超声波对绿豆种子生长发育的影响

闫延鹏， 郑 杰， 张雪梅， 陈 宇， 李鸿淋， 崔建国，2

(1.重庆理工大学 药学与生物工程学院， 重庆 400054；2.重庆理工大学 药物化学与分子药理学重庆市重点实验室, 重庆 400054)

超声波是一种音调高于人类听觉的声音，频率超过20 kHz，在众多领域具有广泛的应用。低频超声作为快速增强各种生物活性的方法，在过去的十年中得到了越来越多的关注，通过改变超声参数，可以达到不同的物理、化学和生物效果，从而实现对目标细胞活性增强的目的[1]。低频超声波作用于生物体，具有多种生物效应，其中最主要的有机械效应、空化效应和热效应[2]。已有研究表明，超声可以通过多种途径加速细胞生长，如升高细胞pH值[3-4]或Ca2+浓度[5-6]，改变细胞膜的通透性[7-8]等。

超声技术在植物研究和农业生产中具有广阔的应用前景。最早从Willian等[9]用超声处理玉米种子使其产量增加35%，到后期关于黄精种子[10]、梭梭种子[11]和横经席种子[12]等各种植物，研究者们都进行了大量的研究工作。但目前超声对植物种子影响的研究大多缺少理论基础，参数选择存在一定的随机性和盲目性，更多的是以实验测试来探究超声对种子生长的影响。

针对上述情况，从基础理论出发研究超声波对绿豆种子发芽率的影响，通过理论和频率仿真得到了绿豆细胞的特征频率，然后设计了一种超声刺激装置，该装置可以对刺激环境进行检测和控制，并且能够及时调节超声作用参数。利用该装置分别研究了超声频率、刺激时间和正弦波信号激励电压对绿豆种子发芽指数的影响，在此基础上研究了连续波和脉冲波超声对绿豆发芽的影响，并创新性的提出了超声协同低浓度氯化钠对绿豆发芽影响的研究。……