全 文 ：武汉植物学研究 2006，24(1)：87～89
Journal of Wuhan Botanical。Research
高压静电场对黄瓜种子萌发期生理指标的影响
邓红梅 ，韩寒冰 ，熊建平
(1．茂名学院化学与生命科学学院，广东茂名 525000；2．茂名学院静电研究所 ，广东茂名 525000)
摘 要：采用20 kV／cm高压静电场强度，分别以20、30,40 8处理黄瓜种子，结果表明：处理20 8的黄瓜种子在萌
发期间各项生理指标均显著高于对照组。随处理时间延长，高压静电场对黄瓜种子萌发的促进作用减弱甚至产生
抑制作用。
关键词：高压静电场；黄瓜种子；萌发期；生理指标
中图分类号：Q689；$642．2 文献标识码：A 文章编号：1000—470X(2006)01—0087—03
Efect of High Voltage Electrostatic Field(nVEF)on
the Physiological Indexes of Cucumber Seed during Germination Period
DENG Hong·Mei ，HAN Han—Bing ，XIONG Jian·Ping2
(1．School ofChemistry and Sciences，腻∞神lg Colege，Maoming，Gutmgdon8 525000，China；
2．S 斑 喇 Research，珊斑|lt}of ∞，li，lg cDZfc ，Maiming，Guangdong 525000，China)
Abstract：Treating cucumber seeds in 20 kV／cm of hish voltage electrostatic field(HVEF) tl difer—
ent time of 20 S(second)，30 S and 40 S．The result showed that every physiological indexes of the group
with 20 S wel~obviously prior to comparison groups．With the time of treatment increasing，the positive
efect of HVEF on cucumber seed is weakened，even restrained．
Key words：High voltage electrostatic field；Cucumber seed；Germination period；Physiological index
利用高压静电场处理生物体特别是植物所产生
的生物效应研究较多，主要有静电场对植物生长发
育 【1 】、植物体内各种酶活力 [6-101、植物的抗逆性
¨ J
，以及种子发芽率、作物产量 等方面
的影响。用高压静电场处理种子是近年来应用较多
的种子处理方法之一，国内已在采用高压静电处理
水稻、小麦、花生、大豆、黄瓜等种子方面取得了较好
的增产效果 ．¨5 J J引，但上述实验多是采用场强
E<10 kV／cm的强度。笔者模拟太空育种的原理，
将电场强度提高到20 kV／cm，探讨高压静电对黄瓜
种子萌发期各项生理指标的影响。
1 材料和方法
1．1 材料
供试黄瓜品种为津春4号，由天津科润农业科
技股份有限公司黄瓜研究所提供。
高压静电电源由昆明陆军学院科技开发部生产
(V=O—100 kV)，静电场仪由茂名学院静电研究所
自制。
1．2 方法
1．2．1 高压静电处理 将黄瓜种子选种后，取4O0
粒分为4组，每组 100粒，浸泡4 h，干燥箱内烘干水
分，其 中一组为实验对照 (CK)组。在强度为
20 kV／cm静电场中处理，时间分别为20、30、40 s，备
作种子活力的测定。另取 200粒分为 4组，每组 50
粒，其中一组为实验对照组，处理方法同上，备作电
导率的测定。
1．2．2 种子活力的测定 处理后的种子利用常规
方法进行发芽实验，每皿 100粒，室温 20—25~C中
培养，备作发芽率及活力指数的测定。第2 d测发
芽势、第5 d计算发芽率、发芽指数和活力指数。发
芽率、发芽指数和活力指数的计算公式为：
发芽率=G／N×100％，其中 G为发芽种子数，
Ⅳ为种子数。
发芽指数R =~,Rcr／t，其中 cr表示在t天内
发芽数，t为发芽天数。
活力指数R =SZR t，其中S为幼苗平均鲜
质量。
收稿日期：2005-06—06，修回日期：2005．08-29。
基金项目：广东省自然科学基金资助项目 (04011551)。
作者简介：邓红梅(1965一)。女．学士，主要从事生物物理方面的研究(E—mal：dhmO05@126．om)。
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武 汉 植 物 学 研 究 第 24卷
1．2．3 电导率的测定 取不同处理时问的种子及
对照组每份 50粒，用 自来水冲洗 3遍，重蒸馏水冲
洗 3遍，用定性滤纸吸干种子表面的水分，25 mL重
蒸馏水30℃下浸泡4 h。用DDS一Ⅱ型电导仪测定种
子浸出液的电导率，然后煮沸10 rain，冷却后测定绝
对电导率，最后计算各处理组的相对电导率。
1．2．4 呼吸速率的测定 在种子萌发第 3 d，每皿
随机选取 50粒发芽的种子，采用瓦氏微量检压
(Warburg)法 ¨测定。
1．2．5 淀粉酶活性的测定 在种子萌发第 6 d，每皿
随机选取0．5 g子叶，采用邱泽生的方法 测定。
1．2．6 过氧化氢酶活性的测定 在种子萌发第
6 d，每皿随机选取0．25 g子叶，用碘量法 副测定。
2 结果与分析
2．1 高压静电对黄瓜种子活力的影响
在种子的发芽试验中观察到，黄瓜种子经高压
静电处理后，发芽势、发芽指数、平均鲜质量及活力
指数均高于对照组，试验 1组对种子发芽势的提高
非常明显(见表 1)，说明高压静电场 (20 kV／cm，
20 s)对种子萌发具有一定激活作用，有利于种子的
发芽整齐度。同时该种静电场处理对根的促进作用
也很明显，根长、鲜重均比对照组明显增加。因此活
力指数表现也明显提高。
表 1 高压静电对黄瓜种子萌发期发芽率、活力指数的影响
Table 1 Efect of HVEF on germination percentage and activity index of cucumber see& during germination pe~od
2．2 高压静电处理对黄瓜种子电导率的影响
种子电导率是种子活力测定的指标之一。在一
般情况下，认为种子活力与电导率呈负相关，即电导
率高的种子活力低，反之则种子活力高。种子在萌发
吸胀过程中，细胞膜系统需要进行修复重建，膜修复
的好坏直接影响到种子活力。经高压静电场处理的
实验 1组、2组的黄瓜种子相对电导率均低于对照
组，而实验3组则高于对照组(见表 2)，说明高压静
电场对细胞膜具有一定的促进修复作用。而随处理
时间的延长，对细胞膜修复作用减弱甚至可能对细胞
膜结构发生破坏，通透性增加，致使电导率增加。
表 2 高压静电对黄瓜种子萌发期电导率的影响
Table 2 Efect ofHVEF on conductivity of cucumber
seeds during germination period
2．3 高压静电处理对黄瓜种子萌发时呼吸速率的
影响
呼吸速率是植物生命活动最重要的指标之一，
它反映了植物体的生物氧化反应水平。经高压静电
处理的实验 1组、2组的呼吸速率均高于对照组，实
验 3组低于对照组 ，呈逐渐降低的趋势(见表 3)。
表明高压静电对黄瓜种子萌发过程呼吸速率有一定
的影响，适宜的处理时问能提高黄瓜种子新陈代谢
水平，随处理时间的延长，则可能对生物氧化反应有
抑制作用。
表 3 高压静电对黄瓜种子萌发期呼吸速率的影响
Table 3 Efect of HVEF on respiration rate of cucumber
see& during germination period
2．4 高压静电处理对黄瓜种子萌发时淀粉酶活性
的影响
淀粉酶是种子萌发过程中水解淀粉的主要酶，
它将淀粉水解成麦芽糖，再由麦芽糖酶将麦芽糖水
解成葡萄糖，为种子萌发提供能量，使其生长、发芽。
测定淀粉酶活性，既能反映种子发芽势，又能反映种
子萌芽幼苗的健壮度。处理组淀粉酶活力比对照组
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第 1期 邓红梅等：高压静电场对黄瓜种子萌发期生理指标的影响
提高，特别是实验 l组提高较为显著(见表4)，说明
高压静电对黄瓜种子萌发过程中淀粉酶有一定的影
响，并且在20 kV／cm、20 s电场处理效果较显著。
表 4 高压静电对黄瓜种子萌发期淀粉酶活性的影响
Table 4 Efect of HVEF on amylase activity of CUCuJnber
seeds during germination period
2．5 高压静电处理对黄瓜种子萌发时过氧化氢酶
活力的影响
过氧化氢酶能催化过氧化氢(H O )分解成氧
和水，防止生物膜的过氧化作用，并防止由 H O 诱
发单线态氧和某些 自由基 的产生，避免膜结构、
DNA、蛋白质等生物大分子损伤，起到保护生物膜的
作用，也可以增加种子抗逆性 】，有利于种子的代
谢作用。经高压静电场处理后只有实验 1组的过氧
化氢酶活力比对照组高，随着处理时间延长，过氧化
氢酶活性逐渐降低(见表 5)，说明激发过氧化氢酶
活力需要适宜的电场强度及作用时间，处理时间过
长，可能对酶分子的构象具有强烈的影响，使酶活力
下降。
表 5 高压静电对黄瓜种子萌发期过氧化氢酶活力的影响
Table 5 Ef ects of HVEF on CAT activty of CUCuJnber
seeds during germination pe riod
3 结论与讨论
本实验结果显示：黄瓜种子经高压静电场
(20 kV／cm，20 s)处理后，无论是发芽势、发芽率、鲜
重、活力指数，还是呼吸速率、淀粉酶活性和过氧化
氢酶活性均比对照组显著提高，这与电场强度E<
10 kV／cm处理作物种子的结果相似 】。但随处
理时间延长，高压静电场对黄瓜种子生理指标的促
进作用减弱甚至产生抑制作用，表明高压静电处理
对黄瓜种子萌发具有时间效应，这对电场农业应用
技术的开发具有重要意义。本实验仅对黄瓜种子进
行了20、30、40 s静 电场处理，今后将扩大实验范
围，进一步研究高压静电场时间效应的作用规律。
高压静电场对作用于生物体的机理有多种解
释。有学者认为，静电处理能诱导或启动种子生物
体内携带的某种信息，促进一定的反应发生而激活
种子内部潜力，加速种子细胞动力学过程，加快种子
的萌发 一’．1 。也有研究表明，高压静电能引起黄
瓜种子的 DNA变化，能促进黄瓜优质高产 0¨，¨】。
本实验结果是否由于高压静电引起黄瓜种子的
DNA变化，导致表达产物的变化，有待进一步研究。
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