高压静电场对番茄种子萌发和幼苗生长的影响

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(1.唐山学院，河北 唐山 063000； 2.内蒙古医科大学，呼和浩特 010110)

近年来，随着对分子生物学和细胞遗传学的深入研究，生物细胞的电磁特性和电磁效应也被证实。人们开始研究外界物理因素，特别是外加电磁场对生物体的生物学效应[1-2]。于爱真等[3]用静电场处理水稻、油菜、芝麻种子，显著的提高了种子的酶活性。吴旭红等[4]用高压静电场处理南瓜种子，种子的发芽率和可溶性蛋白含量提高。番茄(LycopersiconesculentumMill)，是茄科番茄属草本植物，其果实营养丰富，花果期夏季，是一种很重要的蔬菜品种。本研究以高压静电场为物理手段，研究不同电场强度对番茄种子生理生化指标的影响。

1 材料和方法

1.1 材 料

供试番茄品种802由河北省汇丰种业提供。

1.2 方 法

1.2.1 电场处理

把颗粒饱满外型差异较小的种子分成9组，每组电场处理100粒种子，其中1组为对照组。将待处理的番茄种子均匀平铺于电场金属板上，用电压波形为50 Hz的半波整流电场处理番茄种子，电场强度分别为：0，50，100，150，200，250，300，350，400，450，500 Kv/m，电场作用时间为15 min和30 min，其中电场强度0 kV/cm为对照组，且每个电场强度进行3次重复。

1.2.2 发芽试验

将电场处理后的番茄种子，先用浓度为10%的H2O2消毒10 min，再用蒸馏水清洗数次，最后在恒温培养箱中进行发芽试验，设定培养箱中的光照时间为0 h，在(26±1)℃下进行暗培养。培养第3天测定番茄种子的发芽势，第7天测定发芽率、根长、苗长、鲜重和干重，并根据统计数据计算发芽指数(GI)和活力指数(VI)[5-6]。

GI=∑Gt/Dt，式中：Dt为发芽天数，Gt为与Dt相对应的每天发芽种子数；

VI=S×GI，式中：S为幼苗平均鲜质量。

2 结果和分析

2.1 高压静电场对番茄种子萌发的影响

由表1可知，与空白对照相比，高压电场处理种子15 min，番茄种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数呈先减小后增大再减小的变化趋势，在场强250～450 kV/m范围内处理的番茄种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数均有不同程度的提高，且在450 kV/m的电场强度下各个发芽指标达到最大值，各发芽指标的提高幅度分别为73.0%、40.7%、50.6%、66.0%；高压静电场处理番茄种子30 mim，在200～400 kV/m场强范围内各个发芽指标均有大幅度提高，且场强为350 kV/m为处理番茄种子，各个发芽指标达到最大值，各个指标的提高幅度分别为94.9%、60.0%、96.7%、130.3%；高压静电场处理番茄种子15 min，在50～150 kV/m电场强度范内，各个发芽指标显著降低，电场处理条件为50 kV/m×15 min各个发芽指标均达到最小值，其减小幅度分别为18.9%、20.4%、29.7%、41.1%；电场处理番茄种子30 min，电场处理条件为500 kV/m×30 min各个发芽指标均达到最小值，各个指标的减小幅度分别为15.4%、23.6%、12.5%、23.3%。

表1 高压静电场对番茄种子发芽指标的影响

表2 高压静电场对番茄种子生长发育的影响

2.2 高压静电场对番茄幼苗生长的影响

由表2可知，与空白对照相比，高压静电场处理番茄种子15 min，场强范围在200～450 kV/m 番茄幼苗的各个生长指标均有不同幅度的提高，400 kV/m×15 min电场处理的番茄种子，其幼苗根长、苗高、鲜重、干重均达最大值，各个生长指标的提高幅度分别为27.5%、28.3%、10.2%、12.4%；在50，100，150 kV/m 3个电场强度处理番茄种子，其幼苗的各个生长指标会有不同程度的降低，其中外加电场的最大负效应出现在处理条件50 kV/m×15 min时，各个生长指标的最大减小幅度分别为19.4%、20.0%、16.2%、16.5%；电场处理番茄种子30 min，在200～400 kV/m场强范围内围处理的番茄种子，其幼苗的各个生长指标均有不同程度的提高，在电场处理条件为350 kV/m×30 min时，番茄幼苗根长、苗高、鲜重、干重均达到最大值，各个生长指标的提高幅度分别为39.0%、35.4%、17.1%、23.0%；电场处理番茄种子30 min，电场负效应出现在场强50，150，500 kV/m，在电场处理条件为500 kV/m×30 min时番茄幼苗根长、苗高、鲜重、干重均减到最小值，最大降幅分别为9.0%、8.0%、12.4%、14.9%。

3 小 结

本研究用不同强度的高压静电场处理番茄种子15 min和30 min，结果表明：用不同高压静电场和不同处理时间的组合处理番茄种子，一定的场强处理番茄种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数都有不同程度的提高，其中最佳处理条件分别为400 kV/m×15 min和350 kV/m×30 min。合适强度的高压静电场处理番茄种子能引发种子的内部响应机制，从而促进番茄种子的萌发和活力，并且一定电场强度和处理时间的组合才能对处理受体呈现最大的正效应，但生物种类、含水量和生物体所处环境的温度、湿度也会影响高压静电场的处理效果[7-9]，本实验中最大正效应的电场处理条件为350 kV/m×30 min，而低电场强度和高电场强度对番茄种子的萌发和活力有抑制效应。

高压静电场处理番茄种子对番茄幼苗生长也有相当的影响，番茄幼苗的根长、苗高、干重和鲜重都是番茄幼苗的生长指标，合适的高压静电场处理条件能有效地刺激幼苗的生长，一般认为，高压静电处理可以使生物分子发生极化反应，以刺激种子内部的活性物质，从而促进幼苗的生长。而关于高压静电场处理番茄种子促进幼苗萌发和生长的生理生化指标的影响，有待在最佳电场处理条件范围内设定电场强度做进一步的研究探讨。