PEG引发对盐胁迫下萝卜种子萌发效应的影响

摘要 ［目的］ 研究不同浓度PEG-6000以及盐胁迫对萝卜种子萌发的影响，为萝卜种子引发研究提供参考。［方法］以萝卜种子“绿领扬花”为试验材料，分别采用浓度为0、5%、10%、15%、20%的PEG-6000，引发时间分别为0.5、2.0和4.0 h对萝卜种子进行处理，筛选最佳引发条件。后续以最佳引发条件进行引发，未引发种子为对照，分别于0、25、50、100 mmol/L NaCl胁迫下测定种子发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数。［结果］常温下10%的PEG-6000引发2.0 h可作为萝卜种子引发的最佳条件，后续盐胁迫证实在不同浓度盐胁迫下，引发后种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数均较未引发显著提高。［结论］该研究为提高萝卜种子在盐胁迫下的出苗率提供了简单、有效的方法。

关键词 萝卜；种子萌发；聚乙二醇；种子引发；盐胁迫

中图分类号 S631.1  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2022）21-0052-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.21.014

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of PEG Priming on Radish Seed Germination under Salt Stress

XING  Yu-meng， ZHOU Guo-yan， PENG  Xiao-jie et al

（College of Horticulture Science and Technology， Hebei Normal University of Science and Technology， Qinhuangdao，  Hebei  066004）

Abstract ［Objective］ To study the effects of different concentrations of PEG-6000 and salt stress on radish seed germination and provide reference for the study of radish seed priming. ［Method］ Radish seeds were treated with PEG-6000 with concentration of 0， 5%， 10%， 15%， 20% and priming time of 0.5， 2.0 and 4.0 h， respectively. The germination potential， germination rate， germination index and vigor index were determined under 0， 25， 50 and 100 mmol/L  NaCl stress. ［Result］ 10% PEG-6000 priming for 2.0 h at room temperature was the best condition for radish seed priming. The results of salt stress showed that the germination potential， germination rate， germination index and vigor index of seeds after priming were significantly higher than those without priming under different concentrations of salt stress. ［Conclusion］ This study provides a simple and effective method to improve the seedling rate of radish seeds under salt stress.

Key words Radish;Seed germination;Polyethylene glycol;Seed priming;Salt stress

盐胁迫是影响种子萌发的重要因素之一。我国盐碱地总面积达9 913万hm2，约占全国土地面积的10%，且盐碱地呈面积大、分布广、耕地占比大等显著特点［1］。盐胁迫使种子萌发受阻，植株发育迟缓，早衰甚至死亡，同时会对植物造成生理性干旱，产生离子毒害，从而对植物生长过程中的光合作用、呼吸作用、膜结构、物质合成与代谢等各个环节产生不良的影响［2-4］。

1973年Heydecker等［5］提出种子引发概念，种子引发主要是通过对细胞膜渗透调节，达到有效提高植物种子的抗逆性和耐受性，从而提高种子的品质和抗性。研究表明，种子经引发剂处理后，其种子活力显著增强且抗逆性提高，如可以忍受低温、干旱、盐胁迫等不利的环境因素，保证出苗迅速有序［6-7］。因此，利用种子引发技术来提高植物对逆境的适应性或抗逆性是一种有效的途径［8］。聚乙二醇（PEG）是一类高分子复合物，具有渗透调节作用［9］。作为引发剂，适宜浓度PEG可提高棉花在盐胁迫下的出苗率和种子抗氧化物酶活性［10］，提高低温胁迫甜菜种子的萌发率且能降低幼苗中丙二醛的含量［11］，提高黄瓜种子萌发和幼苗抗冷性［12］。

萝卜（Raphanus sativus L.）是十字花科萝卜属重要的一、二年生根菜类蔬菜作物，在世界各地广泛种植，具有很高的营养价值和药用价值［13-14］。生产上萝卜通常采用直播或穴播方式，而盐碱地种植萝卜会造成种子发芽率低和植株生长发育不良的现象［15］。PEG引发技术对提高萝卜耐盐性有重要作用。

笔者以“绿领扬花”萝卜种子为试材，通过不同浓度PEG对种子萌发效应分析，筛选出最适的引发剂浓度；利用最佳PEG浓度进行种子引发，在不同浓度盐胁迫下催芽处理，探讨PEG引发对盐胁迫下萝卜种子萌发特性的影响，筛选盐胁迫下萝卜生长最有效的引发方式，为萝卜种子引发剂和丸粒化物料筛选提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

试验于2021年在河北科技师范学院园艺中心实验室进行。供试品种为“绿领扬花”萝卜种子，由南京绿领种业有限公司生产。PEG-6000购于北京索莱宝科技有限公司，其他分析纯等药品由中心实验室提供。

1.2 最佳引发条件筛选

1.2.1 引发方法。

采用2因素裂区设计方法，利用不同质量浓度0%（A1）、5%（A2）、10%（A3）、15%（A4）、20％（A5）的引发剂PEG-6000于25 ℃条件下各引发0.5 h（B1）、2.0 h（B2）、4.0 h（B3）。每个引发处理按4分法随机分别取30粒种子，3次重复。引发完成后将种子取出，先用去离子水除去种子表面引发剂，再用滤纸吸干种子表面水分，在室温下自然晾干。以未引发的种子（A0B0）为对照。

1.2.2 发芽处理。

在25 ℃黑暗条件下对引发和未引发的种子进行发芽试验。将种子用干净纱布包裹，放置于铺有一层无菌滤纸的玻璃培养皿上，均匀喷洒同体积（约10 mL）的去离子水，每个处理重复3次，以未引发的种子作对照（A0B0）。定期称重补充去离子水。

1.2.3 测定指标。

每天调查发芽种子数、胚根及胚轴总长度。以芽长超过种子长度的1/2记为发芽，3 d内无种子发芽视为发芽试验结束，根据公式计算发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数。

发芽率=3 d内正常发芽种子数/供试种子总数×100%

发芽势=1 d内正常发芽种子数/供试种子总数×100%

发芽指数=∑（对应的每天发芽种子数/发芽日数）

活力指数=胚根及胚轴总长度×发芽指数

1.3 盐胁迫对引发和未引发种子萌发特性的影响

1.3.1 胁迫处理。

利用“1.2”中筛选出的最佳引发条件对种子进行引发处理，操作步骤同“1.2”。将引发和未引发的种子放入铺有2层滤纸的培养皿中（直径5 cm），加入15 mL浓度分别为0、25、50、100 mmol/L NaCl溶液中，每次30粒种子，重复3次。定期称重补充相应的盐溶液以保持滤纸湿润，放置28 ℃恒温箱中催芽。

1.3.2 测定指标。

在第12、24、36、48 h记录发芽种子数、胚根长与胚芽长，计算种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数，具体测定方法同“1.2”。

1.4 数据统计方法

利用DPS软件对种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数进行统计学分析，利用Excel作图。

2 结果与分析

2.1 种子引发条件筛选

由表1可知，各处理组合中发芽势最低的处理为A5B3（13.33%），最高的为A3B2（50.00%），两者之间差异显著；各处理组合中发芽率最低的为A4B3（83.33%），最高的为A2B2和A3B1（96.67%），差异显著；各处理组合中发芽指数最低的为A1B3（30.50），最高的处理组合为A3B2（45.72），两者差异显著；各处理组合中活力指数最低的为A1B2（16.58），最高的为A3B2（68.33），两者差异显著。

综上，随着PEG浓度的增加，发芽势呈先增加后减小的趋势，不同引发时间增加和减小的拐点有所差异；10% PEG引发2.0 h时（A3B2）种子发芽势、发芽指数、活力指数均最高，且与其他处理差异显著。

2.2 不同浓度盐胁迫下PEG引发对萝卜种子发芽势的影响

随着盐浓度的增加，未引发（A0B0）的萝卜种子发芽势均呈减小趋势。经10％PEG引发2.0 h（A3B2）后的萝卜种子发芽势在0、 25和50 mmol/L差异不显著，但100 mmol/L时其发芽势显著降低。同浓度盐胁迫下，10％PEG引发2.0 h（A3B2）较未引发（A0B0）的萝卜发芽势均显著增加，在0、25、50 mmol/L盐胁迫下，10％PEG引发2.0 h（A3B2）是未引发（A0B0）种子发芽势的2.10、4.50、17.01倍，尤其在100 mmol/L盐胁迫时未引发（A0B0）种子发芽势为0，10％PEG引发2.0 h（A3B2）为6.66%（图1）。

2.3 不同浓度盐胁迫下PEG引发对萝卜种子发芽率的影响

10％PEG引发2.0 h（A3B2）较未引发（A0B0）的萝卜种子发芽率均有所增加，且随着盐浓度的增加，引发效应越显著。当盐浓度为0和25 mmol/L时，10％PEG引发2.0 h（A3B2）与未引发（A0B0）种子发芽率无显著差异；当盐浓度为50和100 mmol/L时，10％PEG引发2.0 h（A3B2）的发芽率显著高于未引发（A0B0）种子，其中50 mmol/L时高达1.39倍，100 mmol/L时10％PEG引发2.0 h（A3B2）的发芽率为23.33%，但未引发（A0B0）种子发芽率为0（图2）。

2.4 不同浓度盐胁迫下PEG引发对萝卜种子发芽指数的影响

未引发（A0B0）和10％PEG引发2.0 h（A3B2）种子的发芽指数随盐浓度增加变化趋势有所差异，盐浓度为0和25 mmol/L时未引发（A0B0）种子发芽指数无显著差异，盐浓度为50和100 mmol/L时发芽指数显著下降；盐浓度为0、25和50 mmol/L时10％PEG引发2.0 h（A3B2）的种子发芽指数无显著差异，盐浓度为100 mmol/L时发芽指数显著下降。其中，盐浓度为50 mmol/L时10％PEG引发2.0 h（A3B2）的种子发芽指数为未引发种子的3.30倍（图3）。