全 文 ：第 23卷　第 6期
2007年 11月
福建师范大学学报 (自然科学版 )
Journal of Fujian Normal Univ e rsity ( Na tural Science Edition)
Vo l. 23　 No. 6
Nov . 2007
文章编号: 1000-5277( 2007) 06-0092-05
Ca
2+ 和 GA3对早白菜苔和薜荔种子萌发的影响
潘德灼 , 李凤玉*
(福建师范大学生命科学学院 , 福建 福州　 350108)
　　摘要: 用适宜浓度的钙和赤霉素及其复合溶液浸种处理早白菜苔、 薜荔的种子 , 研究处理对种子萌发的
影响 . 结果表明: ( 1) 低浓度的 Ca2+和 GA3都可以明显提高种子的活力 ; ( 2) Ca2+和 GA3的复合溶液对种
子的萌发具有更良好的促进作用 , 各处理间具显著性差异 , 差异性主要是由 GA3引起的 ; ( 3) Ca2+ 和 GA3复
合溶液处理的淀粉酶活性高于由 Ca2+ 或 GA3单独处理的 , 而且以后酶活性回降的幅度也是复合处理的小于
单独处理的 .
关键词: Ca2+ ; GA3; 早白菜苔 ; 薜荔 ; 种子萌发 ; 淀粉酶
中图分类号: Q946. 885　　　文献标识码: A
　收稿日期: 2006-11-13
　基金项目: 福建省科技厅基金资助项目 ( K04025)
　作者简介: 潘德灼 ( 1982—　 ) , 男 , 福建福州人 , 硕士研究生 , 主要从事植物生理生化研究 .
* 通讯作者: f yli@ f jnu. ed u. cn
Effects of Ca
2+
and GA3 on Seeds Germination
of Cabbage andFicus pumila
PAN De-zhuo, LI Feng-yu
(College of L ife Sciences, Fujian Normal University , Fuzhou 350108, China )
Abstract: In o rder to study the effects o f Ca2+ and GA3 on seeds ge rmination, seeds of cabbage and Ficus
pumila w ere soaked in the solutions o f Ca2+ , GA3 and Ca2+ + GA3with different concentra tions. The results
sh ow ed as fo llow s: ( 1) The solutions w ith low er concent rations of Ca2+ or GA3may enhance the vig or o f seeds
obviously. ( 2) The so lution composed of bo th Ca2+ and GA3 has better effect on seeds germination. Among
these r esults, the effects o f GA3 tr eatments w ere more significant than Ca
2+ . ( 3) Activity of amylase af ter
seeds tr eated w ith the solution composed of Ca2+ and GA3w as higher than tha t trea ted with so lutions of Ca
2+
o r GA3 respec tiv ely. The activ ity o f amylase decr eased w ithin a sma ller range during the third day seeds
germina ted afte r tr eated with mixed so lution as compa red with seeds tr eated by Ca2+ o r GA3 respectiv ely.
Key words: Ca2+ ; GA3; cabbage; Ficus pumila; seeds germination; amylase
早白菜苔是人们日常食用的主要蔬菜种类之一 , 抽苔早 , 耐肥 , 苔粗嫩肥白 , 纤维素含量低 , 商
品价值高 . 但早白菜苔种子寿命较短 , 一般保存时间不超过 8个月 . 薜荔是一种具有观赏、食用和药用
功效的植物 , 但薜荔种子的种皮较厚 , 不同植株间种子的萌发情况差异较大 . 因此 , 为了提高种子的
发芽力、 出苗率及出苗的整齐度 , 在播种前对种子进行适当的处理十分必要 . 赤霉素 ( GA) 可以促进
种子的萌发 , 已有研究表明 , 用适当浓度的 GA处理一串红 [ 1]、 茄子 [2 ]和紫苏 [3 ]等植物的种子 , 对其萌
发和幼苗生长均有明显的促进作用 .低浓度 Ca2+溶液处理种子 ,可以提高水稻 [4 ]和马尾松 [5 ]等种子的活
力 , 并促进幼苗生长 . Ca2+ 与 GA复合处理能促进棉花 [6 ]和玉米 [ 7 ]等种子的萌发 , 并表现一定的加成作
用 [7 ] . 本实验研究了 Ca2+ 和 GA3及其复合溶液处理对早白菜苔、薜荔种子萌发以及淀粉酶活性的影响 ,
初步探讨 Ca2+与 GA3对早白菜苔和薜荔种子萌发过程的影响机制 , 同时也为 Ca2+ 与 GA在生产中的种
子播前处理提供参考 .
1　材料与方法
1. 1　供试材料
早白菜苔 (Ⅱ ) 种子 (采购于湖南株洲市 ) 和薜荔种子 (采自福州森林公园 ) .
1. 2　实验设计
1. 2. 1　浸种处理和试材培养
将早白菜苔种子洗净、 浸泡去瘪选出饱满的种子 , 立即用吸水纸吸干种子表面的水分 . 将种子分
别用 15、 20、 25、 30 mmol /L CaCl2溶液 , 10、 15、 20、 25、 30 mg /L GA3溶液 , Ca2+ + GA3复合溶
液浸种 2. 5 h后取出 , 均匀摆放于铺有两层湿润滤纸的直径为 15 cm的培养皿中 .
薜荔种子用铁丝网去除种子的外壳 , 0. 1% 升汞灭菌 9 min, 自来水冲洗去掉种子表面的果胶 , 将
种子分别用 10、 20、 30 mmo l /L CaCl2溶液 , 10、 20、 30 mg /L G A3溶液 , Ca2+ + GA3复合溶液浸种
6 h后取出 , 均匀摆放于铺有两层湿润滤纸的直径为 15 cm的培养皿中 .
每皿放置 100粒种子 , 加盖后 , 于 2 200 lx光照下、 25± 1℃恒温室内培养 , 培养期间适时添加蒸
馏水 . 每个处理重复 3次 , 并以蒸馏水作对照 . 每天统计种子萌发的情况 .
1. 2. 2　计算公式 [8 ]
发芽率 (% ) = ( 10 d内发芽总数 /供试种子总数 ) × 100% ,
发芽势 (% ) = ( 3 d内发芽总数 /供试种子总数 ) × 100% ,
发芽指数 (Gi ) = ∑ Gt /Dt ,
其中 , Gt: 浸种后 t日的发芽数 , Dt: 相应的发芽天数 .
1. 2. 3　淀粉酶活性的测定
以蒸馏水、 25 mmol /L Ca2+ 、 10 mg /L GA3、 20 mmol /L Ca2+ + 25 mg /L GA3溶液浸种处理早白
菜苔种子 ; 以蒸馏水、 30 mmol /L Ca2+ 、 20 mg /L GA3、 30 mmo l /L Ca2+ + 20 mg /L GA3溶液浸种处
理薜荔种子 .采用碘蓝法 [9 ]测定经各种溶液浸种处理后萌发种子的淀粉酶活性 ,每天测定一次 ,记录其
吸光值 ( A值 ) .
2　结果与分析
2. 1　 Ca2+与 GA3对早白菜苔种子萌发的影响
2. 1. 1　 Ca2+ 处理对早白菜苔种子萌发的影响
图 1显示 ,随着 Ca2+浓度提高 ,早白菜苔种子发芽率、发芽势和发芽指数指标都逐渐提高 ,当 Ca2+
浓度达 25 mmol /L时种子发芽率、 发芽势和发芽指数指标均达最高 . 低浓度 Ca2+ ( 15 mmo l /L) 对早
白菜苔种子的萌发没有促进作用 ,这与韦小丽等 [ 5]实验结果相似 . 高浓度 Ca2+ ( 30 mmol /L )不利种子
的萌发 . 可见钙处理可以提高种子的发芽 , 但是处理浓度一定要适当 , 本实验中 25 mmol /L Ca2+处理
促进早白菜苔种子萌发的效果最明显 .
2. 1. 2　 GA3处理对早白菜苔种子萌发的影响
图 2可见 , GA3浸种处理后 , 早白菜苔种子发芽率随着 GA3质量浓度提高而下降 , 即低质量浓度
( 10 mg /L) GA3浸种处理发芽率最高 ; 发芽指数的变化也是低质量浓度 ( 10～ 15 mg /L) GA3处理有
利 ; 不同质量浓度 GA3处理种子的发芽势、 发芽率和发芽指数均高于对照 . 可见较低质量浓度的 GA3
对种子发芽成苗有良好的促进作用 , 10 mg /L GA3的作用效果最好 .
2. 1. 3　 Ca2+ + GA3处理对早白菜苔种子萌发的影响
由表 1、 表 2、 表 3可以看出: ( 1) 钙和赤霉素复合溶液处理的早白菜苔种子的发芽势、 发芽率和
发芽指数均高于钙或赤霉素单独处理 . ( 2)钙或赤霉素单独处理的发芽势最高为 3% , 复合处理最高可
达到 7% ; 钙或赤霉素单独处理的发芽率最高为 33% , 复合处理最高可达到 40% ; 钙或赤霉素单独处理
的发芽指数最高为 23. 36, 复合处理最高可达到 25. 62. 由此表明 Ca2+ + GA3复合溶液处理使种子各个
发芽指标的最高值增加 , 即发芽活力增强 . ( 3) Ca2+ + GA3复合溶液处理的实验结果经两因素方差分
析显示 , 各个处理间具显著性差异 , 而且这种差异性主要是由 GA3引起的 .
93　第 6期　　　　　　　　　　潘德灼等: Ca2+ 和 GA3对早白菜苔和薜荔种子萌发的影响
图 1　 Ca2+浓度对早白菜苔种子萌发的影响 图 2　 GA3质量浓度对早白菜苔种子萌发的影响
表 1　 Ca2+ + GA3处理对早白菜苔种子发芽势的影响 %
CCa2+ / ( mmo l· L- 1 ) dGA3 / ( mg· L
- 1 )
0 10 15 20 25 30
0 1 2 3 3 1 3
15 1 7 5 3 3 3
20 3 4 4 4 2 4
25 1 4 3 4 1 5
30 1 6 1 6 2 4
表 2　 Ca2+ + GA3处理对早白菜苔种子发芽率的影响 %
CCa2+ / ( mmo l· L- 1 ) dGA3 / ( mg· L
- 1 )
0 10 15 20 25 30
0 13 33 25 17 16 16
15 7 29 25 29 18 28
20 15 24 22 31 40 31
25 22 22 31 33 25 31
30 20 23 22 28 35 34
表 3　 Ca2+ + GA3处理对早白菜苔种子发芽指数的影响
CCa2+ / ( mmo l· L- 1 ) dGA3 / ( mg· L
- 1 )
0 10 15 20 25 30
0 6. 99 21. 06 23. 36 12. 42 11. 47 10. 05
15 3. 56 23. 77 15. 16 15. 96 11. 56 17. 05
20 8. 71 16. 28 12. 58 24. 45 20. 41 5. 16
25 13. 69 15. 33 15. 73 14. 62 13. 30 21. 05
30 9. 60 15. 29 8. 41 20. 46 14. 05 25. 62
　　 由此可见钙和赤霉素复合溶液处理早白菜苔种子可以提高种子的活力 ,钙和赤霉素对种子的萌发
会产生增效效应 .
2. 2　 Ca2+与 GA3处理对薜荔种子萌发的影响
2. 2. 1　 Ca2+ 处理对薜荔种子萌发的影响
图 3显示 , 20 mmo l /L Ca2+处理 , 薜荔种子的发芽势、 发芽率和发芽指数均最高 , 低浓度 Ca2+
( 10 mmol /L)对薜荔种子的萌发没有促进作用 , 浓度过高 ( 30 mmo l /L)则会抑制薜荔种子的发芽 , 这
与早白菜苔种子的实验结果类似 .
2. 2. 2　 GA3处理对薜荔种子萌发的影响
图 4可见 , 随着 GA3质量浓度逐步提高 , 薜荔种子的发芽率、 发芽势和发芽指数基本呈现递增趋
势 , GA3质量浓度为 30 mg /L时各项指标达最高 . 可见一定质量浓度 GA3对薜荔种子发芽成苗有良好
的促进作用 .
2. 2. 3　 Ca2+ + GA3处理对薜荔种子萌发的影响
( 1) 由表 4、 表 5、 表 6经两因素方差分析 , 不同浓度的钙离子处理对薜荔种子的发芽势、 发芽率
和发芽指数影响并不明显 ,但不同浓度的 GA3处理对薜荔种子的发芽率、发芽势和发芽指数均产生显著
的影响 . ( 2) Ca2+ + GA3复合处理后薜荔种子的活力均高于单独处理的种子活力 , 高浓度赤霉素与钙
复合处理种子的萌发效果更加明显 . 钙或赤霉素单独处理的发芽势与复合处理后的最高值虽相同
94 福 建 师 范 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) 　　　　　　　　　　　 2007年　
图 3　 Ca2+浓度对薜荔种子萌发的影响 图 4　 GA3质量浓度对薜荔种子萌发的影响
( 8% ) , 但复合处理的发芽势普遍提高 ; 钙或赤霉素单独处理的发芽率最高为 87% , 而复合处理后最高
可达到 91% ; 钙或赤霉素单独处理的发芽指数最高为 77. 52, 复合处理后最高可达到 84. 03. 复合处理
使种子各个发芽指标的最高值增加 , 即活力增强 . 这些都与早白菜苔种子实验结果相一致 .
表 4　 Ca2+ + GA3处理对薜荔种子发芽势的影响 %
CCa2+ / ( m mol· L- 1 ) dGA3 / ( mg· L
- 1 )
0 10 20 30
0 1 2 4 8
10 0 5 4 4
20 1 6 7 8
30 0 4 7 8
表 5　 Ca2+ + GA3处理对薜荔种子发芽率的影响 %
CCa2+ / ( m mol· L- 1 ) dGA3 / ( mg· L
- 1 )
0 10 20 30
0 66 75 74 87
10 60 75 79 85
20 86 77 83 81
30 60 67 91 91
表 6　 Ca2+ + GA3处理对薜荔种子发芽指数的影响
CCa2+ / ( m mol· L- 1 ) dGA3 / ( mg· L
- 1 )
0 10 20 30
0 40. 22 51. 59 58. 53 77. 52
10 30. 90 60. 34 64. 86 73. 24
20 45. 61 60. 97 70. 92 71. 75
30 31. 85 50. 63 81. 40 84. 03
　　 由此可见 , 钙和赤霉素复合溶液处理薜荔种子可以提高种子的活力 , 钙和赤霉素对种子的萌发产
生互补或增效效应 .
2. 3　 Ca2+与 GA3处理对早白菜苔种子萌发淀粉酶活性的影响
由表 7可以看出 ,第 1天不同处理的 A值差异不明显 ,第 2天对照的 A值均高于各种处理 ,说明 Ca2+
与 GA3处理后早白菜苔可提高种子淀粉酶活性 , 第 3天对照和各种处理的 A值均明显升高 , 表明对照
和各种处理的淀粉酶活性全部下降 , 但对照的 A值仍高于各种不同处理 , 表明各种处理的淀粉酶活性
仍然高于对照 .比较各种处理还可以看出 ,在第 3天的淀粉酶活性回降中 ,复合溶液处理的淀粉酶活性
回降的幅度最小 ,即复合处理能延缓萌发第 3天的淀粉酶活性回降过程 , 保持较高的酶活性 ,显然有利
于种子的萌发 .
表 7　 Ca2+ 与 GA3处理对早白菜苔种子淀粉酶活性的影响 (A值 )
处　理 第 1天 第 2天 第 3天
蒸馏水 0. 315± 0. 004 0. 340± 0. 025 0. 422± 0. 002
25 mmo l / L Ca2+ 0. 305± 0. 001 0. 293± 0. 003 0. 370± 0. 002
10 mg / L GA3 0. 318± 0. 002 0. 315± 0. 002 0. 365± 0. 010
20 mmo l / L Ca2+ + 25 mg / L GA3 0. 330± 0. 011 0. 308± 0. 003 0. 360± 0. 040
2. 4　 Ca2+与 GA3处理对薜荔种子萌发淀粉酶活性的影响
95　第 6期　　　　　　　　　　潘德灼等: Ca2+ 和 GA3对早白菜苔和薜荔种子萌发的影响
表 8显示 ,第 1天不同处理的 A值差异不明显 , 到第 2、 3天不同处理的 A值均比对照低 , 说明 Ca2+
与 GA3处理提高薜荔种子萌发时的淀粉酶活性 , 其中复合溶液处理的淀粉酶活性高于单独处理 , 而且
复合处理的淀粉酶活力的回降幅度最小 , 这些现象与早白菜苔的结果类似 .
表 8　 Ca2+ 与 GA3处理对薜荔种子淀粉酶活性的影响 (A值 )
处　理 第 1天 第 2天 第 3天
蒸馏水 0. 160± 0. 020 0. 168± 0. 014 0. 193± 0. 018
20 mg / L GA3 0. 161± 0. 015 0. 157± 0. 016 0. 187± 0. 006
30 mmo l / L Ca2+ 0. 167± 0. 015 0. 160± 0. 010 0. 177± 0. 015
20 mg /L GA3+ 30 mmo l / L Ca2+ 0. 166± 0. 017 0. 146± 0. 004 0. 172± 0. 013
　　淀粉酶活性变化表明 , 钙和赤霉素处理种子会产生良好的影响并有增效效应 .
3　讨论
Ca
2+对种子萌发具有重要的作用 , 细胞内钙水平提高导致与钙结合的调节蛋白活化 , 激活一些参
与种子萌发代谢的关键酶 ,如T-淀粉酶活性提高 ,从而促进种子的萌发 . 低浓度的 Ca2+ 浸泡玉米种子 [7 ]
可提高种子的发芽率和活力 , 促进幼苗生长 . 但当 Ca2+浓度过高时会使种子中积累过多的 Ca2+ , 超过
细胞的吸收范围 , 从而造成毒害作用 [5 ] ; Ca2+浓度过低则表现为抑制作用 , 其原因需进一步探讨 . 本实
验结果表明 , 适宜浓度的 Ca2+浸泡早白菜苔和薜荔种子能提高种子的发芽势、 发芽率和发芽指数 , 这
些与前人 [4- 5 ]的研究结果相似 .
GA是启动淀粉酶合成的化学信使 [9- 10 ] , GA可以诱导种子T-淀粉酶的合成 , 加速胚乳中淀粉的水
解 ,促进种子的萌发 ,所以生产上常用 GA处理来打破种子的休眠 .本实验结果显示 ,一定质量浓度 GA3
处理可以促进种子的萌发 ,如 30 mg /L GA3处理使薜荔种子发芽率、发芽势和发芽指数指标达最大值 ,
这与吴文珊等 [11 ]的结果一致 .
本实验结果表明 , Ca2+和 GA3复合处理可以明显提高种子的发芽率、 发芽势及发芽指数 . 早白菜
苔、 薜荔种子各处理间发芽率、 发芽势、 发芽指数差异均达到显著性水平 , 其差异性主要由赤霉素引
起的 . Ca2+ 和 GA3复合处理的淀粉酶活性高于 Ca2+或 GA3单独处理 ,而且后期活力回降幅度也小于单
独处理 . 所以 , 钙和赤霉素对种子的萌发作用会产生增效效应 , 这可能是因为 Ca2+ 和 GA复合处理在
蛋白质代谢等方面起到互补与加和作用 [12 ] , 与陈士林等 [7 ]的结论一致 . 因此 , 生产上可以考虑用 Ca2+
+ G A3进行种子播前处理 , 以促进种子的萌发 .
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(责任编辑: 余　望 )
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