Hans Journal of Agricultural Sciences
Vol. 08  No. 09 ( 2018 ), Article ID: 26839 , 6 pages
10.12677/HJAS.2018.89157

Effects of Seed Soaking with Different Concentrations of 5-Aminolevulinic Acid on the Growth and Physiology of Melon Seedlings

Yan Huo, Dechui Wei, Shiwei Song*, Riyuan Chen, Houcheng Liu

College of Horticulture, South China Agricultural University, Guangzhou Guangdong

Received: Aug. 26th, 2018; accepted: Sep. 8th, 2018; published: Sep. 17th, 2018

ABSTRACT

Effects of seed soaking with different concentrations of 5-aminolevulinic acid (0, 5, 10, 20, 40, 70 mg/L) on the growth and physiology of melon seedlings were studied. The results showed that, compared with the contrast (CK, 0 mg/L), seed soaking with 5-aminolevulinic acid promoted the growth of melon. With the enhancement of 5-aminolevulinic acid concentration, the plant height, stem diameter, fresh and dry weight, seedling strength index tend to increase first and then decrease, and the treatment of 20 mg/L is the highest. Seed soaking with 5-aminolevulinic acid treatments increased the content of soluble sugar and soluble protein, and decreased the malondialdehyde content in melon seedling leaves, among them the treatment of 20 mg/L being the best. Thus seed soaking with 5-aminolevulinic acid could increase the growth and seedling strength index of melon, also promote its stress resistance, with the best concentration of 20 mg/L.

Keywords:5-Aminolevulinic Acid, Seed Soaking, Melon, Growth, Physiology

不同浓度5-氨基乙酰丙酸(ALA)浸种 对甜瓜幼苗生长及生理特性的影响

霍岩,韦德吹,宋世威*,陈日远,刘厚诚

华南农业大学园艺学院,广东 广州

收稿日期:2018年8月26日;录用日期:2018年9月8日;发布日期:2018年9月17日

摘 要

研究了不同浓度5-氨基乙酰丙酸(ALA)溶液(0、5、10、20、40、70 mg/L)浸种对甜瓜幼苗生长及生理特性的影响。结果表明:与CK相比,ALA浸种处理促进了甜瓜幼苗生长,随着ALA浓度的提高,甜瓜幼苗的株高、茎粗、植株鲜重和干重、壮苗指数均呈先增加后降低的趋势,20 mg/L处理最高。ALA浸种处理提高了甜瓜幼苗叶片的可溶性糖、可溶性蛋白含量,并降低了丙二醛含量,以20 mg/L处理效果最好。因此ALA浸种处理能促进甜瓜幼苗生长,提高壮苗指数,并显著增强抗逆性,20 mg/L为最佳浓度。

关键词 :5-氨基乙酰丙酸,浸种,甜瓜,生长,生理

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1. 引言

甜瓜(Cucumis melo)属于葫芦科甜瓜属,有“水果皇后”的美称,是世界十大水果之一。甜瓜因其香甜爽口、营养丰富、外形美观、清凉解暑,深受广大消费者的喜爱。目前甜瓜种植面积达到41.04万公顷,占全国瓜果类作物总种植面积的17.04% [1] 。近年来随着人民生活水平的提高,许多地区利用设施栽培甜瓜,以满足市场需求。

5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,简称ALA)广泛存在于植物体内,参与光合作用、呼吸作用,调节植物生长发育等,是一种具有复合生理功能的天然生理调节物质 [2] 。研究表明外源ALA在高浓度时(大于5 mmol/L)可作为除草剂,低浓度时能够促进植物的光合作用,提高产量 [3] ,并增强抗逆性 [4] 。外源ALA处理能够促进番茄种子萌发 [5] ,缓解黄瓜和甜瓜幼苗的弱光胁迫 [6] [7] 以及黄瓜的盐胁迫 [8] ,提高甜椒的耐寒能力 [9] ,改善桃果实品质 [10] 。ALA具有促进蔬菜作物生长、提高产量和抗逆性的作用 [11] 。但目前未见关于ALA浸种对甜瓜幼苗生长及生理特性影响的报道。

本试验研究不同浓度ALA浸种对甜瓜幼苗生长及生理特性的影响,以期为培育优质健壮甜瓜种苗提供理论依据。

2. 材料与方法

2.1. 试验材料

试验甜瓜品种为“地中海F1”,厚皮类型,由上海普威农业科技有限公司提供。

2.2. 试验方法

2.2.1. 实验设计

本试验于2018年1~3月在华南农业大学园艺学院塑料板材温室内进行。将ALA浓度设为5、10、20、40、70 mg/L,分别记为T1~T5,以蒸馏水为对照(CK),对甜瓜进行浸种处理。每个重复挑选100粒甜瓜种子,分别加入50 ml蒸馏水和不同浓度的ALA溶液中浸种,每个处理重复4次。55℃温汤浸种8 h后用蒸馏水冲洗种子,置于铺有层滤纸的培养皿中,在25℃恒温箱黑暗催芽,以后定时定量补充蒸馏水,保持种子湿润状态。3 d后挑选芽长0.5 cm左右均匀的甜瓜种子,播种于50孔穴盘中,每个重复25株。甜瓜幼苗4叶1心时取样测定生长和生理指标。

2.2.2. 测定项目及方法

每个重复选5株甜瓜幼苗,用直尺测定株高,游标卡尺测量茎基部的茎粗。用分析天平称取甜瓜幼苗的地上部和地下部鲜重,再分别烘干(105℃下杀青15 min,然后75℃烘干至恒重)称取干重。甜瓜幼苗壮苗指数的计算公式:壮苗指数 = (茎粗/株高 + 地下部干重/地上部干重) × 全株干重 [12] 。

每个重复选取5株幼苗的第2片真叶测量生理生化指标。丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸法测定,可溶性糖用蒽酮法测定,可溶性蛋白质含量用考马斯亮蓝G-250染色法测定 [13] 。

2.3. 数据处理与分析

数据采用SPSS19.0软件进行统计分析,方差分析采用新复极差法(Duncan’s)检测差异显著性。用Microsoft Excel 2013制作图表。

3. 结果与分析

3.1. ALA浸种对甜瓜幼苗生长的影响

与对照(CK)相比,不同浓度ALA浸种处理均提高了甜瓜幼苗的株高和茎粗(表1),并且随着ALA浓度的提高,甜瓜幼苗的株高和茎粗均呈先增加后降低的趋势,其中T3处理(20 mg/L)最大。

与CK相比,ALA浸种处理均提高了甜瓜幼苗的生物量。随着ALA浓度的提高,甜瓜幼苗的地上部鲜重、干重和地下部鲜重、干重均呈先增加后降低的趋势,其中T3处理最大并显著高于其它处理。

ALA浸种处理均提高了甜瓜幼苗的壮苗指数(图1),随着ALA浓度的提高壮苗指数呈先增加后降低的趋势,T3处理最大并显著高于CK,而其它处理之间差异不显著。

3.2. ALA浸种对甜瓜幼苗生理特性的影响

3.2.1. 对幼苗叶片可溶性糖含量的影响

与CK相比,ALA浸种处理提高了甜瓜幼苗的可溶性糖含量(图2),并且随着ALA浓度的提高呈先增加后降低的趋势,其中T3处理含量最高。

3.2.2. 对幼苗可溶性蛋白含量的影响

与CK相比,ALA浸种处理均显著提高了甜瓜幼苗的可溶性蛋白含量(图3),并且随着ALA浓度的提高呈先增加后降低的趋势,其中T3处理含量最高。

Table 1. Effects of seed soaking with different concentrations of ALA on the growth of melon seedlings

表1. 不同浓度ALA浸种对甜瓜幼苗生长的影响

注:表中数据为平均值 ± 标准差,同列数据后不同字母表示差异显著(α = 0.05)。

注:不同小写字母表示差异达到显著水平(α = 0.05),下同。

Figure 1. Effects of seed soaking with different concentrations of ALA on seedling strength index of melon seedlings

图1. 不同浓度ALA浸种对甜瓜幼苗壮苗指数的影响

Figure 2. Effects of seed soaking with different concentrations of ALA on soluble sugar content of melon seedlings

图2. 不同浓度ALA浸种对甜瓜幼苗可溶性糖含量的影响

Figure 3. Effects of seed soaking with different concentrations of ALA on soluble protein content of melon seedlings

图3. 不同浓度ALA浸种对甜瓜幼苗可溶性蛋白含量的影响

Figure 4. Effects of seed soaking with different concentrations of ALA on malondialdehyde content of melon seedlings

图4. 不同浓度ALA浸种对甜瓜幼苗丙二醛含量的影响

3.2.3. 对幼苗丙二醛含量的影响

与CK相比,ALA浸种处理降低了幼苗叶片丙二醛含量(图4),并且随着ALA浓度的提高,甜瓜幼苗的丙二醛含量呈先降低后增加的趋势,T2、T3、T4处理显著低于其它处理,T3处理含量最低。说明20 mg/L的ALA浸种处理能有效降低甜瓜幼苗的细胞膜脂过氧化程度。

4. 讨论与结论

ALA浸种浓度在5~20 mg/L时,甜瓜幼苗的株高、茎粗、干鲜重、壮苗指数均有不同程度的提升,当浓度大于20 mg/L时,促进作用开始减弱。这表明适宜浓度的ALA浸种能促进甜瓜幼苗的生长,这与前人在水稻及多种蔬菜上的研究结果一致 [3] [4] [14] 。

植物通过改变体内的可溶性糖和可溶性蛋白等渗透调节物质的变化,来适应外界环境 [15] [16] 。在低温弱光逆境条件下,甜瓜幼苗的可溶性蛋白和可溶性糖含量降低 [17] 。本试验中与对照相比,ALA浸种浓度在5~70 mg/L范围内,甜瓜幼苗叶片的可溶性糖和可溶性蛋白含量先升高后降低,在20 mg/L时最高。

丙二醛(MDA)是脂膜过氧化产物,其含量代表了细胞膜受伤害的程度,丙二醛含量高,说明植物细胞膜质过氧化程度高,细胞膜受到的伤害严重。研究表明ALA处理能降低草莓植株的MDA含量 [18] ,并能缓解多种蔬菜作物的弱光胁迫 [6] [7] 、提高耐寒能力 [9] 和抗逆性 [11] 。本试验中20 mg/L的ALA浸种处理,降低了甜瓜叶片的丙二醛含量,增强了其对环境的适应性。因此在低温弱光的冬季进行甜瓜育苗,采用适宜浓度的ALA浸种处理可以提高植株的抗逆性和培育壮苗。

本研究表明,一定浓度的ALA浸种处理,促进了甜瓜幼苗生长、提高了壮苗指数,并提高了幼苗叶片的可溶性糖、可溶性蛋白含量,同时降低了丙二醛含量,增强了对环境的抗逆性,20 mg/L为甜瓜最佳的浸种处理浓度。

基金项目

广州市产学研协同创新重大专项(201704020006);广东省科技计划项目(2015A020209114);现代农业产业技术体系专项资金(CARS-25-C-04)。

文章引用

霍 岩,韦德吹,宋世威,陈日远,刘厚诚. 不同浓度5-氨基乙酰丙酸(ALA)浸种对甜瓜幼苗生长及生理特性的影响
Effects of Seed Soaking with Different Concentrations of 5-Aminolevulinic Acid on the Growth and Physiology of Melon Seed-lings[J]. 农业科学, 2018, 08(09): 1076-1081. https://doi.org/10.12677/HJAS.2018.89157

参考文献

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