作物杂志,2022, 第4期: 236–241 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2022.04.033

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

H2O2对吸胀冷害下花生种子萌发的影响

崔亚男(), 张曼, 张朋磊, 刘兵, 郝西, 臧秀旺()   

  1. 河南省农业科学院经济作物研究所,450002,河南郑州
  • 收稿日期:2021-10-27 修回日期:2022-02-10 出版日期:2022-08-15 发布日期:2022-08-22
  • 通讯作者: 臧秀旺
  • 作者简介:崔亚男,主要从事花生栽培生理研究,E-mail: 2369172533@qq.com
  • 基金资助:
    国家重点研发计划(2020YFD1000902);河南省重大科技专项(201300111000)

Effects of H2O2 on the Seed Germination of Peanut under Imbibition and Chilling Injury

Cui Yaʼnan(), Zhang Man, Zhang Penglei, Liu Bing, Hao Xi, Zang Xiuwang()   

  1. Industrial Crops Research Institute, Henan Academy of Agricultural Sciences, Zhengzhou 450002, Henan, China
  • Received:2021-10-27 Revised:2022-02-10 Online:2022-08-15 Published:2022-08-22
  • Contact: Zang Xiuwang

摘要:

为探明H2O2浸种对吸胀冷害下花生种子萌发和生理代谢的影响,选择豫花9326和豫花37为材料,用50mmol/L H2O2进行低温(5℃)浸种,以灭菌水低温浸种为对照,进行发芽试验。结果表明,与对照相比,处理后豫花9326的发芽势、发芽率和发芽指数分别提高了31.25%、18.52%、50.53%,豫花37分别提高了14.58%、3.64%、36.13%,种子电导率分别显著降低了47.67%和23.67%,其中豫花9326发芽相关指标增长比例高于豫花37。与对照相比,用H2O2处理的豫花9326在萌发的第0、4、6天丙二醛含量分别降低了0.22%、7.05%和32.55%,可溶性糖含量分别显著提高了48.27%、53.42%和52.29%,可溶性蛋白含量分别显著增加了59.66%、13.04%和43.76%,脱落酸(ABA)含量呈先降低后升高的变化趋势,赤霉素(GA)含量和GA/ABA比值均呈显著增长的趋势。H2O2浸种可能是通过维持种子细胞膜的完整性、增加可溶性物质含量以及调控内源激素含量,来提高花生种子对吸胀冷害的抗性,从而提高发芽率、发芽势和发芽指数。本研究可为花生萌芽期耐寒性的调控技术提供方法和理论依据。

关键词: 花生, H2O2浸种, 吸胀冷害, 萌发, 冷害

Abstract:

To study the effects of soaking seeds with H2O2 on peanut seed germination and physiological metabolism under imbibition and chilling injury, peanut varieties, Yuhua 9326 and Yuhua 37, were treated as materials soaking with 50mmol/L H2O2 and sterilized water as a low temperature control (5℃). The results showed that the germination vigor, germination rate and germination index of Yuhua 9326 treated with H2O2 increased by 31.25%, 18.52%, 50.53%, Yuhua 37 increased by 14.58%, 3.64%, 36.13%, respectively, seed electrical conductivities were significantly reduced by 47.67% and 23.67%, respectively, and the growth rate of germination indicators of Yuhua 9326 was higher than that of Yuhua 37. Compared with the control, the malondialdehyde content of Yuhua 9326 was decreased by 0.22%, 7.05% and 32.55% on the 0th, 4th and 6th day of germination, respectively, the soluble sugar contents were significantly reduced by 48.27%, 53.42% and 52.29%, respectively, the soluble protein contents were significantly increased by 59.66%, 13.04% and 43.76%, respectively, the abscisic acid (ABA) content were decreased and then increased, and the gibberellin content (GA) and the GA/ABA ratio showed a significant increasing trend. H2O2 seed soaking could improve chilling tolerance during the germination phase by maintaining the integrity of cell membranes, increasing soluble matter levels and regulating endogenous hormone levels, further increasing chilling resistance of seed under imbibition and chilling injury, so as to improve germination rate, germination vigor and germination index. This study provided a method and theoretical basis for the research and development of techniques to regulate chilling tolerance during the germination period of peanuts.

Key words: Peanut, Seed soaking with H2O2, Chilling imbibition, Germination, Chilling injury

图1

H2O2浸种对种子电导率的影响 不同大写和小写字母表示各处理间在0.01和0.05水平上差异显著,下同

表1

H2O2浸种对花生种子露白率的影响

品种
Variety
处理
Treatment
露白率Percentage of seed radicle breaking through the testa
2d 3d 4d 5d 6d
豫花9326
Yuhua9326
CK 31.82±4.55d 75.76±5.25c 87.88±2.62b 89.39±2.62ab 89.39±2.62ab
A1 80.30±9.46bc 96.97±5.25a 96.97±5.25a 96.97±5.25a 96.97±5.25a
豫花37
Yuhua37
CK 19.05±4.76c 66.67±9.53b 88.89±5.49a 90.48±4.76a 92.06±5.50a
A1 53.97±16.72b 85.71±8.25a 88.89±5.50a 90.48±8.25a 92.06±7.27a

表2

H2O2浸种对花生种子发芽特性的影响

品种Variety 处理Treatment 发芽势Germination vigor (%) 发芽率Germination rate (%) 发芽指数Germination index
豫花9326
Yuhua 9326
CK 72.73±0.00Bb 81.82±7.87Ab 2.95±0.15Bb
A1 95.45±7.87Aa 96.97±5.25Aa 4.45±0.42Aa
豫花37
Yuhua 37
CK 76.19±14.29Aa 87.30±7.27Aa 2.84±0.41Ab
A1 87.30±7.28Aa 90.48±8.25Aa 3.87±0.35Aa

图2

H2O2浸种对花生种子MDA含量的影响

图3

H2O2浸种对花生种子渗透调节物质含量的影响

图4

H2O2浸种对花生种子内源激素含量的影响

[1] 常博文, 钟鹏, 刘杰, 等. 低温胁迫和赤霉素对花生种子萌发和幼苗生理响应的影响. 作物学报, 2019, 45(1):118-130.
doi: 10.3724/SP.J.1006.2019.84043
[2] 张鹤. 花生苗期耐冷评价体系构建及其生理与分子机制. 沈阳:沈阳农业大学, 2020.
[3] 刘畅, 李佳荫, 刘大军, 等. 腐胺对吸胀冷害下菜豆种子萌发及抗性的影响. 北方园艺, 2019(13):10-16.
[4] 王晶珊, 封海胜, 栾文琪. 低温对花生出苗的影响及耐低温种质的筛选. 中国油料, 1985(3):28-32.
[5] 陶宗娅, 邹琦. 低温吸胀对大豆与豌豆种子呼吸代谢的影响. 山东农学大学学报, 1993, 24(3):248-252.
[6] 史梅, 谭敦炎, 林辰壹. 聚乙二醇(PEG)对实葶葱种子吸胀冷害的渗透调节. 新疆农业科学, 2009, 46(6):1216-1220.
[7] 蒋景龙. 外源H2O2对低温胁迫下柑橘叶片抗寒性的影响. 西北植物学报, 2016, 36(3):499-505.
[8] 万林, 张曼, 钟飞燕, 等. H2O2浸种处理对晚直播油菜苗期耐寒性的影响. 中国油料作物学报, 2015, 37(6):811-819.
[9] 朱利君, 闫秋洁, 陈光升, 等. 外源H2O2通过介导抗氧化酶、ABA和GA促进高盐胁迫下黄瓜种子的萌发. 植物生理学报, 2019, 55(3):342-348.
[10] 张曼, 戴蓉, 张顺凯, 等. H2O2浸种对油菜种子低温萌发的缓解效应. 南京农业大学学报, 2017, 40(6):963-970.
[11] 耶兴元, 刘建军, 刘磊. H2O2诱导低温胁迫下草莓苗抗冷性研究. 北方园艺, 2011(17):47-49.
[12] 张美华. 低温对玉米生理生化的影响及耐低温浸种剂的研究. 沈阳:沈阳农业大学, 2017.
[13] 唐月异, 王传堂, 高华援, 等. 花生种子吸胀期间耐低温性及其与品质性状的相关研究. 核农学报, 2011, 25(3):436-442.
doi: 10.11869/hnxb.2011.03.0436
[14] 姜玉晴. 低温胁迫下过氧化氢浸种对花生种子萌发的影响. 合肥:安徽农业大学, 2019.
[15] 余燕, 张雅婷, 赵雪, 等. H2O2浸种对低温胁迫下花生种子萌发的调控作用. 中国油料作物学报, 2020, 42(5):860-868.
[16] 闫世江. 黄瓜耐低温的遗传及生理生化特性的研究. 沈阳:沈阳农业大学, 2008.
[17] 杨振亚, 赵建斌, 袁金玲, 等. 5个观赏雷竹变型对低温胁迫的生理响应. 林业科学研究, 2021, 34(2):131-140.
[18] 牛茹宣. 甘肃地方桃资源抗寒性评价及其对低温胁迫的响应机制. 兰州:甘肃农业大学, 2020.
[19] Yu C W, Murphy T M, Sung W W, et al. H2O2 treatment induces glutathione accumulation and chilling tolerance in mung bean. Functional Plant Biology, 2002, 29(9):1081-1087.
doi: 10.1071/PP01264
[20] 杨静. 苦瓜耐低温机制研究. 武汉:华中农业大学, 2008.
[21] 徐伟慧. 辣椒耐低温性鉴定方法的研究. 兰州:甘肃农业大学, 2005.
[22] 刘畅, 刘大军, 闫志山, 等. 外源亚精胺对低温冷害下菜豆种子萌发及抗性的影响. 中国农学通报, 2019, 35(24):46-51.
[23] 李波, 李晨阳, 李红, 等. 短期低温胁迫对‘龙牧809’苜蓿幼苗生理代谢的影响. 草地学报, 2021, 29(3):516-521.
[24] 李春燕, 陈思思, 徐雯, 等. 苗期低温胁迫对扬麦16叶片抗氧化酶和渗透调节物质的影响. 作物学报, 2011, 37(12):2293-2298.
[25] 任艳芳, 何俊瑜, 杨军, 等. 外源H2O2对盐胁迫下小白菜种子萌发和幼苗生理特性的影响. 生态学报, 2019, 39(20):7745-7756.
[26] 徐恒恒, 黎妮, 刘树君, 等. 种子萌发及其调控的研究进展. 作物学报, 2014, 40(7):1141-1156.
[27] Koornneef M, Bentsink L, Hilhorst H. Seed dormancy and germination. Current Opinion in Plant Biology, 2002, 5:33-36.
pmid: 11788305
[28] Finkelstein R R. The role of hormones during seed development and germination. Plant Hormones, 2010:549-573.
[29] Nambara E, Okamoto M, Tatematsu K, et al. Abscisic acid and the control of seed dormancy and germination. Seed Science Research, 2010, 20(2):55-67.
doi: 10.1017/S0960258510000012
[30] 王慰亲. 种子引发促进直播早稻低温胁迫下萌发出苗的机理研究. 武汉:华中农业大学, 2019.
[31] 曹雅君, 江玲, 罗林广, 等. 水稻品种休眠特性的研究. 南京农业大学学报, 2001, 24(2):1-5.
[32] 张雪峰. 低温胁迫对玉米种子萌发过程中内源激素含量变化的影响. 沈阳农业大学学报, 2011, 42(2):147-151.
[33] 夏军, 时晓娟, 郝先哲, 等. 低温对不同基因型棉种萌发过程中酶活性及激素含量的影响. 植物生理学报, 2019, 55(9):1291-1305.
[34] 孙玉珺. 玉米芽期抗冷性筛选及低温胁迫下油菜素内酯对幼苗的调控效应研究. 哈尔滨:东北农业大学, 2019:7-8.
[35] 徐道坤. 氢气和褪黑素缓解铝胁迫下水稻种子萌发和拟南芥根伸长抑制的分子机理. 南京:南京农业大学, 2016.
[1] 庞星月, 万林, 李素, 王宇航, 刘晨, 肖晓璐, 李心昊, 马霓. 外源SLs和纳米K2MoO4对干旱胁迫下油菜种子萌发的影响[J]. 作物杂志, 2022, (4): 214–220
[2] 杨奥军, 常巧玲, 王鹏, 王芳, 高妍婷, 周广阔, 宋小佳, 韦恩成. 外源5-ALA对干旱胁迫下玉米种子萌发及幼苗生长的影响[J]. 作物杂志, 2022, (3): 194–199
[3] 卢军, 钱宇, 杨柳, 王勇, 陈玉蓝. 贮藏时间对烟草品种红花大金元种子萌发和生理特性的影响[J]. 作物杂志, 2022, (2): 211–214
[4] 段雅娟, 曹士亮, 于滔, 李文跃, 杨耿斌, 王成波, 刘宝民, 刘长华. 玉米自交系萌发期耐盐性鉴定[J]. 作物杂志, 2022, (1): 213–219
[5] 刘卫星, 范小玉, 张枫叶, 贺群岭, 陈雷, 李可, 吴继华. 不同前茬和种衣剂用量对花生病虫害及产量的影响[J]. 作物杂志, 2021, (6): 199–204
[6] 李安, 舒健虹, 刘晓霞, 蒙正兵, 王小利, 赵德刚. 干旱胁迫下枯草芽孢杆菌对玉米种子抗旱性及生理指标的影响[J]. 作物杂志, 2021, (6): 217–223
[7] 任文斌, 王倩, 吴翠翠, 谢三刚. F型小麦雄性不育系和SQ-1诱导的不育植株花粉形态电镜扫描观察[J]. 作物杂志, 2021, (6): 46–50
[8] 蔺儒侠, 郭凤丹, 王兴军, 夏晗, 侯蕾. 花生分子育种研究进展[J]. 作物杂志, 2021, (5): 1–5
[9] 王雨婷, 苗兴芬, 王帝. 萌发期耐莠去津谷子种质资源筛选及评价[J]. 作物杂志, 2021, (5): 194–204
[10] 周晶, 孙侃, 周忠义, 王传旗, 苗彦军. 西藏3份垂穗披碱草耐旱性评价[J]. 作物杂志, 2021, (5): 205–210
[11] 闫锋, 李清泉, 董扬, 季生栋, 韩业辉, 于运凯, 王立达, 赵锁. 60Co-γ辐射对糜子种子萌发及幼苗生长的影响[J]. 作物杂志, 2021, (4): 202–205
[12] 宋瑞娇, 冯彩军, 齐军仓. 富氢水对干旱胁迫下大麦种子萌发及幼苗生物量分配的影响[J]. 作物杂志, 2021, (4): 206–211
[13] 于天一, 郑亚萍, 邱少芬, 姜大奇, 吴正锋, 郑永美, 孙学武, 沈浦, 王才斌, 张建成. 酸化土壤施钙对不同花生品种(系)钙吸收、利用及产量的影响[J]. 作物杂志, 2021, (4): 80–85
[14] 史雅涵, 杜天庆, 翟红梅, 杨舒添, 龚芮, 李宇航, 路博宇, 崔福柱, 高志强. 硒对芸豆种子萌发、生理特性及营养品质的影响[J]. 作物杂志, 2021, (3): 210–216
[15] 王通, 赵孝东, 甄萍萍, 陈静, 陈明娜, 陈娜, 潘丽娟, 王冕, 许静, 禹山林, 迟晓元, 张建成. 花生TCP转录因子的全基因组鉴定及组织表达特性分析[J]. 作物杂志, 2021, (2): 35–44
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