中國糖料2013年Sugar Crops of China第3期文章編號:1007- -2624(2013)03- 0040-02聚乙二醇對甜菜種子低溫萌發(fā)的影響沙紅，高燕高衛(wèi)時,王燕飛(新疆農業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所,烏魯木齊830091)摘要:研究了聚 二醇(PEG)浸泡后,甜菜種子芽率、種子活力及生理生化的變化,對PEG浸種的最佳濃度和時間進行篩選。結果表明,PEG有助于提高甜萊種子活力和能縮短出苗時間.顯著提高種子簡化活力指數(shù),以10%和20%濃度PEG浸種效果較好。處理后的種子浸泡液的電導率大幅度下降。低溫培養(yǎng)下,適宜濃度PEG處理后甜菜幼苗的電解質外滲率(Electrolyte leakage rate ,ELR)和丙二醛(MDA)含量較對照有所下降。關鍵詞:甜菜種子;聚乙二醇;活力指數(shù)中圖分類號:S566.3文獻標識碼:A聚乙二醇(PEG)是一種高分子滲壓劑,自身不能滲人種子活細胞內,但可參與細胞內許多生理代謝過程。近些年,關于PEG在多種作物和蔬菜種子上的引發(fā)作用研究已有報道。研究認為PEC對促進萌發(fā)縮短出苗時間,提高種子活力和抗逆性有一-定作用1-9。 其原理在于，用PEC對種子進行預處理時，通過滲透調節(jié)作用,控制種子引發(fā)時的水勢,使種子細胞吸水緩慢,有利于細胞膜的修復,減少營養(yǎng)物質的滲漏,從而有效提前啟動或加強種子萌發(fā)代謝過程。我國自育甜菜品種種子芽率大都在85%左右,難與國外進口品種相比,如何提高自育甜菜品種種子芽率已成為其占領市場的瓶頸之一-。本文對PEC提高甜菜種子活力的生理基礎和最佳浸種濃度和時間進行了初步研究。1材料和方法1.1 試驗材料甜菜種子品種為新甜14號、15號(由新疆農科院經(jīng)濟作物研究所提供),處理劑:聚乙二醇(PEG)。1.2 試驗方法1.2.1甜菜種 子處理將甜菜分別浸沒于10%、20%、30%、40%的PEG溶液中，浸種時間設12h、24h 48h,進行發(fā)芽試驗和電導率、丙二醛測定。試驗按濃度(A)和時間(B)二因素隨機區(qū)組試驗進行設計共15個處理(如表1),以PEG濃度0處理為試驗對照。表1試驗設計1.2.2電導率隨機選取 50粒種子，流水沖洗2處理號123456789101112131415次,蒸餾水沖洗2次,用濾紙吸取多余的水,用PEG濃度/%010203040010203040010203040浸泡種子12h、24h、48h,分別測其電導率,重復3次。時間/ 1212121212242424242448484848481.2.3種子發(fā)芽 種子發(fā)芽 在種子發(fā)芽箱和光照培養(yǎng)箱中進行，發(fā)芽床為發(fā)芽盒加雙層濾紙,每皿100粒種子,3次重復,16C發(fā)芽。第2天起開始統(tǒng)計芽率，共記錄10天。1.2.4數(shù)據(jù)測定在發(fā)芽盒利用沙子為基質 播種,出芽后,光照500x, 10h培養(yǎng),第15天后測量幼苗株高、干重,計算簡化活力指數(shù),每個處理隨機取10株幼苗測量高度,隨機取50株幼苗烘干測干重。測定幼苗的電解質外滲率4、丙二醛。除單株干重外，所有數(shù)據(jù)做Fos顯著性分析。2結果與分析表2 PEG 對甜菜種子浸泡液電導率的影響2.1PEG對甜菜種子浸泡液電導辜的影響品種PEG12h24h48h種子浸泡液電導率，在--定程度上能反映種子細胞膜結構的完整性。從表2可以看出,在相同浸泡時間下,電導率隨0.372bB 0.408bA 0.420bA著PEG濃度的增加,而不斷下降,除了濃度在30%與40%之新甜14號20 0.231cB 0.287cA 0.310cA0 0.166dB 0.191dAB 0.217dA間,其他處理間差異顯著;在同一濃度下,隨著浸泡時間不斷0 0.165dC 0.181 dB 0.200 dA增加,PEG浸泡處理液的電導率也在增加，處理12h和48h之0 0.808aA 0.806 aA0.850aA0 0.576bC 0.612bB 0.651 bA間差異顯著。說明種子浸泡時間越長,對其細胞膜結構造成的新甜15號20 0.386cC 0.422cB 0.456cA30 0.261 dB 0.283dAB 0.304 dA損傷越大;試驗結果也表明PEG能減少浸泡種子時對種子帶40 0.250dB 0.277dAB 0.292 dA來的傷害,降低膜透性,延緩細胞內營養(yǎng)物質的滲出。注:導電率單位: ms/cm; 小寫字母表示濃度差異，豎看:大寫字母表示時間差異.橫看中國煤化工收稿日期:2013-06- -03基金項目:國家甜菜產業(yè)技術體系西北區(qū)栽培崗位專家(CRS-210303)。CNMHG作者簡介:沙紅(1974-), 女,江蘇省啟東縣人,助理研究員，主要從事植物生物技術與分子生物學研究。通訊作者:王燕飛(1955-),女.江蘇省啟東縣人,研究員,研究方向:甜菜育種與糧培。E- milyanfeidj@xas acn第3期沙紅,等:聚乙二醇對甜菜種子低溫萌發(fā)的影響412.2PEG對甜菜種子發(fā)芽率、活力指數(shù)、幼苗株高的影響從表3中可以看出,同一濃度下,隨著種子浸泡時間延長,種子發(fā)芽率略有降低,當PEG濃度為40%時,浸泡時間差異顯著,即說明濃度越大浸泡時間越長對發(fā)芽率影響越大。同一浸泡時間,隨著PEG濃度的增加,種子發(fā)芽率整體表現(xiàn)為先略有上升而后下降的趨勢。浸泡12h下,不同濃度的PEG處理的甜菜種子發(fā)芽率較對照都有所提高,當PEG濃度為10% ,發(fā)芽率達90.33%,與各處理之間差異顯著。其他處理間差異不顯著。PEG處理在提高種子發(fā)芽率上有促進,就其直接提高種子發(fā)芽率來說,方差分析認為效果不顯著。表3_ PEG 對新甜14、15 號種子發(fā)芽率、活力指數(shù)等指標的影響PEG發(fā)芽率/%幼苗株高/mm單株干重/mg簡化活力指數(shù)/%品種1%12h24h8h 12h48h 12h 24h 48h 12H8h83.67 beA 79.00aA 75.33aA 31.5cA 32.0cA 33.0cA 2.3.0 2.6 225.91 eAB 237.00bcA 195.85 bB新甜14號20 86.33bA 84.00aA 74.67aA42.8bA42.8abA43.8abA3.83.7 319.42aA 319.202A 288.28aA) 84.00bA 81.33aA 77.33aA 50.3aA 49.9aA 51.9aA4.2 3.3 268.80dB 341.59aA 255.19 aB0 83.67beA 75.33aAB 74.00aB 49.2aA 47.8abA 49.8abA 3.4 3.0 3.0 264.48cA 25.99cB 253.60aA0 72.67aA 79.00aA 75.67aA 36.9cB 40.3bAB 42.3aA 2.3 3.0 2.0 169.32dB 237.00bA 151.34bB0 74.67aA 80.00aA 71.67aA 44.6bA 44.8abA 42.5 aA4.04.0 248.65cB 320.00aA 286.68 aA新甜15號) 81.33aA 80.67aA 75.67aA 52.3aA 48.0bA 49.3 aA688.05aA 295.11 aB 294.36 aB30 74.67aA 77.33aA 70.33aA 42.7bA 42.5 ab45.8 aA283.80 aA281.32aA .40 79.00aA_ 77.00aAB 67.67aB 47.7abA 46.2aA 49.2 aA3.09 342.07bA 231.00bB 264.59 aB注:簡化活力指數(shù)=單株干重x發(fā)芽率;小寫字母表示濃度差異，豎看;大寫字母表示時間差異，橫看表3的數(shù)據(jù)表明,PEG浸泡時間和濃度會影響幼苗的干重,有利干物質的積累,對種子簡化活力指數(shù)也有不可忽視的影響作用。同一浸泡時間,濃度對簡化活力指數(shù)影響有顯著差異。3種不同時間下,PEG濃度為20%,,其簡化活力指數(shù)明顯高于其他濃度的，差異顯著。在特定的濃度下,浸泡時間會顯著影響甜菜種子的簡化活力指數(shù)。通過測定幼苗株高,發(fā)現(xiàn)同一浸泡時間,隨著PEG濃度的不斷增加，幼苗株高也不斷增加,PEG濃度為30%時,達到最大值,方差分析表明PEG濃度對幼苗株高的影響顯著。用同--濃度PEC處理，浸泡時間的長短對幼苗株高影響差異不顯著。適宜濃度的PEG能促進早發(fā),提高幼苗株高。2.3 PEG 對甜菜幼苗電解質外滲率、丙二醛含量的影響植物在受到不利環(huán)境危害時,細胞膜的結構和功能最先會受到傷害,細胞膜透性增大,植物細胞受損。電解質外滲率的大小丙二醛含量的多少能反應細胞膜損傷程度。試驗結果(表4)表明:PEC浸泡處理種子后,兩個甜菜品種的電解質外滲率(ELR),不表4 PEG 對甜菜幼苗電解質外滲率、丙二醛含量的影響同濃度及不同處理時間均有顯著差異。不同基電解質外滲率1%丙二醛/ ( mmo/g fw )因型甜菜幼苗ELR含量表現(xiàn)略有不同,新甜12h_ 24h 48h12h_ 24h48h14號在PEG浸泡時間相同時,幼苗的ELR隨0 42.8aA 46.8aA 28.9cB 1.52aB 1.56 aB 1.80cA42.0aA 30.4bB 31.6cB 0.82bA 1.54aA 1.81 cA著PEG濃度的增加，整體表現(xiàn)為先下降而后新甜14號20 37.8bA 28.6bC 30.6cB 1.67aB 1.33bC 2.03bA有所上升,各處理與對照有顯著差異;在同-3(24.6cB 23.0cB 38.3 bA 1.89aA1.57aB 1.78cA4435.1bB 29.2bC 43.5aA 1.87aB 1.54aC 2.34aA濃度下,處理24h時,用PEG浸泡處理后的幼34.6aB 39.6bA 40.8cA 1.30bB 1.71 aB 2.22aA苗ELR相對較低。新甜15號種子在同- -濃度10 36.7aB 42.4bA 46.2dA 0.92cA 1.85aA 1.74 abA下,隨著PEG浸泡時間的延長，幼苗的ELR顯新甜15號20 32.7aC 39.2cB 55.7bA 1.27bA 1.27aA 1.12bA33.5bC 40.8bB 59.3aA 1.69aA 1.07aA 1.92 abA著增加;隨著PEG濃度的增加,整體表現(xiàn)為先40 36.6aC. 50.7aB_ 60.7aA 1.77aB 1.51 aB_ 2.57aA_上升再下降而后有所上升的趨勢。丙二醛注:小寫字母表示濃度差異，豎看;大寫字母表示時間差異，橫看(MDA)含量變化與ELR相似,兩品種表現(xiàn)先下降再上升趨勢,除新甜15號24h處理外,不同濃度處理MDA差異顯著。兩品種在PEG處理濃度最大40%處理時間最長48h時,ELR和MDA含量最大。初步認為在PEG低濃度10%~30%時,浸泡時間≤24h內，甜菜種子和幼苗能更好地忍耐低溫,有利于生長;PEC濃度40%浸泡時間≥48h會降低植物抗逆性;不同品種存在差異。3結論3.1用PGC浸泡甜菜種子,其濃度和浸泡時間對甜菜種子萌發(fā)和幼苗生長有影響。在本次試驗中,綜合比較認為用10%和20%濃度PEG浸泡12h處理甜菜種子效果相對較好。3.2處理后的種子浸泡液的電導率大幅度下降,表明用低濃度PEG對穩(wěn)定升苧種子知胸結均降低膜透性有促進作用,從而提高幼苗成活率。在用10%和20%濃度PEG處理甜菜中國煤化I消發(fā),顯著提高種子簡化活力指數(shù),增加幼苗株高和干重，縮短出苗時間。但是濃度TH.CNMH E發(fā)芽率。(下轉第43頁)第3期閆志山,等:甜菜品種不同密度大區(qū)對比試驗432.2含糖率和產糖量分析2009年含糖率較高的品種是中單0701和中單0702,塊根平均含糖率分別達17.7%和17.8%,分別比巴士森高出2.3度和2.4度;單位面積產糖量較高的品種有中單0702、HI0466、巴士森和中單0701,平均產糖量分別達到6.68Uhm2.5.62vhm2.61/hm2和52thm2。2010年塊根含糖率較高的品種是中單0701和Beta807,塊根平均含糖率分別達16.8%和15.0%,分別比巴士森高出2.4度和0.6度;單位面積產糖量較高的品種有中單0701、阿西羅和Beta807,平均產糖量分別達到8.16thm2 .8.10t/hm2 7.10/hm2。2.3根腐 病抗病性調查2009年,對塊根根腐病發(fā)病率調查(表1)發(fā)現(xiàn):對根腐病抗病性較高的品種有中單0701、中單0702、HI0466和巴士森。Beta807 和KWS4121當年發(fā)病率相對較高。3結論與討論中單0701、中單0702、HI0466和巴士森對根腐病抗病性相對較強。在高發(fā)病率的2009年,根產量和含糖率相對較為穩(wěn)定;在低發(fā)病率的2010年,中單0701和巴士森塊根產量仍然處于較高水平。阿西羅、Beta807和KWS4121等品種對根腐病抗病性相對弱些。在高發(fā)病率的2009年,產量受到較大影響;但在低發(fā)病率的2010年,阿西羅和Beta807塊根產量都達到較高水平。綜合考慮塊根產量、含糖率、根腐病抗病性等因素,認為:阿西羅、中單0701中單0702、H10466和巴士森較適合海倫甜菜產區(qū)種植。在夏秋降雨量不是過于集中的年份,Beta807和KWS8522等品種也適合選擇種植。阿西羅在當?shù)乜梢赃m當稀植,巴士森在當?shù)乜梢赃m當密植;在試驗密度條件下,中單0701、KWS9145、KWS9522等品種對密度條件差異似乎不是太敏感。Comparative Experiment between Different Sugarbeet Varietiesunder Different DensitiesYAN Zhi-shan123, FAN You-jun123, HUANG Cai-yun' , SONG Bai- quanl23, YANG Ji1223(I.Key Laboratory of Sugarbeet Genetic Breedin, Harbin 150080, China; 2.Key Laboratory of North Sugar Crop Resource andUilization ,Chinese Academy of Agriculural Sciences, Harbin 150080 ,China; 3.Sugarbeet Research Instiue, Chinese Academy ofAgricultural Sciences/Crop Academy of Heilongjiang University ,Habin 150080, China)Abstract: The experiment between different sugarbeet varieties was conducted under three densities in 2009and 2010. The results showed that appropriately plant sugarbeet varieties were Acero, Zhodan0701, Zhodan0702,HI0466 and Bashsen in Hailun area.Key words: sugarbeet; varieties; density trial(上接第41頁)3.3甜菜幼苗在低溫下培養(yǎng),適宜濃度PEG處理后甜菜幼苗電解質外滲率和丙二醛含量低于對照,說明有助于提高甜菜幼苗抗低溫傷害的能力,不同品種存在差異。參考文獻:[1]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性的影響[J]云南農業(yè)大學學報,2004, 19(1):36 -40.[2]呂小紅,傅家瑞聚乙二醇滲調處理提高花生種子活力和抗寒性[]中山大學學報, 1990,29(1);63- 69.[3]顧龔平,吳國榮,陸長梅,等.PEG處理對大豆種子幼苗活力及活性氧代謝的影響[]中國油料作物學報,2000,22(2):26--30.[4]劉鐵錚，趙習平.電導法測定杏葉片細胞質膜相對透性的研究[].河北農業(yè)科學,2008,12(1):33-34.[5]高俊鳳.植物生理學實驗技術[M].西安:世界圖書出版公司,2000.Effects of PEG on Seed Vigor of SugarbeetSHA Hong, CAO Yan, GAO Wei-shi, WANG Yan-fei(Institute of Industrial Crops, Xinjiang Acadermy of A griculure Sciences, Urumchi 830091, China)Abstract: The sugarbeet seed soaking polyethylene glycol (PEG) was tested to determine the physiological andbiochemical changes of germination and seed vigor, and to screen optimal concentrations and time of PEG seedtreatments. The results showed that PEC can improve the germination rate, simplified vigor index and vigor ofsugarbeet seed, or shorten the emergence time. The good result was under concentration at 10% and 20% PEGfor treating seeds 12 h. After processing of seed soaking liquid conducti中國煤化工W temperature,electrolyte exosmosis rate and MDA content of seedling decreased (oMHCNMH Ger apropriateconcentration of PEG.Key words: sugarbeet seed; PEG; vigor index