全 文 ：广 西 植 物 Guihaia Mar． 2013，33(2) :159 － 163 http:/ / journal． gxzw． gxib． cn
DOI:10． 3969 / j． issn． 1000-3142． 2013． 02． 004
程昕昕，刘正． Mn2 +对甜玉米种子萌发生理效应的研究［J］． 广西植物，2013，33(2) :159 －163
Cheng XX，Liu Z． Physiological effects of manganese on the germination of sweet corn［J］． Guihaia，2013，33(2) :159 －163
Mn2 + 对甜玉米种子萌发生理效应的研究
程昕昕，刘 正
(安徽科技学院，安徽 凤阳 233100 )
摘 要:以甜玉米绿色超人和华甜 01 种子为试验材料，探讨 Mn2 +对种子萌发生理的影响。结果表明:经
Mn2 +处理后的两个品种甜玉米种子萌发生理指标存在明显的差异;Mn2 +处理后，两品种的种子发芽率没有显
著变化;绿色超人种子的发芽势和活力指数显著升高，但以 1． 00 mmol /L Mn2 +处理的效果最佳;随处理浓度的
升高，绿色超人和华甜 01萌发种子脱氢酶的活性均呈上升的趋势;在适量的Mn2 +作用下，两品种的 POD、CAT
活性均显著升高，萌发种子的 MDA含量显著下降，1． 00 mmol /L的 Mn2 +处理对降低绿色超人种子 MDA 含量
效果最佳;而处理后甜玉米种子的可溶性糖含量与对照差异均不显著，但不同甜玉米品种间具有较大的差异，
这进一步说明锰的作用具有明显的基因型差异。
关键词:甜玉米;生理效应;锰
中图分类号:Q948 文献标识码:A 文章编号:1000-3142(2013)02-0159-05
*
Physiological effects of manganese on the
germination of sweet corn
CHENG Xin-Xin，LIU Zheng
(Anhui Science and Technology University，Fengyang 233100，China )
Abstract:Physiological effects of manganese on the germination of sweet corn were explored in this paper． The results
showed that the differences of physiological indicators were significant on two genotypes of sweet corn after Mn2 + soa-
king． The rate of seed germination of sweet corn did not change significantly． Germination potential and vigor index of
Lvsechaoren increased significantly． The effect of treatment with the concentration of 1． 00 g /L was the best． The de-
thydrogenase activity of Lvsechaoren and Huatian 01 increased with increasing concentration． The POD activity and CAT
activity were on the rise and the MDA content of seed germination decreased under the proper concentration of Mn2 + ． In
addition，the soluble sugar contents which were treated after Mn2 + soaking were not significant than that of untreated，but
the difference between two varities was large． So the role of Mn2 + soaking was significant in different genotype of sweet
corn．
Key words:sweet corn;physiological effect;manganese
甜玉米(Zea mays var． saccharata)是玉米的一
个变种，一种胚乳突变型，它携带了与碳水化合物有
关的隐性突变基因，可以影响玉米籽粒碳水化合物
的代谢，增加糖分含量，因此也称为水果玉米、蔬菜
玉米(程昕昕等，2011)。由于甜玉米种子皱缩干
秕、皮薄易碎、含糖量又高，再加之种子干燥速度慢，
因此，甜玉米种子品质差、带菌多、保存期短、活性降
低快，出苗率低。而锰是作物必需的微量元素，是许
多重要酶的激活物，参与硝酸根的还原及蛋白质的
合成与水解过程。前人对于锰在大豆种子萌发上的
作用研究进行了广泛的报道，发现锰浸种对大豆种
子萌发起着不同程度的调节作用，利用一定浓度的
* 收稿日期:2012-08-01 修回日期:2012-10-23
基金项目:国家自然科学基金(31101598);安徽省教育厅自然科学基金(KJ2013B079);安徽科技学院省级科研平台开放课题
作者简介:程昕昕(1978-) ，女，山西浮山县人，硕士，副教授，主要从事玉米种子科学与技术，(E-mail)chengxin0901@ 163． com。
锰浸种可以活化种子体内的酶系统，促进种子贮藏
物质的分解，加速种子萌发的进程(刘鹏等，2002;
周化斌等，2003)。刘建凤等(2005)发现锰处理促
进了玉米种子的萌发，提高了种子的发芽势、发芽
率、幼苗的呼吸速率及根系活力。但锰在甜玉米上
的研究报道较少。本研究以不同基因型甜玉米种子
为试验材料，探讨 Mn2 +对甜玉米种子萌发生理效应
的影响，为锰素在甜玉米生产上的应用提供理论参
考。
1 材料与方法
1． 1 种子处理与萌芽试验
供试甜玉米品种绿色超人和华甜 01，试剂为硫
酸锰(MnSO4·H2O) ，分析纯。种子经 0． 1% 的
HgC12 消毒 l5 min，蒸馏水冲洗后，选取大小均匀的
种子分别用 0． 25、0． 50、1． 00、2． 00 g /L 的硫酸锰和
蒸馏水在 25 ℃下浸种 12 h。
按国家标准农作物种子检验规程 GB /T3543. 1-
3543． 7-1995 技术规定，采用砂床，25 ℃发芽，重复 3
次，每重复 50 粒种子。发芽期间每天记录发芽数，
到第 4 天计算发芽势，到第 7 天计算发芽率。7 d
后，将每盒幼苗取出，用水冲洗干净，烘干，称干重。
计算发芽指数、活力指数。
发芽指数:GI = ΣGt /Dt
式中，Dt为发芽日数;Gt为在 t日的发芽数。
活力指数:Vi = GI × S
式中，GI为发芽指数;S为幼苗干重(g)。
1． 2 生理生化指标测定
1． 2． 1 抗氧化酶活性测定 将不同浓度锰处理过的
甜玉米种子置于经高压灭菌、垫有三层湿滤纸的培
养皿中，放入 25 ℃恒温箱中萌发 24 h。此时大部分
种子胚根已突破种皮，每品种先取萌发的玉米种子
50 粒，称重，加 0． 05 mol /L pH7． 8 预冷的磷酸缓冲
液 50 mL，匀浆，再取适于 4 ℃ 12 000 r /min离心 20
min。上清液为酶提取液。超氧化物酶(SOD)活性
测定参照邹琦(2000)的方法，过氧化物酶(POD)活
性测定参考 cakmak方法(Hannan，1976) ，过氧化氢
酶(CAT)活性测定参考邹琦(2000)的方法加以改
进。
1． 2． 2 丙二醛(MDA)含量测定 参照邹琦(2000)
的方法。取不同浓度锰处理过的甜玉米种子各 2 g，
先加入 10%三氯乙酸(TCA)2 mL和少量石英砂，研
磨;再加入 8 mL TCA 充分研磨，匀浆液以 4 000 r /
min，离心 10 min，上清液即为样品提取液。吸取 2
mL提取液，加入 2 mL 0． 6%的硫代巴比妥酸，于沸
水浴反应 15 min，迅速冷却后，取上清液测定 532、
600、450 nm波长下的吸光度，根据植物组织重量计
算样品中 MDA的含量。
1． 2． 3 脱氢酶活性测定 每品种取 50 粒种子，3 次
重复，将种子在 30 ℃恒温箱内浸泡 12 h，参照胡晋
(1986)TTC 改进法，对脱氢酶活性进行定量测定。
将种子萌发 l d，剥下胚，每样品 10 个完整胚，加入
新鲜 0． 1% TTC 溶液 10 mL 摇匀，盖上塞子，置 35
℃温箱(黑暗)中染色 3 h，终止反应后冲洗 3 次(蒸
馏水) ，取出滤干后移入试管中，加入 10 mL 95%酒
精于 35 ℃温箱中浸提 24 h，测定 490nm OD值。
1． 2． 4 可溶性糖含量的测定 可溶性糖含量的测定
采用蒽酮法(白宝璋等，2001)。
表 1 Mn2 +胁迫对甜玉米种子萌发的影响
Table 1 Effects of Mn2 + on seed germination of sweet corn
材料
Materials
硫酸锰浓度
MnSO4
concen-
traition
(mmol /L)
发芽势
Germi-
nation
potential
(%)
发芽率
Germi-
nation
rate
(%)
发芽指数
Germi-
nation
index
活力
指数
Vigor
index
绿色超人 0 50． 00 b 88． 00 a 38． 96 a 1． 79 b
Lvse- 0． 01 53． 00 ab 89． 00 a 39． 94 a 2． 09 ab
chaoren 0． 05 54． 00 ab 88． 00 a 39． 68a 2． 03ab
1． 00 58． 00 a 88． 50 a 40． 55 a 2． 39a
2． 00 52． 50 ab 90． 00 a 39． 67 a 2． 02 ab
华甜 01 0 54． 00 b 50． 50 a 21． 25 c 0． 83bc
Huatian01 0． 01 55． 50 b 50． 50 a 22． 09 bc 0． 92 b
0． 05 56． 50 ab 52． 50 a 23． 49b 1． 08a
1． 00 57． 00a 52． 50 a 24． 30 ab 1． 13 a
2． 00 45． 00 c 53． 00 a 29． 62 a 0． 78 c
注:不同字母者表示处理间差异显著(P≤0． 05，LSD)。
Note:Different letters were significantly different at P≤0． 05(LSD)．
2 结果与分析
2． 1 Mn2 +处理对甜玉米种子活力的影响
表 1 结果表明，0． 01 ～ 1． 00 mmol /L Mn2 +浓度
范围内，绿色超人种子的发芽势和活力指数表现出
升高的趋势，其中，1． 00 mmol /L 的 Mn2 +处理后，绿
色超人种子的发芽势和活力指数显著高于对照，各
浓度处理的发芽率和发芽指数与对照差异均不显
著;0． 01 ～ 1． 00 mmol /L Mn2 +浓度范围内，华甜 01
种子的发芽势、发芽指数和活力指数均呈上升趋势，
其中 0． 050 mmol /L和 1． 00 mmol /L Mn2 +处理的华
061 广 西 植 物 33 卷
甜 01 种子发芽指数和活力指数均显著高于对照。
图 1 不同 Mn2 +浓度对甜玉米种子萌发酶活性的影响
Fig． 1 Effects of Mn2 + in the activity of oxidase on sweet corn seed
2． 2 Mn2 +处理对甜玉米种子抗氧化酶活性的影响
种子防御体系的抗氧化能力的强弱与种子健康
存在着密切联系，有氧代谢过程中产生活性氧、导致
脂质过氧化是种子劣变的重要原因。种子体内的抗
氧化酶系统是种子自身抵制活性氧、清除自由基有
害物质的保护酶系统。由图 1 可以看出，不同浓度
的 Mn2 +处理后，随着 Mn2 +离子浓度的增加，甜玉米
种子的 POD活性(图 1:a)、CAT 活性(图 1:c)都呈
现先升高再降低的现象，绿色超人种子的 POD活性
均显著高于对照，1． 00 mmol /L Mn2 +处理的绿色超
人种子 POD、CAT 活性也高于对照;1． 00 mmol /L
Mn2 +处理华甜 01 的 POD 活性及 CAT 活性都显著
高于对照;Mn2 +处理后，绿色超人种子的 SOD 活性
高于华甜 01 种子的 SOD活性，华甜 01 种子的 SOD
活性与对照差异不显著，这说明 Mn2 + 能够提高
POD、CAT 的活性，但于 SOD 活性的影响存在基因
型上的差异。
2． 3 Mn2 +处理对甜玉米种子脱氢酶活性的影响
脱氢酶是种子有氧代谢过程中的关键酶，它能
准确快速地反应种子胚细胞的还原能力，脱氢酶活
性与种子活力密切相关。由图 1:d 可以看出，随着
锰离子浓度的增加，甜玉米萌发种子脱氢酶活性呈
现先升高再降低，在 0． 01 ～ 1． 00 mmol /L 的硫酸锰
浓度范围内，随处理浓度的升高，绿色超人和华甜
01 萌发种子脱氢酶的活性均呈上升的趋势，大于
1. 00 mmol /L Mn2 +处理对两品种的脱氢酶活性的促
进作用开始下降。不同浓度处理后的绿色超人种子
脱氢酶活性均显著高于对照;1． 00 mmol /L 和 2. 00
mmol /L Mn2 +处理的华甜 01 种子脱氢酶活性与对
照差异也达显著水平。以上结果表明，Mn2 + 作用
下，脱氢酶的活性升高，种子萌发过程中的呼吸代谢
加强。
2． 4 Mn2 +处理对甜玉米种子丙二醛和可溶性糖含
量的影响
MDA 常作为膜脂过氧化损伤的标志，MDA 含
量的多少可以反映膜发生过氧化程度，MDA 含量
高，表示膜发生过氧化程度严重。Mn2 +处理后，两
品种 MDA含量明显下降，与对照差异均达显著水
平(图 2:a)。由图 2:b 可以看出，0． 05 mmol /L 和
1. 00 mmol /L 的 Mn2 + 处理后，绿色超人和华甜 01
对不同浓度的 Mn2 +处理反应不敏感，处理后的可溶
性糖含量与对照差异均不显著。
1612 期 程昕昕等:Mn2 +对甜玉米种子萌发生理效应的研究
3 结论与讨论
锰在作物体内含量很少，但却是作物生长不可
图 2 不同 Mn2 +浓度对甜玉米种子 MDA和可溶性糖含量的影响
Fig． 2 Effects of Mn2 + on the content of MDA and soluble sugar in sweet corn seed
缺少的无机营养元素。锰对种子萌发起着不同程度
的调节作用。俞慧娜等(2005)研究不同质量浓度
锰处理对大豆生理特性的影响，随锰质量浓度的不
断增加，游离脯氨酸和丙二醛含量表现为先减少后
增大的趋势，过氧化物酶活性先增大后减小，而可溶
性糖含量及可溶性蛋白质含量表现为先增大后减少
再增大。适宜质量浓度的锰处理对小麦种子萌发及
幼苗生长具有促进作用，其中 0． 02 mg /L 锰浸种后
小麦种子各项指标俱佳，是最适宜的质量浓度(侯
典云等，2011)。刘建凤等(2005)研究发现锰处理
提高了萌发种子呼吸速率和幼苗根系活力。本研究
结果表明，不同基因型甜玉米种子经 Mn2 +处理后发
芽率、发芽指数、活力指数存在明显差异，这可能是
由于适量 Mn2 +能促进甜玉米种子萌发，但不同甜玉
米种子 Mn2 +的敏感性不同。锰处理后甜玉米种子
发芽率没有显著变化，但 1. 00 mmol /L Mn2 + 处理
后，绿色超人品种的发芽势和活力指数升高显著，
0. 05 mmol /L 和 1． 00mmol /L 锰作用下，华甜 01 种
子发芽指数和活力指数也显著升高，以 1． 00 mmol /
L Mn2 +处理的效果最佳，2． 00 mmol /L 的 Mn2 +处理
对华甜 01 种子的萌发开始产生抑制作用。
适量的锰处理可提高大豆幼苗的抗氧化酶活
性，降低 MDA 含量，增加可溶性蛋白含量，但不同
基因型对锰的敏感程度不同(Renger，1997;Hasega-
wa，1998;Yachandra，1996;徐根娣，2003;周化斌，
2002;徐根娣等，2006)。植物体内都有含锰的超氧
化物歧化酶(Mn-SOD)。但本试验中，不同浓度
Mn2 +处理后，绿色超人种子的 SOD 均显著升高，而
华甜 01 种子的 SOD变化不明显，适量的 Mn2 +作用
下，两品种 POD、CAT 活性均有显著升高，萌发种子
的 MDA 含量显著下降，1． 00 mmol /L 的 Mn2 +处理
对降低绿色超人种子 MDA含量效果最佳。
锰对植物的呼吸作用具有重要作用，在三羧酸
循环中，Mn2 +可以活化许多脱氢酶(柠檬酸脱氢酶、
草酞琥珀酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、草酸乙酸氢酶
等)。Mn2 +作用下，随处理浓度的升高，绿色超人和
华甜 01 萌发种子脱氢酶的活性均呈上升再下降的
趋势，大于 1． 00 mmol /L Mn2 +处理对两品种的脱氢
酶活性的促进作用开始降低。Mn2 +处理后，绿色超
人和华甜 01 对不同浓度的 Mn2 +处理反应不敏感，
处理后的可溶性糖含量与对照差异均不显著，但不
同甜玉米品种间具有较大的差异，这进一步说明锰
的作用具有明显的基因型差异。
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