全 文 :李玉萍,冯英娜,罗凤霞. 风信子种子萌发习性研究[J]. 江苏农业科学,2012,40(12) :194 - 196.
风信子种子萌发习性研究
李玉萍,冯英娜,罗凤霞
(金陵科技学院园艺学院,江苏南京 210038)
摘要:本试验以风信子 2 个品种希腊之神和粉珍珠自然结实的种子为供试材料,研究风信子种子的萌发习性。
结果表明,风信子胚乳中含有种子萌发的抑制物;风信子种子休眠期较长,发芽温度偏低,发芽时间长;一定浓度的赤
霉素能促进风信子种子萌发。
关键词:风信子;种子;萌发习性
中图分类号:S682. 2 + 90. 1 文献标志码:A 文章编号:1002 - 1302(2012)12 - 0194 - 03
收稿日期:2012 - 05 - 28
基金项目:国家林业局“948”项目(编号:2009 - 4 - 12) ;江苏省高校
自然科学研究项目(编号:10kjd210005)。
作者简介:李玉萍(1976—) ,女,甘肃酒泉人,博士,讲师,主要从事园
林植物遗传育种和应用研究。E - mail:lyp@ jit. edu. cn。
通信作者:罗凤霞,教授,硕士生导师。E - mail:luofx@ jit. edu. cn。
风信子(Hyacinthus orientalis)别名洋水仙、西洋水仙、五
色水仙,为百合科风信子属的多年生鳞茎类草本植物。叶 4
~ 8 枚,狭披针形,绿色有光泽。花茎肉质,长 14 ~ 44 cm,总
状花序顶生,小花 10 ~ 60 朵密生上部,横向或下倾,漏斗形,
花被筒形,上部四裂,反卷,花有紫、白、红、黄、粉、蓝等色,有
浓郁的香气。风信子花期早,植株低矮整齐,花序端庄,色彩
绚丽,宜作花坛、花境、花丛及疏林边、草地、草坪边自然式成
片种植,也可作切花、盆栽或水养观赏,是国际花卉市场上重
要的秋植球根花卉之一[1 - 4]。风信子性喜温暖、湿润、阳光充
足的环境条件,适宜我国大部分地区栽培。
风信子原产南欧、非洲南部和土耳其小亚细亚,我国无野
生原种。同属植物共 30 多种,现代风信子是以原种
Hyacinthus orientalis为基础发展起来的。1496 年英国将风信
子用于庭园栽培。18 世纪开始在欧洲广泛栽培,并进行了育
种,陆续选育出了粉色(1706 年)、红色(1706 年)、紫色和黄
色(1760 年)品种。我国没有自主知识产权的品种,栽培的风
信子全部从国外进口,每年靠从荷兰进口 400 万 ~ 500 万粒
种球满足国内市场需求。因此,开展新品种的选育以及自主
知识产权品种的研发成为目前国内发展风信子的必然之路。
国内对风信子的的研究主要集中在组织培养、种球繁殖
以及栽培等方面[4 - 12],风信子种子休眠以及萌发习性还未见
报道。为了更好地推进风信子的生产发展,本研究借鉴其他
具有休眠习性的花卉种子的催芽经验[13 - 24],开展了风信子种
子萌发习性的试验,以期为缩短我国风信子育种时间及新品
种的选育提供理论基础。
1 材料与方法
1. 1 材料
2010 年收获的自然结实的风信子品种希腊之神(God of
Greek)和粉珍珠(Pink Pearl )的种子。
1. 2 研究方法
1. 2. 1 种子无菌萌发诱导
1. 2. 1. 1 抑制种子萌发部位确定 种子成熟后立即采摘果
实,剥取种子,灭菌后在超净工作台上备用(图 1、图 2)。设 3
个处理即:有皮种子(yp)、无皮种子(wp)和幼胚(p)。每处
理 100粒种子或幼胚,分别接入培养基 MS + IBA 0. 4 mg /L +
6 - BA 0. 04 mg /L 中。培养环境为温度(24 ± 2)℃,光照
14 h /d,光强 1 200 lx。40 d 后统计发芽率,幼胚发芽率计算
方法同上。种子以胚根突破种皮并伸长为发芽标准。
1. 2. 1. 2 种子发芽条件确定 以希腊之神自然结实的种子
为试验材料,将灭菌后的种子分别接入培养基 MS + IBA
0. 4 mg /L + 6 - BA 0. 04 mg /L中。设 3 种萌发环境,分别为:
温度(24 ± 2)℃,光照 14 h /d,光强 1 200 lx(H1) ;温度(24 ±
2)℃,4 层报纸遮光(H2) ; (7 ± 1)℃,无光(H3)。每处理
100 粒种子,培养 60 d后统计种子发芽状况。
1. 2. 2 赤霉素对种子发芽的影响 将粉珍珠自然结实的种
子用自来水在室温下浸泡 24 h,之后用不同浓度的赤霉素溶液
浸泡 72 h,赤霉素溶液浓度依次为 0、1、5、8、10、15 mg /L。在超
净工作台上灭菌后接入预先准备好的 MS培养基上,每瓶接种
—491— 江苏农业科学 2012 年第 40 卷第 12 期
DOI:10.15889/j.issn.1002-1302.2012.12.137
10 粒种子,每一处理接种 10 ~ 15 瓶。将接种后的种子放在
温度为(7 ± 1)℃的低温环境中进行培养。60 d 后统计种子
的发芽率。
2 结果与分析
2. 1 抑制种子萌发部位
3 个不同处理的种子在接种 40 d 统计萌发率并拍照,见
表 1 和图 3、图 4、图 5。
表 1 种子处理对种子萌发的影响
处理 萌发率(%)
幼胚 62. 4
有皮种子 0
无皮种子 0
由表 1 和图 3、图 4、图 5 可知,风信子种子在形态成熟后
并不能立即萌发,而种胚却可以在无菌条件下萌发并成长,这
说明抑制风信子种子萌发的部位不是胚,而是胚乳。至于种
皮是否抑制种子的萌发目前还不能确定。
2. 2 种子发芽条件
种子在 3 种环境条件下培养,60 d后统计发芽率并拍照,
结果见图 6、图 7、图 8 和表 2。
表 2 环境条件对风信子种子无菌萌发的影响
环境条件 萌发率(%)
H1 0
H2 0
H3 71. 3
由图 6、图 7、图 8 和表 2 可知,风信子种子存在一定的休
眠习性,萌发温度偏低,萌发需要的时间比较长。在 24 ℃ ±
2 ℃恒温下,不管遮光与否,种子都不能萌发。在 7 ℃ ± 1 ℃
的低恒温下,种子经过至少 40 d 才开始萌发,这与湿沙催芽
的时间比较接近。风信子种子露地播种,往往是采后即播,但
发芽时间在翌年 2 月,这也说明种子具有很长的休眠期,发芽
温度偏低,是不需要光的种子。
2. 3 赤霉素对种子发芽的影响
赤霉素能取代一些种子对低温后熟、光暗和干藏后熟的
条件。在打破种子休眠中是用得比较多的一种激素,如山桃
种子采用赤霉素处理可以代替低温层积,打破山桃种子的休
眠,而且在 600 ~ 800 mg /L 赤霉素处理时的种子效果最好。
赤霉素浸种秦艽(Gentiana maorophylla)种子 1 d,可显著提高
其发芽率。人参种子因需要形态后熟和生理后熟,在通常情
况下,几种激素共同调控种子萌发的效果显著。当使用乙烯
与赤霉素以及机动素综合处理人参种子可以完全取代低温层
积处理,而在室温中一次播种成苗。用 GA3 和 6 - BA处理羊
草(Leymus Chinese)种子或以 GA 和 CTK 共同处理均能显著
提高羊草种子的发芽率。在对不同盐浓度导致的 Forb Zygo-
phyllum simplex休眠解除的研究中发现,高盐条件下低浓度的
KN和高浓度的 GA较有效,而在各种盐浓度下 GA均有效。
以 6 种不同浓度赤霉素处理风信子品种粉珍珠种子,60 d 后
种子萌发率见表 3。
从表 3 可知,不同浓度的赤霉素处理风信子种子的发芽
率不同,赤霉素对种子的萌发起到一定的促进作用。随着赤
霉素浓度的升高,风信子种子发芽率提高,赤霉素处理超过一
定的浓度,风信子种子发芽率呈下降趋势。风信子种子最适
—591—李玉萍等:风信子种子萌发习性研究
的赤霉素催芽浓度为 10 mg /L,当赤霉素浓度高于 10 mg /L
时对种子的发芽起抑制作用。但赤霉素到底怎样打破风信子
种子休眠的机理尚待研究。
表 3 不同浓度赤霉素对风信子“粉珍珠”种子催芽效果比较
赤霉素浓度(mg /L) 种子发芽率(%)
0 10
1 21
5 35
8 43
10 85
15 60
3 结论与讨论
3. 1 胚乳抑制风信子种子萌发
种子休眠(seed dormancy)是植物在长期进化过程中形成
的抵抗不良环境的一种机制,是植物调节种子萌发最佳时间
和分布空间的有效方法。孙秀琴等对元宝槭(Acer truncatum)
种子休眠生理[14]的研究,李近雨对核桃(Juglans regia)种
子[17]的研究,史忠礼对南方红豆杉(Taxus chinensis var.
mairei)种子[18]的研究都表明植物种子的休眠程度和种皮的
不透性或种皮硬度有关。但更多的研究表明植物种子中所含
的抑制物是种子休眠最重要的原因之一,如王艳华等对大山
樱(Prunus sargentii)种子休眠因素[19]的研究,陈发菊等对巴
东木莲(Manglietia patungensis)种子[20]的研究,党海山等对毛
柄小勾儿茶(Berchemiella wilsonii var. pubipetiolata)种子[21]的
研究,关士平等对花楸(Sorbus pohuashanensis)种子[15]的研究
都表明种子中存在萌发抑制物质。
风信子种子离体培养时,形态已分化完全的胚在脱离胚
乳的环境下能够正常萌发,由于胚乳的存在,即使种胚已经完
成了形态后熟,胚仍然不能萌发。这说明胚乳在种子休眠中
起着重要的作用,这与 Arditti 等对鸢尾休眠的主要因素是存
在于胚乳中诱导休眠的化合物的观点一致。赵沛基等对云南
红豆杉离体胚培养[22]结果表明,不带胚乳培养,胚的萌发率
极低,而带胚乳培养时胚的萌发率大大提高,这与本试验的结
论恰恰相反。
种子常规萌发,胚根需穿透珠孔端胚乳和种皮,至于胚乳
是如何阻碍种子萌发以及种子休眠的具体破除方法还有待于
进一步研究。
3. 2 风信子种子发芽时间长、温度低
种子发芽需要适宜的温度、充足的水分和足够的氧气。
本研究表明,风信子种子萌发不仅需要较低的温度,在 7 ℃左
右时绝大部分种子能发芽,在 16 ~ 25 ℃时种子均不能萌发。
而且需要较长的时间,处理 45 d 后才陆续有种子开始萌发,
光照与否对种子的萌发没有影响。
3. 3 赤霉素处理对风信子种子发芽有一定的促进作用
在一定浓度下随着赤霉素浓度的升高,风信子种子的发
芽率升高,在赤霉素浓度为 10 mg /L 时风信子种子发芽率最
大,赤霉素超过一定浓度发芽率降低。
参考文献:
[1]北京林业大学园林系花卉教研组.花卉学[M]. 北京:中国林业
出版社,1990.
[2]李 娜,王文元,鞠 亮,等. 风信子研究史[J]. 现代园林,2008
(6) :90 - 92.
[3]费砚良,张金政. 宿根花卉[M]. 北京:中国林业出版社,1999:
178 - 179.
[4]刘建敏,耿凤梅,魏洪杰.风信子的栽培与花期控制技术[J]. 北
方园艺,2007(3) :124 - 125.
[5]熊 瑜,史益敏.风信子生物学特性与种球繁殖研究[J]. 上海交
通大学学报:农业科学版,2007,25(3) :293 - 297.
[6]朱丽梅,李玉萍,罗凤霞,等不同品种风信子的病害调查及抗病
性鉴定[J]. 江苏农业科学,2011,39(6) :212 - 214.
[7]刘勇刚,徐子勤.风信子的组织培养和植株再生[J]. 西北大学学
报:自然科学版,2001,31(3) :255 - 258.
[8]陆文樑,白书农,张宪省. 诱导风信子再生花芽不断分化花被片
的研究[J]. 植物学报,1999,41(9) :921 - 926.
[9]李玉萍,王春彦,汤庚国,等. 培养基组分和培养温度对风信予花
粉萌发的影响[J]. 江苏农业科学,2010(1) :66 - 68.
[10]孙晓梅,孙莉莉,张正伟,等. 风信子鳞片离体诱导培养技术研
究[J]. 辽宁林业科技,2008,34(2) :23 - 24.
[11]罗凤霞,孙莉莉,杨春起,等. 风信子鳞片扦插繁殖技术研究
[J]. 北方园艺,2008(1) :124 - 126.
[12]王春彦,李玉萍,罗凤霞,等. 不同风信子品种在南京地区的物
候期及生长特性分析[J]. 植物资源与环境学报,2009,18(4) :
66 - 71.
[13]关文灵,李世峰,陈 贤,等. 大百合种子休眠特性及休眠破除
[J]. 西北植物学报,2010(12) :2479 - 248.
[14]孙秀琴,田树霞. 元宝槭种子休眠生理的研究[J]. 林业科学研
究,1991(2) :185 - 191.
[15]关士平,冯 涛. 花楸种子休眠原因初探[J]. 经济技术协作中
心,2009(10) :116 - 116.
[16]肖月娥,周翔宇,张宪权,等. 荚蒾属种子休眠与萌发特性研究
进展[J]. 种子,2007(6) :56 - 59.
[17]李近雨. 核桃种子烂种原因及发芽条件的研究[J]. 林业科学
报,1994(1) :18 - 24.
[18]史忠礼.不同处理对南方红豆杉种子萌发的影响[J]. 安徽农业
学报,2007(31) :26.
[19]王艳华,高述民,李凤兰,等. 大山樱种子休眠机理的探讨[J].
种子,2005(5) :03.
[20]陈发菊,梁宏伟,王 旭,等. 濒危植物巴东木莲种子休眠与萌
发特性的研究[J]. 生物多样性,2007(5) :492 - 499 .
[21]党海山,张燕君,江明喜,等. 濒危植物毛柄小勾儿茶种子休眠
与萌发生理的初步研究[J]. 武汉植物学研究,2005(4) :
327 - 331.
[22]赵沛基,沈月毛,彭丽萍,等. 云南红豆杉离体胚的培养[J]. 植
物生理学通讯,2003(4) :327 - 329.
[23]陈志德,王州飞,刘永惠,等. 花生种子人工老化对萌发期种子
活力的影响[J]. 江苏农业学报,2011,27(6) :1411 - 1413.
[24]任艳芳,何俊瑜,张 冲,等. 铅胁迫对莴苣种子萌发和部分生
理代谢的影响[J]. 江苏农业学报,2010,26(4) :740 - 744.
—691— 江苏农业科学 2012 年第 40 卷第 12 期