全 文 ：植物生理学通讯 第 46 卷 第 2 期，2010 年 2 月 143
收稿 2009-11-24 修定 　2009-12-24
资助 浙江省科技计划(2 008 C22 094 )。
* 通讯作者(E-mail: zhushiyang2000@163.com; Tel: 0577-
8 8 4 1 3 6 3 2 )。
GA3对老化花椰菜种子活力和几种相关生理生化性状的影响
朱世杨 *, 张小玲, 罗天宽, 刘庆, 唐征, 陈海英
温州市农业科学研究院, 浙南作物育种重点实验室, 浙江温州 325006
提要: 用 10、50、100、150和 200 mg·L-1 5种浓度赤霉素(GA3)溶液处理于 10 ℃冰箱中贮藏 5年的花椰菜老化种子。结果
表明, 100 mg·L-1 GA3浸种22 h的效果最佳, 老化种子的发芽率、发芽势、活力指数、根长均有提高, 畸形苗率下降; 过氧化
物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和脱氢酶活性提高, 可溶性蛋白和叶绿素含量也提高, 种子浸出液的电导率和丙二醛(MDA)
含量则下降。另外, 100 mg·L-1 GA3处理后的种子在温度为 25 ℃条件下贮藏时间不宜超过25 d。
关键词: 花椰菜老化种子; 生理生化性状; 赤霉素处理; 种子活力
Effects of GA3 on Seed Vigor and Several Physiological and Biochemical Char-
acteristics of Cauliflower (Brassica oleracea L. var. botrytis L.) Aged Seeds
ZHU Shi-Yang*, ZHANG Xiao-Ling, LUO Tian-Kuan, LIU Qing, TANG Zheng, CHEN Hai-Ying
Key Laboratory of Crop Breeding in South Zhejiang, Wenzhou Academy of Agricultural Science, Wenzhou, Zhejiang 325006, China
Abstract: Aged seeds of cauliflower (Brassica oleracea L. var. botrytis L.) 03A-120, which were stored at 10
℃ for 5 years, were treated with 5 concentrations as follows: 10, 50, 100, 150 and 200 mg·L-1. Results showed
that, soaking with 100 mg·L-1 gibberellin for 22 hours was the best treatment. After this treatment, germination
percentage, germination rate, vigor index and root length of cauliflower aged seeds were increased, while
abnormal seedling rate was decreased. Either activities of POD, CAT and dehydrogenase, or contents of soluble
protein and chlorophyll enhanced, while contents of MDA and electrical conductivity in seed leakage decreased.
Besides that, storing time of 100 mg·L-1 GA3-treated seeds had better limit to 25 days at 25 ℃.
Key words: aging seed of cauliflower (Brassica oleracea L. var. botrytis L.); physiological and biochemical
characteristics; GA3 treatment; seed vigor
花椰菜种子价格昂贵, 种子生产单位年年制
种。有些年份种子会过剩, 常不得不多贮存 1年甚
至 2 年以上。由于陈年种子活力低、发芽率不高,
农民不愿意采用, 损失非常大。据报道, GA3 可提
高西葫芦(巩振辉等 1993)、甘蓝(吴道藩和宋明
2002; 方玉梅和宋明 2006)、蕹菜(王广印和韩世栋
2007)和毛竹(刘凤等 2009)等植物老化种子的活
力。但在花椰菜老化种子中, 尚未见有GA3处理的
报道。本文采用不同浓度 GA3 处理贮藏 5 年的花
椰菜老化种子, 从中筛选出花椰菜老化种子的最佳
GA3 处理方法, 以提高花椰菜老化种子的利用价
值。同时研究老化种子经 GA3 处理后的生理生化
变化, 以供生产应用中参考。
材料与方法
试验材料为我院生物所于2004年生产的花椰
菜(Brassica oleracea L. var. botrytis L.)自交系03A-
120种子, 10 ℃冰箱中储藏5年后发芽率为80%左
右。试验于 2009 年 5 月进行。
种子处理的GA3浓度有5个: 即10、50、100、
150 和 200 mg·L-1。每处理用 100 粒饱满种子, 置
于小烧杯中, 分别倒入上述浓度的 GA3 溶液, 每杯
5 mL, 在培养室(25 ℃, 光照:黑暗 =12 h:12 h, 光照
强度 37.5 μmol·m-2·s-1)中浸种处理 22 h后用自来水
冲洗数遍洗净药剂, 然后用吸水纸吸干, 在上述培
养室中贮藏干燥 1 d 筛选出最佳浓度(100 mg·L-1)
后, 再将最佳浓度GA3处理后的种子在温度为25 ℃
条件下贮藏不同时间, 并观察其对种子活力的影
响。所有试验均重复 3 次。
测定内容有: (1)测定种子活力时将处理过的种
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子和未经处理的老化种子(对照)在上述培养室中用
垫有 2 层滤纸的培养皿(φ=9 cm)中发芽。每天记
载发芽的种子数, 2 d统计发芽势, 5 d统计发芽率、
测定苗高(cm)和根长(cm), 计算活力指数。活力
指数VI＝S×Σ(Gt/Dt), 其中 S为第 5天的平均根长;
Gt 为第 t 天发芽的种子数; Dt 为相应的发芽天数。
畸形苗判别参考陶嘉龄和郑光华(1991)书中方法。
(2)可溶性蛋白含量测定参考廖祥儒等(1995)文中方
法, 略有改变。分别将 20 粒 100 mg·L-1 GA3 处理
过和未经处理的老化种子(对照)称重后, 用预冷的
50 mmol·L-1 磷酸缓冲液[pH 7.2, 含 2% 聚乙烯基吡
咯烷酮(PVP)]研磨提取, 匀浆后以 7 379×g 离心 15
min, 上清液用日立 U-0080D 核酸蛋白检测仪测定
可溶性蛋白含量。(3)超氧化物歧化酶(SOD)和丙二
醛(MDA)测定参考李合生(2000)书中方法; 过氧化
物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)测定参考王建成等
(2004)文中方法。酶液提取参考朱世杨和洪德林
(2008)文中方法。吸光值用 Unico UV-2802PC 紫
外可见分光光度计测定。(4)测定电导率(EC)和 pH
值时分别取20粒种子称重, 用蒸馏水洗涤5遍后加
入 20 mL 蒸馏水, 于 25 ℃下浸泡。用 DDS-307
电导仪和Mettler Toledo 320-S pH计分别测定浸种
4、18 和 24 h 的电导率和 pH 值。电导率(μs·cm-1·
g-1)=(种子浸出液电导率- 对照蒸馏水电导率)/ 种
子重量。(5)脱氢酶活性测定参考朱世杨和洪德林
(2008)文中方法, 以 OD490·g-1 (DW)表示脱氢酶活
性。(6)叶绿素(chlorophyll)含量测定参考王建成等
(2004)文中方法, 测定第 2、3、4 天的子叶中叶
绿素含量。
数据用 Excel 和方差分析软件进行统计和分
析。
结果与讨论
1 GA3对花椰菜老化种子活力的影响
由表1可以看出, 花椰菜老化种子经不同浓度
GA3 处理后, 发芽率和活力指数均显著提高; 发芽
势除了 GA3 浓度 10 和 150 mg·L-1 处理提高不显著
以外, 其余均显著提高; 虽然苗高无显著差异, 根长
却显著增长; 畸形苗率除了GA3 浓度 200 mg·L-1处
理降低不显著以外, 其余均显著降低。不同浓度
GA3 处理之间比较, 发芽率、发芽势、活力指数
均以GA3浓度 100 mg·L-1为最高; 畸形苗率GA3浓
度 10、50和 100 mg·L-1 显著低于 150和 200 mg·L-1。
据此认为, 100 mg·L-1 GA3处理的效果最佳, 处理后
花椰菜老化种子的发芽率、发芽势、活力指数和
根长显著提高, 畸形苗率显著降低。
表 1 不同浓度 GA3 对花椰菜老化种子活力的影响(LSD 法)
Table 1 Effects of different concentrations of GA3 on seed vigor of cauliflower aged seed
GA3 浓度 /mg·L-1 发芽率 /% 发芽势 /% 活力指数 苗高 /cm 根长 /cm 畸形苗率 /%
对照 80.7b 76.3d 141.4c 2.30a 3.08d 12.7a
10 88.0a 80.3cd 368.6a 2.28a 4.20b 8.3c
50 88.3a 85.3ab 361.8a 2.32a 4.13b 8.7c
100 90.0a 86.7a 373.5a 2.38a 4.35a 8.8c
150 87.0a 80.7bcd 367.4a 2.34a 3.80c 11.3b
200 85.0ab 81.3bc 309.2b 2.31a 3.82c 12.3ab
　　同一测定内容数字旁不同小写字母表示在 0 . 0 5 水平上的显著差异。下表同此。
2 100 mg·L-1 GA3对花椰菜老化种子生理生化性状
的影响
(1)随着浸种时间增加, 种子浸出液的电导率呈
显著增加趋势(表 2)。说明吸水过程中老化种子内
离子等物质不断由细胞渗出。老化种子经 1 0 0
mg·L-1 GA3 处理后浸出液电导率显著降低。说明
100 mg·L-1 GA3可明显削弱花椰菜老化种子吸水过
程中细胞内物质的渗出。
(2)老化种子经100 mg·L-1 GA3处理后, 浸出液
在 4、18 和 24 h 的 pH 值均不同程度增加(表 2)。
说明100 mg·L-1 GA3可促使老化种子浸出液中碱性
增强 。
(3)种子活力与保护酶和脱氢酶活性以及可溶
性蛋白含量密切相关(洪法水等 1995, 1999; Hsu等
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2003; 赵光武等 2006; 朱世杨和洪德林 2008)。100
mg·L-1 GA3 处理后老化种子的 POD、CAT 活性
显著提高, SOD 活性降低不显著(表 3)。说明 100
mg·L-1 GA3 可改善老化种子保护酶活性。此外,
100 mg·L-1 GA3处理后的老化种子脱氢酶活性和可
溶性蛋白含量亦显著提高(表 3)。说明 100 mg·L-1
GA3可提高老化种子呼吸代谢系统相关酶和蛋白酶
的活性。
表 3 100 mg·L-1 GA3 处理对花椰菜老化种子 SOD、POD、CAT、脱氢酶活性
和可溶性蛋白、MDA 含量的影响(LSD 法)
Table 3 Effects on activities of SOD, POD, CAT and dehydrogenase, contents of soluble protein and MDA in
cauliflower aged seed after 100 mg·L-1 GA3 treatment
GA3/mg·L-1
SOD 活性 / POD 活性 / CAT 活性 / 脱氢酶活性 / 可溶性蛋白含量 / MDA 含量 /
U·g-1(DW) U·g-1(DW)·min-1 U·g-1(DW)·min-1 OD·g-1(DW) mg·g-1(DW) nmol·g-1(DW)
对照 137.312a 13.570b 127.490b 1.370b 22.018b 23.035a
100 119.954a 19.930a 145.132a 3.765a 25.434a 6.369b
(4) 100 mg·L-1 GA3 处理的老化种子中 MDA
含量显著降低(表 3)。表明 100 mg·L-1 GA3 可降
低老化种子的脂质过氧化程度, 从而也提高了种子
活力。
(5)随着萌发天数增加, 花椰菜幼苗在第 2、
3、4天的子叶中叶绿素含量呈增加趋势(表 4)。说
明种子萌发过程中叶绿素不断合成, 这对老化种子
萌发过程中幼苗的光合作用是有利的。
表 5 100 mg·L-1 GA3 处理后不同贮藏时间对
花椰菜老化种子活力的影响(LSD 法)
Table 5 Effects on seed vigor of cauliflower aged seeds after
100 mg·L-1 GA3-treatment in different storage time
100 mg·L-1 GA3 处理后贮藏时间 /d 发芽率 /% 发芽势 /%
对照 80.7d 74.0c
1 90.0a 86.7a
5 88.3ab 85.0ab
1 0 88.0ab 85.3ab
1 5 86.7abc 84.0ab
2 0 86.0abc 85.0ab
2 5 85.7bc 82.3ab
3 0 85.0bc 81.3b
5 0 83.3cd 52.0d
表 4 100 mg·L-1 GA3 处理后花椰菜老化种子不同萌发
天数幼苗子叶中叶绿素含量的变化(LSD 法)
Table 4 Changes of chlorophyll of cotyledon in different
germinating days in cauliflower aged seed after treating
100 mg·L-1 GA3-treatment
叶绿素含量 /mg·g-1 (DW)
GA3/mg·L-1
萌发 2 d 萌发 3 d 萌发 4 d
对照 0.104e 2.337c 4.678a
100 1.178d 3.742b 4.801a
表 2 100 mg·L-1 GA3 处理后花椰菜老化种子浸出液电导率和 pH 值随浸种时间的变化(LSD 法)
Table 2 Changes of electrical conductivity and pH value along with soaking hour in
cauliflower aged seed with 100 mg·L-1 GA3-treatment
电导率 /µs·cm-1·g-1 pH 值
浸种时间 /h
对照 100 mg·L-1 GA3 处理 对照 100 mg·L-1 GA3 处理
4 77.32e 25.89f 6.86c 7.32a
1 8 211.23b 96.71d 6.94bc 6.98b
2 4 272.20a 168.59c 6.91bc 6.99b
3 100 mg·L-1 GA3处理后不同贮藏时间对花椰菜老
化种子活力的影响
由表 5 可知, 随着 100 mg·L-1 GA3 处理后贮藏
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时间的增加, 老化种子发芽率、发芽势基本上呈下
降趋势, 说明贮藏时间影响 100 mg·L-1 GA3 处理效
果。100 mg·L-1 GA3 处理后, 发芽率在贮藏 1~20 d
下降不明显, 但贮藏 25 d 后开始明显下降; 发芽势
则在贮藏 30 d 后开始下降。说明花椰菜老化种子
对 100 mg·L-1 GA3 处理的效果维持在 25 d之内, 这
显示花椰菜老化种子经100 mg·L-1 GA3处理后须在
25 d 内及时播种, 否则将影响 GA3 浸种效果。
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