不同温度下叠氮化钠浓度对辣椒种子萌发的影响

不同温度下叠氮化钠浓度对辣椒种子萌发的影响Abstract ：Thisexperimenttreatsthepepperseedindifferentconcentrationsofsodiumazideundertwodifferenttemperaturesat4 ℃and25℃， tostudytheeffectsofsodiumazideongerminationofpepperseedandits synegistic effect with temperature. Theresultsshowedthatinthe0 ～4.0mmol/Lconcentrationrange ，sodiumazideinhibitedthegerminationandgrowthofpepperseed.However，theconcentrationsof5.0mmol/Lsodiumazideprocessingpepperseeds，germinatingrate，germinationindex，germination，proteincontentandothertraitsareincreasing.Underthelowtemperature（4℃），thetraitsofpepperseedsarehigherthanroomtemperature（25℃）treated.Theseinstructionscanbesuppressedlowtemperaturecaninhibitthemutageniceffectsofsodiumazide.Keywords：Sodiumazide；Pepper；Seedgermination；Temperature在诱变育种中，叠氮化钠（ NaN3）被认为是最有效的诱变剂之一，因为它除了使用简便、 无残留性和费用低廉等外，更重要的是诱变效率高，并且所诱发的突变体是基因水平的突变，而不诱发染色体畸变。国内外对 NaN3的诱变特性、最佳条件等已有较多的研究， 并且应用于大豆、水稻、大麦、小麦、玉米、苹果育种中 [1-11]，但用NaN3对辣椒进行诱变的报道还很少。为此，本文以俊丰三樱椒为材料，用不同浓度的NaN3磷酸缓冲溶液在不同温度下分别处理不同的时间，分析生理生化的变化，为诱变育种工作提供理论依据和参考。材料和方法1.1 试验材料 供试辣椒材料为河南省柘城县俊丰蔬菜种苗研究所生产的俊丰三樱椒原种。1.2试验方法取足量辣椒种子于55℃温水浸种6h，然后分别用0、2、3、4、5mmol/L的NaN3-磷酸缓冲液溶液（pH=3）在4℃和25℃摇床上振荡4h，用清水洗净后分别放在装有加水湿润滤纸的培养皿中，置25℃恒温培养箱中培养。每处理100粒种子，重复 3次。隔天用水将种子清洗 1次，每天记录发芽情况。1.3 项目测定 培养12d后统计发芽率，每处理随机取20株幼苗，用游标卡尺测量胚根长和胚芽长。 蛋白质含量的测定参考韩振海和陈昆松 [12]的方法，过氧化物酶活性的测定参考王学奎[13]的方法。1.4 统计分析 采用MicrosoftExcel2003 和DPS3.0进行数据处理和分析。结果与分析2.1 不同浓度 NaN3与不同温度对辣椒种子发芽率的影响从表1可以看出，叠氮化钠浓度在2mmol/L时对发芽率无明显影响，但浓度为3、4、5mmol/L时发芽率显著下降（4℃）或极显著下降（25℃），4℃下辣椒种子的萌发率要比25℃下同浓度的要高一些，说明低温可在一定程度上控制叠氮化钠对辣椒种子萌发的抑制作用。在同一温度下，随叠氮化钠浓度的升高，种子的萌发率逐渐降低，在 4mmol/L时萌芽率最低，但在5mmol/L时萌芽率又开始升高。由此可知，诱变剂叠氮化钠在一定浓度条件下，对辣椒种子的萌发具有抑制作用，但超过了一定浓度则具有相反的作用。2.2不同浓度NaN3与不同温度对辣椒胚根长和胚芽长的影响由图1可知，不同温度下，不同浓度叠氮化钠对辣椒种子萌发的胚根 ?L影响不大，在各浓度下，其胚根长的变化不大，长势差不多，可见不同浓度的叠氮化钠几乎不影响辣椒的胚根长变化。由图 2可知，4℃下用叠氮化钠处理过的辣椒种子在萌发后， 其胚芽长要明显长于 25℃下叠氮化钠处理过的辣椒种子。4℃时，萌发后的辣椒胚芽长均在 4cm以上，而25℃时的胚芽长均在 3cm以下。温度处理间差异极显著。说明温度对辣椒种子萌发后胚芽长的影响很大。且低温条件下辣椒胚芽长要明显长于 25℃下的。辣椒种子在叠氮化钠不同浓度下胚芽长差异不显著，但不同温度对胚芽长的影响差异极显著。由此可知，低温对处理过的辣椒种子的萌发具有协同作用，更有利于辣椒苗的生长。2.3 不同浓度 NaN3与不同温度对辣椒发芽指数的影响从表2可以看出：添加叠氮化钠的与不添加的差异显著（4℃）或极显著（25℃），不同浓度叠氮化钠之间差异不显著。说明叠氮化钠对辣椒种子发芽指数有较大的抑制作用。但不同浓度处理对辣椒发芽指数的抑制作用差异不明显。在不添加叠氮化钠时，高温利于辣椒种子发芽，具有促进作用。而叠氮化钠浓度在 2～4mmol/L时随着浓度的增大发芽指数逐渐降低，4mmol/L时最低。在 5mmol/L时又上升为与 2mmol/L时相近的发芽指数。叠氮化钠对种子的发芽具有抑制作用，但当浓度超过一定范围时这种抑制作用又表现出协同作用，起到促进作用。在同一叠氮化钠浓度条件下，温度越高，种子的发芽指数反而逐渐降低。由此可知，高温对辣椒种子的发芽具有抑制作用。 2.4 不同浓度 NaN3与不同温度对辣椒种子萌发中蛋白质含量的影响 由表3可知，4℃下叠氮化钠能够促进幼苗中蛋白质的合成，浓度增大时促进效果降低，但当浓度超过一定范围时又表现出协同作用。 25℃下，叠氮化钠表现出抑制蛋白质形成的作用，当浓度达 4mmol/L时才表现出促进作用，说明在高温下促进作用延缓。2.5 不同浓度 NaN3与不同温度对辣椒种子萌发中过氧化物酶含量的影响 从表4可知，不同温度处理对 NaN3的敏感性存在差异，高温处理的幼苗过氧化物酶含量明显高于低温下的。4℃下，酶的含量低于对照，但在 3mmol/L时酶含量最高，说明 NaN3在低浓度时表现出一定的协同作用，浓度过高时就起到抑制作用。不同处理间的差异并不显著。叠氮化钠对过氧化物酶的影响表现为低浓度刺激酶的活性。浓度高于5mmol/L酶活性又明显增强。诱变剂浓度愈高，抑制愈强烈，过氧化物酶活性与化学诱变剂浓度呈明显的负相关。讨论种子萌发前必需先通过吸胀吸水的方式储存足够多的水分，而种子吸水膨胀的过程主要靠种子的预浸种。种子预浸种后，种子内的细胞吸水膨胀，吸水较多时会导致种子的种皮松软，种子的细胞膜的通透性增加。此时，NaN3将更容易的通过细胞膜进入到种子内的细胞中，从而影响到细胞的代谢活动。同时细胞内的原生质由凝胶状态转变为溶胶状态，细胞的代谢活动不断增强，细胞内的DNA开始活跃的复制合成。当细胞分裂开始时，用NaN3对种子进行处理，种子的生物损伤及诱变效应是最大的。当继续进行浸种时，随种子水分饱和度的增加，进入种子内的诱变剂数量就会不断的减少，同时细胞最敏感时期已过，诱变效率反而降低。本试验表明，种子预浸种 6h后用NaN3处理，幼苗受到的抑制作用有所减缓。所以预浸种 6h最合适。叠氮化钠处理预浸种过的种子后，使种子表皮的渗透性减弱，从而叠氮化钠更容易进入到种子中去，但在低温条件下，种子中细胞的代谢活动要低于常温下细胞的代谢活动，从而叠氮化钠进入种子的速度将会减慢，从而种子萌发所受到的抑制作用