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赤霉素和浓硫酸对单面针种子萌发的影响



全 文 :赤霉素和浓硫酸对单面针种子萌发的影响
*
黄开顺,陈金艳,黄 剑,李开祥
(广西林业科学研究院 /广西特色经济林培育与利用重点实验室,广西 南宁 530002)
摘要:对单面针种子进行赤霉素和浓硫酸浸种处理以及湿沙层积催芽试验,结果表明,赤霉素浸种处理对单面
针种子萌发具有明显的促进作用。与清水浸种的对照相比,萌发率显著提高,萌发时间显著提早,用 1 000 ~
2 000 mg /L赤霉素溶液浸种 6 - 72 h,萌发率比对照提高 15 个百分点以上,其中以 1 000 mg /L浸种 48h 的萌发
率最高,达 85 %,以 1 000 mg /L浸种 72 h的萌发率较低,但也达到 46 %,萌发高峰期出现在处理后的 52 - 90
天期间;而对照处理的萌发率最高只有 31 %,多数低于 30 %,萌发高峰出现较晚,到 128 天时萌发仍处高峰
期,萌发缓慢,整齐度不高。单面针种子先用 80 %浓硫酸浸泡处理 3. 5 min后,再用 1 000 mg /L赤霉素溶液浸
泡处理 6 h、12 h、24 h、48 h和 72 h,各处理的萌发率均不超过 8 %,萌发活动主要发生在处理后的 52 天之前,
之后一直至 128 天未发现萌发的种子。研究表明,在实际的单面针育苗生产中,单独使用赤霉素浸种处理比使
用浓硫酸和赤霉素组合浸种处理的方法较为简便、实用。
关键词:单面针;赤霉素;浓硫酸;种子;萌发
中图分类号:S 567. 19 文献标识码:A 文章编号:1672 - 8246 (2015)02 - 0161 - 04
Effects of Gibberellin (GA3)and Concentrated Sulfuric Acid
on the Seed Germination of Zanthoxylum dissitum
HUANG Kai-shun,CHEN Jin-yan,HUANG Jian,LI Kai-xiang
(Guangxi Academy of Forestry,Guangxi Key Laboratory of Special Non-wood Forest Cultivation & Utilization,Nanning Guangxi 530002,P. R. China)
Abstract:Soaking treatments with GA3 and concentrated sulfuric acid and accelerating germination with wet sand
lamination on the seed of Zanthoxylum dissitum were experimented,the results showed that the GA3 soaking had an
obvious role in promoting the seed germination of Zanthoxylum dissitum. Compared with treatments of water soaking,
germination rate by the GA3 soaking was higher and germination beginning time was earlier significantly. When seeds
had been soaked for 6 -72 hours with 1 000 ~ 2 000 mg /L of GA3 solution,the germination rate was 15 % higher
than the contrast. The highest germination rate was 85 % on the treatment of soaking for 48 hours with 1 000 mg /L
GA3,the lower germination rate belonged to the treatment of soaking for 72 hours with 1 000 mg /L GA3,but it also
reached to 46 % . The germination peak appeared in the processing of 52 -90 days. In contrast,the highest germi-
nation rate of the contrast was only 31 % . Most of the treatments were less than 30 % . The germination peak ap-
peared later,it was still peak when reached 128 days after doing the wet sand lamination. The germination was slo-
wer and the uniformity was lower than the treatments with GA3. The germination rates of all treatments were less than
8 % with combined soaking treatments of 3. 5 minutes of concentrated sulfuric acid (80 %)and 6,12,24,48 and
72 hours of 1 000 mg /L GA3,germination activity mainly occured during 52 days,after that,it had not found the
germination until 128 days. Accordingly,in actual seeding production,it is more practical and simple to use the
seeds soaking treatment with GA3 than combined concentrated sulfuric acid and GA3.
第 44 卷 第 2 期
2015 年 4 月
西 部 林 业 科 学
Journal of West China Forestry Science
Vol. 44 No. 2
Apr. 2015
* 收稿日期:2014 - 11 - 11
基金项目:国家林业公益性行业科研专项 (201204606)“林药单面针资源培育利用技术研究与示范”。
第一作者简介:黄开顺 (1980 -),男,工程师,硕士,主要从事经济林研究及技术推广工作。E-mail:hkshun@ 126. com
Key words:Zanthoxylum dissitum;gibberellin (GA3);concentrated sulfuric acid;seed;germination
单面针学名蚬壳花椒 (Zanthoxylum dissitum),
为芸香科 (Rutaceae)花椒属 (Zanthoxylum)的
一种植物,主要分布于广西、云南、贵州、湖南、
湖北、重庆、四川等省 (区、市),其根、茎、果
均可入药,具有活血散瘀、续筋接骨、理气止痛之
功效,治跌打损伤、扭伤、骨折以及疝气痛等[1]。
杨林等研究发现单面针果皮中的多糖具有一定的抗
肿瘤作用[2]。
单面针野生繁殖能力低,野生资源少,其种皮
坚硬是导致种子长期休眠及萌发困难的主要因素之
一。近年来,国内有研究人员在单面针种子萌发方
面进行初步探索。马英姿等通过机械破壳、硫酸浸
蚀、激素浸种等方法处理单面针种子,发现用浓硫
酸处理 6 min去皮以及 50 mg /L 赤霉素 (GA3)溶
液浸泡 5 min后,置于 25℃恒温培养箱内培养,种
子萌发率可达到 60 %[3]。费明亮等利用 25℃恒温
气候箱进行避光培养研究,发现变温层积可有效解
除单面针种子休眠,草炭拌种催芽的萌发率达到
68 %,湿沙拌种催芽的萌发率达到 42 %[4]。这些
试验是在恒温培养箱内进行,环境条件要求较高,
在实际生产中进行大规模育苗时可能面临一定的设
备条件限制。单面针无性繁殖研究也有所进展,王
平等利用单面针种子胚为外植体进行胚培养,最高
萌发率可达 86. 7 %[5];马英姿等用单面针幼茎作
外植体,进行了最佳腋芽诱导培养基、最佳丛生芽
诱导培养基、最佳增殖培养基、最佳生根培养基的
筛选试验,结果为腋芽诱导率 64%、丛生芽诱导
率 90 %、增殖系数 4 和生根率 78 %[6]。通过无性
繁殖方式可有效实现单面针资源的扩繁,但出于种
质资源遗传多样性和资源保育策略的考虑,实生繁
殖也很重要。
本研究利用赤霉素溶液和浓硫酸进行浸种处理
对比试验,在常温条件下进行湿沙层积催芽,研究
赤霉素和浓硫酸处理对单面针种子萌发的影响,以
期获得有效解决单面针种子萌发困难问题的简便、
实用技术,为实际生产提供参考。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
于 2012 年 11 月下旬在广西凤山县与天峨县交
界区域采集野生单面针成熟果实,带回实验室摊平
自然风干,至大多数果皮开裂露出黑色种粒,辅以
人工剥取,滤掉杂质,获得纯净种子。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 选种与洗种
将单面针种子放入水桶,加清水并充分搅动后
静置,去除漂浮水面的劣种粒,对剩下的优良种子
用手掌反复搓洗和换水清洗,直至完全洗掉附着于
硬种皮外表的油蜡层,最后捞出种子,在室内摊开
晾干表面水分。
1. 2. 2 赤霉素浸种处理
配制 1 000 mg /L、1 500 mg /L和 2 000 mg /L 3
种浓度的赤霉素溶液。每个浓度的浸种时间为 6 h、
12 h、24 h、48 h 和 72 h。以清水浸种处理作对照
(CK)。每处理种子 300 粒。
1. 2. 3 浓硫酸和赤霉素组合浸种处理
使用的浓硫酸初始浓度为 95 %,用水稀释成
80 %后进行浸种试验。正式试验前先进行浸种时
间的筛选,边浸种边取出种子用手工敲破种皮,找
出恰好使硬种皮变脆但种仁未明显受损的浸种时
间。正式浸种试验时,先将种子放入玻璃烧杯中,
倒入浓硫酸后立即用玻棒不断搅拌,浸够时间后转
至流动自来水中冲洗,之后将种子分成 5 份,每份
300 粒,分别用 1 000 mg /L 赤霉素溶液浸种 6 h、
12 h、24 h、48 h和 72 h。
1. 2. 4 湿沙层积催芽
经赤霉素和浓硫酸浸种后,每个处理的种子分
别用湿润细河沙进行层积催芽。沙子提前半天用
0. 3 %高锰酸钾溶液喷淋消毒,藏种时沙子湿度以
手握成团、碰之即散为度。埋种时在花盆中装入一
层厚约 10 cm 的湿沙作基床,然后均匀撒播种子,
再埋上一层厚约 2 cm 的湿沙,最后覆盖一层半透
明的塑料薄膜,置于通风明亮、常温的室内或挡雨
棚下。催芽期间注意观察沙子水分状况,水分不足
则掀开薄膜进行淋水保湿。所有试验种子于 2012
年 12 月 13 日至 15 日期间完成湿沙层积催芽。
1. 2. 5 萌发调查
湿沙层积埋种后 52 天,即 2013 年 2 月 5 日发
现有种子萌发突破沙层表面,当天进行第 1 次调
查。调查时仔细挖开沙子,统计萌发种子并取出沙
盆,再覆盖一层薄沙继续对未萌发种子进行催芽。
之后于 2 月 5 日 (52 天)、2 月 26 日 (73 天)、3
月 15 日 (90 天)、4 月 2 日 (108 天)和 4 月 22
261 西 部 林 业 科 学 2015 年
日 (128 天)进行 5 次调查。以萌芽突破种壳、露
出白色嫩芽即算为有效萌发。
1. 3 统计计算
湿沙层积催芽试验结束后,计算每个处理的种
子萌发率,计算公式为,萌发率 (%) =累计萌
发种子数 /300 × 100 %。
2 结果与分析
2. 1 赤霉素浸种处理对单面针种子萌发的影响
从表 1可见,单面针种子用 1 000 ~ 2 000 mg /L
赤霉素溶液浸泡 6 -72 h,与常规的清水浸种处理对
比,萌发率得到显著提高。以 1 000 mg /L赤霉素浸
种 48 h的萌发率最高,达85 %,其次是2 000 mg /L
赤霉素浸种 24 h 的萌发率也达 84 %。1 000 mg /L
赤霉素浸种72 h和1 500 mg /L赤霉素浸种48 h的萌
发率较低,分别为 46 %、49 %。对照 (CK)的清
水浸种处理的萌发率最高只有 31 %,多数低于
30 %。以各赤霉素浓度的所有浸种时间的平均萌发
率来看,1 000 mg /L处理平均萌发率为65 %,1 500
mg /L处理平均萌发率为 61 %,2 000 mg /L 处理平
均萌发率为 72 %,而对照的清水浸种处理平均萌发
率只有 27 %。
从萌发的发生时间看,在 52 - 128 天期间的 5
次调查发现,单面针种子经赤霉素溶液浸种和湿沙
层积处理后,52 天时萌发进入高峰期,有的萌芽
已长出沙层并生长真叶,一直到 90 天时萌发仍处
于高峰期,之后萌发量开始减少,到 128 天时萌发
量明显变小。而对照的清水浸种处理,128 天时萌
发数量仍占较大比例,说明用此常规处理方法的种
子萌发较为缓慢,萌发期较长,萌发整齐度不高。
表 1 赤霉素和清水浸种处理的单面针种子萌发率
Tab. 1 The seed germination rates of Zanthoxylum dissitum with soaking treatments of GA3 and water
GA3 浓度
/mg·L -1
浸种时间
/h
处理种子
/粒
不同湿沙层积天数的萌发种子 /粒
52 /d 73 /d 90 /d 108 /d 128 /d
累计萌发
种子 /粒
萌发率
/%
1 000
6 300 95 47 23 0 18 183 61
12 300 99 34 26 10 0 169 56
24 300 133 49 25 16 12 235 78
48 300 150 49 33 21 3 256 85
72 300 71 42 15 4 7 139 46
1 500
6 300 92 47 20 6 10 175 58
12 300 78 44 22 19 8 171 57
24 300 139 54 14 21 1 229 76
48 300 83 33 14 14 3 147 49
72 300 94 57 28 15 6 200 67
2 000
6 300 122 52 29 17 6 226 75
12 300 77 37 21 14 8 157 52
24 300 142 48 41 10 10 251 84
48 300 125 49 26 15 5 220 73
72 300 119 60 15 14 13 221 74
CK
6 300 10 17 14 12 22 75 25
12 300 51 0 9 9 10 79 26
24 300 21 12 15 4 19 71 24
48 300 0 21 32 18 14 85 28
72 300 9 32 22 10 19 92 31
2. 2 浓硫酸和赤霉素组合浸种处理对单面针种子
萌发的影响
本处理的目的是利用浓硫酸极强的腐蚀作用使
单面针硬种皮变脆,以促进种胚萌发突破,再进一
步用赤霉素溶液浸种,从内到外激发种子萌发。从
表 2 可见,经过 80 %浓硫酸浸种 3. 5 min 和 1 000
mg /L赤霉素溶液浸种 6 h、12 h、24 h、48 h和 72
h处理后,单面针种子萌发率很低,均低于 8 %,
所有浸种时间的平均萌发率只有 3 %,远低于表 1
中对照 (CK)的清水浸种处理的萌发率。调查时
敲开未发芽的种子,发现种仁已腐烂或颜色发黄,
说明种子已腐坏。从种子萌发的发生时间看,主要
361第 2 期 黄开顺等:赤霉素和浓硫酸对单面针种子萌发的影响
在 52 天之前萌发,之后一直至 128 天期间基本无
种子萌发,说明其余种子已失去萌发能力。原因可
能是浓硫酸处理对多数种子的胚乳及胚产生了腐蚀
作用,影响种子的正常萌发能力。
表 2 浓硫酸和赤霉素组合浸种处理的单面针种子萌发率
Tab. 2 The seed germination rates of Zanthoxylum dissitum with combined soaking
treatments of concentrated sulfuric acid and GA3
浓硫酸浸种
时间 /min
GA3 浸种
时间 /h
处理种子
/粒
不同湿沙层积天数的萌发种子 /粒
52 /d 73 /d 90 /d 108 /d 128 /d
累计萌发
种子 /粒
萌发率
/%
3. 5
6 300 5 0 0 0 0 5 2
12 300 2 0 0 0 0 2 1
24 300 20 2 0 0 0 22 7
48 300 15 0 1 0 0 16 5
72 300 4 0 0 0 0 4 1
注:浓硫酸浓度为 80 %,GA3 浓度为 1 000 mg /L
3 结论与讨论
赤霉素浸种处理对单面针种子萌发具有明显的
促进作用,与清水浸种的对照相比,萌发率显著提
高,萌发时间显著提早,用 1 000 ~ 2 000 mg /L 赤
霉素溶液浸种 6 - 72 h,萌发率比对照提高 15 个百
分点以上,其中以 1 000 mg /L 浸种 48 h 的萌发率
最高,达 85 %,以 1 000 mg /L浸种 72 h的萌发率
较低,但也达到 46 %,萌发高峰期出现在处理后
的 52 - 90 天期间,而对照处理的萌发率最高只有
31 %,多数低于 30 %,萌发高峰出现较晚,到
128 天时萌发仍处高峰期,萌发缓慢,整齐度不
高。费明亮等用 0. 1 %赤霉素溶液浸泡单面针种
子,并在 25℃恒温气候箱内进行避光培养,结果
发现单面针种子发芽率最高达到 68 %,但该研究
报道的文献并未说明赤霉素浸种的时间,以及处理
后出现萌发的时间[4]。本项研究利用赤霉素溶液
浸种处理后,直接在室温、透光环境下进行湿沙层
积催芽,设备简单,操作简便,取得了较好的萌发
效果。
单面针种子先用 80 % 浓硫酸浸泡处理 3. 5
min,再用 1 000 mg /L 赤霉素溶液浸泡处理 6 h、
12 h、24 h、48 h和 72 h,结果发现各处理种子萌发
率均不超过 8 %,且萌发活动主要发生在处理后的
52天之前,之后一直至 128 天期间未发现萌发的种
子。马英姿等研究发现用浓硫酸浸种 6 min 可有效
腐蚀去除单面针种子的硬种皮,而浸种 4 min 时硬
种皮未能很好地被腐蚀去除,浸种 8 - 10 min 时种
子已受到严重灼伤,浓硫酸处理后再用 50 mg /L 赤
霉素溶液作浸种处理,种子萌发率可达到 60 %[3]。
该研究与本研究结果的萌发率差异较大,但该研究
未表明浓硫酸的使用浓度。本研究略去了浓硫酸不
同浸种时间的对比试验,而采取预备试验筛选的方
法,正式试验时选择 3. 5 min 的浓硫酸处理时间,
结果发现种子萌发率显著低于清水浸种处理。说明
浓硫酸浸种确实可使单面针硬种皮变脆,理论上有
利于种子萌发的突破,但由于浓硫酸具有极强的腐
蚀作用,浸种处理时反应迅速且剧烈,不易操作,
种子极易遭受过度腐蚀而失去萌发能力,特别是在
实际生产中处理大量种子时,操作难度可能会增
加。因此,笔者认为在实际的单面针育苗生产中,
单独使用赤霉素浸种处理比使用浓硫酸和赤霉素组
合浸种处理简便、实用。
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