外源亚精胺对黄瓜种子萌发及再生植株生长发育的影响

外源亚精胺对黄瓜种子萌发及再生植株生长发育的影响 外源亚精胺对黄瓜种子萌发及再生植株生 长发育的影响 ? 52?内江师范学院 JOuRNALoFNEIJIANGNORMALUNIVERSITY 第25卷第2期 No.2Vo1.25 外源亚精胺对黄瓜种子萌发及再生植株生长发育的影响 余国志,陈熠,邱超,田生辉,徐海英,黄作喜 (1.内江师范学院化学与生命科学学院,四川内江641100; 2.内江师范学院花卉研究所,四川内江641100) 摘要:以黄瓜为试材,研究了种子在含不同浓度亚精胺的Ms培养基上的萌发情况,然后将处理后的七龄幼 苗去3/4下胚后转接到不含亚精胺的MS培养基中,统计再生植株的株高,节问平均长度,叶面积,雌株(长有雌花 再生植株)比率,雌花总数.结果表明,较低浓度的亚精胺显着促进黄瓜种子的萌发且有利于再生植株生殖生长,显 着提高雌花成花率;而较高浓的亚精胺则对种子的萌发表现出明显的抑制作用,也不利于再生植株叶片生长和花 芽分化,但促进节间伸长. 关键词:亚精胺;黄瓜种子;萌发;再生植株;营养生长;生殖生长 中图分类号:$642.2文献标志码:A文章编号:1671—1785(2010)02—0052—03 多胺(Polyamines,PAs)是一类具有较强生物 活性的低分子脂肪族含氮碱,广泛分布于高等植物 中.大量研究表明,多胺对植物的生长发育有调节作 用,其重要功能在于调控植物性别发育,延缓衰老, 提高抗逆性等[1].同时也有一些研究表明PAs与种 子的萌发有关_2],推测其可调节萌发相关酶活性和 遗传物质的合成l3].本研究是将黄瓜种子去外种皮 后进行无菌播种,试验在外界干扰度低的理想状态 下Spd对黄瓜种子萌发的影响,并将经处理后种子 长出的幼苗去掉3/4下胚轴转接于MS培养基中, 预处理持续对再生株的营养与生殖生长的影 响. 1材料与 1.1材料和试剂 黄瓜种子"津青春四",天津农科院提供.亚精胺 (Spermidine,Spd),Simga公司提供,纯度99.0%. 1.2试验方法 小心剥去外种皮,用0.19/6的HgC1消毒3~4min, 用无菌水冲洗2,3次,分别播种于含有Spd浓度为 0,5×10_.,5×1O一,5×10的MS培养基(pH 5.8,琼脂0.8,蔗糖3)表面,各浓度梯度50粒 种子,3次重复. 培养条件:白天(24_--t-1)?,晚间(19?1)?,光 照13.5h/d,光强40gmol?m?s一.7d后统计发 芽率,用直尺测定胚根和下胚轴的长度,并分别统计 单株幼苗的侧根数(大于0.5cm). 分别从以上4个处理中各取出2O株七天龄幼 苗,去掉3/4下胚轴接种于无Spd的MS培养基中, 培养条件同上.50d后测量株高,节间长度,叶面 (茎干粗壮程度)(+),同时统计雌花成花 积,健壮度 率(各节位出现肉眼可见膨大子房的黄瓜苗株数占 接种外植体总数的百分比),雌花总数(各组试验的 雌花总和).试验重复3次,数据均用Excel2003处 珲. 2结果 2.1Spd对黄瓜种子萌发的影响 由表1可知,5×10mmol/L的Spd处理,种子 萌芽率提高7.9%,促进幼苗的生长,增加侧根的条 收稿日期:2009—09—10 基金项目:内江师范学院大学生科研资助项目(08NS~I14);内江师范学院生态学重点建设学科基金(内师科字[2007]24) 作者简介:余国志(1988),男,四JII资中人,内江师范学院2006级学生. 通讯作者:黄作喜(1966一),男,四川安岳人,教授,主要从事作物开花生理研究. 余国志,陈熠,邱超,等:外源亚精胺对黄瓜种子萌发及再生檀株生长发育的影响'53' 数.而5×10啊_retool/L的Spd处理,萌芽率降低7.3 %,幼苗的根茎生长均受到抑制.5×10mmol/L的 Spd处理较对照则无显着的差异. 2.2不同浓度的亚精胺对再生植株的营养生长的 影响 由表2可知,5x10mmol/L的Spd处理,再 生植株的平均节间长度较其它组长,但是叶片生长 和植株的粗壮度则明显不如其它处理组.而5× 10mmol/L的Spd处理植株的平均节间长度较其 他组短,植株的平均叶面积较其他组大且颜色浓绿, 茎秆粗壮.而5×10mmol/L的Spd处理与对照 组再生植株长势相当. 表1不同浓度的Spd对黄瓜种子萌发及幼苗生长的影响 Tab.1TheeffectofSpdongerminationofcucumberseedsandgrowthofseedlings 表2不同浓度的亚精胺对再生植株的营养生长的影响 Tab.2TheeffectofSpdonvegetablegrowthofregenerations 2.3不同浓度的亚精胺对再生植株的雌花分化的 影响 由图1可知,与对照相比5×10mmol/L的 Spd处理后再生植株的雌花成花率高4O%,雌花总 数多.而5×10mmol/L的Spd则不利于雌花的 形成,雌花成花率低,雌花总数少. 二l i_墓 : 警? ? ? 一? 萋童 誊 罄 亚精胺浓度(mmoIlL) concentrationsofSpd(mm0l,Lj 图I不同浓度的亚精胺对雌花形成的影响 Fig.1TheeffectofSpdonformationoffemaleflower 3讨论 实验表明,适宜浓度的亚精胺能促进黄瓜种子 的萌芽,其可能能提高与萌芽有关酶的活性.实验 还观察到适宜浓度的亚精胺促进幼苗的生长和发 育,促进侧根的伸长和侧根的形成等.Friedman[5在 绿豆试验中也的出相似的结论.有人认为,多胺在多 胺氧化酶的催化下可生成HO,使细胞壁木质化 有利于胚轴和根的生长].在本实验中,高浓度的亚 精胺抑制幼苗的生长发育,这可能与亚精胺的直接 毒害作用或其相关代谢产物的过分积累而导致细 胞的损伤有关[-8一. 不同处理的幼苗切去下胚轴转接至未加Spd 的MS培养基中,再生植株的营养生长和生殖生长 仍有很大的差别.有实验证明,多胺被吸收后仅有很 小一部分会发挥生理功能,其余大部分会运往植物 其他各器官以结合态的形式储存起来,当受到某一 信号作用时便会从新释放出来发挥生理功能.因 此本实验的后处理效应可能是亚精胺吸收——储 存——释放这一过程导致的. 高浓度的外源亚精胺能显着促进节间伸长,缩 大叶 小叶面积.而低浓度的亚精胺则有利于壮苗,扩面积.这可能与多胺之间的不同比值影响细胞的分 裂和伸长,与此有关u.在花芽分化的过程中,高浓 度的亚精胺不利于花芽的形成,实验中雌花的成花 率很低.而低浓度的亚精胺则促进雌花的形成,且显 着提高了雌花成花率,与刘清华等报道相似.在 植物生殖器官(尤其是雌花)分化和发育期需要大量 的物质用于组织构建,因此物质大量合成和快速转 运是生殖器官高效发育的重要前提.而本实验中较 高浓度的亚精胺处理使节间过度伸长和叶面积减 小,进一步导致的物质合成不足和运输缓慢,因此间 接致使生殖器官的发育受阻.而较低浓度的亚精胺 ?54?内江师范学院第25卷第2期 则恰当地调节了营养和生殖生长之间的平衡. 参考文献: [1]段辉国,雷韬,卿东红,等.亚精胺对渗透胁迫小麦幼苗 生理活性的影响[J].四JiI师范大学:自然科学版, 2006,43(4):922—926. 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Guo—zhi,CHENYi,QJUChao,TIANSheng.hui,XUHai—ying,HUANGZuo.xi, (1.CollegeofChemistryandLifeScience;NeijiangNormalUniversity,Neijiang,Sichuan641112,China: 2.FlowerResearchInstituteofNeijiangNormalUniversity,Neijiang,Sichuan641100,China) Abstract:TheresearchonseedgerminationofcucumberwasconductedinMSmediumwithdifferentconcentrationsof spermidine.Thetreatedseven-dayseedings,ridof3/4hypocotyls,werethencultivatedinspermidinefreeMSnutrientmedi— um.Theplantheight,theaverageinternodelength,leafarea,theratiooffemaleplant.andthetotalnumberofpistillateflowersper plantwereallrecordedoftheregeneratedplantlets.Theresultshowedthatlowspermidineconcentration(5×10一.retool/L)cansig— nificantlypromotethegerminationofcucumberseedsanditsgrowthandprovestobeconducivetothereproductivegrowthof regeneratedplantsandstrikinglytheratiooffemaleflowers.While,highspermidineconcentration(5×10一mmol/L)appar— entlyretardssseedgermination,leafgrowthandflowerbuddifferentiation,yetturnsouttobeconducivetointernodeelongation ofregenerations. Keywords:spermidine;cucumber(CucumissativusL.)seeds;germination;regeneratedplant;vegetativegrowth;re— productivegrowth (责任编辑:胡蓉)