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斑叶蒲公英种子萌发特性研究



全 文 :沈阳农业大学学报,2013-04,44(2):219-222
Journal of Shenyang Agricultural University,2013-04,44(2):219-222
收稿日期:2012-12-10
基金项目:农业部野生植物资源保护资助项目(农计发[2010]29 号)
作者简介:宁 伟(1959-),男,沈阳农业大学教授,博士,从事药用植物种质资源评价与创新研究。
斑叶蒲公英种子萌发特性研究
宁 伟, 张 建, 陈倩倩, 赵 鑫
(沈阳农业大学 园艺学院/东北野菜种质异位保存圃与鉴定中心,沈阳 110161)
摘要:以无融合生殖的四倍体斑叶蒲公英为材料,研究其种子萌发特性。 考察授粉与否、冠毛有无,浸种时间、不同萌发温度和光
照处理等对斑叶蒲公英种子萌发特性的影响。结果表明:经过授粉处理的蒲公英种子比未经过授粉处理的种子发芽率高 40%。授
粉与否产生不同萌发类型,授粉种子属于爆发型的机会主义萌发策略,而未授粉种子属于低萌型的谨慎萌发策略。缺少冠毛的种
子发芽率比有冠毛种子低 16%,并需更长时间萌发。 浸种时间长短对发芽率影响不同,浸种 12h 种子发芽率最高,浸种超过 48h,
种子发芽率、发芽势均降低。而对未授粉处理的种子,浸种却有促进发芽率和发芽势的作用。斑叶蒲公英种子在高温(>30℃)及低
温(<5℃)情况下,种子萌发均受到明显抑制,萌发温度为 10~20℃时,种子具有最大的发芽率,均在 60%以上。 可见,授粉、冠毛以
及短时间浸种对种子萌发均有促进作用,10~20℃为斑叶蒲公英的最适萌发温度。
关键词:无融合;授粉;萌发特性;冠毛;温度
DOI:10.3969/j.issn.1000-1700.2013.02.016
中图分类号:S647 文献标识码: A 文章编号: 1000-1700(2013)02-0219-04
Germination Characteristics of Taraxacum. variegatum Kitag. (Asteraceae)
NING Wei,ZHANG Jian,CHEN Qian-qian,ZHAO Xin
(College of Horticulture/ Ex-situ Conservation Garden and Identification Center of Potherb Germplasm in Northeast China, Shenyang Agricultural
University, Shenyang 110161, China)
Abstract: In order to understand the seed germination characteristics of T. variegatum, we used apomixes T. variegatum
(tetraploid) as materials to study the influence of seed germination by pollination, pappus, seed soaking and temperature. The
results showed that pollination had significant influence on seed germination potential and germination rate. The germination
percentage of pollination treated seeds was 40% higher than that of unpollination treated ones. Pollination treated seeds belonged
to the rapid opportunism germination strategies; but unpollination treated seeds belonged to low bet hedging germination
strategies. The germination for seeds lacking a pappus was 16% lower than that of the control seeds (with an intact pappus), and
the seeds lacking a pappus required longer time to germinate. Seed soaking had different effects on germination rate, seed
soaking for 12h had the highest germination rate, seed soaking 48h or more made the germination rate and germination potential
reduced. But for unpollination treated seeds, seed soaking could promoe germination. Seed germination of T. variegatum was
suppressed by low temperatures(<5℃) and high temperatures(>30℃), 10~20℃ was the optimum temperature, and had the highest
seed germination (>60% ). Pollination, pappus and seed soaking promotive the germination rate, 10 ~20℃ is the optimum
temperature for T. variegatum germinaion.
Key words: apomixes; pollination; germination characteristics; pappus; temperature
植物群落的形成、演替和维持特定的结构均与该群落种子的萌发特性有关,陆地植被的各种生态现象都包
含种子和幼苗问题[1]。种子萌发特性对较大单位的植被分布、动态和多样性都具有影响[2]。植物萌发行为是植物
生活史繁殖对策研究的重要方面[3]。种子萌发行为受遗传和环境因子相互作用的影响。种子对光照的响应是调
节种子在适宜时空萌发进而有利于其幼苗建植成功的重要机制,对种子本身的萌发行为很重要,通常是种子萌
发的控制因子。 斑叶蒲公英,分布于黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古东部及河北等地,具有无融合生殖现象,不论授
粉与否,均会形成种子。 蒲公英连萼瘦果由瘦果、喙以及冠毛组成,这是研究种子附属结构对种子发芽率影响
的一种非常好的材料。目前为止,对该属种子萌发情况还知之甚少。菊科很多属植物为连萼瘦果,紫苑族、莴苣
族、千里光族和菜蓟族等均有和蒲公英属植物相似的外部结构 [4],对蒲公英属植物连萼瘦果的研究可为其他具
有附属结构的种子实验室研究提供参考。 本研究考察了授粉过程、外部形态结构对蒲公英种子萌发特性的影
第 44卷沈 阳 农 业 大 学 学 报
响,这对于掌握蒲公英种子发芽特性,了解植被的分布、植物种群动态和群落演替过程具有重要意义,同时对于
制定蒲公英种子的质量标准、建立栽培技术体系也具有一定现实意义。
1 材料与方法
1.1 材料
试验于 2012年春季进行,供试斑叶蒲公英(T.variegatum Kitag.)于 2008年收集于辽宁省丹东地区,栽种于
沈阳农业大学种质资源圃,生长良好。
1.2 方法
1.2.1 授粉处理对斑叶蒲公英种子发芽率的影响 试验于 2012年 5月斑叶蒲公英盛花期和结果期进行。随机
选择 10 株斑叶蒲公英,每株随机选择 3 个花序用尼龙网套袋,隔绝传粉昆虫,其他花序作为对照,在果序即将
开裂时,分批采摘放于室内,自然干燥。 然后分别选取授粉和未授粉的种子各 50粒,放在铺有湿润滤纸的培养
皿中,放入 20℃恒温培养箱中,在黑暗条件下进行培养,重复 3 次,每天观察种子发芽情况,以胚根长度为种子
长度一半时计为发芽种子。
1.2.2 不同光照处理对斑叶蒲公英种子发芽率的影响 在 20℃光照培养箱中, 斑叶蒲公英种子分别在全光
照、光照/黑暗(12h/12h)和全黑暗条件下进行萌发,每天统计发芽率,3次重复。
1.2.3 冠毛对斑叶蒲公英种子发芽率的影响 选择冠毛完好和人工去除冠毛的种子各 50 粒,放置在带有湿润
滤纸的培养皿中,在 20℃恒温培养箱中进行黑暗处理,3次重复,分别记录发芽率以及开始萌发天数。
1.2.4 不同浸种时间对斑叶蒲公英种子萌发的影响 对授粉种子分别进行 12,24,36,48,60h 浸种处理, 以未
浸种作为对照,每次处理 50 粒,3 次重复,萌发试验按照 1.2.1 处理进行,统计斑叶蒲公英种子的发芽率,并在
15d时进行发芽势统计。
1.2.5 不同温度对斑叶蒲公英种子发芽率的影响 分别检测其在恒温培养箱中不同温度(5,10,15,20,25,
30℃)条件下的萌发情况,统计发芽率。 种子萌发试验的结果以最终发芽率和最大发芽率来表示[5]。 最终发芽率
是指种子从试验处理开始直至不再有萌发过程中的种子发芽率。 最大发芽率是已经萌发的种子再加上 16℃处
理之后的发芽率[6]。
1.3 数据分析
试验所得数据使用 SPSS11.5进行数据分析以及 T检验,使用 EXCEL2007进行图表分析。
2 结果与分析
2.1 授粉处理对斑叶蒲公英种子发芽率的影响
授粉处理对斑叶蒲公英种子萌发影响非常大。 由图 1
可知,有授粉过程所形成的种子,第 6 天就开始萌发,发芽
率为 10%以上;第 13 天,发芽率达到 60%;然后缓慢萌
发,在第 24 天时达到最大发芽率,为 70%,属于先集中再
缓慢的萌发的策略。而未授粉所形成的种子,在第 12天才
有零星萌发,发芽非常缓慢,经过 65d 连续培养,发芽率才
仅有 31%,属于缓慢萌发类型。
2.2 不同光照处理对斑叶蒲公英种子发芽率的影响
由表 1 可知,在 20℃蒸馏水条件下,斑叶蒲公英种子
在光照 /黑暗(12 / 12 h)、全黑暗和全光照条件下的发芽率
无显著差异(F=1.131,p=0.348),均超过 50%。 可见,不同
光照处理对斑叶蒲公英种子发芽率影响不大。
2.3 冠毛对斑叶蒲公英种子发芽率的影响
由表 2 可知, 经过 20d 培养皿培养, 去除冠毛的斑叶蒲公英种子的平均发芽率为 68%, 最大发芽率为
74%,而完整冠毛的种子平均发芽率可达 85%,最大发芽率可达到 90%,两种处理达到显著性差异。 种子萌发
图 1 授粉与浸种对斑叶蒲公英种子萌发特性的影响
Figure 1 The effect of pollination and seed
soaking to seed germination characteristics
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第 2期 宁 伟等:斑叶蒲公英种子萌发特性研究
时间比较同步,一般 3~5d,完整冠毛种子的平均萌发时
间为(3.67±0.58)d,而无冠毛种子则为(5.33±0.58)d。
2.4 不同浸种时间对斑叶蒲公英种子发芽率的影响
由图 2 可知,浸种处理对发芽势(15d)有一定抑制
作用,其中 48h 和 60h 浸种处理较未浸种处理发芽势下
降 10%,而其他浸种处理仅略微降低。 不同浸种时间对
最终发芽率的影响是不同的,浸种 12h 处理的种子发芽
率达 82%,较 CK 高 10%以上,24h 和 36h 处理的种子与
CK 基本持平,48h 和 60h 处理较 CK 略有降低, 但未达
到显著性差异。 表明经 12h浸种就可使斑叶蒲公英种子
达到饱和吸水状态,并使发芽率有较大程度提高。 过长
时间浸种虽然对最终发芽率影响不大,但发芽势均不同
程度受到抑制。
2.5 不同温度对斑叶蒲公英种子发芽率的影响
由图 3 可知,斑叶蒲公英种子在小于 5℃和大于 30℃情况下,种子萌发受到抑制,即使经过 30d 的培养皿
培养,发芽率均低于 10%,且均是在 20d之后才开始萌发。 最适宜培养温度为 15~20℃,其发芽率最高,最终发
芽率均在 70%左右。 10℃培养条件下,最终发芽率较 15℃和 20℃的培养条件略低。 在 25℃培养条件下,种子萌
发受到明显限制,最终发芽率仅为 29%。
斑叶蒲公英种子在 10~20℃范围内,种子均能良好萌发。 从最大发芽率来看(图 4),经过 25℃以上温度处
理的种子,以后即使再处于适宜条件下,发芽率也较一直处于适宜条件下的种子偏低,这可能是由于高温导致
部分蛋白表达受到抑制所导致。
表 1 不同光照处理对斑叶蒲公英种子发芽率的影响
Table 1 The germination characteristics under
different light conditions in T. variegatum
种子发芽率
Seeds set
56.37
54.14
58.56
光照条件
Light condition
全黑 Dark
全光 Full gloss
光 12h/暗 12h Light12h/ dark 12h
注:同列不同小写字母表示差异达到显著水平(p<0.05)。
Note: Different litte letters in the same column indicated significant difference (p<0.05).
图 3 不同温度对斑叶蒲公英种子萌发的影响
Figure 3 The influence of different temperatures
on germination of T. variegatum
图 4 斑叶蒲公英种子的最终发芽率和最大发芽率
Figure 4 Final germination percentage and maximum
germination percentage
图 2 不同浸种时间对斑叶蒲公英种子萌发的影响
Figure 2 The influence of different soaking seed time
on germination of T. variegatum
总萌发量/粒
Total
No.germinated
127(150)
102(150)
平均萌发量/粒
Mean
No.germinated
42.33±1.53a
34.00±2.00b
萌发平均时间/d
Mean time to
germination
3.67±0.58a
5.33±0.58b
处理
Treatment
整个果实 Whole fruit
无冠毛 No pappus
表 2 不同冠毛处理对斑叶蒲公英种子萌发影响
Table 2 The germination characteristics for different
pappus removal treatments in T. variegatum/%
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第 44卷沈 阳 农 业 大 学 学 报
3 结论与讨论
斑叶蒲公英具有兼性无融合生殖特性,种子形成不需要花粉刺激也可自主发育。 授粉与否对斑叶蒲公英
种子的发芽率影响试验表明,授粉后种子发芽率较未授粉种子高,二者达到显著性差异。 授粉处理种子,发芽
率高、萌发开始时间早、萌发持续时间短、平均萌发时间短,是爆发型种子类型,属于机会主义萌发策略[7]。 未授
粉种子发芽率低、萌发开始时间晚、萌发持续时间和平均萌发时间较长,是低萌型种子类型,属于谨慎萌发策
略[8],这样大量种子还可以留在种子库中,降低了种子萌发和立苗过程中的死亡风险,使种族得到延续。 试验发
现,缺少冠毛种子(收集过程当中断裂)需要较长时间才能萌发,并且发芽率也明显降低。 这些结果表明冠毛在
萌发过程中具有额外功能。 SHELDON[9]进一步研究了蒲公英冠毛的作用,发现当种脐接触泥土时可提高发芽
率。 这表明冠毛可以支起部分种子以保证湿润介质与种脐之间的接触,这种结构对于水分的吸取具有重要的
作用。 这可以作为种子缺少冠毛不易萌发的一种解释,支撑的缺乏导致很少的水通过种脐,因此降低了胚胎发
育所需要的水分。 冠毛在萌发过程中所起的作用还需要进一步的研究。
经过授粉以及具有冠毛的斑叶蒲公英种子均可显著提高发芽率。 浸种时间一定程度上可以促进种子萌
发,但对未授粉形成种子的发芽率提高效果最为显著。光照对种子的萌发无显著影响。斑叶蒲公英种子最适宜
萌发温度在 10~20℃,在低于 5℃以及高于 30℃情况下萌发均受到严重抑制。
参考文献:
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[责任编辑 马迎杰]
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