免费文献传递   相关文献

温度和年份对蓝蓟种子发芽状况的影响



全 文 :北方园艺2014(11):11~14 ·试验研究·
第一作者简介:徐惠风(1965-),女,博士,副教授,研究方向为作物
栽培生理及生态环境。E-mail:xhfzj@163.com.
基金项目:吉林省科技厅基础应用资助项目(201105070);吉林省
教育厅重大资助项目(201240);吉林省科技厅重点资助项目
(2013)。
收稿日期:2014-01-20
温度和年份对蓝蓟种子发芽状况的影响
徐 惠 风1,魏 龙 雪1,高 志 新2,侯   威1,冯 政 东1
(1.吉林农业大学 农学院,吉林 长春130118;2.中邦园林股份有限公司,吉林 长春130118)
  摘 要:以蓝蓟种子为试材,研究人工气候箱培养条件下,4种不同恒定温度(即10、15、20、
25℃),处理对蓝蓟种子发芽状况的影响;并以近3a篮蓟种子为试材,比较研究了常规室温条件
下不同年份的发芽状况。结果表明:不同恒定温度处理条件下,15℃与其它处理的发芽指标具显
著差异性,为蓝蓟种子适宜的发芽恒温条件;近3a的蓝蓟种子进行室内发芽试验结果表明,在5
月份室内条件下,2012年与其它年份处理发芽指标具显著差异性,种子的发芽状况为2012年>
2011年>2010年;说明蓝蓟种子播种时期适宜的恒温条件为15℃,在播种时应选择当年新生种
子,以获得较好的发芽状况,以利于稳定收获。
关键词:蓝蓟;发芽;温度;年份
中图分类号:S 565.9 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2014)11-0011-04
  蓝蓟(Echium vulgare)为紫草科蓝蓟属下的一个
种。其有蓝、紫、粉、白等多种花色和长达3个月的花期,
既可作为花境用于园林美化[1-2],又因其种子中富含不
饱和脂肪酸,在防治心脑血管疾病上具有极其重要的医
药价值[3-5];另外,种子中含量较高的三油脂酸,对于皮肤
美容有着极为重要的意义[6-9]。国外多有涉及水、恒温、
盐碱条件对种子发芽的影响研究[10-16],国内蒋盛岩等[17]
    
和黄燕芬等[18]通过恒温和光照控制研究了夏枯草和药
用植物的发芽状况。该试验在参考国内外种子发芽的
研究方向基础上,研究了播种前4种不同恒定温度和室
温条件处理对不同年份蓝蓟种子活力[19-20]的影响,旨在
更好掌握种子播期、播种量,为蓝蓟进一步引种驯化和
常规条件下的大田栽培提供一定理论指导。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料为蓝蓟种子,属特殊油料作物。
1.2 试验方法
1.2.1 人工气候培养 试验日期为2012年3~4月和
2013年5月,选取均匀一致饱满的蓝蓟种子,先用0.3%
KMnO4溶液消毒15min,冲洗干净,将处理后种子随机
  
Effect of Exogenous Brassinolide on Growth and Anatomical Characteristics for
Stems and Leaves of Dwarf Pear in vitro
CHEN Bao-yin,WANG Cai-hong,CHU Qing-gang,TIAN Yi-ke,SUN Jing-xian,XU Yan-shuai
(Colege of Horticulture,Qingdao Agricultural University,Qingdao,Shandong 266109)
Abstract:Taking dwarfing pear of tube seedling as material,diferent concentrations of exogenous brassinolides(BR)
(0.001,0.010,0.100,1.000mg/L)were added to the media and the efect on phenotypes of the plantlets in vitro were
observed,with no added BR as control,in order to reveal the relationship between the dwarf trait of pear and BR.The
results showed that the higher concentration of BR increased the height and internode length of the plantlet.
Furthermore,by the technique of parafin section,it was observed that the treatment of 1.000mg/L BR distinctively
accelerated the diferentiation of vascular bundles in stems and primary veins of leaves,and increased the density of
mesophyl cels and the thickness of cuticle.
Key words:brassinolide;dwarf pear;plantlet;growth characteristics;anatomical structures
11
·试验研究· 北方园艺2014(11):11~14
分成4组,每组3次重复,每个重复随机选取50粒种子
放入垫有滤纸的消毒培养皿中,用滴管加水至床面湿润
并一直保持湿润状态,盖上培养皿盖,分别置于4种不
同恒定温度(即10、15、20、25℃)的人工气候培养箱中,每
天给予8h的光照和20%湿度,每天统计种子发芽粒数
(种子发芽以胚根超过种子长度的一半为标准,种子发
芽结束以连续3d没有新发芽为标准)。
1.2.2 室内环境培养 于2013年5月8日至15日,各
选取2010、2011、2012年均匀一致饱满的蓝蓟种子,先用
0.3%KMnO4溶液消毒15min,冲洗干净,将处理后种
子随机分成4组,每组3次重复,每个重复随机选取50
粒种子放入垫有滤纸的消毒培养皿中,底部铺2层滤
纸,以晾制自来水保持床面湿润,盖上培养皿盖,置于室
内,并记录试验时期内温湿度。8~15日环境日均温度
为17.7℃,日均相对湿度为14%,日均光照时数为12h,
日最高温度为29℃,日最低温度为8℃。每天统计种子
发芽粒数(种子发芽以胚根超过种子长度的一半为标
准,种子发芽结束以连续3d没有新发芽为标准)。
1.3 项目测定
1.3.1 发芽天数 从种子置入培养皿后开始计算,直到
连续3d无新发芽种子出现即视为发芽过程结束的
天数。
1.3.2 发芽数 胚根与种子等长,2片子叶展开视为正
常发芽种子进行统计,当连续3d无新发芽种子出现即
视为发芽过程结束。
1.3.3 胚根生长量 从胚根胚轴开始伸长开始,记录胚
根生长状况,直到发芽试验结束。
1.3.4 发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数 发芽率
(R)(%)=F/W×100%;式中R为最终发芽率,F为发
芽终止期时全部正常发芽的种子数,W为供试种子数;
发芽势(%)=前5d正常发芽种子数/供试种子数×
100%;FI=∑(FT/FD),式中FI为发芽指数,FT为在时
间T内的发芽数,FD为相应的发芽日数,FI越大,发芽
速度越快,活力越高;VI=FI×S,式中VI为活力指数,S
为幼苗鲜重(g)或幼苗平均长(mm)。
1.4 数据分析
所有数据均为3次重复的平均值,采用SPSS 13.0
软件进行统计分析,利用Duncan新复极差法进行差异
显著性测验,采用Excel 2007作图。
2 结果与分析
2.1 不同温度条件对蓝蓟种子发芽的影响
从图1可以看出,不同温度处理的蓝蓟种子发芽数
随催芽天数的增加,总体变化趋势上升并在一定时间内
趋于稳定直至种子发芽结束;4d后,15℃恒温处理下的
种子发芽数最多,25℃恒温下种子先发芽,但在3d之后
发芽缓慢;10℃恒温下,蓝蓟种子在第3天开始发芽,发
芽数始终较其它处理下低;其发芽数在7~8d上升幅度
较大,而其它各处理温度的发芽率上升平缓;在第6天
及以后4d内,15℃恒温下的发芽数最高,20℃和25℃恒
温下的发芽数次之,10℃恒温下发芽数最低。所以,15℃
恒温更适合蓝蓟种子的发芽。
图1 不同温度条件对蓝蓟发芽的影响
Fig.1 Efect of diferent temperature on the germination of
Echium vulgare seeds
由表1可知,在种子发芽率、胚根生长量、发芽指数
和活力指数各方面,蓝蓟种子在15℃恒温处理下均与
10、20、25℃恒温处理有显著差异,但15℃和20℃在发芽
势上差异不显著。10℃和25℃在发芽率、胚根生长量和
活力指数方面差异不显著,但在发芽指数和发芽势方面
差异显著。表明蓝蓟种子在一定天数内,10℃的发芽趋
势要比25℃的平缓(图1),且在7~8d时,10℃下蓝蓟
种子的发芽数量较其它处理上升幅度要大。原因在于,
种子发芽需要在一定的温度条件下进行[21-22],温度相对
低时酶活性弱,随时间的增加,种胚内的温度会有所累
积,与此同时物质转化需要酶的参与,而酶活性与温度
极其相关,当种胚内温度较适合时,酶的活性影响种子
内含物的变化速率,进而影响种子发芽;同时当种子长
期处于相对较高的恒温时(25℃恒温),部分酶失活,进而
导致内含物转化受阻影响种子萌发[23]。该试验表明,
15℃恒温处理条件下,蓝蓟种子的发芽速度较快,发芽
率和种子活力最高,出苗齐而壮,胚根生长量高,更适合
蓝蓟种子的发芽和生长,加之该温度接近于自然界的正
常温度,种子可更好的吸水膨胀[24-26],也在一定程度上
说明这是种子长期对自然环境适应的结果。
2.2 近3a蓝蓟种子室温条件下发芽状况比较
由图2可以看出,近3a蓝蓟种子发芽率总趋势为
先低后高,并最终趋于稳定。2010年种子在整个发芽时
间段内,发芽率始终为最低,其次为2011年,2012年的
种子发芽率始终最高;各处理种子均在第6天结束发芽
过程,2010年种子在第3天开始发芽,且整个阶段发芽
率增长缓慢。
由表2可以看出,2012年产蓝蓟种子在发芽率、发
芽势、发芽指数和活力指数方面均显著高于2011年和
2010年产的种子。且近3a蓝蓟种子的发芽指标总体为
21
北方园艺2014(11):11~14 ·试验研究·
  表1  不同温度条件对蓝蓟种子发芽的影响
  Table 1  The efect of diferent temperature conditions on germination of Echium vulgare seeds
温度处理
Temperature treatment/℃
发芽率
Germination percentage/%
胚根生长量
Radical growth longth/mm
发芽指数
Germination index
发芽势
Germination viability
活力指数
Vigor index
10  32c 7.4c 8.82c 0.24c 66.19c
15  50a 20.1a 18.44a 0.48a 374.46a
20  44b 17.8b 17.59b 0.40ab  314.91b
25  38c 5.5c 17.51b 0.34b 98.03c
  注:表中小写字母为0.05差异显著水平。以下同。
Note:Diferent lowercase letters mean significant diference at 0.05level.The same below.
2012年>2011年>2010年。研究表明,种子活性大小
随着年份的变化而变化[23],在相同的温度等条件下,种
子内酶活性与年份呈正相关,表现为年代越久远,种子
内酶活性越低。
图2 近3a蓝蓟种子室内发芽动态比较
Fig.2 Comparision of germination dynamic changes of
Echium vulgare seeds at room temperature conditions
表2  近3a蓝蓟种子室内发芽指标比较
  Table 2 Comparision germination dynamic changes indexes of
Echium vulgare seeds at room temperature conditions
年份
Year
发芽率
Germination
percentage/%
发芽势
Germination
viability/%
发芽指数
Germination
index
活力指数
Vigor
index
2012  49.4a 40.1a 28.6a 368.2a
2011  33.2b 28.7b 12.4b 159.5b
2010  14.1c 10.1c 9.9b 66.4c
3 结论与讨论
通过室内不同温度恒温处理和室内自然条件处理
蓝蓟种子表明,恒温15℃是最适合蓝蓟的发芽温度,除
10℃处理外,蓝蓟种子在当天即开始发芽,并在第8天各
温度处理的发芽均趋于稳定,即发芽结束;5月份室温条
件培养下,近3a蓝蓟种子在第2天开始发芽(2010年产
的在第3天开始发芽),且种子越新,发芽状况越好。另
外,恒温处理下蓝蓟种子发芽率明显高于室温条件下
的。温度是种子发芽的重要因子,对种子酶活性和种子
活力具有一定影响,通过对温度的人工控制可以更为有
效地了解种子发芽活力;另外,相同室温条件下,不同年
份种子的发芽活力不同。5月份室内条件下,近3a蓝
蓟种子的发芽指标为2012年>2011年>2010年,2012
年产的种子发芽指标与其它2个处理差异显著。该试
验结果对蓝蓟温室和大田育苗及栽培种植时选择合理
温度育苗和适宜播种期具有重要理论指导意义。
徐惠凤等[1]、高志新等[2]认为,在恒温15℃、光照
8h时,蓝蓟发芽指数(29.0)和种子活力指数(591.4)最
佳,为蓝蓟的适宜发芽条件。在该经验基础上,于2012
年3~4月,选用次年收获蓝蓟种子,在恒温条件下做再
次发芽试验,2次发芽趋势相似,但发芽率、发芽势和发
芽指数,种子活力状况等要低于以上学者的研究结果。
以恒温15℃为例,该试验的发芽指数(18.44),种子活力
(374.46)均低于高志新等[2]研究。潘安中等[27]测定了
2003~2005年3个不同年份的柴胡种子的超氧化歧化
酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性与发芽率,并对二者的
相关性进行了探讨,得出发芽率有显著差异性(F=
5.211,P<0.05),并随贮藏时间的延长逐渐减弱,该试验
不同储藏年份的蓝蓟种子与其试验结果相似。张蕾
等[28-29]以青藏高原东缘数种紫草科植物为研究对象,在
100%自然全光照以及36%NS和3%NS的光照强度和
野外收取种子室内培养下,对种子萌发进行了研究,认
为室温条件下,存在感应光照和水分2种萌发对策。
该试验主要是研究了温度和储藏时间对蓝蓟种子
发芽的影响,为蓝蓟的温室和大田栽培育苗和栽培种植
提供了播期参考,利于蓝蓟的高产优质高效栽培,而对
于种子内的酶活性等生理变化未做进一步研究。因此,
在该试验基础上,今后应当进一步深入研究影响蓝蓟种
子发芽状况的其它因子和与之相关的生理和生态对策。
参考文献
[1] 徐惠风,高志新,侯薇,等.水分、pH值、光照对蓝蓟生长性状及产量
的影响研究[J].灌溉排水学报,2011(3):140-142.
[2] 高志新.蓝蓟(Echium vulgare)高产栽培技术的初步研究[D].长春:
吉林农业大学,2012:667-981.
[3] Kimberley,Miranda Forrest L M,Boudyguina E,et al.Echium oil re-
duces atherosclerosis in apoB 100-only LDLrKO mice[J].Atherosclerosis,
2011,220(1):118-211.
[4] Anonymous.Refined Echium Oil[J].Nutraceutical Business and Tech-
nology,2010,6(3):45-64.
[5] Kitessa S M,Young P,Nattrass G,et al.Pethick when balanced for pre-
cursor fatty acid supply echium oil is not superior to linseed oil in enriching
lamb tissues with long-chain n-3PUFA[J].British Journal of Nutrition,
2011,108(1):71-79.
31
·试验研究· 北方园艺2014(11):11~14
[6] Rabbani M,Sajadi S E,Khalili S.A lack of tolerance to the anxiolytic
action of Echium amoenum[J].Research in Pharmaceutical Sciences,2012,6
(2):101-106.
[7] Yang Q,O’Shea,Michael T.Dietary Echium oil increases tissue(n-3)
Long-Chain polyunsaturated fatty acids without elevating hepatic lipid concen-
trations in premature neonatal rats 1,2[J].The Journal of Nutrition,2009,
139(7):1353-1359.
[8] Morteza-Semnani K,Saeedi M,Akbarzadeh M.Chemical composition
and antimicrobial activity of essential oil of Echium italicumL[J].Journal of
Essential Oil Bearing Plants,2009,12(5):557-561.
[9] Warnaer M.Echium:the soil-to-oil source of essential fatty acids[J].
Nutraceutical Business and Technology,2010,6(4):22-25.
[10]Gul B,Ansari R,Flowers T J,et al.Germination strategies of halophyte
seeds under salinity environmental and experimental[J].Botany,2013(3):
57-61. 
[11]Redondo-Gómez S,Andrades-Moreno L,Parra R,et al.Factors influen-
cing seed germination of Cyperus capitatus,inhabiting the moving sand dunes
in southern Europe[J].Journal of Arid Environments,2010(3):55-60.
[12]Lucas C M,Mekdee F,Nascimento C M N,et al.Efects of short-term
and prolonged saturation on seed germination of Amazonian floodplain forest
species[J].Botany,2012(4):37-51.
[13]Ferraz I D K.Smoke-water efect on the germination of Amazonian tree
species[J].South African Journal of Botany,2013(5):31-47.
[14]Sung H G,Shin H T,Ha J K,et al.Efect of germination temperature
on characteristics of phytase production from barley[J].Bioresource Technol-
ogy,2005,96:1297-1303.
[15]Ikic'M,Mariˇcevic'S,Tomasovic'J,et al.The efect of germination tem-
perature on seed dormancy in Croatian-grown winter wheats[J].Euphytica,
2012(2):357-361.
[16]Balogun R O,Bird S H,J B.Germination temperature and time afect in
vitrofermentability of sorghum grain[J].Rowe Animal Feed Science and
Technology,2005(4):125-132.
[17]蒋盛岩,李炳,潘国强.不同温度对夏枯草种子发芽的影响[J].邵阳
学院学报(自然科学版),2008(2):92-94.
[18]黄燕芬,陈韵,黄秋银.温度和光照对7种常用抗癌、抗肿瘤药用植
物种子发芽的影响[J].种子,2010(7):103-105.
[19]刘军,任延山,王素梅.种子活力研究与应用技术[J].种子世界,2007
(2):41-42.
[20]唐志华,马继凤.大豆种子活力研究进展[J].作物研究,2007(S1):
140-143. 
[21]刘红娟,陈玉梅.新收获小麦种子发芽技术研究[J].种子世界,2009
(1):39-40.
[22]郭巧生,刘丽,赵荣梅,等.夏枯草种子萌发特性的研究[J].中国中药
杂志,2006(13):5-7.
[23]孙群,王建华,孙宝启.种子活力的生理和遗传机理研究进展[J].中
国农业科学,2007(1):53-58.
[24]石福高,王渭玲.桔梗种子的吸水特性及萌发条件[J].西北农业学
报,2011(4):91-94.
[25]薛媛菲,梁宗锁,姜再民,等.玄参种子的吸水特性及发芽条件研究
[J].西北农业学报,2008(2):157-160.
[26]吕小梨,赵致,王华磊.头花蓼种子发芽条件研究[J].中药材,2010
(3):11-13.
[27]潘安中,谢树莲,秦雪梅.不同年份柴胡种子SOD、POD活性与发芽
率的测定[J].天津中医药,2008(3):243-245.
[28]张蕾,张春辉,吕俊平,等.青藏高原东缘31种常见杂草种子萌发特
性及其与种子大小的关系[J].生态学杂志,2011(10):3-9.
[29]张蕾,张春辉,吕俊平,等.光照强度对青藏高原东缘九种紫草科植
物种子萌发的影响[J].兰州大学学报,2011(5):67-72.
Effect of Temperature and Ages on Seeds Germination of Echium vulgare
XU Hui-feng1,WEI Long-xue1,GAO Zhi-xin2,HOU Wei 1,FENG Zheng-dong1
(1.Colege of Agriculture,Jilin Agricultural University,Changchun,Jilin 130118;2.Zhong Bang Garden Co.Ltd,Changchun,Jilin 130118)
Abstract:Taking seeds of Echium vulgare as material,the efect of four diferent constant culture temperatures(10,15,
20,25℃)under artificial constant on seed germination of Echium vulgare were studied;and with nearly three-year seeds
as material,the germination condition under normal temperature were compared.The results showed that,15℃ was the
suitable temperate conditions for Echium vulgare seed germination,there were significant diferences of germination
between 15℃and others.Meanwhile,through trailing Echium vulgare seeds of nearly three-year for room germination
test.In the room conditions in May,2012,the Echium vulgare seed germination was better and there were significant
diferences between 2012and the other years treatment germination index;Echium vulgare seeds of nearly three-year seed
germination was 2012>2011>2010.This ilustrated that 15℃ was the appropriate temperature conditions of Echium
vulgare seed sowing time,and should choose the freshest seeds for sowing,in order to obtain better germination
conditions and the steady gains at the end of the entire period.
Key words:Echium vulgare;germination;temperature;age
41