全 文 :一种促进短果杜鹃种子萌发的前处理方法———二次浸种法
李 畅,苏家乐* ,刘晓青,何丽斯,陈尚平,肖 政
(江苏省农业科学院园艺研究所 /江苏省高效园艺作物遗传改良重点实验室,江苏南京 210014)
摘要 [目的]筛选出促进短果杜鹃种子萌发的前处理方法,提高短果杜鹃种子发芽率。[方法]采用培养皿滤纸法,比较不同浓度的
GA3、聚乙二醇(PEG)浸种以及二者复合浸种(二次浸种)对短果杜鹃种子萌发的影响。[结果]适宜浓度的 GA3、PEG浸种及二次浸种
均可有效促进短果杜鹃种子萌发。其中,400 mg /L GA3 与浓度 10% PEG-6000分别浸种 24 h以及 500 mg /L GA3 与浓度 10% PEG-6000
分别浸种 24 h这 2个组合处理的短果杜鹃种子萌发芽率、发芽势、发芽指数最高,在 0. 05 水平显著高于其他处理。[结论]二次浸种法
(400 mg /L GA3 与浓度 10% PEG-6000分别浸种 24 h或 500 mg /L GA3 与浓度 10% PEG-6000分别浸种 24 h)是促进短果杜鹃种子萌发
的最优前处理方法。
关键词 短果杜鹃;赤霉素;聚乙二醇;种子萌发
中图分类号 S685. 21 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2014)34 -12068 -03
A Pretreatment Method on Seed Germination of Rhododendron brachycarpum — Double Soaking Method
LI Chang,SU Jia-le* ,LIU Xiao-qing et al (Institute of Horticulture,Jiangsu Academy of Agricultural SciencesJiangsu Key Laboratory
for Horticultural Crop Genetic Improvement,Nangjing,Jiangsu 210014)
Abstract [Objective]The objective of the experiment was to screen the pretreatment method and to improve the seed germination rate of
Rhododendron brachycarpum. [Method]Petri dish with filter paper method was used to compare different concentrations of GA3 and PEG soa-
king and two seed soaking pretreatment on R. brachycarpum seed germination. [Result]The suitable concentrations of GA3 and PEG soaking
and two seed soaking methods played an effective promotion role in seed germination of R. brachycarpum. The germination rate,germination
energy and germination index of the two combinations that seed soaked for 24 h with 400 mg /L GA3 and 10% PEG-6000 successively and 24
h with 500 mg /L GA3 and 10% PEG-6000 successively were significantly higher than those of control.[Conclusion] The best pretreatment
method to R. brachycarpum seed was two soaking method which were soaking for 24 h with 400 mg /L GA3 and 10% PEG-6000 successively or
24 h with 500 mg /L GA3 and 10% PEG-6000 successively.
Key words Rhododendron brachycarpum;GA3;Polyethylene glycol;Seed germination
基金项目 江苏省自然科学基金(BK2012789) ;江苏省农业科技自主创
新项目[cx(12)2016]。
作者简介 李畅(1982 - ),女,内蒙古乌兰浩特人,助理研究员,硕士,从事
观赏植物种质资源与遗传育种方面的研究。* 通讯作者,研究
员,硕士,从事花卉遗传育种与高效栽培方面的研究。
收稿日期 2014-10-27
短果杜鹃(Rhododendron brachycarpum)为杜鹃花科(Eri-
caceae)杜鹃花属(Rhododendron)常绿小灌木,叶大色绿,花
色洁白,极具观赏价值,是不可多得的高山杜鹃耐寒抗病种
质资源[1]。但是,它在我国分布范围狭窄,仅现于我国东北
长白山海拔 1 000 ~ 1 300 m针叶混交林内,且数量不足 200
株,是濒危种[2]。所以,在保护现有野生资源的基础上,如何
引种驯化、繁育栽培及扩大野外种群成为短果杜鹃保护和发
展亟待解决的首要问题。
实生繁殖是杜鹃花主要繁殖方式之一。科研工作者们
从杜鹃花种子繁殖的实践认识到从种子萌发获得的幼苗开
始驯化,使之适应当地的气候,是一种有效的引种驯化手
段[3 -4]。短果杜鹃种子萌发率极低,因此提高短果杜鹃种子
萌发率具有重要的意义。目前,促进种子萌发有机械、药剂
等方法。有报道表明,GA3
[5 -9]、聚乙二醇(PEG)[9 -11]等药剂
可促进一些植物种子萌发,GA3 在杜鹃花属其他野生种的种
子萌发中也有应用[5 -8],但在短果杜鹃种子萌发上如何促进
其种子萌发尚属未知。笔者比较了不同浓度的 GA3、PEG及
二者复合处理对短果杜鹃种子萌发的影响,以期筛选出促进
短果杜鹃种子萌发的前处理方法,提高短果杜鹃种子发芽
率,完善其种子繁殖技术,为其引种驯化以及种群生态恢复
提供技术参考。
1 材料与方法
1. 1 材料 供试材料为籽粒饱满、贮藏 7 个月的短果杜鹃
自然结实种子。种子采自吉林长白山自然保护区野生植株,
由长白山科学院植物研究组鉴定提供,室温干燥器内保存。
1. 2 方法
1. 2. 1 种子前处理方法。共设置 3 种前处理方法:①用
100、200、300、400、500、600、700、800 mg /L的 GA3 溶液于室温
下浸种 24 h;②用浓度 10%、15%、20%、25% PEG-6000于室
温下浸种 24 h;③二次浸种,即先用试验①筛选出的适宜浓
度 GA3 浸种 24 h,清水清洗、吸干水分后再用试验②筛选出
的适宜浓度的 PEG-6000浸种 24 h。以去离子水浸种 24 h为
对照。每个处理 100粒种子,3次重复。
1. 2. 2 种子萌发测定。采用培养皿滤纸法,即将经上述前
处理的种子经 0. 3%(m/V)KMnO4 溶液浸种消毒 15 min,去
离子水充分洗净、吸干后均匀排布于垫有湿润滤纸的培养皿
中,置于光照培养箱中进行萌发培养。培养条件为温度 25
℃,光照强度 4 000 lx,光照时间 12 h /d。参照《1996 国际种
子检验规程》的鉴定标准统计萌发情况,以连续 5 d 无萌发
种子视为萌发结束。每隔 24 h观察、记录种子发芽数,定期
喷水保持种子湿润。
1. 2. 3 发芽指标的测定。萌发时滞,即发芽启动时间,指从
发芽试验开始到第 1 粒种子开始萌发所需时间(天数)。萌
发高峰期指从试验开始日到发芽种子数达到最高峰时所需
的天数。发芽持续时间指种子开始萌发到最后一个萌发的
总天数。
发芽率(GR)=种子发芽总数 /供试种子总数(100 粒)
责任编辑 刘月娟 责任校对 况玲玲安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2014,42(34):12068 - 12070
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2014.34.022
×100%
发芽势(GE)=日发芽种子数达到高峰时发芽种子总
数 /供试种子总数(100粒)×100%
发芽指数(GI) = Σ(Gt /Dt)
式中,Gt为 t日内的发芽数;Dt为相应的发芽天数。
1. 3 数据统计 所有测定结果取平均值 ±标准差。用 DPS
7. 05软件进行方差分析和相关性分析,使用最小显著差数法
(LSD)比较差异显著性,Excel 2003下绘制图表。
2 结果
2. 1 GA3 处理对短果杜鹃种子萌发的影响 由表 1 可知,
100 ~800 mg /L GA3 对短果杜鹃种子萌发的促进效果明显。
经不同浓度的 GA3 浸泡处理 24 h,短果杜鹃种子的发芽率、
发芽势、发芽指数均在 0. 01 水平显著高于对照,萌发时滞、
萌发高峰期均有所缩短。在 100 ~ 800 mg /L GA3 浓度范围
内,随着 GA3 浓度的增加,短果杜鹃种子的发芽率、发芽势、
发芽指数均呈先升后降的趋势。其中,400、500、600 mg /L
GA3 浸泡处理小叶杜鹃种子的发芽率、发芽势、发芽指数均
在 0. 05水平显著高于其他处理,萌发时滞、萌发高峰期、发
芽持续时间比对照缩短了 1 ~ 2 d,且幼苗株高明显高于
对照。
2. 2 PEG-6000处理对短果杜鹃种子萌发的影响 由表 2
可知,不同浓度 PEG-6000浸种 24 h对短果杜鹃的发芽指标
表 1 不同浓度 GA3 浸种对短果杜鹃种子萌发的影响
GA3 浓度∥mg /L 发芽率∥% 发芽势∥% 发芽指数 萌发时滞∥d 萌发高峰期∥d 发芽持续时间∥d
0 15. 33 ±1. 15 eF 8. 33 ±0. 58 gG 6. 28 ±0. 31 dE 8 9 8
100 37. 67 ±1. 53 dE 27. 67 ±1. 53 fF 17. 53 ±2. 13 cD 7 8 8
200 58. 33 ±2. 08 cD 45. 33 ±2. 08 eDE 26. 72 ±3. 49 bC 6 8 9
300 66. 33 ±2. 08 bC 49. 67 ±1. 15 dCD 27. 72 ±0. 68 bBC 6 8 8
400 74. 67 ±2. 08 aAB 59. 00 ±1. 73 cB 35. 89 ±2. 91 aAB 6 8 7
500 78. 33 ±3. 06 aA 67. 00 ±1. 53 aA 36. 74 ±3. 81 aA 7 8 6
600 76. 33 ±2. 08 aA 63. 00 ±3. 00 bAB 34. 87 ±4. 42 aABC 7 8 6
700 70. 33 ±1. 53 bBC 51. 00 ±2. 65 dC 31. 86 ±1. 81 abABC 7 8 7
800 66. 67 ±4. 04 bC 44. 00 ±4. 00 eE 26. 82 ±6. 47 bC 7 8 8
注:同列不同小写和大写字母分别表示在 0. 05和 0. 01水平上差异显著。
产生不同的影响。在 5% ~20% PEG-6000浓度范围内,随着
PEG-6000浓度的增加,发芽率、发芽势和发芽指数均呈现先
增加后降低的趋势;当 PEG-6000 浓度≤10%时,发芽率、发
芽势在 0. 01水平显著高于对照,发芽指数与对照相比亦在
0. 01水平显著提高;当 PEG-6000 浓度≥15%时,萌发时滞、
萌发高峰期均较对照延后,发芽持续时间延长;当 PEG-6000
浓度≥20%时,发芽率、发芽势和发芽指数均在 0. 01 水平显
著低于对照,萌发受到抑制。
表 2 不同浓度 PEG -6000前处理对短果杜鹃种子萌发的影响
PEG-600浓度∥% 发芽率∥% 发芽势∥% 发芽指数 萌发时滞∥d 萌发高峰期∥d 发芽持续时间∥d
0 15. 33 ±1. 15 bB 8. 33 ±0. 58 bB 6. 28 ±0. 31 bA 8 9 8
5 21. 67 ±2. 31 aA 14. 33 ±1. 15 aA 17. 53 ±2. 23 aA 8 9 8
10 20. 67 ±1. 53 aA 12. 33 ±1. 15 aA 26. 72 ±0. 18 aA 8 9 8
15 16. 00 ±1. 00 bB 6. 00 ±1. 73 cBC 27. 72 ±1. 18 bAB 9 10 9
20 9. 67 ±2. 08 cC 3. 33 ±0. 58 dC 35. 89 ±0. 78 cB 10 11 10
注:同列不同小写和大写字母分别表示在 0. 05和 0. 01水平上差异显著。
2. 3 GA3 与 PEG-6000二次浸种对短果杜鹃种子萌发的影
响 由图 1 可知,经 400 ~ 600 mg /L GA3 浸种 24 h 后再由
5% ~ 10% PEG-6000浸种 24 h后发芽率、发芽势、发芽指数
均较对照在 0. 05 水平显著提高。其中,400 mg /L GA3 与浓
度 10% PEG-6000分别浸种 24 h以及 500 mg /L GA3 与浓度
10% PEG-6000分别浸种 24 h这 2个组合的短果杜鹃种子萌
发芽率、发芽势、发芽指数最高,发芽率分别达到 82. 67%、
84. 33%,发芽势分别达到 71. 33%、73. 33%,发芽指数分别
达到46. 45、45. 15,均在 0. 05水平显著高于其他处理,但二者
差异不显著,且经二次浸种法得到的幼苗胚根粗壮,子叶较
肥大。
3 结论与讨论
短果杜鹃种子发芽率极低,常温贮藏 7个月的种子发芽
率仅为 15. 33%,且种子发芽的一致度很低(发芽势 8. 33%、
发芽指数 6. 28)。极低的种子活力可能是短果杜鹃濒危的重
要原因。如何提高种子萌发,是短果有性繁殖面临的首要问
题。关于杜鹃花种子萌发的前处理方法,前人已采用 GA3、
硫酸、超声波等进行了探索。研究表明,采用有效的预处理
方法可提高杜鹃花的发芽率等发芽指标,但不同种类杜鹃花
适宜的前处理条件有所不同[5 -8,12 -14]。
GA3 作为一种植物生长调节剂,因其可诱导种子淀粉酶
等水解酶的合成,提高种子水解酶的活性,催化种子内贮藏
物质的分解,以供胚的生长发育所需,进而促进种子胚的发
育与种子萌发,在生产研究中应用较多[5 -8]。试验结果表
明,在 100 ~800 mg /L浓度范围内,用 GA3 浸种处理 24 h对
短果杜鹃种子萌发起积极作用,可在 0. 01 水平显著提高短
果杜鹃种子的发芽率、发芽势和发芽指数,缩短萌发时滞和
萌发高峰期所用时间;400 ~ 600 mg /L GA3 浸种处理效果最
9512142 卷 34 期 李 畅等 一种促进短果杜鹃种子萌发的前处理方法
佳。这再次证明一定浓度范围的 GA3 浸种可显著提高杜鹃
种子的发芽率和发芽一致度[5 -8]。
PEG是一种高分子渗压剂,通过渗透调节作用,限制水
注:不同小写字母表示差异在 0. 05水平显著。
图 1 GA3 与 PEG-6000二次浸种对短果杜鹃种子发芽率、发芽势、发芽指数的影响
分进入种子的速率以减少吸涨过程中膜系统的损伤,进而促
进种子萌发,在狗尾草[9]、烟草[10]、青稞[11]等作物上已有应
用报道。该试验结果表明,适宜浓度(5% ~ 10%)PEG-6000
浸种处理可提高短果杜鹃种子活力。
在试验过程中,发现 GA3 浸种处理后短果杜鹃胚芽增长
效果明显,而 PEG-6000 浸种处理后胚根粗壮且增长效果较
明显。这可能是因为 GA3 可促进茎的伸长,而 PEG 则渗透
调节根系吸收而伸长,故设计 GA3 与 PEG-6000 二次浸种法
来探讨其对短果杜鹃种子萌发的影响。结果表明,经 400 ~
600 mg /L GA3 浸种 24 h后再由浓度 5% ~10%PEG-6000浸
种 24 h可极显著促进短果杜鹃种子萌发,提高短果杜鹃种子
活力,幼苗胚根增长粗壮,胚芽伸长,说明试验采用的二次浸
种法是促进短果杜鹃种子萌发行之有效的前处理方法。400
mg /L GA3 与浓度 10% PEG-6000 分别浸种 24 h 以及 500
mg /L GA3 与 10% PEG-6000分别浸种 24 h这 2个组合处理
的短果杜鹃种子效果最佳,可在短果杜鹃的引种驯化和生态
恢复中推广应用。
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17 -20.
(上接第 12052页)
等。川贝母其生物碱成分为川贝碱、岷贝碱、松贝碱、青贝
碱、西贝素等。李兴斌等[3]研究表明,平贝母中含有西贝素、
贝母辛、平贝碱甲、平贝碱乙、西贝素苷等。3 种贝母在成分
上虽有类似,但亦有较大不同,该研究结果表明,3 种贝母之
间,其化学成分的类型存在明显差异,但亦存在共有峰。
对于浙贝母、平贝母、川贝母 3 种市场上常用的贝母类
药材,该研究通过其各自色谱峰的特征,可以很好地将药材
进行区分与鉴别,为其规范应用提供判定依据。同时该研究
所建立的指纹图谱方法,简便、快捷、稳定、可靠度高,亦可以
为后期 3种贝母类药材的深入研究提供理论依据。
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06121 安徽农业科学 2014 年