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浸泡和切割处理对东方百合杂交种子萌发的影响



全 文 :收稿日期:2015-02-16
基金项目:国家林业公益性行业科研专项(编号:201204609);北京市科学技术研究院创新团队计划课题(编号:IG 201404N);北京市科学技术研究萌
芽计划(编号:201502)。
作者简介:郎利新(1990—),女,北京人;本科,研究实习员,主要从事观赏植物组织培养研究;E-mail:yanshulixin@163.com。
通讯作者:白锦荣(1974—),女,山西人;博士,副教授,研究方向:观赏植物遗传育种;E-mail:bjr301@163.com。
浸泡和切割处理对东方百合杂交种子萌发的影响
郎利新, 白锦荣, 孔 滢, 窦晓莹, 包 放, 尚宏忠
(北京市辐射中心, 北京100015)
Effects of Soaking and Cutting Treatment Methods on the Germination of
Oriental Hybrids lily Seeds
LANG Lixin,BAI Jinrong,KONG Ying,DOU Xiaoying,BAO Fang,SHANG Hongzhong
摘 要:对东方百合(Oriental hybrids)品系内杂交组合‘卡萨
布兰卡’(‘Casablanca’)ב索邦’(‘Sorbone’)和‘马可波罗’
(‘Marco Polo’)ב索邦’的种子进行浸泡24h、切割胚、浸泡+
切割胚综合处理下萌发试验的研究。结果表明,种子切割处理
能够缩短东方百合杂交种子的萌发时间,并且显著提高萌发
率。切割处理的‘卡萨布兰卡’ב索邦’种子发芽势和萌发率
均极显著地高于对照,发芽势达到 75.56%,萌发率达到
80.00%;‘马可波罗’ב索邦’种子的发芽势为100.00%,萌发
率为100.00%。切割处理后的‘卡萨布兰卡’ב索邦’种子和
‘马可波罗’ב索邦’种子的最适培养基均为 MS+20g/L蔗糖
+9g/L琼脂。
关键词: 东方百合;浸泡和切割处理;蔗糖浓度;种子萌发
DOI编码: 10.16590/j.cnki.1001—4705.2015.07.074
中图分类号: S 644.1   文献标志码: A
文章编号: 1001—4705(2015)07-0074-04
百合(Liliumspp.)属多年生球根类植物,是国内
外著名的观赏花卉。现在市场流行的四大类百合中东
方百合所占栽培比例最大[1],属于百合杂种系中花朵
最大最美丽的一个品种群[2]。东方百合在生产繁殖中
的常规分球、分珠芽、鳞片扦插、鳞片包埋等繁殖方法,
繁殖量较小,易造成种苗退化。百合生长周期较长,从
种子到开花需2~3年的时间[3]。组织培养不仅缩短
百合生长周期、大大提高繁殖系数,还解决了种苗退
化、带病毒多的问题[4]。东方百合杂交种子自然萌发
时间少则需30d,多则90~110d,容易引起种子发霉
腐烂,且发芽不整齐、萌发率极低,制约着百合产业化
发展的进程[5]。常规采用的胚拯救方法,多为授粉60
d后陆续有白色胚根长出,不仅操作繁琐,且对处理时
期要求严格[6]。
本试验以东方百合‘卡萨布兰卡’和‘马可波罗’为
母本,‘索邦’为父本的杂交种子为试验材料,通过种子
浸泡处理、切割处理以及不同蔗糖浓度处理,观察其对
发芽势、萌发率及存活率的影响,以期找到对东方百合
品系内杂交种子快速萌发和提高萌发率的组培处理方
法,为加速百合育种过程提供技术参考[7]。
1 试验材料与方法
1.1 试验材料
2011年11月在北京市辐射中心种质资源圃对自
荷兰购买的杂交亲本鳞茎进行栽植,2012年6月进行
常规杂交授粉,10月采收种子,4℃冷藏。2013年选
择其中颗粒饱满、胚清晰(在日光灯下可看到胚乳中间
的细长部分)、成熟的种子进行处理[7]。
1.2 试验方法
1.2.1 不同种子处理方式对东方百合杂交种子萌发
的影响
  处理1(ck):干种子消毒灭菌并用滤纸吸干水分
后,接入含培养基(MS+30g/L蔗糖+9g/L琼脂,余
下3种处理相同)的三角瓶中,编号 M 1。
处理2:将种子在自来水中浸泡24h,消毒灭菌滤
干后,接入培养基中,编号 M 2。
处理3:剪掉干种子胚周围的胚乳和翅,将剩余的
胚接种到培养基中,编号 M 3。
处理4:种子在自来水中浸泡24h,然后剪掉胚周围
的胚乳和翅,将剩余的胚接入到培养基中,编号 M 4。
种子预处理后,在洁净工作台上用75%酒精浸泡
3min,再用10%NaClO浸泡8min,浸泡的过程中随
时搅拌和振荡,之后用无菌水浸洗5遍,并随时振荡,
最后放在无菌滤纸上吸干表面水分后接种,培养基是
·47·
第34卷 第7期 2015年7月            种 子 (Seed)            Vol.34 No.7 Jul. 2015
MS+30g/L蔗糖+9g/L琼脂。
1.2.2 不同蔗糖浓度对东方百合杂交种子萌发率的
影响
  配置3种不同蔗糖浓度的培养基,分别为 MS+
20g/L蔗糖+9g/L琼脂,MS+30g/L蔗糖+9g/L
琼脂,MS+40g/L蔗糖+9g/L琼脂,种子处理方法
为切掉干种子部分胚乳和翅,将剩余胚接入含培养基
的三角瓶中,分别编号 M 5、M 6。
培养基配方为:MS粉4.43g/L,蔗糖20g/L、30
g/L或40g/L,琼脂粉9g/L。MS粉中包括大量元素
NH4NO3、KNO3、CaCl2 ·2H2O、MgSO4 ·7H2O、
KH2PO4,微量元素KI、H3BO3、MnSO4·4H2O、ZnSO4
·7H2O、Na2MoO4·2H2O、CuSO4·5H2O、CoCl2·
6H2O以及铁盐FeSO4·7H2O、Na2-EDTA·2H2O、
肌醇、烟酸、盐酸吡哆醇、盐酸硫胺素、甘氨酸等。
每个杂交组合选取有胚种子240粒,每个处理15
瓶,每瓶内接入2粒种子,重复3次。培养基pH 值
5.8,平均每7天观察1次生长状况并统计数据。培养
条件是光强1 000~1 200lx,光照时间12h,温度控制
在(25±1)℃[8-10]。
1.2.3 数据分析
统计种子萌发率和发芽势,评价百合种子的萌发
力。试验观察,接种的56d内种子萌发较整齐,因此,
发芽势以接种56d前观察的发芽数为计量标准。
发芽势(%)=56d的发芽数/接种数×100%;
萌发率(%)=萌发数/接种数×100%;
存活率(%)=存活数/萌发数×100%。
利用Excel 2007进行数据统计,SPSS 14.0软件
进行方差分析及多重比较,用Duncan式新复极差方
法比较差异显著性,分析出6种试验方法的差异显著
性[11]。
2 结果与分析
2.1 浸泡及切割处理方式对东方百合杂交种子萌发
的影响
2.1.1 浸泡及切割处理方式对‘卡萨布兰卡’ב索
邦’种子萌发的影响
  从表2中可以看出,浸泡和切割处理均对‘卡萨布
兰卡’ב索邦’种子萌发有显著影响,但其种子发芽
势、萌发率以及存活率不同。
浸泡 + 切割处理的 M 3-C×S 发芽势达到
42.22%,高于 M 4-C×S的31.11%、M 2-C×S的
13.33%以及对照的17.78%,形成极显著差异,4组数
据的差异也说明不同处理方式发芽整齐度较低。
M 3-C×S处理的萌发率达到84.21%,高于 M 4-C×S
的33.33%、M 2-C×S 的 15.56% 以 及 对 照 的
27.59%,并形成极显著差异。试验结果表明,浸泡+
切割处理种子可显著提高‘卡萨布兰卡’ב索邦’种子
发芽势和萌发率。
对浸泡但不切割处理的 M 2-C×S、切割干种子处
理的 M 4-C×S以及对照进行比较可知,其中发芽势
M 4-C×S>对照>M 2-C×S,M 4-C×S与对照形成
显著性差异;而萌发率 M 4-C×S>对照>M 2-C×S,
同样 M 4-C×S与其他处理形成了显著性差异。由此
可以说明切割处理对‘卡萨布兰卡’ב索邦’种子的发
芽势和萌发率的影响大,浸泡处理对其发芽势并无影
响,甚至萌发率低于ck的种子。
表1 6种试验方法汇总表
试验
编号
种子切割
情况
种子浸泡
情况
培养基成分
M 1 不切割 干种子 MS+30g/L蔗糖+9g/L琼脂
M 2 不切割 浸泡24h MS+30g/L蔗糖+9g/L琼脂
M 3 切割 浸泡24h MS+30g/L蔗糖+9g/L琼脂
M 4 切割 干种子 MS+30g/L蔗糖+9g/L琼脂
M 5 切割 干种子 MS+20g/L蔗糖+9g/L琼脂
M 6 切割 干种子 MS+40g/L蔗糖+9g/L琼脂
  注:pH值为5.80~5.89,M 1为ck。
表2 浸泡及切割处理对‘卡萨布兰卡’ב索邦’
种子萌发的影响
试验编号
发芽势
(%)
萌发率
(%)
存活率
(%)
M 1-C×S(对照ck) 17.78Cc 27.59Bb  87.50
M 2-C×S(浸泡24h+不切割) 13.33Cc 15.56Cc 100.00
M 3-C×S(浸泡24h+切割) 42.22Aa 84.21Aa  96.88
M 4-C×S(干种子+切割) 31.11Bb 33.33Bb 100.00
  注:M 1-C×S表示‘卡萨布兰卡’ב索邦’在 M 1的试验方法下种
子萌发的情况,之后 M 2-C×S、M 3-C×S和 M 4-C×S可类推。
2.1.2 浸泡及切割处理方式对‘马可波罗’ב索邦’
种子萌发的影响
  从表3可以看出,浸泡和切割处理均对‘马可波
罗’ב索邦’种子萌发产生显著影响,但其种子的发芽
势、萌发率以及存活率均有不同。
从发芽势比较来看,M 4-M×S>M 3-M×S>对
照=M 2-M×S,其中,切割处理的 M 4-M×S发芽势
为71.11%,远远大于浸泡+切割处理的 M 3-M 发芽
势(为42.22%)、对照(0.005%)以及浸泡处理的
M 2-M(0.005%),形成极显著性差异。萌发率比较结
果与发芽势相同,切割处理的萌发率与对照形成了极
显著差异。由此可知,切割处理与浸泡和切割处理可
·57·
问题探讨  郎利新 等:浸泡和切割处理对东方百合杂交种子萌发的影响
以对‘马可波罗’ב索邦’种子的发芽势和萌发率形成
显著性的增长,只进行浸泡处理的种子发芽势和萌发
率不仅显著低于切割处理的种子,甚至低于ck。综上
所述可说明,切割处理能够显著提高东方百合的部分
杂交种子的发芽势和萌发率,仅进行浸泡处理对其影
响较小,甚至低于ck。
表3 浸泡及切割处理对‘马可波罗’ב索邦’
种子萌发的影响
试验编号
发芽势
(%)
萌发率
(%)
存活率
(%)
M 1-M×S(对照ck) 0.005Bb 4.44Bb  100.00
M 2-M×S(浸泡24h+不切割) 0.005Bb 2.22Bb  100.00
M 3-M×S(浸泡24h+切割) 42.22Bb 77.78Aa  94.29
M 4-M×S(干种子+切割) 71.11Aa 88.89Aa  97.50
  注:M 1-C×S表示‘马可波罗’ב索邦’在 M 1的试验方法下种子
萌发的情况,之后 M 2-C×S、M 3-C×S和 M 4-C×S可类推。
2.2 3种蔗糖浓度处理对东方百合杂交种子萌发的
影响
  从表4可以看出,3种蔗糖浓度的培养基均可使
‘卡萨布兰卡’ב索邦’种子发芽,但其种子的发芽势、
萌发率以及存活率有所不同。
从发芽势比较来看,M 5-C×S>M 6-C×S>
M 4-C×S,M 5-C×S极显著高于 M 6-C×S和 M 4-C
×S,分别为75.56%、66.67%和31.11%。从萌发率
比较来看,M 6-C×S和 M 5-C×S均与 M 4-C×S形
成极显著差异。结果表明(如图1所示),蔗糖含量为
20g/L的培养基可显著性提高‘卡萨布兰卡’ב索
邦’种子发芽势和萌发率。
表4 不同蔗糖浓度对切割处理‘卡萨布兰卡’ב索邦’
种子萌发的影响
试验编号
发芽势
(%)
萌发率
(%)
存活率
(%)
M 4-C×S  31.11Cc  33.33Cc  97.50
M 5-C×S  75.56Aa  80.00Aa  100.00
M 6-C×S  66.67Bb  71.11Aa  100.00
  注:M 4-C×S表示‘卡萨布兰卡’ב索邦’在 M 4的试验方法下
种子萌发的情况,之后 M 5-C×S和 M 6-C×S可类推。
  从表5可以看出,3种培养基均能使‘马可波罗’
ב索邦’种子发芽。
从发芽势比较来看,蔗糖浓度为20g/L的 M 5-M
×S的发芽势为100.00%,极显著高于其余2种培养
基,其次是 M 6-M×S为75.56%,最次为 M 4-M×S,
发芽势为71.11%。同时,从萌发率结果比较来看,
M 5-M×S的萌发率最高,为100.00%(如图2所示),
说明 MS+20g/L蔗糖+9g/L琼脂是3种培养基中
最适宜‘马可波罗’ב索邦’种子出苗及生长的初代培
养基。
图1 不同处理下的‘卡萨布兰卡’ב索邦’
种子0~98d下的萌发率
表5 不同蔗糖浓度对切割处理‘马可波罗’ב索邦’
种子萌发的影响
试验编号
发芽势
(%)
萌发率
(%)
存活率
(%)
M 4-M×S  71.11Cc  88.89Bb  97.50
M 5-M×S  100.00Aa  100.00Aa  100.00
M 6-M×S  75.56Bb  75.56Cc  100.00
  注:M 4-C×S表示‘马可波罗’ב索邦’在 M 4的试验方法下
种子萌发的情况,之后 M 5-C×S和 M 6-C×S可类推。
图2 不同处理下的‘马可波罗’ב索邦’
种子0~98d下的萌发率
3 结论与讨论
3.1 结 论
综合发芽势、萌发率以及存活率3个指标,各处理
与对照来看,得到以下结论:
1)利用自来水浸泡24h后的东方百合杂交种
子,发芽势、萌发率等各项指标低于ck,差异不明显。
2)利用切掉干种子胚周围的胚乳和翅的方法处理
后的东方百合杂交种子,各项指标均极显著高于ck。
3)在进行不同蔗糖浓度处理后,最适宜‘卡萨布
·67·
第34卷 第7期 2015年7月            种 子 (Seed)            Vol.34 No.7 Jul. 2015
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   注:“√”为必备项,“0”为任选项,“*”为有则加项,“-”为不要求项。
兰卡’ב索邦’种子和‘马可波罗’ב索邦’种子出苗
及生长的初代培养基是 MS+20g/L蔗糖+9g/L
琼脂。
3.2 讨 论
周晓杰在百合杂交育种及杂交种子特性中提到,
解除休眠的方法主要有:减少种皮对发芽的障碍,物理
作用去除种子的“硬实”性,提高发芽率、清水漂洗或光
照处理解除休眠等[6]。陈远吉也提到播种前种子催芽
方法是可搓去部分种皮,以利其吸水[12]。通过物理切
割方法打破二穗短柄草种子休眠,促进种子萌发,说明
减少种皮(部分胚乳和翅)对发芽的障碍能够起到大大
提前发芽时间以及提高萌发率的作用[13]。高娜等对
东方百合种子进行低温冷藏处理,在不同程度上提高
了东方百合种子的发芽率和发芽势[5]。通过清水处理
24h的东方百合杂交种子并未顺利解除休眠,原因可
能是浸泡时间过多或过少,也有可能是清水处理不能
对其萌发产生影响。由于东方百合杂交种子最适蔗糖
浓度的培养基相同,说明不同东方百合杂交种子对碳源
的需求相同,这可能是由于其父本的基因型相同导致。
本试验通过切割百合种子进行组织培养,并筛选
出最适培养基,提高了百合种子萌发力和整齐度,缩短
萌发期。且此种方法简便,可操作性强,处理时间无严
格要求,大大缩短了百合生长周期,增大了繁殖系数,
达到了高效快繁育种的目的[5]。本实验结果对加速东
方百合育种过程提供了技术参考,对百合种子组培快
繁具有一定的参考意义。
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问题探讨  郎利新 等:浸泡和切割处理对东方百合杂交种子萌发的影响