低温是影响植物生长和发育的主要环境因子之一，而种子萌发时期往往是对低温胁迫十分敏感的时期。红萝卜是我国常见的经济作物，本试验以红萝卜为材料，探讨 PEG 处理后低温对红萝卜种子发芽率及幼苗生长中脯氨酸、丙二醛（MDA）含量和过氧化氢酶活性的变化；

1.低温胁迫对植物的影响

低温会影响作物的正常萌发，当温度达不到作物需求的有效积温时，作物将不能正常萌发，同时，低温会抑制苗期作物正常的组织分化和生长，使植物的发育进程提前。当作物处在低温条件下时，生长速率会随之下降 ，其下降程度于温度下降呈线性正相关[1]。

1.1对细胞膜透性的影响

细胞膜是活细胞和环境之间的屏障，生物膜会最先对细胞外各种外界环境做出反应，丙二醛作为脂质过氧化作用的主要产物之一，其含量的变化可以反应细胞膜受损程度。丙二醛通过破坏细胞膜的透性以影响细胞对离子的吸收，原因在于它可以影响细胞膜透性和膜蛋白 [2,3]。

1.2 对细胞渗透调节物质的影响

在低温情况下，植物体内常合成和积累一些小分子有机物质，主要包括脯氨酸、葡萄糖、氨基酸、甜菜碱、多胺、甘油醇和肌醇等小分子有机物质，以提高细胞渗透势，降低水势[4]。细胞的渗透调节能力随着甜菜碱的积累逐渐升高，细胞膜的完整性得以更好的维持，稳定性增强。作物的游离脯氨酸的积累在低温条件下发生，有利于植物抗逆性的提高[5]。

1.3 聚乙二醇(PEG)对植物抗寒性有促进作用

聚乙二醇（PEG)是一种高分子渗透剂，其自身是不能穿越细胞壁而进入细胞质，因此不会造成植物细胞的质壁分离，而形成一种类似于处在低温水环境的现象。近年来许多PEG 处理农产品的研究表明，PEG 对种子萌发、缩短出苗时间、提高种子活力和抗逆性有一定促进作用。PEG 处理影响种子萌发过程在其他作物中已有报道，但对红萝卜先前并未有学者做过研究。为此我选取红萝卜种子用作研究，以 PEG 作为渗透调节剂，处理种子，测定种子萌发过程中生理生化特性的变化，以探讨在渗透调节作用下红萝卜种子萌发过程中的物质变化规律。

2.实验方法

2.1 种子预处理

将红萝卜种子用0.1%升汞消毒3分钟后，再用蒸馏水清洗4次，每次1分钟。浸种：取9个干净的小烧杯分别标号A-J将消毒过的红萝卜种子放在10个小烧杯中，每个烧杯分别放30粒红萝卜种子，取A-C三个烧杯分别倒入10%、20%、30%的PEG，12小时候再取D-F三个未加PEG的烧杯分别10%、20%、30%的PEG，再过12小时候再取G-I三个未加PEG的烧杯分别10%、20%、30%的PEG，再过24小时，将9个烧杯中的种子清洗干净备用。提前3小时取60粒红萝卜种子于烧杯J中，用清水浸泡。

光照培养：取10个干净的培养皿，分别标号A-J，在其中铺入双层纱布，将事先处理好的红萝卜种子均匀放入培养皿中，浸湿后放在20℃的恒温恒湿培养中培养。

2.2 土壤培养

选取合适大小的4个穴盘经行标记，其中两个标记PEG处理和另外两个标记空白对照，分别铺入事前处理好的培养土并用营养液浇透。

取试验中确定的PEG浓度的溶液处理过的红萝卜种子，在合适穴盘中播种，放在20℃的恒温培养箱中经行培养（经文献查阅得知红萝卜种子最适萌发温度在20℃左右），当幼苗长至出现真叶时将其中一个标记空白对照一个标记PEG处理的穴盘放到10℃的光照培养箱中进行低温培养。长至出现第四片真叶时，分别取叶片测定红萝卜种子叶片的脯氨酸、丙二醛和过氧化氢酶的含量。

2.3 脯氨酸含量测定

取PEG 处理的红萝卜幼苗和未处理的红萝卜幼苗的叶片各0.5g，采用酸性茚三酮法。测定其脯氨酸的含量。用研钵将叶片碾碎，移至离心管中，放置离心机中离心10 分钟，取上清液加入蒸馏水、冰醋酸和酸性茚三酮等显色、萃取、比色，根据标准曲线得出脯氨酸含量。

2.4 丙二醛含量测定

取 PEG 处理的红萝卜幼苗和未处理的红萝卜幼苗的叶片各1.0g，检测其叶片中丙二醛含量测定采用硫代巴比妥酸法，即将将叶片放置在研钵中研磨后，进一步用 TCA 溶液充分研磨，匀浆离心后加入 TBA 液，混匀后置于沸水浴中煮沸15 分钟，迅速冷却离心，测定其532nm 和450nm 处的OD 值，求出丙二醛含量。

2.5 过氧化氢酶含量测定

取PEG 处理的红萝卜种子叶片叶片各0.5g，放入研钵中加2～3ml 4℃下预冷的PH7.0 磷酸缓冲液和少量石英砂磨成匀浆，转入 25ml 容量瓶中,并用缓冲液冲洗研钵数次，合并冲冼液，并定容至刻度。混合均匀将容量瓶置 10℃冰箱中静置10min，取上部澄清液在4000r/min 下离心 15min,上清液即为过氧化氢酶粗提取液。10℃下保存备用。

3.结果与分析

3.1 在不同浸泡时间、不同浓度PEG 处理的条件下，红萝卜种子萌发率均比空白对照组红萝卜种子萌发率高，而 30%PEG 浸泡 48 小时的红萝卜种 是最高的，在此浓度下，红萝卜种子萌发率明显上升至 9 较深。在相同的浸种时间下红萝卜种子的萌发率随着 PEG 处 卜种子萌发率随浸种时间的延长而升高。在相同的浸种时间 的发芽势随着 PEG 处 而升高，在相同的 PEG 浸种浓度下红萝卜种子发芽势随浸种时间的延长而升高。

3.2 红萝卜种子萌发后的生长也受到低温影响。在红萝卜幼苗生长达到稳定时，观察其形态发现：不同PEG浓度下红萝卜幼苗的表型存在一定差异。在叶片颜色上，随着 PEG 浓度的提高，其叶片绿色逐渐变深，且叶片逐渐变大；其次，在营养器官方面，生活在30%PEG 浓度下的红萝卜幼苗其叶片最为肥大，比对照组的幼苗更为茁壮，即一定 PEG 度可以刺激红萝卜叶片的增长。PEG 浸泡处理对红萝卜幼苗生长有促进作用，并得到 30%PEG处理红萝卜种子后幼苗鲜重最重为0.69g，即PEG 浸泡处理对红萝卜幼苗抗逆性提高有促进作用。

3.3 在 10℃下红萝卜幼苗中脯氨酸含量明显高于 20℃下红萝卜幼苗中脯氨酸的含量且同在 10℃和 20℃下PEG 处理组的脯氨酸含量均高于对照组，而脯氨酸含量的多少可以直接反应出红萝卜幼苗的抗逆性强弱，由次可以说明PEG 处理促进了红萝卜幼苗在低温下的抗逆性。

3.4 作为脂质过氧化作用的主要产物之一的丙二醛，对细胞的毒害作用较强，在本试验中，10℃下MDA 含量高于20℃下的MDA 含量，表明红萝卜幼苗的生长受到低温的影响，在低温情况下，红萝卜幼苗细胞膜受到损伤；而同在10℃和20℃下，PEG 处理组红萝卜幼苗的MDA 含量均低于对照组，且低温下MDA 含量变化较明显，说明PEG 处理对红萝卜幼苗在低温下的抗逆性有促进作用。

3.5 过氧化氢是植物代谢过程中产生的废物，它能够对机体造成损害，20℃下PEG 处理组红萝卜幼苗的过氧化氢酶活性高于10℃下PEG 处理组，20 萝卜幼苗过氧化氢酶活性也高于10℃下对照组，说明在低温下，红萝卜幼苗的过氧化氢酶活性是降低的，低温 对红萝卜幼苗生长有抑制作用;而在 10℃和 20℃下，PEG处理组的过氧化氢酶活性均高于对照组，说明PEG 处理能够提高红萝卜幼苗在低温下的抗逆性。

综上所述PEG 处理可以提高种子在低温下的萌发率和根长，在30%PEG 浸种48H 时，红萝卜种子发芽率和发芽势最高，同时 PEG 处理组的红萝卜幼苗中脯氨酸和过氧化氢酶的含量都比空白对照组要高，且丙二醛含量相对于对照组有显著下降，由此说明PEG 处理对种子抗逆性有显著的提高作用。

参考文献：

[1] 魏乐, 杜军华. 高温和零上低温对小麦根系含糖量及细胞透性的影响[J]. 青海师范大学学报, 自然科学版, 1999, 1: 36\~39 .

[2] 万里强, 石永红, 李向林等. PEG 胁迫下 3 个多年生黑麦草品种抗性生理研究[J]. 中国草地学报,2009, 4: 7\~17.

[3] 李晓梅. 聚乙二醇对萝卜种子活力与幼苗抗冷性影响[J]. 中国农业通报, 2010, 26(13): 183\~186.

[4] 李盈. EG 浸种处理对低温胁迫下辣椒种子萌发的影响[J]. 甘肃农业大学学报, 009, 0(5): 5\~39.

[5] 王娟，李德全. 逆境条件下植物体内渗透调节物质的积累与活性氧代谢[J]. 植物学通报, 2001,8(4): 459\~465.

[6] 杨亚军, 郑雷英, 王新超. 冷驯化和ABA 对茶树抗旱能力及其体内脯氨酸含量的影响[J]. 茶叶科学,2004, 24(3): 177\~182.