不同引发剂对小麦种子发芽的影响

宋子叶，郭尚敬，杨万立，赵 燕

（聊城大学农学院，山东 聊城 252000）

小麦（Triticum aestivum L.）为禾本科粮食作物的一种，其种子富含脂肪、蛋白质和淀粉等各类营养物质，是人们赖以生存的主要食物。在育种和生产过程中常需要高发芽率的种子，而小麦种子易受多种因素的影响导致活力下降，因此，提高低发芽率种子的活力是小麦育种和生产中需要解决的重要问题[1]。种子引发是人们在播种前对种子进行一定的预处理，以有效提高种子活力、发芽率和整齐度的一项重要技术[2]。Ali H等[3]研究表明，水引发12 h可促进小麦发芽，缩短萌发时间，对促进小麦生长和分蘖效果最明显，且可提高灌溉水的利用率。史雨刚等[4]研究发现，利用PEG-6000进行种子引发可提高小麦幼苗的抗氧化物酶活性以及渗透调节物质和可溶性蛋白的含量等，增强小麦幼苗的抗盐性。以3种活力程度不同的小麦种子为试材，研究不同引发剂对种子发芽的影响，旨为低发芽率种子的有效利用提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

参试小麦品种为济麦229。

供试引发剂种类4个，分别是蒸馏水（H2O）、20%聚乙二醇 （PEG-6000）[5，6]、50 mmol/L 氯化钠（NaCl）[7]和0.05 mmol/L水杨酸（SA）[8，9]。

1.2 试验方法

1.2.1 小麦种子不同级别老化程度的确定 采用人工加热老化方法进行。取小麦种子16份，每份300粒，用纱布包好，放入事先预热至（60±2）℃的恒温水浴锅中，分别处理1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、6.5、7.0、8.0、9.0、10.0、15.0、20.0、30.0、60.0 和 120.0 min，取出后在阴凉处晾干；然后，在室温条件下进行种子发芽率试验，并绘制老化时间与种子发芽率的关系图[2]（图1）。每组用种100粒，3次重复。

根据发芽率，将小麦种子的老化程度划分为3个级别：发芽率60%～80%，为轻度老化；发芽率40%～60%，为中度老化；发芽率低于40%，为重度老化。再根据老化时间与发芽率的关系图，设定轻度、中度、重度老化种子对应的加热时间分别为6.0、6.5和7.0 min。

图1 老化时间与种子发芽率的关系Fig.1 Relationship between aging time and germination rate of wheat seed

1.2.2 不同老化程度小麦种子的获得 取15份小麦种子，每份600～700粒，均分为3组。每组加热老化处理时间分别为6.0、6.5和7.0 min，获得不同发芽率的试验用种。然后，用3%的H2O2消毒10 min[5]，再用蒸馏水冲洗3～5次，备用。

1.2.3 不同引发剂对小麦种子发芽的影响试验 以不进行老化和引发剂处理的种子为对照（CK），将3种不同老化程度的种子均进行5个引发处理（表1）。引发处理方法：取1个锥形瓶，加引发剂50 mL，再放入预老化处理的种子100粒，其中，PEG-6000处理时间为8 h，SA、NaCl和H2O处理时间均为12 h[7，9，10]；处理结束后放置于阴凉处，备用。以3个锥形瓶为1个处理，每处理均3次重复。然后，在室温自然光照条件下，采用纸上发芽方法[11]，将各组小麦种子均按照GB/T 3543.1～3543.7—1995[12]进行发芽培养，在中午和晚上均向培养皿中添加适量水分。发芽培养的第8天，测定种子发芽率。每处理均随机选取正常小麦苗10株，测定根长和芽长。

表1 种子引发试验设计Table 1 Experimental design of seed initiators

1.2.4 数据处理 利用Microsoft Office Excel 2013软件进行数据处理，利用SPSS 22.0统计软件进行方差分析和多重比较（差异显著性水平0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同引发剂对轻度老化小麦种子发芽的影响

不同处理对小麦种子发芽率影响显著，但对芽长和根长无显著影响（表2）。T0处理的种子发芽率显著＜CK，表明轻度老化处理会导致小麦种子发芽率明显降低。

轻度老化条件下，不同引发剂处理的种子发芽率均＜T0处理，其中，T1与T0处理差异不显著，但明显高于其他3个引发剂处理，而其他3个引发剂处理与T0处理差异均达到了显著水平。表明H2O引发对轻度老化小麦种子发芽率无显著影响，其他3种引发剂引发均对轻度老化小麦种子发芽率有明显的抑制作用。4种引发剂处理对轻度老化小麦种子的根长和芽长影响均不明显。

表2 不同引发剂对轻度老化小麦种子发芽的影响Table 2 Effects of different initiators on the germination of light aged wheat seed

2.2 不同引发剂对中度老化小麦种子发芽的影响

不同处理对小麦种子发芽率和芽长影响显著，但对根长无显著影响（表3）。U0处理的种子发芽率和芽长均显著＜CK，表明中度老化处理会导致小麦种子发芽率显著降低，芽长明显缩短。

中度老化条件下，不同引发剂处理的种子发芽率差异不显著，且均与U0处理差异也不显著，其中，U1处理的发芽率略＞U0处理；芽长差异不显著，但均显著＞U0处理，其中，U1处理的芽长最大；根长均略＞U0处理。表明4种引发剂引发对中度老化小麦种子的发芽率、芽长和根长影响差异均不显著，但与不引发处理相比均能明显促进芽长生长。

表3 不同引发剂对中度老化小麦种子发芽的影响Table 3 Effects of different initiators on the germination of moderate aged wheat seed

2.3 不同引发剂对重度老化小麦种子发芽的影响

不同处理对小麦种子发芽率、芽长和根长均影响显著（表4）。W0处理的种子发芽率的和芽长均显著＜CK，根长＜CK但差异不显著，表明重度老化处理会导致小麦种子发芽率显著降低、芽长明显缩短，但对根长影响不明显。

重度老化条件下，不同引发剂处理的种子发芽率和芽长差异均不显著，但均显著＞W0处理；根长均显著＞W0处理，其中，W1、W3和W4处理差异不显著，但均显著＞W2处理。表明4种引发剂引发均可明显促进重度老化小麦种子萌发以及芽长和根长的生长。

表4 不同引发剂对重度老化小麦种子发芽的影响Table 4 Effects of different initiators on the germination of severe aged wheat seed

3 结论与讨论

以H2O、50 mmol/L NaCl、0.05 mmol/L SA和20%PEG-6000作为引发剂，分别对轻度、中度和重度老化的小麦种子进行引发，研究了各引发剂对不同老化程度种子发芽的影响。结果显示，4种引发剂引发均对重度老化种子的萌发以及芽长和根长生长具有明显的促进作用，但对中度和轻度老化种子的发芽效果因引发剂的不同而异。其中，H2O对中度老化种子的芽长生长具有明显的促进作用，但对中度老化种子的发芽率和根长以及轻度老化种子的发芽率、芽长和根长影响均不显著；其他3种引发剂均对中度老化种子的芽长生长具有明显的促进作用，对中度老化种子的发芽率和根长以及轻度老化种子的芽长和根长影响均不显著，对轻度老化种子的发芽率有明显的抑制作用。总体来说，水是一种安全且性价比较高的引发剂，但其引发机理有待进一步研究；其他3种引发剂对中度和轻度老化种子的作用效果不佳，可能与选用的浓度有关，今后还需设置不同的浓度梯度做进一步研究。

试验的 4种引发剂 H2O、50 mmol/L NaCl、0.05 mmol/L SA和20%PEG-6000引发对促进重度老化种子发芽均具有明显效果，可以在生产中选择应用。