）、se（加強(qiáng)甜）、sh2（皺縮）等］。這些隱性突變基因可直接影響玉米籽粒碳水化合物的代謝，不同程度地增加糖分含量［1］。因此，甜玉米深受消費(fèi)者歡迎，這種消費(fèi)意愿極大地促進(jìn)了中國(guó)甜玉米生產(chǎn)的發(fā)展?？墒?，甜玉米在中國(guó)的開(kāi)發(fā)利用進(jìn)展卻相對(duì)緩慢，推廣面積不大。造成這種現(xiàn)象的主要原因之一是：因甜玉米攜帶的隱性基因阻礙了糖向淀粉的轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致籽粒淀粉積累少，籽粒不飽滿。因此，與普通玉米相比，甜玉米（特別是超甜玉米）種子活力低，發(fā)芽能力差，田間出苗率低。種子引發(fā)、外源激素浸種、種子包衣等處理技術(shù)可以改善種子活力，促進(jìn)種子萌發(fā)和出苗［2］，而且還可以提高作物出苗后對(duì)低溫、高鹽等非生物脅迫的適應(yīng)能力［3-4］，但這些技術(shù)涉及到一些技巧，且使用費(fèi)用較高，農(nóng)民很難接受和掌握。直接用水浸泡處理是傳統(tǒng)的種子處理方法，但浸種溫度和時(shí)間把握不好，不僅不會(huì)促進(jìn)種子萌發(fā)，反而會(huì)起副作用［5］。此外，最佳浸種方式還因作物和品種類(lèi)型不同而異。因此，本研究以6個(gè)甜玉米品種種子為材料，研究在常溫條件（25℃）下不同浸種時(shí)間對(duì)甜玉米種子萌發(fā)和活力的影響，為甜玉米生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

本研究共有6個(gè)甜玉米品種，分別是‘農(nóng)甜2號(hào)’‘Nongtian 2’，‘農(nóng)甜3號(hào)’‘Nongtian 3’，‘甜單8號(hào)’‘Tiandan 8’，‘甜單10號(hào)’‘Tiandan 10’，‘金玉甜1號(hào)’‘Jinyutian 1’，‘金玉甜2號(hào)’‘Jinyutian 2’。前4個(gè)品種在市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)，后2個(gè)品種由浙江省溫州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院作物研究所提供。‘甜單8號(hào)’和‘甜單10號(hào)’為加強(qiáng)甜玉米（se基因控制），‘農(nóng)甜2號(hào)’‘農(nóng)甜3號(hào)’‘金玉甜1號(hào)’‘金玉甜2號(hào)’為超甜玉米（sh2基因控制）。

1.2 方法

1.2.1 浸種處理 取蒸餾水300 mL，置于500 mL燒杯中。待水溫穩(wěn)定在（25±1）℃時(shí)，將300粒種子浸入水中，然后置于25℃培養(yǎng)箱黑暗條件下分別浸泡0，4，8，16，24 h。浸種完畢后，將種子置于1層發(fā)芽紙上攤開(kāi)回干24 h，4℃儲(chǔ)藏備用。

1.2.2 種子發(fā)芽試驗(yàn) 根據(jù)GB/T3534-1995《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程》［6］的標(biāo)準(zhǔn)，種子發(fā)芽試驗(yàn)采用卷紙發(fā)芽的方法，隨機(jī)選取100粒浸泡種子和未浸泡的對(duì)照種子，播種于2層濕潤(rùn)的發(fā)芽紙上，然后蓋上1層濕潤(rùn)的發(fā)芽紙，卷起后放于密封塑料袋中進(jìn)行垂直發(fā)芽，25℃，12 h光照/12 h黑暗交替培養(yǎng)，3次重復(fù)，每天統(tǒng)計(jì)萌發(fā)種子數(shù)（以根達(dá)到種子長(zhǎng)、芽達(dá)到種子長(zhǎng)的一半為標(biāo)準(zhǔn)），7 d后計(jì)算發(fā)芽率和發(fā)芽速度（用平均發(fā)芽天數(shù)表示）。發(fā)芽率計(jì)算公式：發(fā)芽率=發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%。發(fā)芽速度計(jì)算公式：平均發(fā)芽天數(shù)=∑（GTT）/∑GT。（其中：GT為第T天發(fā)芽種子數(shù)，T為相應(yīng)發(fā)芽天數(shù)）。

1.2.3 電導(dǎo)率的測(cè)定 參照Z(yǔ)hao等［7］的方法，隨機(jī)選取‘金玉甜1號(hào)’大小均勻無(wú)損種子50粒，稱(chēng)量，精確至0.01 g，用蒸餾水沖洗1次，然后用濾紙吸干浮水；沖洗后的種子分別取50粒放入干凈的500 mL燒杯中，加入蒸餾水250 mL，于室溫下浸種24 h。浸種完后用紗布過(guò)濾得到浸種液，用DDS-307A型電導(dǎo)儀測(cè)定浸種液電導(dǎo)率。3次重復(fù)，計(jì)算單位質(zhì)量種子浸出液電導(dǎo)率。

1.2.4 脫氫酶活性測(cè)定 參照Z(yǔ)hao等［7］的方法，將‘金玉甜1號(hào)’種子于25°C下浸種24 h后，隨機(jī)選取10粒種子，沿中軸縱切，然后放入試管中，并在各試管中分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.2%的三苯基氯化四氮唑（TTC）試劑10 mL，塞上試管塞，在25°C條件下染色24 h。然后取出種子的胚并用蒸餾水沖洗3次，然后再加入10 mL無(wú)水乙醇，在25°C條件下放置24 h。最后用分光光度計(jì)在490 nm紫外光下測(cè)量提取液的吸光度D（490），并重復(fù)3次。

1.2.5 統(tǒng)計(jì)分析 采用SAS 8.2軟件中的方差分析程序處理不同浸種時(shí)間對(duì)甜玉米種子發(fā)芽率、電導(dǎo)率和脫氫酶含量的影響的數(shù)據(jù)。發(fā)芽率數(shù)據(jù)在方差分析之前需進(jìn)行反正弦轉(zhuǎn)換。

2 結(jié)果與分析

2.1 浸種時(shí)間對(duì)甜玉米種子發(fā)芽率的影響

由表1可以看出：不同浸種時(shí)間對(duì)6個(gè)甜玉米品種種子的發(fā)芽率均具有顯著影響（P＜0.05），隨著浸種時(shí)間的延長(zhǎng)，發(fā)芽率呈先增加后降低的趨勢(shì)，且當(dāng)浸種8 h后的促進(jìn)效果最為明顯，但不同品種種子浸種時(shí)間對(duì)發(fā)芽率的影響亦存在差異。浸種8 h后，‘農(nóng)甜2號(hào)’‘農(nóng)甜3號(hào)’‘甜單8號(hào)’‘甜單10號(hào)’‘金玉甜1號(hào)’‘金玉甜2號(hào)’種子的發(fā)芽率分別提高了14.6%，55.4%，16.1%，175.6%，109.3%和35.3%。由此可見(jiàn)：浸種處理對(duì) ‘甜單10號(hào)’和 ‘金玉甜1號(hào)’種子發(fā)芽率的促進(jìn)作用最大，其次是‘農(nóng)甜3號(hào)’和 ‘金玉甜2號(hào)’，效果最差的是 ‘農(nóng)甜2號(hào)’和 ‘甜單8號(hào)’。此外，浸種4 h和浸種16 h僅對(duì) ‘甜單10號(hào)’和 ‘金玉甜1號(hào)’的發(fā)芽率有顯著促進(jìn)作用，但浸種24 h對(duì)甜玉米品種（‘甜單10號(hào)’除外）種子的發(fā)芽率有不同程度的抑制作用。

表1 不同浸種時(shí)間對(duì)甜玉米種子發(fā)芽率的影響Table 1 Effects of different seed soaking time on germination rate of sweet corn

2.2 浸種時(shí)間對(duì) ‘金玉甜1號(hào)’種子發(fā)芽速度的影響

以 ‘金玉甜1號(hào)’種子為例，由圖1可以看出：不同時(shí)間浸種處理后， ‘金玉甜1號(hào)’種子的發(fā)芽速度均得到提高。與對(duì)照處理相比，浸種4，8，16，24 h后， ‘金玉甜1號(hào)’種子的發(fā)芽時(shí)間分別縮短了4.4%，18.6%，16.1%和4.8%。但僅8 h 和16 h浸泡后的種子發(fā)芽得到顯著促進(jìn)，與對(duì)照相比，發(fā)芽時(shí)間均提早了1 d多。

2.3 浸種時(shí)間對(duì) ‘金玉甜1號(hào)’種子浸出液電導(dǎo)率的影響

由圖2可以看出： ‘金玉甜1號(hào)’種子浸出液的電導(dǎo)率隨著浸種時(shí)間的延長(zhǎng)，呈先降低后升高的趨勢(shì)，與發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)果一致。不同時(shí)間浸種處理均顯著降低了 ‘金玉甜1號(hào)’種子浸出液的電導(dǎo)率，且尤以浸種8 h后的電導(dǎo)率最低，與對(duì)照（ck）相比，其種子浸出液電導(dǎo)率降低了41.1%。以上結(jié)果表明：浸種處理均能顯著提高 ‘金玉甜1號(hào)’種子的活力，且尤以浸種8 h提高最為顯著。

2.4 浸種時(shí)間對(duì) ‘金玉甜1號(hào)’種子脫氫酶含量的影響

圖1 不同浸種時(shí)間對(duì) ‘金玉甜1號(hào)’種子發(fā)芽速度的影響Figure 1 Effects of different seed soaking times on germination speed of sweet corn cultivar“Jinyutian 1”

圖2 不同浸種時(shí)間對(duì) ‘金玉甜1號(hào)’種子浸出液電導(dǎo)率的影響Figure 2 Effects of different seed soaking time on the solution conductivity of sweet corn cultivar“Jinyutian 1”

圖3 不同浸種時(shí)間對(duì) ‘金玉甜1號(hào)’種子脫氫酶吸光度的影響Figure 3 Effects of different seed soaking time on the dehydrogenase D（λ）of sweet corn

由圖3可以看出：經(jīng)浸種處理后， ‘金玉甜1號(hào)’種子脫氫酶活性顯著提高，且在浸種8 h后，種子脫氫酶活性提高最為顯著。與對(duì)照處理相比，浸種4，8，16，24 h后， ‘金玉甜1號(hào)’種子脫氫酶活性分別提高了85.5%，171.0%，81.2%和62.3%。以上結(jié)果表明：浸種8 h對(duì) ‘金玉甜1號(hào)’種子活力提高程度最大。

3 結(jié)論與討論

種子播前浸種既有利于種子細(xì)胞膜的修復(fù)和完善，又有利于細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器、蛋白質(zhì)、酶和核酸的活化，是促進(jìn)種子萌發(fā)的重要措施。何曉明等［8］在研究浸種處理對(duì)超甜玉米種子發(fā)芽率的影響時(shí)認(rèn)為浸種時(shí)間以1 h為宜。趙寶榮［9］在研究普通玉米種子吸水規(guī)律及最佳浸種時(shí)間時(shí)指出，小粒種子的浸種時(shí)間以12~14 h為宜，大粒種子則以16~18 h為宜。本研究表明：3種類(lèi)型的甜玉米種子浸種時(shí)間均以8 h為宜。造成這種差異的原因很可能與種子自身的基因型有關(guān)。各個(gè)研究者使用的實(shí)驗(yàn)材料不一樣，最佳浸種時(shí)間也不一致。因此，我們認(rèn)為，基因型不同，最佳浸種時(shí)間也不同，不能一概而論。本研究中，浸種處理對(duì) ‘甜單10號(hào)’和 ‘金玉甜1號(hào)’種子發(fā)芽率的促進(jìn)作用最大，其次是 ‘農(nóng)甜3號(hào)’和 ‘金玉甜2號(hào)’，效果最差的是 ‘農(nóng)甜2號(hào)’和 ‘甜單8號(hào)’。這一研究結(jié)果也反映了浸種處理對(duì)發(fā)芽率差的品種種子的效果要好于質(zhì)量好的品種。張玉屏等［5］的研究結(jié)果也表明了相似的結(jié)論。

膜系統(tǒng)的完整是種子活力的基礎(chǔ)，質(zhì)膜和液泡膜具有調(diào)節(jié)溶質(zhì)的進(jìn)出，維持內(nèi)外的濃度梯度以保持正常物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)等一系列生理功能［10］。種子隨著衰老或損傷，細(xì)胞膜中的脂蛋白變性，分子排列改變，在無(wú)離子水中的滲性增加，其內(nèi)部的電解質(zhì)（如糖分、氨基酸和有機(jī)酸等）外滲增多。一般來(lái)說(shuō)，種子浸出液電導(dǎo)率與種子的發(fā)芽率和活力呈顯著負(fù)相關(guān)［11］。何曉明等［7］的研究結(jié)果表明：浸種1 h后，超甜玉米‘超甜28’種子的發(fā)芽率最高，但其浸種液電導(dǎo)率很低。我們的研究結(jié)果說(shuō)明8 h浸種回干后的 ‘金玉甜1號(hào)’種子的細(xì)胞膜系統(tǒng)得到了最佳的修復(fù)，如果時(shí)間過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)，回干后種子的電導(dǎo)率均較高，細(xì)胞膜未得到較好的修復(fù)甚至損傷更嚴(yán)重，不利于種子活力和發(fā)芽能力的改善。

氧化態(tài)的無(wú)色TTC，接受了活種子呼吸過(guò)程脫氫酶所產(chǎn)生的氫，而變成還原態(tài)的紅色三苯基甲月替（TTCH）。種子染色后經(jīng)乙醇溶液提取，然后將定量提取液放在分光光度計(jì)上測(cè)定其光密度值，以計(jì)算種子內(nèi)脫氫酶的活性，其吸光度值高或TTC含量高，則表明種子活力強(qiáng)［12］。張永升等［13］的研究結(jié)果表明：用0.25~1.00 g·L-1的硫酸錳處理普通玉米 ‘鄭單958’ ‘Zhengdan 958’和 ‘農(nóng)大108’ ‘Nongda 108’種子，提高了種子的活力指數(shù)和種子萌發(fā)時(shí)脫氫酶的活性。我們的研究表明： ‘金玉甜1號(hào)’種子浸泡后，種子萌發(fā)和活力得到顯著改善，其浸出液電導(dǎo)率顯著降低，種子脫氫酶活性顯著提高，且尤以浸種8 h的變化最為明顯。

綜上所述，浸種處理能夠使甜玉米種子保持細(xì)胞膜完整性，并能顯著提高種子內(nèi)脫氫酶的活性，從而改善了種子的活力，進(jìn)一步促進(jìn)了種子的萌發(fā)和提高了種子的發(fā)芽率。因此，建議在甜玉米播種前，進(jìn)行浸種處理8 h，以提高其活力水平和發(fā)芽能力。

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Germination and vigor of sweet corn seeds with seed soaking time

PAN Binrong1，REN Jingyu2，ZHAO Guangwu2
（1.Institute of Crop Sciences,Wenzhou Vocational College of Science and Technology,Wenzhou 325006,Zhejiang, China;2.School of Agriculture and Food Science,Key Laboratory of Agricultural Products Quality Improvement Technology in Zhejiang Province,Zhejiang A&F University,Lin’an 311300,Zhejiang,China）

To improve seed germination of sweet corn （Zea mays var.saccharata）,seeds of six cultivars （Nongtian 2,Nongtian 3,Tiandan 8,Tiandan 10,Jinyutian 1,Jinyutian 2）were soaked for 0,4,8,16,and 24 h.A germination experiment（3 replicates for 100 seeds each chosen randomly and completely randomized design with treatments of 0,4,8,16,and 24 h soaking）was conducted and vigor indices （electric conductivity and dehydrogenase activities）were analyzed （Electic conductivity test and TTC method used,respectively）. Results showed that the most effective soaking time was 8 h.After 8 h soaking,germination for the six cultivars accelerated and germination rates were enhanced according to ANOVA analysis （P＜0.05）.For instance,germination rate of"Jinyutian 1"seeds was improved by 109.3%and its mean germination time was shortened by 18.6%.Moreover,in the case of Jinyutian 1,the electric conductivity decreased and dehydrogenase activities improved according to ANOVA analysis（P＜0.05）.All the aboved results suggested that seed germination and vigor of sweet corn were significantly promoted after 8 h soaking.［Ch,3 fig.1 tab.13 ref.］

seed physiology;sweet corn;seed soaking;seed germination;electric conductivity;dehydrogenase activity

S513

A

2095-0756（2015）01-0047-05

浙 江 農(nóng) 林 大 學(xué) 學(xué) 報(bào)，2015，32（1）：47-51

Journal of Zhejiang A＆F University

10.11833/j.issn.2095-0756.2015.01.007

2014-04-02；

2014-08-31

浙江省重大科技專(zhuān)項(xiàng)農(nóng)業(yè)項(xiàng)目（2012C12902-4-6，2012C12902-4-4）；浙江省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（LY13C130011）；國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（31371712）

潘彬榮，副研究員，從事甜玉米育種及推廣研究。E-mail：83941255@qq.com。通信作者：趙光武，副教授，博士，從事種子科學(xué)與玉米育種研究。E-mail：gwuzhao@126.com