植物免疫诱抗剂是一类可以激活植物自身免疫反应，调节植物新陈代谢，从而增强植物抗病性和抗逆能力的激发子[1]。其具有激活植物自身免疫系统、提高抗病能力和促进生长的作用，是生物农药创制较为热门的研究方向之一[2]。植物免疫诱抗剂可用于植物浇根、拌种、浸种和叶面喷施等。王洪凤等[3]研究发现，植物免疫诱抗剂与植物接触后，会以多种方式进入植物并被受体识别，随后产生多种信号传导反应，刺激植物积累保卫素、发生过敏反应等一系列防卫反应，从而达到增加产量、抵抗病害的效果。植物免疫诱抗剂可以提高植物的抗病能力，降低病原菌对植物的危害，同时能缓解害虫对植物的为害，在一定程度上减少了化学药剂使用，缓解了农产品安全和环境污染压力[4]。陈敏等[5]研究发现，植物免疫诱抗剂能提高玉米的耐盐性，促进其生长，提高产量。
壳寡糖是一种由壳多糖经过酶解或酸水解得到的寡糖类物质，具有多种生物活性和生理功能。罗晓峰等[6]、Wang等[7]研究指出，壳寡糖作为一种植物生长调节剂，对大豆生长发育、产量及品质有提高作用；其可能通过延长幼苗叶长来提高光合速率，且对生物量积累与养分吸收均有一定的促进作用。壳寡糖还可以通过激发植物自身免疫反应，诱导植物获得抗病性，对南方水稻黑条矮缩病毒的防治具有一定的效果[8]，能抑制花椒盆栽苗干腐病菌的生长[9]，且对黄瓜灰霉病有较好的防效[10]。壳聚糖被认为是一种应用潜力较大的激发子，能有效诱导植物产生抗病性，对作物病害，特别是植物病毒病起到较好的防治效果，应用壳寡糖处理烟草可减少花叶病毒引起的坏死斑[11]。相关研究发现，在茶叶、葡萄、猕猴桃和豇豆等作物叶面喷施不同浓度的壳寡糖，均有一定的促进生长的作用，可以提高农产品产量和品质[12-14]。
玉米是重要的粮食及饲料作物之一，也是深加工等工业行业的重要原料之一。油菜是十字花科芸薹属一年或两年生草本作物，是重要的油料作物之一。目前关于壳寡糖对玉米和油菜萌芽期和苗期生长的影响有待进一步研究和探索。本研究选取常用的植物免疫诱抗剂壳寡糖，对玉米和油菜萌芽期进行浸种处理，苗期进行喷施处理，分析其种子萌发、出苗及幼苗的生物性状指标等差异，揭示壳寡糖对玉米和油菜幼苗生长的影响作用，为壳寡糖的开发利用，以及玉米和油菜的植物免疫诱抗剂的选择提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试玉米（粤白糯6号）种子由合肥市合丰种业有限公司生产，油菜（华油杂62）种子由湖北国科高新技术有限公司生产。供试药剂壳寡糖（CAS编号：148411-57-8）由上海阿拉丁生物医药科技有限公司生产。
1.2 萌芽期试验
在24～26 ℃的光照培养箱（HLI180A）中，用同等规格的纸巾垫在培养皿上，放入种子（玉米15粒，油菜20粒），加入25 mL对应浓度的壳寡糖溶液使种子润湿。壳寡糖浓度分别为10（T1）、50（T2）、100（T3）、300（T4）和500 mg/L（T5），以去离子蒸馏水为对照（CK1）。每处理3次重复，分析壳寡糖对玉米与油菜种子生长发育的影响，萌芽期内适当补充蒸馏水确保纸巾湿润，于第5天检测和记录胚芽长、胚根长和鲜重等生理指标。以第5天发芽种子数计算发芽势，如式（1） 。
1.3 苗期试验
在25～35 ℃的温室内，随机区组设计，采用盆栽法研究。将未处理的玉米和油菜种子分别播种，待种子出苗后喷施不同浓度壳寡糖溶液，浓度分别为10（T6）、50（T7）、100（T8）、300（T9）和500 mg/L（T10），对照为去离子蒸馏水（CK2），各处理重复3次。每盆播5粒种子。各处理玉米和油菜幼苗于2叶期、3叶期和4叶期观察并记录植物的变化，于4叶期测定株高、茎粗、地上部鲜重、茎鲜重、叶鲜重和叶面积等指标。叶面积计算如式（2） 。
1.4 数据分析
采用Excel 2019以及SPSS 26.0软件对数据进行统计和分析。
2 结果与分析
2.1 对玉米和油菜萌芽期生长的影响
壳寡糖对玉米萌芽期生长的影响见表1。T2、T3和T4处理的玉米茎长与CK1处理相比有明显的促进作用（P<0.05），其中以T2（50 mg/L）处理最佳；T2、T3处理对玉米根长有明显的促进效果（P<0.05），其中T2（50 mg/L）处理最佳；在玉米鲜重方面，所有浓度的壳寡糖处理均较CK1处理有所增加，其中T1、T2和T3处理与CK1处理间差异存在统计学意义（P<0.05）；T3（100 mg/L）处理的玉米发芽势较高，与CK1处理差异存在统计学意义（P<0.05），其余处理的发芽势较CK1处理有所提高，处理间差异无统计学意义（P>0.05）。综合来看，100 mg/L浓度的壳寡糖对玉米萌芽期的促生作用较好。
表1 壳寡糖对玉米萌芽期生长的影响 |
| 处理 | 茎长/cm | 根长/cm | 鲜重/g | 发芽势/% |
|---|---|---|---|---|
| T1 | 2.04±0.12 ab | 2.55±0.93 ab | 0.49±0.04 ab | 57.80±5.88 ab |
| T2 | 3.84±0.84 a | 5.32±1.21 a | 0.68±0.13 a | 68.87±12.37 ab |
| T3 | 3.37±0.99 a | 4.23±1.26 a | 0.49±0.05 ab | 80.00±3.87 a |
| T4 | 3.79±0.38 a | 3.39±0.23 ab | 0.46±0.03 bc | 66.63±6.67 ab |
| T5 | 2.67±0.49 ab | 3.06±0.78 ab | 0.38±0.03 bc | 71.10±8.90 ab |
| CK1 | 0.82±0.36 b | 0.92±0.42 b | 0.27±0.02 c | 46.67±7.71 b |
|
壳寡糖对油菜萌芽期生长的影响见表2。各浓度壳寡糖处理后茎长均小于CK1，其中T2、T3处理的茎长与CK1处理间差异存在统计学意义（P<0.05）；根长方面，各浓度壳寡糖处理与CK1处理相比均无统计学意义（P>0.05）；鲜重方面，T1、T5处理的鲜重明显低于CK1处理（P<0.05），而T2、T3和T4处理的鲜重与CK1处理差异无统计学意义（P>0.05）；发芽势方面，各浓度壳寡糖处理与CK1处理相比差异无统计学意义（P>0.05）。综合来看，各浓度壳寡糖对油菜萌芽期均未表现出明显促生作用，10～100 mg/L壳寡糖处理的油菜幼苗在茎长和鲜重指标上表现出一定的抑制作用。
表2 壳寡糖对油菜萌芽期生长的影响 |
| 处理 | 茎长/cm | 根长/cm | 鲜重/g | 发芽势/% |
|---|---|---|---|---|
| T1 | 6.03±0.16 ab | 5.48±0.30 ab | 0.053±0.007 bc | 96.67±3.33 a |
| T2 | 5.41±0.50 b | 3.50±0.31 c | 0.073±0.009 ab | 93.33±4.41 a |
| T3 | 5.12±0.56 b | 3.72±0.82 bc | 0.080±0.006 a | 93.33±4.41 a |
| T4 | 6.28±0.18 ab | 5.72±0.70 a | 0.067±0.003 abc | 86.67±4.41 a |
| T5 | 6.02±0.36 ab | 5.30±0.35 ab | 0.047±0.088 c | 90.00±2.89 a |
| CK1 | 7.05±0.16 a | 4.91±0.45 abc | 0.077±0.003 a | 96.67±3.33 a |
2.2 对玉米和油菜苗期生长的影响
壳寡糖对玉米苗期生长的影响见表3。各浓度壳寡糖均对玉米茎长有明显促进作用，以T7处理的茎长最大，与CK2处理相比增长了51.43%；玉米根长以T8处理最长，T7、T9处理其次，均明显优于CK2处理（P<0.05）；叶面积以T6处理最大，T7、T8处理其次，处理间差异无统计学意义（P>0.05），均明显优于CK2处理（P<0.05）。综合来看，50～100 mg/L壳寡糖处理对玉米苗期生长的促进作用较好。
表3 壳寡糖对玉米苗期生长的影响 |
| 处理 | 茎长/cm | 根长/cm | 叶面积/cm² |
|---|---|---|---|
| T6 | 10.47±0.66 a | 17.33±0.60 bc | 35.73±2.94 a |
| T7 | 10.60±0.31 a | 18.87±0.07 a | 35.36±2.60 a |
| T8 | 9.50±0.46 a | 19.40±0.52 a | 32.13±1.49 a |
| T9 | 9.50±0.26 a | 18.03±0.22 ab | 22.23±0.84 b |
| T10 | 10.00±0.51 a | 14.63±0.81 d | 26.37±0.39 b |
| CK2 | 7.00±0 b | 16.10±0.10 c | 21.39±0.64 b |
壳寡糖对油菜苗期生长的影响见表4。各浓度壳寡糖处理对油菜的茎长、根长均有促进作用，不同浓度的促进作用存在差异。各浓度处理的茎长较CK2处理均存在统计学意义（P<0.05），以T9处理茎长最长，较CK2处理增长了122.15%；T10处理的根长最长、叶面积最大；T6处理的叶面积略小于CK2处理，差异无统计学意义（P>0.05）。综合来看，500 mg/L壳寡糖对油菜苗期促生作用较好。
表4 壳寡糖对油菜苗期生长的影响 |
| 处理 | 茎长/cm | 根长/cm | 叶面积/cm2 |
|---|---|---|---|
| T6 | 5.31±0.17 c | 2.50±0.10 c | 1.30±0.05 d |
| T7 | 7.43±0.07 b | 5.83±0.25 a | 2.31±0.25 c |
| T8 | 8.02±0.14 b | 3.76±0.40 b | 3.67±0.03 b |
| T9 | 9.73±0.19 a | 4.50±0.20 b | 3.86±0.30 ab |
| T10 | 9.17±0.07 a | 6.29±0.41 a | 4.29±0.30 a |
| CK2 | 4.38±0.35 d | 1.74±0.04 c | 1.40±0.53 d |
3 结论与讨论
综上，壳寡糖对玉米的萌芽期和苗期，油菜的苗期均有一定的促生作用。壳寡糖可以诱导植物抗病性相关基因的表达，提高抗病性；有利于缓解干旱胁迫下油菜光合作用降低，提高其抗旱性；同时还能促进非干旱胁迫下植物净光合速率提高[18]。壳寡糖叶片喷施可以提高玉米幼苗的抗旱性[19]。袁建平等[20]研究指出，一定浓度的壳寡糖可以促进玉米种子萌发和幼苗的生长，其促进作用的大小会随壳寡糖浓度的不同存在差异。本试验结果与此结果基本一致，50～100 mg/L壳寡糖对玉米萌芽期和苗期的促生作用较好，高浓度的促生效果不明显；壳寡糖浸种处理对油菜萌芽期的促生作用不明显，以300～500 mg/L处理对油菜苗期促生作用较好。