全 文 ：收稿日期:2005-12-29。
基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向性项目(KSCX 2-SW-117)。
作者简介:田美华(1981～ ),女 ,硕士研究生;主要从事种子脱水耐性生理生化机理的研究。通讯作者:宋松泉;E-mai l:sqsong@ xtbg. org. cn
沿阶草种子萌发特性的研究
田美华 1, 2　唐安军 2, 3　宋松泉 1
(1. 中国科学院西双版纳热带植物园　云南勐腊　666303;　2.中国科学院研究生院　北京　100039;
3.中国科学院昆明植物研究所　云南昆明　650204)
摘要:通过比较分析沿阶草种子在不同温度下的萌发率 、发芽势 、平均萌发时间和萌发指数 ,发现温度对种子的萌发有显
著影响 ,其中 20 /30℃的变温更有利于萌发。种子经不同浓度的 GA 3或 CaC l2处理后 , 其发芽势和萌发指数均有较大的
提高 ,以 50 m g /L的 GA 3或 1%CaC l2处理效果最好 ,但对种子萌发率没有明显影响。
关键词　沿阶草种子　赤霉素　钙　萌发　种子活力
S tudy onG erm ination Characteristics ofOph iopogon japn icusSeeds
T ianM e ihua
1, 2 , Tang Anjun2, 3 , Song Songquan1
(1. X ishuangbanna Tropical botanical garden, Ch inese A cademy of Sciences, Meng lun, Yunnan 666303;
2. G raduate S choo l of ChineseA cademy o f Sciences, Bei jing 100039;
3. Kunm ing Institu te of Bo tany, Chinese Academy of Sciences, Kunm ing 650204)
Abstract:The effects o f diffe rent temperature s on germ ina tion charac teristics ofOph iopogon japnicus seeds
we re stud ied. The results show ed that the temperature, espec ially fluctuating tempera ture (20 /30℃), had
significant influence on seed germ ina tion. M oreove r, the ge rm ination ene rg ies and ge rm ination indexes of
seeds treated by GA3 and Ca
2+
respective ly. w ere obviously enhanced. The effects o f 50mg /L GA3 on seed
germ ina tion w ere better than those o f ck, 100mg /L and 150mg /L. S im ilarly, among ck, 0. 01%, 0. 1% and
C a
2+ , 1% Ca2+was the most e ffec tive. But the treatments o fGA3 and C a2+had no obvious e ffec t on seed ger-
m ination pe rcentages.
Key words　Oph iopogon japnicu s seeds　GA　Calcium　Germ ination　Seed v igo r
沿阶草 (Ophiopogon japn icusK cr-G aw l)是百合科 (Liliaceae)沿阶草属植物 ,在我国大部分地区均有野生分
布和栽培。该植物又名麦冬 、书带草 、绣敦草 ,是多年生常绿草本 [ 1] 。沿阶草不但是应用广泛的园林地被植物 ,
在我国园林中有着较悠久的历史 ,而且是一种常用的中药材 。常说的麦冬 ,即是沿阶草的块根。近年来关于麦冬
的药理作用研究表明 ,麦冬具有多种药效功能 [ 2] 。目前 ,麦冬的市场需求量大 ,产不济销 ,现已成为紧销中药材
之一。可见 ,种植沿阶草(麦冬 )具有广阔的前景。
通常 ,沿阶草以分株形式进行种植 [ 3] ,较少利用种子进行有性繁殖 ,其原因可能是种子具有休眠的特性所
致 [ 4] 。因此 ,研究沿阶草种子的萌发特性 ,对其生产实践有重要的意义 。大量研究[ 5 ～ 7]表明:GA 3和 Ca2 +对种子
萌发和种子活力有重要影响 , GA 3能打破种子休眠 ,促进种子发芽;Ca2 +不但是植物生长发育所需的营养元素 ,而
且是偶联胞外刺激和胞内反应的第二信使 ,调节植物生长发育 ,提高钙调素 (CaM)的含量 ,增强种子活力。在前
人研究的基础上 ,除了分析不同温度与光照条件对沿阶草种子萌发的影响外 ,本实验着重比较研究了不同浓度的
CaC l2、不同浓度的 GA 3处理对沿阶草种子的萌发效应 ,以探讨其内在联系 ,从而为有性繁殖沿阶草提供理论
依据。
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第 25卷　第 4期　　2006年 4月　　　　　　　　　　　种　子　(Seed)　　　　　　　　　　Vo.l 25　No. 4　Apr. 　2006
1　材料与方法
1. 1　实验材料
实验所用种子于 2005年 3月 24日采集于中国科学院西双版纳热带植物园 。种子采集后 ,经除杂 、去除果
皮 ,清洗后 ,晾干 ,敞口袋装 ,置于 15℃种质库中备用 。以下有关参数的测定均参照国际种子检验协会制定的标
准 [ 8] 。
1. 2　实验方法
1. 2. 1　种子萌发率的测定
将种子置于盛有 1%的琼脂培养基础 (不含任何营养成分 )的培养皿中 ,然后将培养皿放于设定不同温度
(10、15、25、20 /30、30、35、40℃)与光照(光照 14 h /d和全黑暗)的培养箱 (HPG-280 B ,哈尔滨东联电子技术开发
有限公司制造)内 ,让其萌发 , 4个重复 ,以胚根突破种皮 2mm为萌发 。 3 d后则观察 、计数 ,直至萌发完全 (霉烂
的记为无活力的种子 ),统计最终萌发率。
1. 2. 2　药剂处理
(1)不同浓度的赤霉素 (GA)处理:将沿阶草种子置于浓度为 10、50、100、150mg /L的 GA溶液 ,于 15℃下浸
泡 24 h,再于 25℃条件下浸泡 12 h,取出种子 ,让其自然挥发干 ,然后放在 25℃的恒温箱内进行萌发 。以蒸馏水
处理为对照 (ck),每处理 4个重复 。萌发率的统计同 1. 2. 1。
(2)不同浓度的氯化钙 (CaC l2)处理:将沿阶草种子置于浓度为 0. 01%、0. 1%和 1%的 CaC l2的溶液里 ,于
25℃下浸泡 48 h,取出放入 25℃的恒温箱中进行萌发 。以蒸馏水为对照(ck)。萌发率的统计同 1. 2. 1。
　　　　图 1　温度对种子萌发率的影响
1. 2. 3　测定指标
发芽率 (%)=萌发的种子数 /供试种子数 ×100%;
发芽势 (%)=规定时间内发芽的种子数 /供试种子数 ×100%;
平均萌发时间(M t)=最终萌发所需时间 (d) /萌发的种子数;
萌发指数(G I)=∑(G t /D t), G t为不同发芽时间( t)的萌发数;
D t为相应的发芽日(天数 )。
2　结果与分析
2. 1　温度与光照的影响
表 1　GA3处理对种子萌发的影响(25℃)
处理浓度(mg /L) 发芽率(%) 发芽势(%) 平均萌发时间(d) 萌发指数
ck 96. 0 54. 0 0. 31 5. 67
10 96. 0 60. 0 0. 31 7. 32
50 100. 0 78. 0 0. 29 7. 94
100 100. 0 68. 0 0. 33 7. 57
150 100. 0 30. 0 0. 45 3. 43
表 2　C aC l2处理对种子萌发的萌发效应
处理浓度
(%)
发芽率
(%)
发芽势
(%)
平均萌发时间
(d) 萌发指数
ck 96. 0 54. 0 0. 31 5. 67
0. 01 88. 0 68. 0 0. 32 7. 75
0. 1 94. 0 68. 0 0. 32 5. 79
1. 0 98. 0 70. 0 0. 31 7. 39
　　8个不同温度下的最终萌发率表明 ,温
度是影响沿阶草种子萌发的一个重要因素
(图 1)。从图 1可知 ,沿阶草种子在恒温条
件下能很好地萌发 ,而变温 (20 /30 ℃,白天
30℃,夜间 20 ℃)更有利于其萌发 ,其最适
萌发温度范围是 15 ～ 35 ℃。此外 ,在 10 ～
40℃范围内 ,随着温度的升高 ,种子的萌发
率先增加 ,后降低 。这可能由于 10℃的低温
使种子萌发受到严重的限制 ,而 40℃的高温
使种子活力大大降低的原因。
在 25℃的周期性光照 (14 h /d)条件下 ,
沿阶草种子的萌发率为 94. 1%;在 25 ℃的
黑暗条件下的萌发率为 91. 6%,由此可见 ,
光照对该种子萌发无显著影响 。
2. 2　GA 3与 CaC l2处理对种子萌发的影响
不同浓度的 GA3与 CaC l2处理对种子萌发的作用结果分别见表 1和表 2。从表 1和表 2可以看出 ,适当浓度
的 GA 3与 CaC l2处理对沿阶草种子的萌发有一定的促进作用 。
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发芽率 、发芽势 、平均萌发时间和萌发指数是衡量种子活力的重要指标 ,发芽势高 ,种子活力强 ,在田间出苗
整齐且苗壮 。在很多情况下 ,种子在适宜的条件下发芽率并不能代表在田间的出苗率 。在种子发芽过程中 ,高活
力的种子发芽迅速而且整齐 ,低活力的种子则相反 。在发芽率差异不明显的情况下 ,萌发指数的高低则能反应种
子活力的强弱[ 9] 。从表 1可以看出 ,处理与对照的萌发率无明显差异 ,但用 10、50、100mg /L GA3的处理后 ,种子
的发芽率 、发芽势和萌发指数都有所提高 ,而且 50mg /L GA3处理后的平均萌发时间 (0. 29 d)较对照(0. 31 d)缩
短了。随着 GA3处理浓度的升高(10 ～ 150mg /L),发芽势与萌发指数均先增加后降低 ,以 50mg /L效果最好。从
表 2可知 ,不同浓度的 CaC l2处理与对照间的萌发率无明显差异 ,但各处理的发芽势显著高于对照 ,萌发指数也有
所提高 ,尤其是浓度为 1%的处理 ,效果更明显。综合分析认为 ,各处理对种子萌发率无显著影响 , 50mg /L的
GA 3和 CaC l2能提高种子的活力 ,促进其萌发。
3　讨 论
在种子萌发过程中 ,在放置 5 d后 ,种子则开始萌发 , 14 ～ 22 d则完全萌发 (霉烂的记为不萌发 ),而没表现出
休眠的特性 。这可能与种子的采集季节有关。据报道 ,沿阶草种子有一定的休眠特性 ,但在 5℃的低温下经历一
段时间则休眠被解除 [ 4] 。在本实验中 ,所用种子在母株上已经历了一个温度较低的干旱冬季(温度范围约为 12
～ 26℃),其休眠特性的消失无疑与此有关。可见 ,不同季节采集的同一物种的种子休眠特性也是有差异的 ,应
根据试剂需要选择合适的季节采集种子。
通过分析不同温度下的萌发率 ,发现变温 (20 ～ 30℃)更有利于沿阶草种子的萌发 ,这可能是其对环境长期
适应的结果 。在西双版纳热带植物园 ,昼夜温差较大 ,白天温度高 ,晚上温度低。沿阶草种子在变温下体现出较
好的萌发结果 ,一定程度上反应了生境效应。
Ca
2+和 GA 3是离体大麦糊粉层保持 α-淀粉酶高生产率所必须的两个条件 ,其同功酶合成与分泌依赖着
Ca
2+的存在 [ 5, 10] 。α-淀粉酶是一种含 Ca2+的金属酶 , Ca2+对 α-淀粉酶有活化和稳定的作用 [ 9] 。沿阶草种子是一
种淀粉型种子。 GA 3能提高沿阶草种子的发芽率 、发芽势和萌发指数 ,缩短萌发时间 (表 1),其促进作用可能表
现为诱导种子 α-淀粉酶的合成 ,加速胚乳中淀粉水解 ,促进种子发芽 。 Ca2+能提高沿阶草种子的发芽势和萌发
指数(表 2),其机理可能是 Ca2+提高了种子的淀粉酶活性[ 10 ～ 12] ,淀粉酶活性增强 ,则加速贮藏物的动员和水解 ,
为胚的生长提供能量 。
除此之外 ,沿阶草种子的休眠机理及其解除方法 ,仍须进一步的研究;化学物质处理对该种子活力的影响程
度及其生理生化机制 ,还值得进一步探讨 。
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