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影响野生毛葡萄种子灭菌效果和发芽率的相关因子研究



全 文 :第 5期
收稿日期:2015-07-06 修回日期:2015-07-15
基金项目:国家大学生创新创业训练计划项目(编号 201410593183)。
第一作者简介:徐石兰,女,1992年生,广西苍梧人,广西大学农学院在读本科生,研究方向:野生葡萄组织培养及离体繁殖技术研究。
*通讯作者:韦鹏霄,广西大学农学院研究员,硕士生导师。
Study on the correlation factors affecting seeds sterilization effect and germination
percentage of wild vitis quinquangularis
XuShi-lanetal
(AgriculturalCollegeofGuangxiUniversity,Nanning,Guangxi530004,China)
Abstract: The seeds of wild vitis quinquangularis in Liucheng County were used as the explant materials
and the effects of single sterilization agent, two agents combinations and three agents combinations on the
seedsterilizationandgerminationspercentagewerestudied.Andthepretreatmenteffectsofsterilewaterwith
common temperature(20℃), sterile water with warm temperature(40℃) and adding GA3(0.5mg/L,40℃) on
theseedgerminationpercentagewerecompared.Theexperimentresultsshowedthatthesuitablesterilization
timeof 0.1%HgCl2was 16min and thetimeof 75% Alcohol was30s; thesterilization effect of treatment with
threesterilizationagentswasbetterthanthatofsingleagentandtwoagents;thebeststerilizationcombination
was 75%Alcohol30s+0.1%HgCl216min+ 5%Sodium hypochlorous 5min, in which the pollution rate was
16.67% and germination percentage was 61.67%; in the three different pretreatments, the treatment with
GA3(0.5mg/L,40℃)showedthebesteffectandthegerminationpercentageachievedto73.33%.
Key word: Wild vitis quinquangularis; seed sterilization; sterilization effect; pollution rate; germination
percentage
野生毛葡萄是葡萄科葡萄属真葡萄亚属东亚种群的一个种,原产于中国。野生毛葡萄是广西原产的野生
葡萄资源中分布最广、种类最多的一种[1]。我国野生葡萄分布有 38种,占世界总葡萄种的 60%,是野生葡萄
资源最为丰富的国家[2]。孙马等人对中国野生葡萄 18个种和 64个株系的染色体进行了研究,发现中国野生
葡萄全部为二倍体(2n=38)[3]。野生葡萄营养丰富,至少含有 17种氨基酸,其中 7种为人体必需的氨基酸,总
影响野生毛葡萄种子灭菌效果和发芽率的相关
因子研究
徐石兰 岑秀芬 韦鹏霄 * 李 彬 黄家达 李祖潭
(广西大学农学院,南宁 530004)
摘要:以广西柳城县的野生毛葡萄种子作为外植体材料,研究单一灭菌剂、两种灭菌剂组合以及三种灭菌剂组合对种
子灭菌效果及种子发芽率的影响,并比较常温无菌水(20℃)、无菌温水(40℃)和添加 GA3(0.5mg/L,40℃)的预处理对
种子发芽率的影响。试验结果表明:单一灭菌剂 0.1%升汞的适宜灭菌时间为 16min;两种灭菌剂组合的 75%酒精适宜
处理时间为 30s;三种灭菌剂组合处理灭菌的效果优于两种灭菌剂组合和单一灭菌剂处理,以 75%酒精 30s+0.1%升汞
16min+15%次氯酸钠 5min为最佳灭菌组合,野生毛葡萄种子的污染率为 16.67%,发芽率为 61.67%。三种不同处理中,
以 GA3(0.5mg/L,40℃)处理的效果最佳,野生毛葡萄种子的发芽率为 73.33%。
关键词:野生毛葡萄;种子灭菌;灭菌效果;污染率;发芽率
中图分类号:S663.1 文献标识码:A 文章编号:1003-4374(2015)05-0009-04
Vol.30,No.5 Doctober,2015
第30卷 第5期 2015年10月广 西 农 学 报
Journal of Guangxi Agriculture
广 西 农 学 报 2015年
糖含量、氨基酸含量、VB2含量、K含量较高[4],还含有丰富的花色素双糖苷、超氧化歧化酶及白藜芦醇等物
质,具有软化血管、抗衰老、防癌的作用[4]。用野生葡萄酿造的野生葡萄酒,营养丰富,抗氧化活性和抗菌性高
[5]。近些年来,国内有研究人员对野生葡萄的茎段、叶片、叶柄及单芽茎段等进行了离体培养研究[6]。刘伟对贵
州成熟的毛葡萄种子用 10%浓硫酸浸泡 10min,萌芽率达 100%[7]。到目前为止,还没有报道对野生毛葡萄种
子进行单因子和多因子的灭菌处理以及用不同的方法处理野生毛葡萄种子探究萌芽特性。所以,本试验对广
西柳城县野生毛葡萄种子的单因子和多因子的灭菌研究以及用不同方法处理野生毛葡萄种子探究萌芽特
性,对野生毛葡萄离体繁殖和建立再生体系,对野生材料的大量繁殖、离体保存提高材料和技术支撑,为野生
毛葡萄的遗传转化奠定理论和技术基础。
1 材料与方法
1.1 材料
试验材料为广西柳城县的野生毛葡萄种子,在 2014年 8月份葡萄成熟时采摘得到种子。
1.2 试验设计与方法
1.2.1 0.1%升汞不同灭菌时间的比较试验 本试验通过同一浓度(0.1%)的升汞对野生毛葡萄种子处理不同
的时间来测定灭菌时间对野生毛葡萄种子灭菌效果和发芽率的影响。灭菌时间依次为 10min、12min、14min、
16min、18min共 5个处理。
1.2.2 两种灭菌剂不同组合的比较试验 为了比较 75%酒精和 0.1%升汞的组合对野生毛葡萄种子灭菌效
果和发芽率的影响,设计 4个处理组,即先用 75%酒精分别处理 10s、20s、30s、40s,然后再用 0.1%升汞处理
16min。
1.2.3 三种灭菌剂不同组合的比较试验 为了比较 75%酒精、不同浓度的升汞和次氯酸钠的不同组合对野
生毛葡萄种子灭菌效果和发芽率的影响,设计 4个处理:(1)75%酒精 30s+0.1%升汞 16min+0.12%升汞 5min;
(2)75%酒精 30s+0.1%升汞 16min+0.15%升汞 5min;(3)75%酒精 30s+0.1%升汞 16min+12%次氯酸钠 5min;
(4)75%酒精 30s+0.1%升汞 16min+15%次氯酸钠 5min。
1.2.4 不同预处理方法的比较试验 为了比较温水、赤霉素预处理对野生毛葡萄种子污染率和发芽率的影
响,试验设计如下:首先把野生毛葡萄种子放在冰箱在-4℃的低温条件下保存 40d,然后进行 3组处理,即(1)
低温处理后不做任何处理;(2)低温处理后把种子置于 40℃的无菌水中浸 2h;(3)低温处理后把种子置于
GA3 0.5mg/L(40℃)溶液中浸 2h。
以上各组试验的每个处理均接种野生毛葡萄种子 60粒,设三次重复。诱导培养基为:MS+6-BA1.0mg/L+
GA3 0.3mg/L+蔗糖 30g/L+琼脂 6g/L。培养条件为:培养温度 25±1℃,光照强度 1500LX,光照时间 12h/d。对试
验数据采用 SPSS方差分析软件进行统计分析。
2 结果和分析
2.1 0.1%升汞不同灭菌时间对野生毛葡萄种子灭菌效果和发芽率的影响
表1 0.1%升汞不同灭菌时间对野生毛葡萄种子灭菌效果和发芽率的影响

 



  
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注:在同一列数据中,不同大写字母表示处理组之间差异极显著(P<0.01);不同小写字母表示处理组之间差异显著(P<
0.05)。下表同。
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第 5期
以 0.1%升汞作单一灭菌剂,分别进行不同灭菌时间的对此试验,试验结果见表 1。
由表 1可知,0.1%升汞对野生毛葡萄种子的灭菌时间不同,灭菌效果不同,发芽率也不同。不同处理之间
对种子的灭菌效果和发芽率的差异达到极显著水平。灭菌时间越长,种子的污染率越低。在 0.1%升汞灭菌
10-16min的时间范围内,种子污染率逐步降低,而种子的发芽率逐渐提高。从 5个灭菌时间处理中,虽然
18min处理的污染率最低,但发芽率也开始降低;16min处理的污染率虽不是最低,但是发芽率比其他几个处
理都高,达到 35%。综合灭菌效果和发芽率比较,以 0.1%升汞灭菌 16min的时间处理最佳。但是用升汞作单
一灭菌剂,污染率仍较高,发芽率也较低,无法满足需要。
2.2 两种灭菌剂不同组合对野生毛葡萄种子灭菌效果和发芽率的影响
以 0.1%升汞 16min与 75%酒精不同灭菌时间组合进行比较,试验结果见表 2。
由表 2可知,0.1%升汞 16min和 75%酒精不同灭菌时间组合,对野生毛葡萄种子灭菌效果和发芽率的影
响不同。不同处理之间对种子的灭菌效果的差异达到极显著差异水平,对发芽率的差异达到显著水平。随着
75%酒精灭菌时间的增加,灭菌效果越好,种子的污染率越低。75%酒精灭菌时间从 10-30s范围中,发芽率逐
渐提高,但是到了灭菌时间 40s,种子的发芽率反而下降。所以,综合比较试验结果,以 75%酒精+0.1%升汞
16min两种灭菌剂组合表现最佳,野生毛葡萄种子的污染率为 36%,发芽率为 48.33%。
2.3 三种灭菌剂不同组合对野生毛葡萄种子灭菌效果和发芽率的影响
以 75%酒精 30s+0.1%升汞 16min与不同浓度的升汞或者次氯酸钠的组合进行比较试验,试验结果见表3:
表 3 三种灭菌剂组合对野生毛葡萄种子灭菌效果和发芽率的影响

  

   
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由表 3可知,以 75%酒精+0.1%升汞 16min与不同浓度的升汞或次氯酸钠的组合不同,灭菌效果和发芽
率也不同。不同处理之间对种子灭菌效果的差异达显著水平,对发芽率的差异达极显著水平。在 75%酒精
30s+升汞 16min前提下,在相同的 5min灭菌时间处理时,0.12%升汞发芽率比 0.15%升汞高,但是 0.15%升汞
的灭菌效果比 0.12%升汞的灭菌效果好。在 75%酒精 30s+0.1%升汞前提下,在相同的 5min灭菌处理时,15%
次氯酸钠比 12%次氯酸钠的灭菌效果和发芽率都好,污染率为 16.67%,发芽率为 61.67%。综合试验比较结
果,以 75%酒精+0.1%升汞 16min+15%次氯酸钠 5min的三种灭菌剂组合效果最佳,野生毛葡萄种子的污染
率为 16.67%,发芽率为 61.67%。
2.4 野生毛葡萄种子不同预处理对污染率和发芽率的效应
以常温(20℃)无菌水作为对照,进行 40℃无菌水和 GA3 0.5mg/L(40℃)无菌溶液进行浸种试验,比较不
同处理对种子发芽率的影响,试验结果见 4。
由表 4可知,对野生毛葡萄种子的预处理不同,种子的发芽率也不同。三个处理之间对野生毛葡萄种子
表2 两种灭菌剂不同组合对野生毛葡萄种子灭菌效果和发芽率的影响

 
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发芽率的差异达到极显著水平。40℃无菌水浸种 2h的发芽率比常温(20℃)无菌水浸种 2h的发芽率高,达到
66.67%;GA3 0.5mg/L(40℃)无菌溶液浸种 2h的发芽率比 40℃无菌水浸种 2h发芽率高,达到 73.33%。综合比
较试验结果,以-4℃冰箱保存 40d+GA3 0.5mg/L(40℃)无菌溶液浸种 2h为最佳野生毛葡萄种子的预处理方法。
3 结果与讨论
升汞、75%酒精、次氯酸钠是组织培养中进行外植体消毒时常用的消毒剂。升汞中水解出来的 Hg2+离子
可与带负电荷的蛋白质结合,使细菌蛋白变性,酶失活,达到消毒目的。75%酒精有很强的渗透力,能穿过细
菌表面的膜,进入细菌内部,使构成细菌生命基础的蛋白质凝固,将细菌杀死。次氯酸钠是强氧化剂,利用其
强氧化性能杀死病菌。
试验结果表明,在单一灭菌剂 0.1%升汞的灭菌时间达到 18min时,灭菌效果虽然最好,但是种子的发芽
率却降低。根据升汞的灭菌原理可知,在灭菌时间延长时,Hg2+与细菌蛋白质结合会更加彻底,灭菌效果就会
更好,但是 Hg2+与种胚中蛋白质的结合机率也会加大,从而导致种胚失去活性,发芽率降低。因此,单一灭菌
剂 0.1%升汞对野生毛葡萄种子的适宜灭菌时间为 16min。
在两种灭菌剂组合的 75%酒精灭菌时间达到 40s,虽然灭菌效果提升,但野生毛葡萄种子的发芽率却从
灭菌 30s时的 48.33%下降到 41.67%。由此可知,随着 75%酒精灭菌时间越长,酒精对细菌细胞膜的穿透力和
对种胚的穿透力就会增强,对细菌和种胚的破坏性就会增强。因此,在野生毛葡萄种子的灭菌处理中,0.1%升
汞 16min组合的 75%酒精的适宜处理时间为 30s。
野生毛葡萄种子的萌发首先要解除种子的休眠,根据甘阳英等人研究不同种源的葡萄种子休眠及其解
除时发现,野生葡萄种子的休眠为生理休眠[8]。曾有研究证明,次氯酸钠能在一定程度上解除种子的休眠[9]。
本试验结果表明,15%次氯酸钠处理 5min的野生毛葡萄种子发芽率要比 0.15%升汞处理 5min的好。
用 40℃无菌水和 GA3 0.5mg/L(40℃)无菌溶液浸泡进行预处理,对野生毛葡萄种子均能提高种子的发芽
率,说明温水和赤霉素在一定程度上可以促进野生毛葡萄种子的萌发。傅强等人研究时发现,热水浸泡可以
软化种皮,减少种皮表层的蜡质和油层,增强种皮的通透性,并且能浸出发芽抑制物[10]。赤霉素能诱导产生水
解酶,使种子中的贮藏物质从大分子水解为小分子,如蛋白质水解为氨基酸、淀粉水解为糖,为胚所利用,促
进胚后成熟,至于赤霉素促进野生毛葡萄种子萌发的适宜浓度,还有待进一步研究。
参考文献:
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表 4 不同预处理对野生毛葡萄种子污染率和发芽率的效应

 
  
  
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注:灭菌方法为 75%酒精 30s+0.1%升汞 16min+15%次氯酸钠 5min。
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