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[園林學]苦瓜種子人工老化的生理生化分析
苦瓜種子人工老化的生理生化分析聶轉(zhuǎn)花（仲愷農(nóng)業(yè)工程學院,農(nóng)業(yè)與園林學院，廣東廣州，510225）摘要：本試驗以苦瓜（Momordica charantia L.）種子為材料，采用高溫高濕人工老化的方法(43±1 100% RH)，研究了種子在老化過程中所發(fā)生的一系列生理生化變化。試驗結(jié)果表明：隨著老化時間的延長，老化苦瓜種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢下降，MDA 含量及種子浸出液電導率升高，SOD、POD 活性下降。對電導率、MDA、SOD、POD 與發(fā)芽率、發(fā)芽勢進行相關(guān)性分析，結(jié)果表明種子 MDA 含量、浸出液電導率與發(fā)芽勢呈顯著負相關(guān)，SOD、POD	則與發(fā)芽勢均呈顯著正相關(guān)，說明膜脂過氧化是老化苦瓜種子活力下降的主要機理。關(guān)鍵詞：人工老化	苦瓜種子	種子活力Biochemical and Biophysical Analysis on Artificially Aged Bitter Gourd SeedNie Zhuanhua, Lu Meilian(College of Agriculture and Landscape Architecture, Zhongkai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou 510225,China)Abstract:	Biochemical and biophysical changes in Bitter gourd（Momordica charantia L.）seeds were investigated with accelerated aging, the seeds were aged at 100% RH and 43±1 for 0 to 5 days at one-day interval. The result showed that both emergence percentage and emergence potential decreased in the aging-enhanced seeds, while MDA content and conductivity increased as the aging time prolonged. Moreover, activities of SOD and POD decreased in the aged seeds than that in the untreated seeds. There was significant negative correlation among MDA content, conductivity and emergence potential, while there was significant positive correlation among activities of SOD, POD and emergence potential. Therefore, the lipid peroxidation appeared to be the main mechanism of the reduced vigor of aged seeds. Key words: Artificial aging; Bitter Gourd seeds; Seed vigor
種子活力是決定種子或種子批在發(fā)芽和出苗期間的活性水平和行為特性的綜合表現(xiàn)[1]�？喙�(Momordica charantia L.)種子為短命種子，在普通倉庫條件下貯藏 6 個月，發(fā)芽率就迅速下降，特別是我國南方地區(qū)高溫高濕氣候條件能使種子活力下降很快[1-2]。高溫高濕人工老化方法可克服自然老化所需時間較長的不足，所控制的條件接近于自然條件，兩者的吻合度較高[3]，老化機制相似，主要在于種子劣變速度不同[4]。目前國內(nèi)尚未見關(guān)于苦瓜種子人工老化的研究報道。本文以苦瓜種子為材料，研究人工老化對苦瓜種子生理生化特性的影響，揭示苦瓜種子活力指標的相互關(guān)系，為苦瓜種子活力的研究及人工老化法在苦瓜上的應用提供參。1	材料與方法1.1	材料供試品種為廣州市白云區(qū)太和廣聯(lián)種苗行提供的油綠長身厚肉苦瓜種（凈度≥99.5%，純度≥95.0%，發(fā)芽率≥85%，水分≤8.5%）。1.2	人工老化
參照陸美蓮[5]的方法，在	43±1℃、100%RH 下進行人工老化，老化時間為 0d、1d、2d、3d、4d、5d。具體做法如下：在干燥器底部放一定量蒸餾水，選取完整健壯的苦瓜種子，裝入塑料網(wǎng)袋中放入干燥器中，再將干燥器密封，放入 43℃恒溫培養(yǎng)箱中。每天放入 1 批種子，共放 5 批。5d 后將所有種子取出，以未經(jīng)處理種子作對照進行生理生化測定。1.3	發(fā)芽率與發(fā)芽勢的測定每處理的種子隨機數(shù)取 30×3 粒進行標準發(fā)芽試驗。每天記錄發(fā)芽的種子數(shù)，4d 統(tǒng)計發(fā)芽勢，14d 統(tǒng)計發(fā)芽率。1.4	種子浸出液電導率的測定稱取苦瓜種子 5g，用去離子水沖洗 2~3 遍，吸干種子表面水分后放入盛有 100ml 去離子水的燒杯（250ml）中，在	20±1℃下浸泡，每間隔	2h（2h，4h，6h，8h，10h）用 DDS-307 型數(shù)字電導儀測定種子浸出液電導率。1.5	丙二醛（MDA）含量的測定采用硫代巴比妥酸（TBA）比色法。取 0.4g 苦瓜種子在常溫下吸脹 24h，研磨后 用 冷 凍 離 心 機 在	10000r/min	下 離 心20min，上清液即為粗酶液，下同。取酶液1.5ml，TBA2.5ml	配成反應液，于沸水浴中反應	20min	后放于冰浴中止反應，于5500r/min	下離心 15min。于 TU1810APC型 紫 外 可 見 分 光 光 度 計 在 波 長532nm,600nm,450nm	下 測 定 吸 光 度 。MDA(μmol/L)=6.45×(OD532-OD600)-0.56×OD450。1.6	超氧化物歧化酶（SOD）活性的測定采用硝基四氮唑藍（NBT）光還原法。在 560nm 下測定吸光度。1.7	過氧化物酶（POD）活性的測定采用愈創(chuàng)木酚法。在 290nm 下測定吸光度。以每分鐘 OD290 增加 0.01 定義為 1個酶活力單位。2	結(jié)果與分析2.1	老化對種子發(fā)芽率與發(fā)芽勢的影響隨著老化時間的延長，發(fā)芽率與發(fā)芽勢呈下降趨勢（表	1）。老化 3d	時，發(fā)芽率與對照相比差異極顯著(p<0.01)，老化3~5d 內(nèi)，平均下降了 12.3%。老化 2d 時，發(fā)芽勢與對照相比差異顯著(p<0.05)，老化3~5d 內(nèi)，平均下降了 15.0%�？梢娎匣幚砗笃�(3~5d)，種子發(fā)芽勢比發(fā)芽率下降幅度大，人工老化對發(fā)芽勢影響較大，老化種子活力先于生活力衰退。2.2	老化對種子 MDA 含量的影響短期人工老化處理對苦瓜種子	MDA含量影響不大，長期人工老化處理能使其急劇上升（表 1）。老化 1~4d 時，MDA 含量與對照相比均差異不顯著，老化 5d 時與對照相比差異極顯著(p<0.01)。2.3	老化對種子 SOD 活性的影響隨著老化時間的延長，苦瓜種子SOD活性呈下降趨勢，各處理與對照相比均差異極顯著 (p<0.01)，且各處理間差異顯著(p<0.05)（表1）。老化1~3d時，SOD活性幾乎呈直線下降的趨勢，各處理間差異顯著。2.4	老化對種子 POD 活性的影響隨著老化時間的延長，苦瓜種子 POD活性呈逐漸下降趨勢（表	1）。老化	1~3d時，POD 活性下降較緩慢，與對照相比均差異不顯著。老化	4~5d 時，POD 活性迅速下降且與對照相比差異極顯著(p<0.01)。
表1 老化對種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、MDA、SOD、POD的影響Table1 Effect of artificial aging on emergence percentage, emergence potential, MDA, SOD and POD
老化時發(fā)芽率（%）發(fā)芽勢（%）MDASODPOD
間（天）	EmergenceDays 	percentage (%) Emergencepotential (%)(μmol/L)(U/g)(U/g.min)
0(CK)	90.0	a	A 86.7	a	A 0.030	b B	77.65	a	A 571.14 a	A
186.7	a	AB	78.0	ab	A 0.038	b B	59.10	b B 567.66a	A
234583.3	ab	AB 70.0	b	AB	0.054	b B	45.88	c	BC	474.24 a	A77.8	b	B	66.7	b	AB	0.091	b B	33.32	d CD 469.63 a	A61.1	c	C	52.2	c	BC	0.177	b B	16.65	e	DE	250.58 b B53.3	d	C	36.7	d	C	0.821	a	A 12.32	e	E 199.61 b B
注：同列中不同小寫字母間表示差異顯著（p<0.05），不同大寫字母間表示差異極顯著(p<0.01)。Note: The different small letters show significant difference (p<0.05) and the capital letters show highly significantdifference (p<0.01).
2.5	老化對浸出液電導率的影響隨著老化時間的延長，各處理種子浸出液電導率均呈上升趨勢（圖1）。隨著浸泡時間的延長，老化時間較長的種子浸出液電導率上升幅度大，老化時間較短的種子浸出液電導率上升幅度小。34323028262422202.6發(fā)芽率、發(fā)芽勢與電導率、MDA、SOD、POD的關(guān)系將苦瓜種子各項活力指標進行直線回歸分析，結(jié)果表明發(fā)芽率、發(fā)芽勢與電導率、MDA	呈顯著負相關(guān)，與	SOD、POD則呈顯著正相關(guān) (表	2)。其中發(fā)芽勢與電導率呈極顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.937* * (>r0.01=0.917)；與 SOD、POD 呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為	0.954* *、0.970* *(>r0.01=0.917)。說明電導率、MDA、SOD、POD 均與發(fā)芽勢相關(guān)程度較高，可較好地反應種子當前的活力水平。電導率與 SOD、POD	呈極顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.985* *、-0.910* * (>r0.01=0.917)。電導率的大小是反應膜脂過氧化程度的最常用指標，電導率與 SOD、POD 等主要的自由基清除酶活性相關(guān)程度較高，說明膜脂過氧化使這些酶活性降低是苦瓜種子活力下降
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2h4h老化時間(天)Aging time6h	8h	10h的重要原因。
圖 1	老化對苦瓜種子浸出液電導率的影響Fig. Effect of artificial aging on conductivity
表2	發(fā)芽率和發(fā)芽勢與電導率、MDA、SOD、POD的相關(guān)性分析Table4 The correlation among emergence percentage,emergence potential, conductivity, MDA, SOD and POD電導率越高，說明膜脂過氧化加劇導致苦瓜種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢降低。在本試驗中，經(jīng)老化處理的苦瓜種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和
活力指標Vigor index電導率ConductivityMDASODPODSOD、POD活性呈顯著正相關(guān)，與種子MDA含量和浸出液電導率呈顯著負相關(guān)。
發(fā)芽率Emergencepercentage發(fā)芽勢Emergencepotential電導率Conductivity-0.912*-0.937* *-0.838*0.931**0.991* *-0.857﹡	0.954**0.970* *0.646	-0.985**-0.910**尤其是種子發(fā)芽勢與SOD、POD、MDA等生理生化指標的相關(guān)程度較高,提供了人工老化方法通過發(fā)芽勢預測苦瓜種子田間出苗率以及種子活力的應用前景。參考文獻[1] 顏啟傳主編.種子學[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2002.80,103.
MDASOD3	討論0.646-0.985* *-0.678-0.678-0.7970.923* *[2] 張施君,陳潤政.不同含水量苦瓜種子的貯藏研究[J].中國農(nóng)學通報,2004,(3):187-189.[3] 董國軍,胡興明,曾大力,等.水稻種子人工老化 和 自 然 老 化 的 比 較 研 究 [J].浙 江 農(nóng) 業(yè) 科 學 ,
人工老化條件下(43±1℃、100%RH),隨著老化時間的延長,苦瓜種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、SOD、POD活性明顯下降，而種子MDA含量和浸出液電導率則明顯升高。種子老化過程中，自由基引起的膜脂過氧化作用加劇，導致膜系統(tǒng)受破壞，而MDA作為膜脂過氧化的最終產(chǎn)物能使重要的自由基清除酶（如SOD、POD等）活性降低，使細胞內(nèi)積累的過氧化物等有害物質(zhì)得不到及時清理，進一步加劇膜脂過氧化作用，從而使細胞膜系統(tǒng)受破壞程度增加，這被認為是許多植物種子老化或組織衰老的主要機理[6-8]。苦瓜種子經(jīng)人工老化處理后，老化程度越高的種子MDA含量與浸出液2004,1:27-29. [4] 陳曉玲,陳叔平.豇豆不同類型間種子耐貯性差異[J].作物品種資源,1999,1:39-41.[5] 陸美蓮,梁關(guān)生,喬愛民,等.	芥蘭老化種子活力指標相關(guān)性分析[J].種子,2004,23(4):45-46. [6] 謝皓,陳學珍,祁佳,等.人工加速老化對大豆種子 活 力 的 影 響	[J].	北 京 農(nóng) 學 院 學報,2006,21(3):15-17. [7] 馬金虎,楊小環(huán),王宏富,等.棉花不同品種在加速老化過程中種子生理特性的變化[J].山西農(nóng)業(yè)大學學報,2005,2:135-137.[8] 李雪峰,鄒學校,劉志敏.辣椒種子人工老化及劣變的生理生化變化[J].湖南農(nóng)業(yè)大學學報(自然科學版),2005,31(4):256-258.
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