外源萘乙酸对高温胁迫下番茄种子萌发的影响

李静，蒋舒蕊，赵威，王怀正，赵凯

（云南农业大学园林园艺学院，昆明，650201）

番茄（Solanum l ycopersicumL.）最早起源于南美地区，属于对环境温度较为敏感的喜温作物，适宜生长温度在15～32℃，25℃为开花坐果的最适温度，温度过高或过低都会对其生长发育造成一定的影响[1]。番茄是我国的主要蔬菜之一，在蔬菜栽培中具有十分重要的地位[2]。目前，全球气温呈变暖趋势，而高温对作物的生长具有很大的影响[3]。研究发现，高温会影响番茄种子活力，严重时甚至会完全抑制种子的萌发[4]。高温不仅会在一定程度上影响植物的正常生长，还会抑制光合作用，从而降低番茄的产量和品质[5]。因此，使用合理的方法缓解高温对番茄植株生长的影响，改善番茄种子的萌发率具有重要意义。外源激素是国内外研究的一个热点，特别是在植物的耐高温性上。萘乙酸（NAA）是植物体内的一种信号分子，参与多种代谢途径，对植物的生长发育起重要作用[6，7]。研究认为，用一定浓度的NAA对植物种子进行预处理能够促进种子的萌发，还能缓解高温胁迫对植物的影响[8，9]。NAA是一种广泛使用的植物生长调节剂，可以诱导植物不定根的形成[10]。近年来众多学者专注于寻找突破高温障碍的植物培养方法，鲜有高温对种子萌发率影响研究的报道。NAA对小麦、玉米种子萌发的影响均有研究，但对番茄种子萌发方面的研究较为少见。本研究以3个番茄品种种子为对象，设置萘乙酸浓度梯度对番茄种子进行浸泡处理，分析高温胁迫下，NAA对番茄种子萌发的影响，以探索改善番茄种子萌发率的方法，并比较不同番茄品种种子的耐热性，为生产上选用优良的番茄品种提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为云南农业大学自主选育的3个优良番茄自交系：CLN2037E、NO.5和YNAU335。

1.2 试验方法

试验在云南农业大学园林园艺学院番茄辣椒试验室进行，于2021年5月16日进行种子萌发试验。先将3个番茄品种种子在55℃下水浴20 min，再用1‰高锰酸钾溶液消毒15 min，后冲洗干净，备用。通过温度梯度试验并结合前人的研究发现，33℃既可以模拟番茄生长的高温环境，又不至于把番茄种子杀死，所以本试验高温设置为33℃。用不同浓度的NAA溶液对3种番茄种子进行浸种处理，共设置2、4、6、8、10 mg/L 5个浓度梯度，以清水为对照（CK），每个处理下各品种选择籽粒饱满、大小一致的种子30粒，3次重复，浸种24 h。浸种完成后，用清水冲洗，每个培养皿放入30粒番茄种子（将不同处理的样品分别编号，并作好标记），置于不同温度的恒温箱中避光催芽，每天9：00和21：00各加入5 mL蒸馏水，保持培养皿湿润，直至试验结束。

每天记录发芽情况，以胚根突破种皮为萌发（露白），发芽结束后统计发芽率并计算相应指标。

1.3 发芽指标测定

催芽5 d时计算发芽势，10 d时计算种子发芽率、发芽指数和活力指数（VI）。

发芽势（%）=规定天数内发芽种子数/供试种子总数×100；发芽率（%）=全部发芽种子数/供试种子总数×100；发芽指数=∑Gt/Dt，式中：Gt为t时间内的发芽数，Dt为相应的发芽天数；V I=S∑Gt/Dt，式中：VI为活力指数，S为催芽10 d时的幼苗胚根长，Gt为10 d内的发芽数，Dt为10 d。

1.4 数据分析

使用Microsoft Excel 2016和SPSS 22.0进行数据处理和单因素方差分析（P＜0.05）。

2 结果与分析

①CLN2037E 2～4 mg/L NAA处理后种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均显著高于对照。其中，4 mg/L NAA处理的种子发芽率显著高于对照和其他处理，为85.74%；2 mg/L NAA处理的种子发芽势、发芽指数和活力指数均高于对照和其他处理，分别为18.14%、1.83和9.36；与4 mg/L NAA处理相比，6～10 mg/L NAA处理的种子萌发受到抑制，且浓度越高，抑制作用越强，当NAA浓度为10 mg/L时，种子萌发的各项指标均低于对照。

②NO.5 与对照相比，随着NAA浓度的上升，2～4 mg/L NAA处理的种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均呈增长趋势；浓度为4 mg/L时种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均最高，分别为84.07%、15.15%、1.83和7.94，表明在高温（33℃）下NO.5种子萌发的最佳NAA浓度为4 mg/L与4 mg/L NAA处理相比，6～10 mg/L NAA处理下NO.5种子萌发的各项指标均显著下降。

③YNAU335 2～4 mg/L NAA处理后种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均显著高于对照组。其中，NAA浓度为2 mg/L时种子萌发的各项指标均高于对照和其他处理，分别为84.74%、15.22%、1.83和7.85，表明在高温（33℃）下YNAU335种子萌发的最佳NAA浓度为2 mg/L；与4 mg/L NAA处理相比，6～10 mg/L NAA处理的YNAU335种子萌发的各项指标均有所下降，当NAA浓度为10 mg/L时种子萌发的各项指标均低于对照。

表1 33℃不同浓度NAA浸种对3个番茄品种种子萌发的影响

总体而言，在33℃高温条件下，低浓度NAA溶液（2～4 mg/L）能促进3个番茄品种种子的萌发。当NAA浓度高于4 mg/L时，种子萌发指标开始下降，且浓度越高，各项萌发指标越低。说明低浓度NAA处理能显著促进3个番茄品种种子的萌发，而高浓度的NAA则没有明显的促进效果，甚至抑制种子的萌发，不同番茄品种种子在不同NAA浓度下的萌发反应也不一样。

3 结论与讨论

种子是植物生命周期的重要阶段，通过发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数等指标可以反映种子的发芽速度、出芽整齐度以及品种优良度[11]。植物生长的关键阶段是种子萌发期，这个阶段植物面临着许多风险，其中环境变化的影响尤为重要[12]。Almeselmani等[13]研究发现，植物细胞质膜的稳定性在高温胁迫下会遭到破坏，能一定程度抑制植物的生长发育。而植物种子萌发的适宜温度是其长期以来对自然环境所表现的一种生态适应性[14]。本研究发现，高温胁迫下番茄种子萌发的各项指标均受到明显抑制，这与前人的研究结果相一致[15]。

大量研究表明，一定浓度的植物生长调节剂能有效打破种子的休眠状态，从而促进种子的萌发[16]。本试验使用的NAA可以促进植物的光合作用、新陈代谢以及提高种子萌发过程中过氧化酶和过氧化氢酶的活性[17]，这是NAA促进种子萌发的可能原因之一。近年来对NAA的研究主要集中在植物扦插生根方面[18]，鲜少见到种子萌发方面的研究。

本研究结果表明，在高温（33℃）条件下，低浓度NAA溶液（2～4 mg/L）可以有效促进3个番茄品种种子的萌发，浓度过高则会抑制种子的萌发，其中NO.5品种表现最明显；高温和NAA双重处理下，部分浓度NAA能够抵消高温对番茄种子萌发的抑制作用。本研究说明一定浓度的NAA溶液可以缓解高温胁迫对番茄种子萌发的影响。