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抗坏血酸对玛咖陈种子萌发的影响



全 文 :收稿日期:2013 - 07 - 25
基金项目:林业公益性科研行业专项(编号:201004028)。
作者简介:尚瑞广(1986 -) ,男,河南漯河人;硕士,主要从事植物栽培
与利用的理论和技术的研究;E-mail:shangrg@ live. cn。
通讯作者:王兵益(1976 -) ,男,硕士研究生导师,副研究员;E-mail:
wangbykm@ gmail. com。
抗坏血酸对玛咖陈种子萌发的影响
尚瑞广, 王兵益
(中国林业科学研究院资源昆虫研究所, 昆明 650224)
摘要:利用在室温下分别经过浓度为 0、150、300、450、600 mg /L的抗坏血酸溶液浸泡 12、24、48 h的玛咖陈种子进行发芽
试验,研究了抗坏血酸对玛咖陈种子萌发的影响。结果表明:不同浸种浓度处理下,300 mg /L抗坏血酸处理的玛咖陈种
子发芽率最高。3 个浸种时间处理下,玛咖陈种子的发芽率以浸种 48 h最高。浸种时间与浸种浓度间存在显著交互作
用。玛咖陈种子在浓度为 300 mg /L的抗坏血酸溶液中浸种 48 h后的发芽率、苗长、鲜干比、发芽指数和活力指数均显著
高于对照(p < 0. 05)。
关键词: 抗坏血酸;玛咖;发芽率;发芽指数;活力指数
中图分类号: S 567. 239 文献标志码: A 文章编号: 1001 - 4705(2013)11-0038-04
Effect of L-ascorbic Acid on the Germination of the Old Maca
(Lepidum meyenii Walp. )Seeds
SHANG Rui-guang,WANG Bing-yi
(Research Institute of Resource Insects,Chinese Academy of Forestry,Kunming 650224,China)
Abstract:A germination test of old maca seeds treated with 0,150,300,450,600 mg /L concentrations of
L-ascorbic acid under 12,24,48 h was separately conducted to study the effects of L-ascorbic acid on the seed
germination of old maca seeds. The results showed that the seeds treated with 300 mg /L had the highest germi-
nation rate among the five concentration treatments. And the germination rate of seeds immersed under 48 h
was the highest among the three time treatments. Interaction between concentration of L-ascorbic acid and
soaking time were significant. The germination percentages,seedling length,ratio of fresh weight to dry weight,
germination index and vigor index treated with 300 mg /L concentration of L-ascorbic acid soaking with 48 h
were significantly higher than in ck(p < 0. 05).
Key words: L-ascorbic acid;maca;germination percentage;germination index;vigor index
玛咖(Lepidum meyenii Walp.)是原产于南美海拔
3 500 ~ 4 500 m的安第斯山区的草本植物,属十字花科
独行菜属,在安第斯山区具有较悠久的栽培和食用历
史[1]。研究表明,玛咖营养丰富,可以作为一些经济、
技术不发达地区的食物资源,解决营养不良的问
题[2];同时,其在提高生育力、增强精力等方面具有很
好的药用效果[3 ~ 6]。20 世纪 90 年代后,联合国粮农
组织将玛咖作为国际重要营养食品开始大力推广[1]。
玛咖主要以种子繁殖,当年收获的种子播种后具有较
高的发芽率,经隔两三年储藏后因各种因素造成种子
老化。老化种子生活力下降、出苗率低、幼苗弱、生长
缓慢、抗病力差,给玛咖引种栽培造成一定影响。因
此,如何提高老化种子的活力,对种质资源的保护和利
用、玛咖生产及经济效益的提高具有重要意义。
抗坏血酸(AsA)是植物体内的一种抗氧化剂,可
以清除 O2
· -和 H2O2,抑制膜质过氧化,对减轻种子老
化具有明显的效果[7]。本试验以储藏 4 年的玛咖种子
为材料,用不同浓度的 AsA 进行不同时间的修复处
理,以筛选对老化玛咖种子活力修复或提高的理想方
法,为玛咖种质资源有效利用提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 材 料
玛咖种子由中国林业科学院资源昆虫研究所提
供,其为贮藏 4 年的陈种。选用种子为混合均匀的净
种子,种子成熟充分,不带病菌,千粒重为 0. 534 3 g。
供试抗坏血酸药品由上海生工生产。
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1. 2 方 法
抗坏血酸(AsA)的浓度为 0、150、300、450、600
mg /L。将玛咖种子置入上述抗坏血酸溶液中,于室温
下分别浸种 12、24、48 h,以无处理种子为对照。取出
不同处理的种子,用蒸馏水冲洗 2 ~ 3 次后自然风干。
参照国家农作物种子检验规程进行纸上发芽试验。每
皿 100 粒种子,每处理 3 次重复。于 20 ℃人工气候箱
中培养,每天光照 12 h,逐日记录发芽数。
1. 3 测定指标
10 d后统计种子发芽率,从每个培养皿中随机取
10 个幼苗测整株苗长、鲜重和干重,并求平均值;参考
Yang[8]和 Shitole[9]的方法分别计算各处理的发芽指
数和活力指数。
发芽率(%)=规定日期内发芽种子粒数 /供试种
子粒数 × 100%;
发芽指数 =∑(第 t 天的发芽数 /相应的发芽天
数) ;
活力指数 =发芽率 ×幼苗整株苗长。
1. 4 数据处理与分析
数据采用 Excel 2003 整理,并用 SAS 8. 0 进行统
计分析。
2 结果与分析
2. 1 对发芽率的影响
利用组内有重复观察值的两向分组资料对不同时
间和浓度处理下玛咖陈种子的发芽率进行方差分析
(表 1) ,不同处理组合对玛咖陈种子发芽率的影响存
在极显著差异(p = 0. 002 2 < 0. 01) ,浸种时间对玛咖
陈种子发芽率的影响也存在极显著差异(p = 0. 001 6
<0. 01) ,不同抗坏血酸浓度处理对玛咖陈种子发芽
率的影响存在显著差异(p = 0. 022 5 < 0. 05) ,浸种时
间与浓度处理间存在显著交互作用(p = 0. 044 0 <
0. 05)。从表 2 可以看出,在 3 个浸种时间处理下,玛
咖陈种子的发芽率以浸种 48 h 最高;不同浸种浓度处
理以 300 mg /L抗坏血酸处理的最好。
表 1 浸种不同时间和不同浓度处理对玛咖陈种子
发芽率影响的方差分析
变异来源 DF SS MS F P > F
处理组合间 14 502. 666 7 35. 904 8 3. 44** 0. 002 2
不同时间(T) 2 168. 133 3 84. 066 7 8. 05** 0. 001 6
不同浓度(C) 4 139. 333 3 34. 833 3 3. 34* 0. 022 5
T × C 8 195. 200 0 24. 400 0 2. 34* 0. 044 0
误差 30 313. 333 3 10. 444 4
总变异 44 816. 000 0
注:* 表示 0. 05 水平上差异显著性,**表示 0. 01 水平上差异显
著性。
表 2 浸种不同时间和不同浓度处理对玛咖陈种子
发芽率的影响
浸种时间
(h)
平均发芽率
(%)
浸种浓度
(mg /L)
平均发芽率
(%)
12 25. 93 bB 0 26. 44 bA
24 26. 00 bB 150 26. 78 bA
48 30. 07 aA 300 30. 33 aA
450 25. 11 bA
600 28. 00 abA
注:同列不同小写字母表示 0. 05 水平差异,同列不同大写字母表
示 0. 01 水平差异。下同。
由图 1 可以看出,不同处理对玛咖陈种子发芽率
的影响呈现较大差异。抗坏血酸溶液浓度为 300
mg /L时,玛咖陈种子的发芽率随浸种时间变长而增
大。抗坏血酸浓度为 150、450、600 mg /L时,玛咖陈种
子的发芽率均以浸种 48 h 的最大,浸种 24 h 的最小。
与对照相比,经 300 mg /L 抗坏血酸溶液浸种 24 h 和
48 h以及 150、600 mg /L抗坏血酸溶液浸种 48 h 后的
玛咖陈种子发芽率有明显提高。其中玛咖陈种子经
150 mg /L和 300 mg /L抗坏血酸溶液浸种 48 h 后发芽
率增加最大,其发芽率分别比对照的高 17. 65% 和
21. 18%。
图 1 抗坏血酸处理对玛咖陈种子发芽率的影响
2. 2 对苗长的影响
由图 2 可以看出,用不同浓度抗坏血酸溶液对玛
咖陈种子进行不同时间浸种后,玛咖幼苗苗长比对照
增加 15. 72% ~56. 60%。其中以浓度为 300 mg /L 浸
种 24 h的促进作用最大。3 个浸种时间下,300 mg /L
处理下的苗长均为相应时间下的最大值,说明抗坏血
酸浓度为 300 mg /L 时对玛咖幼苗苗长促进作用最
明显。
2. 3 对幼苗苗重的影响
由表 3 可以看出,不同浓度抗坏血酸在不同浸种
时间对玛咖幼苗鲜重和鲜干比存在较大影响,对干重
影响不显著。不同浓度抗坏血酸在不同浸种时间对玛
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研究报告 尚瑞广 等:抗坏血酸对玛咖陈种子萌发的影响
表 3 抗坏血酸处理对玛咖幼苗鲜、干重的影响
浓度
(mg /L)
浸种时间(h)
鲜重(mg) 干重(mg) 鲜干比
12 24 48 12 24 48 12 24 48
ck 3. 96 a 3. 96 b 3. 96 c 0. 40 a 0. 40 ab 0. 40 a 10. 00 a 10. 00 c 10. 00 c
0 3. 68 a 3. 90 b 4. 27 bc 0. 39 a 0. 36 b 0. 38 a 9. 52 ab 10. 89 bc 11. 15 b
150 3. 98 a 3. 81 b 4. 94 a 0. 41 a 0. 37 ab 0. 39 a 9. 78 a 10. 16 c 12. 67 a
300 4. 03 a 5. 33 a 5. 03 a 0. 40 a 0. 42 a 0. 40 a 10. 16 a 12. 67 a 12. 58 a
450 3. 76 a 4. 97 a 4. 67 ab 0. 41 a 0. 42 a 0. 40 a 9. 08 b 11. 82 ab 11. 62 b
600 3. 89 a 4. 94 a 4. 58 ab 0. 39 a 0. 40 ab 0. 42 a 9. 99 a 12. 35 a 10. 90 b
咖幼苗鲜重和鲜干比的影响相似。在浸种 12 h 下,不
同浓度抗坏血酸处理下玛咖幼苗鲜重与对照间差异不
显著;除 450 mg /L处理下,其他处理下玛咖幼苗鲜干
比与对照相比差异也不显著。浸种 24 h 下,300、450、
600 mg /L抗坏血酸溶液处理下的玛咖幼苗鲜重和鲜
干比分别比对照高 34. 60%、25. 51%、24. 75% 和
26. 70%、18. 20%、23. 50%,与对照相比均呈显著差异
(p < 0. 05) ;0、150 mg /L 浓度处理下的鲜重和鲜干比
与对照相比差异不显著。浸种 48 h下,除 0 mg /L浓度
处理下的玛咖幼苗鲜重与对照差异不显著外,其余各
浓度处理下的玛咖幼苗鲜重均显著高于对照(p <
0. 05) ;浸种 48 h 下,各处理下玛咖鲜干比与对照相比
均呈显著差异(p < 0. 05)。3 个浸种时间下玛咖幼苗
鲜重和鲜干比均以 300 mg /L抗坏血酸处理下的较大。
图 2 抗坏血酸处理对玛咖苗长的影响
2. 4 对发芽指数和活力指数的影响
由表 4 可以看出,3 个浸种时间下,玛咖陈种子的
发芽指数和活力指数均以 300 mg /L 抗坏血酸溶液处
理的最高。同一浓度处理下,玛咖种子的发芽指数随
浸种时间增加而增大。方差分析表明:浸种 48 h 下,
150、300 mg /L抗坏血酸溶液处理下玛咖陈种子的发
芽指数和活力指数均显著(p < 0. 05)高于对照,其发
芽指数分别比对照高 61. 64%和 97. 35%,其活力指数
分别比对照高 73. 91%和 76. 48%。
表 4 抗坏血酸处理对玛咖陈种子发芽指数
和活力指数的影响
浓度
(mg /L)
浸种时间(h)
发芽指数 活力指数
12 24 48 12 24 48
ck 3. 78 a 3. 78 a 3. 78 c 45. 50 a 45. 50 ab 45. 50 b
0 3. 67 a 4. 61 a 4. 92 bc 47. 25 a 57. 15 ab 60. 56 ab
150 3. 35 a 3. 69 a 6. 11 ab 47. 31 a 40. 16 b 79. 13 a
300 3. 87 a 5. 09 a 7. 64 a 60. 39 a 74. 90 a 80. 30 a
450 3. 59 a 4. 12 a 4. 94 bc 46. 34 a 42. 90 ab 51. 68 ab
600 4. 00 a 4. 57 a 5. 53 bc 57. 02 a 59. 94 ab 57. 72 ab
3 结论与讨论
种子老化是种子储藏过程中普遍存在的现象。种
子老化过程中内部发生一系列生理变化,包括膜的氧
化和完整性破坏、染色体和核酸的损伤、酶活性的变
化、有毒物质的积累等,种子老化的发生主要反应在活
力下降[10]。目前对老化种子的修复主要有渗调剂处
理、无机盐处理、抗氧化剂处理、激素处理、药剂处理和
吸湿 -回干交替处理等[11]。抗坏血酸作为一种小分
子量的抗氧化物质,在细胞中能够清除活性氧,对防止
细胞衰老具有重要作用。本研究表明,适宜浓度抗坏
血酸溶液处理能够提高老化玛咖种子的发芽率,增加
苗长和幼苗鲜重,提高发芽指数和活力指数。
不同浓度抗坏血酸溶液处理对比发现,300 mg /L
的抗坏血酸溶液对玛咖陈种子活力的修复效果最好,
该处理下的种子发芽率显著(p < 0. 05)高于其他浓度
处理的发芽率。不同浸种时间对玛咖陈种子发芽率也
存在极显著影响,3 个浸种时间内,随浸种时间增加种
子发芽率和发芽指数增大。浸种时间与浸种浓度间存
在显著交互作用。玛咖陈种子在浓度为 300 mg /L 的
抗坏血酸溶液中浸种 48 h 后的发芽率、苗长、鲜干比、
发芽指数和活力指数均显著高于对照(p < 0. 05)。
前人研究表明,抗坏血酸处理对玉米[12]、小
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麦[13]、甘蓝[14]等老化种子都具有修复作用,能够提高
老化种子的活力。本研究结果与前人研究结果相近,
说明抗坏血酸对玛咖陈种子活力的恢复和提高也具有
促进作用。
参考文献:
[1]余龙江,金文闻,李为,等.南美植物玛咖的研究进展[J].中
草药,2003,34(2) :7 - 9.
[2]Dinia A,Migliuolob G,Rastrelli L,et al. Chemical composition
of Lepidium meyenii[J]. Food Chemistry,1994,49 (4) :
347 - 349.
[3]Clémenta C,Kneubühlerb J,Urwylerb A,et al. Effect of maca
supplementation on bovine sperm quantity and quality followed
over two spermatogenic cycles[J]. Theriogenology,2010,74
(2) :173 - 183.
[4]Zenico1 T,Cicero A F G,Valmorri L,et al. Subjective effects of
Lepidium meyenii (Maca) extract on well-being and sexual
performances in patients with mild erectile dysfunction: a
randomised,double-blind clinical trial[J]. Andrologia,2009,
41(2) :95 - 99.
[5]Gonzales C,Leiva R J,Rubio J,et al. Effect of red maca (Lepi-
dium meyenii)on prostate zinc levels in rats with testosterone-
induced prostatic hyperplasia[J]. Andrologia,2012,44(S 1) :
362 - 369.
[6]Eun H C,Jung I K,Jae Y C,et al. Supplementation of standard-
ized lipid-soluble extract from maca (Lepidium meyenii) in-
creases swimming endurance capacity in rats[J]. Journal of
Functional Foods,2012,4(2) :568 - 573.
[7]李珍珍,韩阳.抗坏血酸对小麦种子老化及幼苗膜质过氧化
的影响[J]. 辽宁大学学报:自然科学版,2000,27(2) :
170 - 172.
[8]Qi - He Yang,Xiao Wei,Xian-Lu Zeng,et al. Seed biology and
germination ecophysiology of Camellia nitidissima[J]. Forest
Ecology and Management,2008,255:113 - 118.
[9]Shitole S. M.,K. N. Dhumal. Effect of water stress by polyethy-
lene glycol 6000 and sodium chloride on seed germination and
seedling growth of cassia angustifolia[J]. IJPSR,2012,3(2) :
528 - 531.
[10]董新红,宋明.种子劣变的原因及其防止与修复[J].中国
种业,2002(1) :39 - 40.
[11]王泽霖,曲波,林凤. 玉米冀玉 8 号种子人工老化与修复
[J].种子,2012,31(5) :34 - 39.
[12]马俊华,刘建军,乔燕祥,等.老化玉米种子修复处理后的
活力效应研究[J].玉米科学,2012,20(4) :101 - 104.
[13]梁海荣,邢侗姬,周小梅.不同活力的小麦种子生理生化及
其修复的研究[J]. 山西大学学报:自然科学版,2010,33
(2) :286 - 290.
[14]吴道藩,宋明.提高甘蓝种子活力的方法与机理研究[J].
园艺学报,2002,29(6) :

542 - 546.
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[9]张玉清.分子标记在青稞中的应用现状及前景[J]. 种子,
2011,30(8) :86 - 88.
[10]潘志芬,邹弈星,邓光兵,等.青藏高原栽培青稞 SSR 标记
遗传多样性研究[J].中山大学学报:自然科学版,2007,53
(2) :82 - 86.
[11]朱旺生,常秀,陈双梅.几种化学物质和温度处理对高羊茅
种子发芽的影响[J].种子,2005,24(12) :12 - 15.
[12]武志江,郭凤霞,李瑞杰,等.不同温度对素花党参种子萌
发及幼苗生长的影响[J]. 甘肃农业大学学报,2013,55
(1) :87 - 90,96.
[13]陈民生,耿忠义,赵京岚.温度对玉米种子萌发特性的影响
[J]. 山东农业大学学报:自然科学版,2007,38(2) :
196 - 202.
[14]谢皓.温度对玉米种子萌动和发芽的影响[J].北京农业科
学,1998(2) :6 - 7,9.
[15]杨成民,曹海禄,魏建和,等.发芽温度及种质对柴胡种子
萌发的影响[J].中草药,2007,38(3) :426 - 429.
[16]杨鹏飞,鲜小龙,陈叶.党参种子发芽检验标准化研究[J].
中国种业,2007(8) :41 - 42.
[17]颜启传. 种子检验原理与技术[M]. 杭州:浙江大学出版
社,2006.
[18]黄艳胜,温度对玉米种子萌发能力的影响[J].牡丹江师范
学院学报:自然科学版,2007(1) :23 - 24.
[19]熊翠翠,德永军,张健,等.温度、光照和贮藏时间对珍珠梅
种子萌发的影响[J].内蒙古农业大学学报:自然科学版,
2012,56(3) :281 - 285.
[20]刘丽娜,关文灵.何首乌种子萌发对温度、光照和外源生长
调节物质的响应[J].中药材,2012,35(11) :1 732 - 1 735.
[21]赵清梅,余永涛,赵明生,等.宁夏黄花棘豆种子萌发特性
研究[J].农业科学研究,2012,33(4) :13 - 17.
[22]丁雪梅,李海燕,杨允菲,等.温度对两种野生禾草种子发
芽的影响[J].草原与草坪,2004,24(6) :25 - 29.
[23]丁雪梅,何汉琼,张英,等. 野大麦种子萌发条件的研究
[J].东北农业大学学报,2010a,41(1) :11 - 16.
[24]丁雪梅,杨群,李玉梅,等.不同条件下野大麦种子萌发特
性研究[J].安徽农业科学,2010b,50(9) :4 493 - 4 496.
[25]赵艳,罗万玲,杨青松. FTIR 光谱主成分分析鉴别不同产
地青稞[J].湖北农业科学,2013,52(6) :1 415 - 1 418.
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研究报告 尚瑞广 等:抗坏血酸对玛咖陈种子萌发的影响