全 文 ：静磁场强度对堆心菊种子萌发的生物学效应
魏胜林 , 汪　洋
(苏州大学金螳螂城市建设学院 ,江苏苏州 215123)
　　摘要:在堆心菊种子萌发进程中附加 100 Gs、150 Gs、200Gs静磁场研究附加持续的静磁场磁环境对花卉种子萌发的效
应和规律 , 为花卉植物育种附加持续的静磁场强度确定有效阈值。结果表明:100 Gs、150 Gs对幼苗的鲜重 、干重影响有正效
应 , 200 Gs则有负效应 ,在静磁场强度上有一个上 、下阈值或最适强度;100 Gs静磁场处理与对照相比不仅使种子的发芽率提
高 12%, 也能提高种子的发芽势;随静磁场强度由高到低 ,对胚根生长发育的效应表现为由正效应逐渐转变为负效应;对堆心
菊下胚轴的生长总体上都呈正效应;在侧根发生期间 , 100 Gs和 150 Gs静磁场处理比 200 Gs或对照显著地促进侧根发生
(P<0.05);100 ～ 150 Gs的静磁场强度有明显的诱变效果。
　　关键词:堆心菊;静磁场强度;作用时间;生物效应
　　中图分类号:S603.6　　文献标志码:A　　文章编号:1002-1302(2009)01-0163-03
(上接第 162页)
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　　近 10多年来 ,施加电场 、磁场 、激光 、超声等物理因子刺
激被越来越多地应用于农业生产中 ,并取得了相当高的经济
效益 [ 1 ] 。许多研究结果表明 ,合适的磁场强度处理显著提高
番茄种子的发芽率 [ 2]和玉米的产量及品质 [ 3 ] ,加速大豆种子
的发芽进程和提高其抗逆性 [ 4] ,促进山腰株芽苗的生长 [ 5] ,
在磁场作用于大豆花器官育种技术方面也进行了尝试 [ 6] 。
近几年的研究还表明 ,一定强度的电磁波辐照对辐照后小鼠
血脑屏障 [ 7 ] 、大鼠腺垂体超微结构 [ 8] 、小鼠受孕率和胚胎发
育及子代 [ 9 ]等均有显著或明显的影响 。这些研究大都是应
用特定强度的静磁场或变交电磁场对生物进行一定时间处理
后的定向研究 。但是不同生物对磁场处理强度响应的阈值大
小不同 ,生物体处于不同的发育阶段对磁环境强度响应的生
物学效应也不同 ,生物体在发育进程的不同阶段 ,自身表现的
收稿日期:2008-07-08
基金项目:苏州大学引进人才项目(编号:BW138502)
作者简介:魏胜林(1958—),男 ,安徽巢湖人 ,博士 ,教授 ,从事园林植
物研究。 Tel:(0512)65880231;E-mail:slwei@suda.edu.cn。
磁特性对持续附加一定强度的磁环境响应的生物学效应也必
然不同于仅对生物试材进行一定磁强度环境处理后所表现的
生物学效应 。本试验重点研究花卉植物———堆心菊 (Heleni-
umnudiflorumNuttvar.grandicephalumLem.)在种子萌发进
程中的不同发育阶段对持续附加的一定强度范围的磁环境响
应的生物学效应 ,探索其对堆心菊种子萌发特征的效应和规
律 ,为花卉植物育种从授粉到种子发育成熟期间附加持续的
静磁场确定有效的强度阈值 ,为静磁场环境在花卉育种中的
应用提供试验和理论依据。
1　材料与方法
1.1　材料
堆心菊 (Helenium nudiflorum Nutvar.grandicephalum
Lem.)种子为苏州大学金螳螂城市建设学院城市园林园艺系
提供的堆心菊自花传粉种子 。
1.2　方法
1.2.1　试验处理　静磁场环境采用永久性磁铁 ,磁场强度用
CT2型高斯计测定(上海震华电器厂制造 )。静磁场环境处
—163—江苏农业科学　2009年第 1期
DOI :10.15889/j.issn.1002-1302.2009.01.079
理强度为:100Gs、150Gs、200 Gs,自然磁场为对照 。用 70%
酒精对堆心菊种子表面消毒 ,然后接种于直径为 9.5 cm的玻
璃培养皿内的 3层中速定量滤纸上 ,每皿接 25粒种子 , 2次
重复 。将接种后的培养皿分别置于不同强度的静磁场环境中
给以持续静磁辐照处理 。萌芽前保持滤纸湿润 ,种子萌芽后
每隔 2 d每皿补加 1.5 ml的 1 /2 Hoagland完全营养液培养 ,
人工光照培养架的光照强度约为 100 μmol(m2· s),温度(24
±2)℃,昼 /夜光照时间 14h/10h,培养时间为 2006年 2月
11日至 4月 11日 。
1.2.2　指标测定　种子萌发的形态指标 、幼苗干重和鲜重采
用常规指标测定方法 。显著性分析采用 t检验 。
2　结果与分析
2.1　静磁场强度对堆心菊种子发芽率和发芽势的影响
从图 1可以看出 ,播种后 7d对照、100Gs、150Gs、200Gs
种子平均发芽率依次是 44%、64%、44%、42%,其中附加 100
Gs静磁场磁环境具有明显的促进发芽作用 。而更高强度的
附加磁场与对照相比并没有表现出明显的促进或抑制效应 。
播种后 11 d对照 、100Gs、150Gs、200 Gs种子的平均发芽率
依次是 84%、96%、82%、90%,其附加静磁场的磁环境效应
呈 “低—高—低—高 ”的变化趋势 ,而种子萌发前给以不同磁
强度处理一般呈 “低—高—低 ”变化趋势 ,在种子萌发过程中
给以持续附加 100Gs的静磁场强度与对照相比不仅使种子
发芽率提高 12%,还提高种子的发芽势 ,加速种子的萌发进
程 ,达到 84%发芽率的发芽进程能提前 72 h以上 。从图 1还
可以看出 ,在种子萌发过程中持续附加不同强度的磁场磁环
境 ,对种子萌发的发芽势影响也不完全相同 。其中附加 100
Gs处理 ,发芽率的增加主要表现在 7 ～ 8d;150Gs处理和 200
Gs处理 ,发芽率的增加趋势和对照相似 ,表现为随着静磁场
强度和作用时间的增加发芽率逐渐提高 。
2.2　静磁场强度对堆心菊主根生长的影响
从图 2可以看出 ,在种子萌发过程中持续附加不同强度
的静磁场磁环境 ,对主根生长发育进程影响不同 。种子萌发
的 8 ～ 9 d,附加 100Gs、150 Gs、200 Gs强度的持续静磁场与
对照相比对主根生长均表现出明显的促进效应;到种子萌发
10 d只有 100 Gs、150 Gs处理与对照相比表现出促进效应 ,
而 200Gs处理与对照相比则开始表现出抑制效应;到种子萌
发 11 d仅有 100 Gs处理与对照相比表现出促进效应 ,而附加
150Gs、200Gs处理与对照相比都开始表现出抑制效应 。种
子萌发 12 d附加持续静磁场与对照相比均开始表现出抑制
效应 。在堆心菊种子发育过程中 ,静磁场磁环境对主根生长
发育的效应是:随着持续静磁场作用时间的增加 ,磁场强度由
高至低对胚根生长发育逐渐由正效应转变为负效应 ,只有在
附加合适强度和合适作用时间 ,并且在合适的发育进程内 ,持
续静磁场磁环境下才对主根生长发育有促进效应 。
2.3　静磁场强度对堆心菊下胚轴生长的影响
从图 3可以看出 ,与对照相比 ,在堆心菊种子萌发过程中
附加不同强度的持续静磁场磁环境 ,对堆心菊下胚轴的生长
总体表现为促进效应 ,其中播种后 100 Gs强度处理对堆心菊
下胚轴生长发育表现为持续促进效应 ,在播种后 8 ～ 13 d期
间使下胚轴长度较对照增长 9.44% ～ 21.06%。
2.4　静磁场强度对堆心菊侧根发生的影响
播种后 18 d开始出现侧根 ,从表 1和图 4可以看出 ,持
续附加不同强度的静磁场磁环境 , 在播种后 18 ～ 23 d,对侧
根发生有显著影响 。其中 18d,附加 100Gs和 150Gs处理较
200Gs处理和对照显著促进侧根发生 ,但 200Gs处理与对照
之间无显著差异 。
2.5　静磁场强度对堆心菊幼苗鲜重和干重的影响
持续附加不同强度的静磁场磁环境对生长 2个月的堆心
菊幼苗鲜重和干重的影响不同(图 5)。 100 Gs和 150 Gs处
理与对照相比对幼苗鲜重和干重有促进作用 , 依次增加
10.01%、17.33%和 14.18%、17.88%。 200 Gs的静磁场磁
环境有抑制作用 ,鲜重和干重分别比对照降低 3.82%和
14.62%,但均未达到显著水平 。
3　讨论
从本试验的结果看 ,在堆心菊种子萌发进程中 ,持续附加
不同强度静磁场磁环境 ,对堆心菊种子萌发和幼苗生长发育
的效应与仅在种子萌发前对种子施以静磁场磁环境处理相
—164— 江苏农业科学　2009年第 1期
表 1　静磁场强度对堆心菊种子侧根发生的影响
静磁场强度
(Gs)
播种后不同时间侧根平均数(条 /株)
18d 19d 20 d 21d 22d 23d
CK 0.53±0.10 0.60±0.03 0.67±0.04 0.81±0.07 0.90±0.11 1.05±0.26
100 1.00±0.08＊ 1.13±0.12＊ 1.46±0.08＊ 1.61±0.03＊ 1.88±0.09＊＊ 2.19±0.11＊
150 1.17±0.22＊ 1.48±0.38＊ 1.53±0.33＊ 1.58±0.38＊ 2.12±0.22＊＊ 2.29±0.29＊
200 0.44±0.08 0.44±0.08 0.47±0.06 0.49±0.08 0.62±0.12 1.06±0.20
　　注:＊＊表示与对照相比差异达 0.01显著水平 , ＊表示与对照相比差异达 0.05显著水平。
比 ,既有相似的表现效应 ,也有特有的表现特征 。相似性表现
在如对幼苗鲜重和干重的影响 ,表现为中 、低强度的静磁场磁
处理有正效应 ,而过高强度有负效应 ,即在静磁场强度上有一
个上 、下阈值或最适强度 。所有磁处理下种子的发芽率均表
现为 “低—高—低—高 ”的效应趋势 ,而通常仅在种子萌发前
给以静磁场磁处理发芽率表现出 “低—高—低 ”响应趋势;随
着种子萌发的进程延续 ,附加静磁场磁环境的强度由高到低 ,
对胚根生长发育的效应逐渐由正效应转变为负效应 。本试验
结果还表明 ,附加合适的持续的静磁场磁环境能显著地促进
堆心菊侧根发生与发育 。这些磁效应现象的深入机理还有待
于深入研究 。
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