不同成熟度鲜食嫩南瓜种子活力及生理生化特性研究

摘    要：为了探究鲜食嫩南瓜种子成熟过程中种子活力及生理生化特性的变化趋势，以自育品种为试验材料，对不同成熟度采收的种子活力指标和生理生化指标进行测定，分析他们之间的相关性。结果表明，随着种子的成熟，种子逐渐发育饱满，种皮木质化明显；授粉后45 d时种子已具有萌发能力，授粉后70 d种子活力最高；贮藏物质在授粉后35～50 d基本完成积累，脂肪、蛋白质、淀粉大量形成，而可溶性总糖和可溶性还原糖含量同期持续减少。吸胀8 h的南瓜种子中SOD、CAT、POD活性受MDA含量变化影响，随着成熟度的增加，呈先升高后降低再升高的变化趋势；各内源激素含量变化波动不同，其中SA与BR含量整体上呈显著增长趋势且高于其他激素，GA3与ABA含量变化趋势相反，ETH含量授粉后35 d最高。相关性分析表明，种子活力指标与SOD、POD活性以及淀粉、粗脂肪、CTK、GA3、IAA、BR、SA含量呈正相关，而与可溶性总糖、可溶性还原糖、蛋白质、MDA、ABA、ETH含量呈负相关。综上，不同成熟度对鲜食嫩南瓜种子质量和种子活力有显著影响。鲜食嫩南瓜种子发育过程中的生理生化过程复杂，伴随着贮藏物质的大量积累，抗氧化酶活性与MDA、内源激素含量不断变化。

关键词：鲜食嫩南瓜；种子活力；生理生化特性；成熟度

中图分类号：S642.1 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2024）03-103-09

Study on seed vigor and physio-biochemical characteristics of fresh-Cucurbita moschata seeds of different maturity

ZHAO Xiayun1， QU Fei1， YANG Jing1， MA Guanpeng1， ZHOU Linbi1， JIANG Fangfang2， WEN Linhong1

（1. Institute of Horticulture， Guizhou Academy of Agricultural Sciences，Guiyang 550025， Guizhou， China; 2. Majiang Economic Crop and Technology Promotion Station， Majiang 557600， Guizhou， China）

Abstract： To explore the changes of seed vigor and physio-biochemical characteristics of fresh-Cucurbita moschata seeds during the maturation period， a self-breeding variety was used as materials to analyze the relationship of the vigor and physio-biochemical indexes of seeds with different maturity. The results showed that the seeds gradually developed plump morphology with the maturity， and the seed coat was obviously lignified. After 45 days post-anthesis （dpa）， the seeds began to appear germinating ability and reached a peak at 70 dpa. During 35-50 dpa， the accumulation of stored substances was basically completed， and large quantities of fat， protein and starch were formed， while the content of total soluble sugar and soluble reducing sugar continued to decrease. With increased seed maturity， the activities of SOD， CAT and POD in seeds after 8 h imbibition were affected by MDA content， with a trend of first increasing and then decreased. The content of endogenous hormones varied， with of SA and BR showing a significant increasing trend overall and higher than other hormones， while GA3 and ABA showed an opposite trend， and ETH was the highest at 35 dpa. Correlation analysis indicated that seed vigor indexes were positively correlated with SOD activity， POD activity， the contents of starch， crude fat， CTK， GA3， IAA， BR and SA， but negatively correlated with the contents of total soluble sugar， soluble reducing sugar， protein， MDA， ABA and ETH. In conclusion， the development of fresh-Cucurbita moschata seeds was accompanied by the accumulation of storage substances， the increase and decrease of antioxidant enzyme activities and MDA content， the change of endogenous hormone content and the complex physio-biochemical process.

Key words： Fresh-Cucurbita moschata; Seed vigor; Physio-biochemical characteristics; Maturity

鲜食嫩南瓜是指中国南瓜类型中以嫩瓜作为主要食用器官的品种，属于葫芦科南瓜属一年生草本蔬菜，在贵州、湖南、广东等地均有大面积种植。鲜食嫩南瓜果实鲜嫩甘甜，果型小，营养丰富，深受消费者的喜爱，有很好的市场前景。在南瓜生产中，种子至关重要，种子质量直接关系到南瓜植株的生长、果实品质和产量。种子成熟度则是种子质量的重要指标，也是南瓜集约化生产和优质高产的必要质量指标。

在种子发育过程中，种子活力随着种子成熟度变化而变化。随着种子的成熟，贮藏物质不断累积，种子活力逐渐提高，为种子萌发和幼苗生长打下基础。种子中含有的主要贮藏物质包括脂肪、蛋白质、淀粉等，在种子萌发和幼苗生长过程中被分解和利用[1-2]。种子活力检测的方法有很多，标准发芽试验与生理生化测定结合，能够综合测定鲜食嫩南瓜种子活力[3]。

种子萌发还涉及相关酶和激素活化及其生理生化过程。丙二醛（malondialdehyde，MDA）是膜脂过氧化的最终分解产物，在种子萌发过程中过量积累会损伤细胞膜，影响种子活力[4-5]。超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、过氧化物酶（peroxidase，POD）和过氧化氢酶（catalase，CAT）是植物中的抗氧化酶，通过调节酶活性，减少活性氧积累造成的损伤，维持种子正常萌发[6-8]。脱落酸（abscisic acid，ABA）具有诱导和维持种子休眠，抑制种子萌发的作用[9]。赤霉素（gibberellin，GA3）则打破休眠、促进种子萌发和拮抗ABA[10-11]。乙烯（ethylene， ETH）在种子萌发过程中能够促进胚轴伸长和根毛分化[12-13]。生长素（indole-3-acetic acid，IAA）与ABA协同作用调控种子休眠，抑制种子萌发[14]。油菜素内酯（brassinolide，BR）通过不同信号途径促进种子萌发[15]。水杨酸（salicylic acid，SA）能通过下调GA3诱导的α淀粉酶活性从而抑制种子萌发，也能在高盐胁迫下通过其他途径促进萌发[16]。细胞分裂素（cytokinin，CTK）能够逆转ABA对种子萌发的抑制，与GA3、IAA和ETH等激素协同影响种子萌发[17]。

目前，关于鲜食嫩南瓜种子发育过程中种子活力与生理生化变化相关性的研究较为缺乏。笔者以自育杂交组合为材料，在测定不同成熟期种子性状、种子贮藏物质的基础上，进一步研究不同成熟度种子活力与萌动种子中的抗氧化酶活性以及MDA、内源激素含量等生理生化特性之间的相关性，以期为解析鲜食嫩南瓜种子活力形成机制和确定杂交制种的合适采收时间提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2022年5－12月在贵州省农业科学院园艺研究所进行。供试材料为自育鲜食嫩南瓜（Cucurbita moschata）杂交组合GG307（G340×G477），母本、父本分别是韩国玉玲珑、贵阳小青瓜经连续8代自交选育而成的自交系。选取饱满种子，温汤浸种后，播种到32孔穴盘中，2叶1心时定植到田间。试验地面积667 m2，采用高畦覆膜栽培，行距0.7 m，株距0.6 m，呈三角形定植。

选择长势基本一致的植株，分别将雌花、雄花套袋，在第二天早上完成全部人工授粉，每株1个种瓜。完全随机设计试验，授粉后35 d开始，每隔5 d采收种瓜一次，直至70 d，共取样8个时期。每个时期3次重复，5个种瓜的种子混合为1次重复，不经后熟，直接取种自然晾干后用于种子活力及生理生化指标测定。

1.2 方法

1.2.1 种瓜性状及萌发特性测定 种瓜取种前测量单瓜质量，种子晾晒干燥后统计千粒重。取不同成熟期的种子各100粒，3次重复，浸种后进行室内种子发芽试验。将种子置于恒温培养箱29 ℃条件下，每天定点观察统计正常发芽粒数，3 d统计发芽势，7 d统计发芽率，7 d后用1/1000天平称量各处理中正常幼苗单株鲜质量，分别计算发芽指数和活力指数。

发芽势/%=3 d正常发芽种子粒数/供试种子粒数×100；                                                               （1）

发芽率/%=7 d正常发芽种子粒数/供试种子粒数×100；                                                               （2）

发芽指数（GI）=Σ（Gt/Dt）；                         （3）

活力指数（VI）=GI×S。                              （4）