全 文 ：西北农业学报　2009 , 18(3):152-155
Acta A griculturae Boreali-occidentalis Sinica
3种藏嵩草种子休眠及内源脱落酸含量的研究＊
黄锦华 ,呼天明＊ ,郑红梅
(西北农林科技大学 动物科技学院 ,陕西杨凌　712100)
摘　要:在采用不同药剂处理破除嵩草种子休眠的基础上 ,利用高效液相色谱测定嵩草种子中脱落酸含量变
化 ,探讨影响嵩草种子休眠的因素。结果表明:40%的 NaOH 处理使矮生嵩草及高山嵩草种子的发芽率达到
最高 ,分别为 56.00%和 46.00%。处理前种子中的脱落酸含量分别为 3.451 和 4.571 μg/ g , 处理后脱落酸含
量分别为 1.225和 1.813 μg/ g ,分别下降了 64.50%和 60.34%。
关键词:嵩草;休眠;脱落酸;高效液相色谱
中图分类号:S330.3+3 　　　　文献标识码:A　　　　　文章编号:1004-1389(2009)03-0152-04
The Break Dormancy and Quantity of
Abscisic Acid in Kobresia Willd
HUANG Jinhua , HU Tianming＊ and ZHENG Hongmei
(College of Anim al Science an d Technology , Northwest A&F University , Yangling Shaan xi　712100 , China)
Abstract:Germina tion tests have been car ried out wi th dif ferent t reatments on the seeds o f Kobresia
Willd and the quant ity of abscisic acid befo re and after the t reatment w as determined by a HPLC
method.The results show ed that the germination rates o f both K obresia hum il is and Kobresia pyg-
maea reached the highest w ith a t reatment of 40% NaOH , which w as sepa rately 56.00% and
46.00%.The abscisic acid in the seeds was separately 3.451 μg/g and 4.571 μg/g befo re the t reat-
ment and af te r the t reatment w as separately 1.225 μg/g and 1.813 μg/g , which decreased separately
by 64.50% and 60.34%.
Key words:Kobresia Willd;Dormancy ;Abscisic acid;HPLC
　　嵩草属(Kobresia L .)植物是青藏高原高寒
草甸的优势物种 ,是藏羊和牦牛赖以生息的物质
基础 ,具有营养价值高 ,抗逆性强的特点 。嵩草种
子为了适应高寒的生态环境 ,在环境压力下不断
进化 ,最终拥有了发达的机械保护组织 ,正是由于
机械组织的阻挡 ,使胚不易从外界获得氧气及水
分 ,从而限制了种子的萌发 ,尤其是果实基部和顶
部过厚的结构 ,更限制了胚根和胚芽穿破保护组
织的能力[ 1] 。乔有明 ,黄葆宁[ 2]等早在 1993 年就
研究了 NaOH 对线叶嵩草(Kobresia capi l li fo-
lia )种子萌发的影响 , 1996年又对线叶嵩草 、窄
果嵩草(K .S tenocarpar S tend)和高山嵩草(K.
pygmaea)的休眠特性及萌发技术进行了探讨[ 3] 。
王得贤[ 4]研究了 H2SO 4 、NaOH 、青霉素及赤霉素
(GA)对线叶嵩草种子萌发的影响 。苟桂香 、赵得
明[ 5]对线叶嵩草 、嵩草(K .bellardi i )及短轴嵩
草(K.pratt ii)种子进行了物理手段与化学药剂
相结合的处理 ,探讨了不同处理对种子发芽率的
影响 。本文拟以喜马拉雅嵩草 、矮生嵩草及高山
嵩草种子为研究材料 ,在总结前人研究的基础上 ,
研究不同化学药剂在促进该 3种嵩草种子萌发时
的不同效用 ,并结合高效液相色谱方法分别对处
＊收稿日期:2008-02-25　　修回日期:2009-01-05
基金项目:西藏科技厅重点科技计划(2005011);科技部国际合作计划(2006DFA33630)。
作者简介:黄锦华(1982-),女 ,四川广元人 ,在读硕士 ,研究方向:种子休眠机理。 Email:huangjinh ua@yahoo.com.cn
＊通讯作者:呼天明(1958-),男 ,内蒙古鄂尔多斯人 ,教授 , 博士生导师 ,主要从事牧草 、草坪草的繁育与草畜一体化的
研究。 Email:hu tianming@126.com
理前后的嵩草种子的内源脱落酸含量进行测定 ,
为揭示嵩草种子的休眠机理提供理论依据 ,并对
打破休眠的机理作进一步的探索。
1　材料与方法
1.1　材料与试剂
嵩草种子于 2007年 9月采集于西藏(室温下
贮藏 3个月),采集地具体情况见表 1。激素脱落
酸(ABA)标 样(sigma 公司 产品 , 纯 度 >
99.99%);外源赤霉素(GA)(Amrose 公司产
品);甲醇(色谱级 ,天津科密欧公司产品);PVPP
(Sigma 公司产品 ,西安沃尔森分装);乙酸铵(广
东西陇化工厂产品 ,分析纯);NaOH 、氨水 、冰醋
酸 、乙酸乙酯 、石油醚(西安试剂厂产品 ,分析纯)。
表 1　不同嵩草种群所在生境的自然概况
Table 1　The environments of different populations
of the Kobresia Willd
种名
Species
采集地点
O rigins
海拔/m
Alt itude
经纬度
Lati tu de an d
longitude
生境
H abi tat
A 浪卡子 4455 28°59′11N
90°26′04E 高寒草甸
B 当雄 4456 31°26′34N
92°16′32E 高寒草甸
C 那曲 4278 30°29′35N91°05′58E 高寒草甸
注:Note:A:喜马拉雅嵩草 K .roy leana , B:矮生嵩草 K.humi-
li s , C:高山嵩草 K.p ygmaea , 下同 T he same below.
1.2　方法
于 2007年 10-12月在西北农林科技大学草
业实验室及无公害农药中心进行。将供试饱满种
子用浓度分别为 2.89×10-4 、4.33×10-4 、5.77
×10-4 、7.22×10-4 、8.66×10-4和 11.55×10-4
mol/L 的赤霉素溶液 ,浓度分别为 15%、20%、
25%和 30%的 PEG-6000溶液以及浓度为 10%、
30%、40%和 50%的 N aOH 溶液浸种 1 h 后 ,置
于 4℃冰箱中层积处理 ,以种子表面潮湿为度进
行低温层积 ,层积 30 d后进行发芽试验 ,以未经
处理的种子作为对照 。用滤纸作发芽床 ,12 h光
照 ,12 h 黑暗 ,昼夜变温为 25 ～ 35℃, 3 次重复 ,
每重复 100粒种子。萌发处理后 1 ～ 28 d内以胚
芽与种子等长为标准 ,统计种子发芽数 。
对处理前后的嵩草种子内源脱落酸(ABA)
含量的测定 ,参考杨途熙等[ 6-9]所采用的方法进行
前期的样品制备 ,后期采用Waters 600液相色谱
仪进行样品的色谱检测。色谱柱为 Hype rsil
BDS C18反相不锈钢柱(dp 5μm , 4.66 mm ×250
mm),流动相为甲醇/0.02 mol/L 醋酸铵缓冲液
(pH 3.5)=50/50(V/V),柱温为室温 ,进样量为
20μL ,流速为 1.0 mL/min ,紫外检测波长为 254
nm 。
1.3　数据处理
通过 Excel 2003和 DPS 统计分析软件处理
数据 ,采用 Duncan s新复极差检验差异显著性。
2　结果与分析
2.1　外源赤霉素(GA)对嵩草种子萌发的影响
对休眠的嵩草种子施用外源 GA ,经不同浓
度 GA 处理后 ,喜马拉雅嵩草种子的发芽率与对
照差异不显著(P>0.05)(表 2),但对于矮生嵩草
和高山嵩草来说 ,各浓度处理均使发芽率较对照
有显著的提高(P <0.05),二者的发芽率均在浓
度为 8.66 ×10-4 mo l/L 时达到最高 , 分别为
41.00%和 34.67%。
表 2　外源赤霉素(GA)对嵩草种子萌发的影响(发芽率 , %)
Table 2　Effects of exogenous GA on breaking the seed dormancy(Germination rate , %)
处理
Treatment
GA /(m ol/ L)
0 2.89×10-4 4.33×10-4 5.77×10-4 7.22×10-4 8.66×10-4 11.55×10-4
A 90.67a - - - - 92.00a -
B 16.00e 17.33e 20.67d 32.00c 36.00b 41.00a 39.67b
C 12.67g 15.33f 18.33e 17.00d 30.00c 34.67a 33.00b
注:不同小写字母代表 P =0.05显著水平 , 下同。
Note:The let ters indicate a signifi cance at P =0.05 level.The same b elow.
2.2　PEG对嵩草种子萌发的影响
经不同浓度的 PEG-6000 处理后 ,喜马拉雅
嵩草种子的发芽率与对照的差异仍不显著(P >
0.05)(表 3)。但是 ,在各浓度处理下 ,矮生嵩草
及高山嵩草的发芽率均显著高于对照(P <
0.05),在处理的浓度为 25%时达到最高 ,分别为
35.33%和 31.00%,浓度超过 25%,发芽率又有
所下降。
2.3　NaOH对嵩草种子萌发的影响
对休眠的嵩草种子施用 NaOH ,经不同浓度
的 NaOH 处理后 ,喜马拉雅嵩草种子的发芽率在
浓度为 40%时与对照差异显著(P <0.05)(表
·153·3 期　　　　　　　　　　黄锦华等:3 种藏嵩草种子休眠及内源脱落酸含量的研究
4)。另两种嵩草种子在各浓度下的发芽率均显著
高于对照组 , 在所采用的浓度范围内(10%～
40%),种子的发芽率随着浓度的升高而上升 ,
40%的 NaOH 处理使各种子的发芽率均达到最
高 ,矮生嵩草和高山嵩草的发芽率分别为56.00%
和46.00%。NaOH 浓度超过 40%, 3 种嵩草的
发芽率均有所下降。
表 3　PEG-6000 对嵩草种子萌发的影响(发芽率 , %)
Table 3　Effects of PEG-6000 on breaking the seed
dormancy(Germination rate, %)
处理
Treatment
PEG-6000
0 15 20 25 30
A 91.00a - - 91.67a
B 16.33e 22.00d 27.00c 35.33a 31.67b
C 12.33e 17.67d 21.67c 31.00a 31.67b
2.4　不同处理对嵩草种子萌发的影响
由图 1可以看出 ,喜马拉雅嵩草种子未经任
何处理发芽率即达到了 91%,经 NaOH 层积处理
图 1　不同处理对嵩草种子萌发的影响
Fig.1　Effects on the seed germination
of Kobresia Willd with different treat
表 4　NaOH对嵩草种子萌发的影响(发芽率 , %)
Table 4　Effects of NaOH on breaking the seed
dormancy(Germination rate , %)
处理
Treatment
NaOH
0 10 30 40 50
A 91.33b - 92.33b 94.00a 91.67b
B 16.33e 26.00d 50.33c 56.00a 52.33b
C 13.33d 20.67c 40.33b 46.00a 40.33b
提高至 94%,笔者推测 ,这与喜马拉雅嵩草种子
相对于别的嵩草种子种皮较薄 、蜡质较少(解剖镜
下观察所得)、相对有利于水分氧气的进入以及胚
的穿破有关。3种药剂处理较对照均显著提高了
矮生嵩草及高山嵩草种子的发芽率 ,促进种子萌
发的效果均是 NaOH >GA >PEG-6000。NaOH
处理的矮生嵩草及高山嵩草种子的发芽率较 GA
处理的分别提高了 36.59%和 32.68%,较 PEG-
6000处理的分别提高了 58.51%和 48.39%。由
此可见 ,在相同的处理下 ,矮生嵩草种子的萌发率
均高于高山嵩草。
2.5　内源脱落酸(ABA)含量
由表 5可知 ,在对照及经过 40%NaOH 处理
的喜马拉雅嵩草种子中均未检测出 ABA ,而未经
处理的矮生嵩草及高山嵩草种子中的脱落酸含量
分别为 3.451和 4.571 μg/g ,处理后脱落酸含量
分别为 1.225和 1.813 μg/g ,较处理前分别下降
了 64.50%和 60.34%。虽然 NaOH 处理后两种
嵩草种子中脱落酸的含量下降幅度均较大 ,但是
种子中的 ABA 水平仍然很高 ,分别为处理前的
35.50%和 39.66%。加标回收结果表明 ,脱落酸
的平均回收率为(76.34±2.14)%,达到了植物内
源激素的分析要求[ 8] 。
表 5　NaOH处理前后嵩草种子中脱落酸含量的变化
Table 5　Quantity of ABA in Kobresia seeds before and after the treat
品种
Species
出峰时间 /min Appearan ce time
处理前
Before t reat
处理后
After t reat
峰面积 Peak area
处理前
Before t reat
处理后
After t reat
ABA 含量/(μg/ g)C ontents of ABA
处理前
Befo re t reat
处理后
After t reat
A - - - - - -
B 7.264 7.230 34.9427 14.0519 3.451 1.225
C 7.247 7.238 45.4538 19.5702 4.751 1.813
3　讨论
3.1　不同药剂处理对嵩草种子萌发的影响
王得贤[ 4] 研究发现 , 不同浓度的青霉素及
GA 处理对嵩草种子发芽率提高影响甚微 , 49%
的硫酸及 98%的浓硫酸处理嵩草种子后 ,嵩草种
子发芽能力有所提高 ,但不明显 ,且有的嵩草种子
在浓硫酸的腐蚀下 ,甚至丧失了发芽能力 ,用不同
浓度的 NaOH 处理嵩草种子 3 h , 20%的 NaOH
可使线叶嵩草的发芽率由 0提高至 45%。苟桂
香 、王得贤[ 5] 也得出了类似结论 , NaOH 在促进
嵩草种子萌发上效果优于浓硫酸 、青霉素及 GA 。
本试验在总结前人研究的基础上 ,采用不同浓度
的GA 、PEG-6000及 NaOH 处理种子后 ,矮生嵩
·154· 西　北　农　业　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　　18 卷
草及高山嵩草的发芽率较对照均有显著提高 ,GA
使矮生嵩草及高山嵩草的发芽率较对照分别提高
了2.51倍和 2.81倍 ,PEG-6000分别提高了2.16
倍和 2.51倍 ,N aOH 分别提高了 3.42倍和3.73
倍。由此可见 , NaOH 处理对种子萌发的促进作
用最明显 ,分别是 GA 的 1.37 倍和 1.33 倍 ,是
PEG-6000的 1.59倍和1.48倍 。
3.2　嵩草种子中的发芽抑制物质
赵同芳[ 10] 指出 ,需要低温(3 ～ 5℃)层积完成
后熟的种子多数都有内源激素的平衡与消长问
题。本试验通过高效液相色谱法测定发现 ,未经
处理的矮生嵩草和高山嵩草内源 ABA 含量分别
为 3.451和 4.751 ,与浦心春 ,韩建国[ 11] 等采用酶
联免疫法测定结缕草种子内源脱落酸含量3.44
μg/g 相比 ,只高不低。NaOH 处理后嵩草种子内
源 ABA 较处理前虽然有较大幅度下降 ,但含量
仍然很高 ,矮生嵩草与高山嵩草分别为1.225 μg/
g 和 1.813 μg/g , 即使休眠性很强的野生水稻
(Ziz anania palustrix)种子 ,其脱落酸含量也只
有 1.34 μg/g[ 12] 。即使在种皮的限制被解除后 ,
仍然较高的内源 ABA 含量直接影响到了嵩草种
子的萌发 ,因此 ,如何进一步降低嵩草种子内源脱
落酸含量 ,是提高其发芽率的关键 ,这方面的研究
有待展开 。
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·155·3 期　　　　　　　　　　黄锦华等:3 种藏嵩草种子休眠及内源脱落酸含量的研究