甘蓝种子萌发对温度诱导的交叉适应性研究
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结球甘蓝，是十字花科芸薹属甘蓝种的一个变种，世界各国都有栽培，在我国蔬菜生产和供应中也占有重要地位。
水杨酸是植物体内一种简单的酚类物质，具有生理调节作用，被认为是一种抗逆境胁迫的重要物质种子的萌发活力和幼苗的建成是作物生产的关键期。因此为了提高甘蓝种子对于高温或低温胁迫的耐性，从而提高甘蓝种子发芽率和成苗率，我们研究了甘蓝种子经过不同温度、不同时间以及不同浓度的水杨酸处理后，对高温或低温胁迫的耐性变化。
一、材料和方法
1.材料
供试种子为京丰一号甘蓝种子，是中国农业科学院蔬菜研究所育成的一代杂交种，由河北邢台恒力种子公司生产。
2.试剂
水杨酸为分析纯，由天津科密欧化学试剂开发中心生产；氯化汞为分析纯，由中国江苏泰兴市化学试剂厂生产。
3.方法
(1)不同温度下甘蓝种子的发芽试验 不同温度分别设为10℃、15℃、20℃，25℃、30℃、35℃共6个处理。用0.1％的氯化汞对种子消毒15min，然后用蒸馏水冲洗2－3次，最后将种子均匀地排列在铺有双层滤纸的培养皿中，每处理重复3次，每重复50粒种子，加入7mL的水，放入不同温度的培养箱中进行发芽试验。每天定时观察，用称重法补水，以胚根露出长度2mm作为发芽标志，记录每天种子的发芽数。7d结束发芽试验，分别称取胚根鲜质量，然后计算发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数，计算公式如下：
发芽率=发芽的种子数／供试种子数×100％
发芽势=前3d发芽的种子数／供试种子数×100％
Gi=∑Gt／Dt(Gi代表发芽指数；Gt为播种开始第td发芽的种子数；Dt为相应的发芽天数)
Vi=Gi×S(Vi代表活力指数；S代表胚根鲜质量)
(2)不同温度预处理在35℃下甘蓝种子的发芽试验 不同温度分别设为5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃，共7个处理。用0.1％的氯化汞对种子消毒15min，然后用蒸馏水冲洗2－3次，最后将种子均匀排列在铺有双层滤纸的培养皿中，每处理重复3次，每重复50粒种子，加入7mL的水，放人不同温度的培养箱中进行吸胀处理4h，预处理结束后放置于35℃下进行发芽试验。每天定时观察，补水，并记录每天种子的发芽数。7d结束发芽试验，种子的发芽指标及计算方法同本文“(1)”。
(3)20℃下不同时间预处理在35℃下甘蓝种子的发芽试验 不同时间分别设为3h、4h、6h、8h、10h、12h共6个处理。用0.1％的氯化汞对种子消毒15min，然后用蒸馏水冲洗2－3次，最后将种子均匀排列在铺有双层滤纸的培养皿中，每处理重复3次，每重复50粒种子，加入7mL的水，放入20℃的培养箱中吸胀处理，按照要求处理不同时间，等预处理结束后放置于35℃下进行发芽试验。每天定时观察，补水，并记录每天种子的发芽数，7d结束发芽试验。种子的发芽指标及计算方法同本文“(1)”。
(4)5℃、10℃的低温下预处理不同时间后在35℃下甘蓝种子的发芽试验不同时间分别设为4h、6h、8h、10h、12h共5个处理。用0.1％氯化汞对种子消毒15min后，再用蒸馏水冲洗2－3遍，然后将种子均匀排列在铺有双层滤纸的培养皿中，每处理重复3次，每重复50粒种子，加入7mL的水，分别放入5℃、10℃的培养箱进行吸胀处理，按照要求处理不同时间，等预处理结束后放置在35℃条件下进行发芽试验。每天定时观察、补水，并记录种子每天的发芽数，7d结束发芽试验。种子的发芽指标及计算方法同本文“(1)”。
(5)不同亚高温下预处理后甘蓝种子在1℃下发芽试验 不同亚高温分别设为25℃、30℃，以10℃下的发芽试验为对照，共3个处理。先用0.1％氯化汞对种子进行消毒15min后，再用蒸馏水冲洗2－3次，然后将种子均匀排列在铺有双层滤纸的培养皿中，每处理重复3次，每重复50粒种子，加入7mL的水，分别放于25℃、30℃的培养箱中进行吸胀处理。等预处理结束后放置在10℃下进行发芽试验。以后每天定时观察、补水，并记录种子每天的发芽数，7d结束发芽试验。种子的发芽指标及计算方法同本文“(1)”。
二、结果与分析
1.不同温度对甘蓝种子发芽的影响
从图1、图2可知，在10℃、15℃、30℃、35℃条件下种子的发芽率、发芽势、发芽指数及活力指数等各个指标都较低。这说明温度过高或过低都将会影响种子活力和发芽速度。而在20℃、25℃时发芽率、发芽势、发芽指数及活力指数都较高，且以25℃时的活力指数为最高，远高于10℃的活力指数(1.18)、15℃的活力指数(4.00)和35℃的活力指数(6.43)，由此说明，20－25℃为甘蓝种子萌发的最适宜温度。就趋势还能看出，10－25℃时，随温度的升高，种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数均有明显上升趋势，种子的萌发活力增强，而在30－35℃时，种子萌发的各项指标则随着温度升高而下降。
2.20℃下不同时间预处理在35℃下对甘蓝种子发芽的影响
20℃下不同时间预处理置于35℃下发芽试验结果(如图3、图4)表明：随着处理时间延长，种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数都呈上升的趋势，以12 h的处理为最高。本试验说明了在20℃下预处理条件下可提高甘蓝种子在35℃高温时的萌发活力，较适宜的预处理时间为12h，因20℃诱导下必须经过一定时间积累，才能显著提高种子在35℃高温下的耐性。
3.不同温度预处理在35℃下对甘蓝种子萌发的影响
不同温度预处理在35℃下发芽试验(见表1)表明：各个温度下进行吸胀预处理后的甘蓝种子在35℃下时各项发芽指标均高于35℃预处理条件下发芽指标，且10℃、30℃的预处理影响显著；对活力指数也有一定影响，但未达到显著水平，以10℃的活力指数(16.22)和30℃的活力指数(15.43)为最高，明显高于其他温度水平。经10℃低温和30℃高温预处理后显著提高种子发芽的各项指标，从而说明了低温或高温预处理后能有效提高种子对35℃高温胁迫的耐性，而低温和高温最佳预处理温度分别为10℃、30℃。
4.5℃低温预处理不同时间置于35℃下对甘蓝种子发芽的影响
5℃低温下预处理不同时间种子发芽试验结果见表2：在4－8h之间，种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数随着预处理时间的延长而升高，但当处理时间超过8h时，则随着时间的延长而发芽的各项指标下降。这说明8h是5℃低温下预处理的最适时间。
10℃低温下预处理不同时间种子发芽试验结果见表3：在10℃下，预处理时间为4 h的处理除活力指数外，其他几项发芽指标均显著高于其他处理时间，而活力指数略低于预处理时间为8h的活力指数，但影响不显著，从8h以后，随着时间的延长，各项发芽指标也有下降趋势，而4h为10℃低温预处理较适宜时间。
5.不同亚高温下预处理后置于10℃下对甘蓝种子发芽的影响
本试验结果见图5、图6所示，经高温25℃、30℃预处理后甘蓝种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数均显著高于对照，且以30℃预处理为最高。因此，就本试验，30℃是高温预处理较适宜的温度。当然，25℃下预处理在一定程度上也提高了甘蓝种子在低温下萌发的活力。这些都说明了高温预处理能够显著提高甘蓝种子在低温(10℃)下的萌发活力。
三、小结与讨论
不同温度胁迫对植物的效应及植物由此产生的影响不同，但植物对不同温度胁迫的抗性之间却有密切的联系。适宜的低温预处理后提高了甘蓝种子在高温下的萌发活办通过适宜的高温预处理也可以提高种子在低温下的萌发活力，而且甘蓝种子在20℃时，处理一定时间能提高种子在高温下的活力。当植株处于一种逆境条件下，能提高植株另外一些逆境的抵抗能力，这种对不良环境反应之间的相互作用，称为植物中的交叉适应。因此说明了甘蓝种子萌发对低温和高温胁迫也具有交叉适应性，进一步证明了植物对不同胁迫交叉适应现象普遍性。
利用甘蓝种子萌发的交叉适应性，采用适当的低温处理来提高种子萌发的高温耐性，对于提高甘蓝高温育苗的成活率和幼苗质量有着重要的意义。