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紫毛野牡丹种子萌发的研究



全 文 :收稿日期:2011 - 05 - 10
作者简介:熊兆成(1968 -) ,男,工程师。研究方向:园林植物栽培。
紫毛野牡丹种子萌发的研究
熊兆成
(福建省龙岩市永定县园林管理所,福建 龙岩 364100)
摘要:观察紫毛野牡丹种子的形态特征并测定其基本参数。结果表明:紫毛野牡丹种子的萌发需要光照条件,全黑暗条件
下种子发芽受到限制;低浓度(0 - 20 mg·L -1)的 6-BA可提高紫毛野牡丹种子的发芽率和发芽势,浓度为 10 mg·L -1时,
效果最为显著。IAA抑制紫毛野牡丹种子的萌发,在一定范围内,发芽率随着 IAA浓度的提高而降低。
关键词:紫毛野牡丹;种子;萌发;植物激素
中图分类号:Q949.762.3 文献标识码:A 文章编号:1673-0925(2011)04-0235-06
A study on the germination of Melastoma penicillatum seed
XIONG Zhao-cheng
(Management Department of Gardens of Yongding County,Longyan City,Longyan,Fujian 364100,China)
Abstract:The seed morphological characteristics of Melastoma penicillatum were observed,of which the basic parameters were det-
emined. The results showed that light was needed in the seed germination,and the sprouts were inhibited when the seeds were put
in completely darkness. Germination rate and germinating potential of M. penicillatum were improved in low concentration of 6-BA
(0 - 20 mg·L -1) ,and the best significiant concentration was 10 mg·L -1 . However,the seed germination was inhibited in IAA.
In a certain scope of concentration,the germination rate was decreased with higher concentration of IAA.
Key words:Melastoma penicillatum;seed;germination;plant hormones
紫毛野牡丹(Melastoma penicillatum Naud.)是野牡丹科野牡丹属植物[1],仅分布于中国海南省和菲律
宾,生于山谷林下、疏林中及沟边等[2]。紫毛野牡丹花期为 4 - 6 月,花色紫红、叶两面密被紫红色绒毛、花
叶俱佳,具有较高的观赏价值,适合于家庭盆栽与园林中的林缘、林下等半阴环境作地被栽植。前期观赏
价值综合评价结果显示:紫毛野牡丹以其花大色艳、花期长而成为野牡丹属中观赏价值较高的一个种[3]。
目前,对于野牡丹属植物的研究还处在初级阶段,主要集中在植物药理作用方面[3]。国内外已有从
温度、光照、激素等因素对种子萌发开展研究,但对紫毛野牡丹种子萌发的研究还处于初级阶段。前人研
究表明[4]:光照和温度是紫毛野牡丹种子萌发的必要条件;在 15、35 ℃恒温条件下种子萌发率急剧下降,
种子发芽最适温度为 25 - 30 ℃;4 ℃贮藏 12 个月的紫毛野牡丹种子萌发率(49%)与贮藏前的萌发率
(56%)相比无显著差异。紫毛野牡丹在自然环境中以有性繁殖为主,而对于其种子萌发方面的研究至今
尚无报道。为了成功地进行紫毛野牡丹的引种驯化,进行园艺化栽培,本文对紫毛野牡丹种子萌发进行研
究,以期为其观赏价值的进一步开发利用提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验用紫毛野牡丹种子(2009 年)采自海南省吊罗山国家森林公园(18°41 - 18°44N、109°50 - 109°
55E) ,采收后放置于避光通风处晾干,剥去果皮,取出种子,放入牛皮纸袋,室温保存(不同温度贮藏处理
亚热带农业研究
Subtropical Agriculture Research
第 7 卷 第 4 期
2011 年 11 月
DOI:10.13321/j.cnki.subtrop.agric.res.2011.04.014
除外)。
1.2 种子基本状况的测定
(1)千粒重测定:随机取 400、600、800、1000、1200、1600 粒种子,测定其质量,计算 1000 粒种子质量,
取均值;(2)饱满率测定:随机取 100 粒种子,统计饱满种子的数量,设 6 次重复; (3)长度和宽度的测定:
随机取 50 粒种子,分别测量种子的长度和宽度(最宽处) ;(4)含水率测定:根据《国际种子检验规程》[5]
的技术标准进行。采用 120 ℃烘干法测定种子原始含水量,设 3 次重复。
1.3 种子萌发试验
挑选饱满、圆实的紫毛野牡丹种子若干,将干净的种子随机分为 9 份,每份 50 粒,置于直径 90 mm的
培养皿中,在培养皿内放置一层消毒过的滤纸,依次编号,加清水,为发芽基质,并置于恒温箱中 25 ℃培
养,设 3 次重复。定期浇水保湿,观察记录萌发数,并计算相应的萌发率和萌发势。
以胚根露出种皮 5 mm作为萌发标志[5],如果种子均已发霉或者在实验末期连续 15 d无种子萌发,发
芽实验即结束。
发芽率 /% =发芽试验终期全部发芽种子数 /试验种子数 × 100;发芽势 /% =规定时间内(15 d)发芽
种子数 /试验种子数 × 100。
1.3.1 光照条件 将处理好的干净种子随机分为 2 组,每组 3 份,每份 50 粒,置于直径 90 mm 的培养皿
中,在培养皿内放置一层消毒过的滤纸,依次编号,置于恒温箱中 25 ℃培养。定期浇水保湿,观察记录萌
发数,并计算相应的萌发率。
光照设置为周期性光照 2800 lx,光暗比 12∶ 12 和全日持续黑暗(暗遮光采用 2 层黑布) ,20 d 后转入
周期性光照 2 个水平。
1.3.2 激素处理 将干净的种子随机分为 9 份,每份 50 粒,置于直径 90 mm 的培养皿中,在培养皿内放
置一层消毒过的滤纸,依次编号,分别进行处理(表 1) ,设 3 次重复。每组激素浸泡时间为 2 h,浸泡结束
后,用清水洗净,并置于恒温箱中 25 ℃培养。定期浇水保湿,观察记录萌发数,并计算相应的萌发率和发
芽势。
表 1 L9(3
4)因素水平1)
Table 1 Levels of factor L9(34) mg·L -1
水平
因素
A B C D
1 0 0 0 0
2 20 100 2 10
3 40 200 4 20
1)A. IAA;B. GA3;C. NAA;D. 6-BA。
2 结果与分析
2.1 紫毛野牡丹种子的形态特征与基本参数
对收集到的紫毛野牡丹种子的形态特征进行观察并测定其基本参数,结果如下:紫毛野牡丹的果实为
蒴果,坛状球形,种子黄褐色,千粒重为(0.1516 ± 0.006)g,长度为(0.1 ± 0.08)mm、宽度为(0.68 ± 0.05)
mm,含水率 7.5% ±0.42%。紫毛野牡丹的种子饱满率较低,为 20.67% ±0.76%。
2.2 光照对紫毛野牡丹种子萌发的影响
紫毛野牡丹种子萌发温度为 25 ℃,光周期正常条件下,萌发正常(图 1) ;在 20 d 黑暗后转入周期性
光照条件下,种子萌发率为 32%(图 2)。由图 2 可知,紫毛野牡丹种子的萌发需要光照条件,全黑暗条件
·632· 亚 热 带 农 业 研 究 第 7 卷
图 1 紫毛野牡丹种子
Fig. 1 The seeds of M. penicillatum
下种子发芽受到限制。
2.3 不同激素处理对紫毛野牡丹种子萌发的影响
2.3.1 发芽率 由表 2 可知,不同水平的激素处理对
紫毛野牡丹种子发芽率的影响较大。极差分析结果表
明,IAA、GA3、NAA、6-BA对发芽率影响的主次关系为:
6-BA > GA3 > IAA > NAA,6-BA效果最显著。
由表 3 可知,6-BA 的 Sig. = 0. 000 < 0. 01,说明 6-
BA作用效果极显著;IAA 的 Sig. = 0.034 < 0.05,说明
IAA作用效果显著;GA3 的 Sig. = 0. 051 > 0. 05,NAA
的 Sig. = 0.607 > 0.05,说明 NAA、GA3 对紫毛野牡丹
发芽率的影响不显著。
图 2 光照对紫毛野牡丹种子萌发的影响
Fig. 2 Effects of illumination on seed germination of M. penicillatum
表 2 不同激素处理对紫毛野牡丹种子发芽率的影响1)
Table 2 Effects of different hormone concentrations on the seed germination rate of M. penicillatum
编号
A
mg·L -1
B
mg·L -1
C
mg·L -1
D
mg·L -1
发芽率
Ⅰ Ⅱ Ⅲ 平均值
sin - 1槡p
1 1 1 1 1 0.30 0.32 0.34 0.320 34.45
2 1 2 2 2 0.42 0.58 0.4 0.467 43.11
3 1 3 3 3 0.38 0.34 0.44 0.387 38.47
4 2 1 2 3 0.36 0.38 0.34 0.360 36.89
5 2 2 3 1 0.34 0.28 0.32 0.313 34.02
6 2 3 1 2 0.36 0.34 0.38 0.360 36.89
7 3 1 3 2 0.40 0.42 0.40 0.407 39.64
8 3 2 1 3 0.36 0.36 0.38 0.367 37.29
9 3 3 2 1 0.22 0.26 0.24 0.240 29.33
K1 116.03 110.98 108.63 97.80 T = 330.09
K2 107.8 114.42 109.33 119.64 R值排序:D > B > A > C
K3 106.26 104.69 112.13 112.65
k1 38.68 36.99 36.21 32.60
k2 35.93 38.14 36.44 39.88
k3 35.42 34.90 37.38 37.55
R 2.74 3.24 0.93 7.28
1)A. IAA;B. GA3;C. NAA;D. 6-BA。
·732·第 4 期 熊兆成:紫毛野牡丹种子萌发的研究
进一步用 LSD法多重比较 IAA、6-BA对紫毛野牡丹发芽率的影响。
IAA不同水平的多重比较结果表明,A1、A2 间差异显著,A1、A3 间差异显著,A2、A3 间差异不显著,其
中以 A1 效果最好。根据不同激素处理对紫毛野牡丹种子发芽率的影响(表 2) ,当 IAA 浓度为 0 时,k 值
为 38.68,当 IAA浓度为 10 mg·L -1时,k 值为 35.93,由此表明,紫毛野牡丹种子的发芽率在一定范围内
随着 IAA浓度的提高而降低,表现为受抑制。
表 3 发芽率组间效应检验1)
Table 3 Test of effects among groups in germination rate
变因 平方和 自由度 方差 F Sig.值
校正模型 0.098 10 0.010 5.438 0.001
截距 3.456 1 3.456 1908.294 0.000
A 0.015 2 0.008 4.196 0.034
B 0.013 2 0.007 3.607 0.051
C 0.002 2 0.001 0.515 0.607
D 0.067 2 0.034 18.552 0.000
重复 0.001 2 0.001 0.319 0.731
误差 0.029 16 0.002
总数 3.584 27
校正后总数 0.127 26
1)A. IAA;B. GA3;C. NAA;D. 6-BA。
6-BA不同水平的多重比较(表 4)结果表明,D1、D2 间差异显著,以 D2 效果最好,根据不同激素处理
对紫毛野牡丹种子发芽率的影响(表 2) ,当 6-BA 浓度为 0 时,k 值为 32.60,当 6-BA 浓度为 10 mg·L -1
时,k值为 39.88,D2、D3 间无显著差异,且 kD2 > kD3,可得知 6-BA浓度在 10 mg·L
-1对提高紫毛野牡丹发
芽率的效果最显著。
表 4 不同浓度 6-BA对种子发芽率影响的多重比较
Table 4 Multiple comparisons of the effects of different concentrations of 6-BA on the seed germination
(I)激系 6BA (J)激系 6BA 差数平均值(I - J) 标准误差 Sig.值
95%置信区间
下限 上限
1.00 2.00 - 0.1200 0.02006 0.000 - 0.1625 - 0.0775
3.00 - 0.0800 0.02006 0.001 - 0.1225 - 0.0375
2.00 3.00 0.0400 0.02006 0.064 - 0.0025 0.0825
2.3.2 发芽势 由表 5 可知:不同水平的激素处理对紫毛野牡丹种子发芽势的影响较大。极差分析结果
表明,IAA、GA3、NAA、6-BA对发芽势影响的主次关系为:6-BA > IAA > NAA > GA3,6-BA的效果最显著。
由表 6 可知:6-BA的 Sig. = 0.003 < 0.05,说明 6-BA对紫毛野牡丹的发芽势影响显著;IAA、GA3、NAA
的 Sig.值均大于 0.05,说明其影响不显著。
进一步用 LSD法多重比较 6-BA对紫毛野牡丹发芽势的影响。6-BA不同水平的多重比较(表 7)结果
表明,D1、D2 间差异显著,D2、D3 间差异不显著,以 D2 效果最好,根据不同激素处理对紫毛野牡丹种子发
芽势的影响(表 5) ,当 6-BA浓度为 0 时,k值为 16.62,当 6-BA浓度为 10 mg·L -1时,k值为 22.22,D2、D3
间无显著差异,且 kD2 > kD3,可得知 6-BA浓度在 10 mg·L
-1对提高紫毛野牡丹发芽势的效果最显著。
3 讨论
植物种子的萌发受多种内、外因素的影响[6]。紫毛野牡丹种子发芽最适温度为 25 - 30 ℃[4],光照对
某些植物种子的萌发是必不可少的[7 - 8]。不同植物的种子萌发对光照的要求也不同。Evenari[9]根据对光
照反应的不同将种子分为需光种子、忌光种子和中性种子。文彬等[10]研究发现,西南紫薇种子在周期性
光照条件下的萌发大大优于全黑暗条件。本试验表明,紫毛野牡丹在周期性光照和全黑暗条件下的萌发
·832· 亚 热 带 农 业 研 究 第 7 卷
率存在显著差异,说明紫毛野牡丹的种子萌发对光照敏感,光照是紫毛野牡丹种子萌发的必要条件。
表 5 不同激素处理对紫毛野牡丹种子发芽势的影响1)
Table 5 Effects of different hormone concentrations on the germinating potential of M. penicillatum
编号
A
mg·L -1
B
mg·L -1
C
mg·L -1
D
mg·L -1
发芽率
Ⅰ Ⅱ Ⅲ 平均值
sin - 1槡p
1 1 1 1 1 0.08 0.1 0.12 0.100 18.43
2 1 2 2 2 0.26 0.2 0.1 0.187 25.62
3 1 3 3 3 0.12 0.12 0.16 0.133 21.39
4 2 1 2 3 0.14 0.14 0.14 0.140 21.97
5 2 2 3 1 0.10 0.04 0.06 0.067 15.00
6 2 3 1 2 0.12 0.12 0.10 0.113 19.64
7 3 1 3 2 0.14 0.12 0.14 0.133 21.39
8 3 2 1 3 0.10 0.12 0.08 0.100 18.43
9 3 3 2 1 0.08 0.08 0.08 0.080 16.43
K1 65.44 61.79 56.50 49.86 T = 178.30
K2 56.61 59.05 64.02 66.65 R值排序:D > A > C > B
K3 56.25 57.46 57.78 61.79
k1 21.81 20.60 18.83 16.62
k2 18.87 19.68 21.34 22.22
k3 18.75 19.15 19.26 20.60
R 2.94 1.44 2.08 5.60
1)A. IAA;B. GA3;C. NAA;D. 6-BA。
表 6 发芽势组间效应检验1)
Table 6 Test of effects among groups in germinating potential
变因 平方和 自由度 方差 F Sig.值
校正模型 0.033 10 0.003 3.135 0.020
截距 0.370 1 0.370 354.728 0.000
A 0.007 2 0.004 3.425 0.058
B 0.001 2 0.001 0.526 0.601
C 0.005 2 0.002 2.316 0.131
D 0.018 2 0.009 8.710 0.003
重复 0.001 2 0.001 0.696 0.513
误差 0.017 16 0.001
总数 0.419 27
校正后总值 0.049 26
1)A. IAA;B. GA3;C. NAA;D. 6-BA。
表 7 不同浓度 6-BA对种子发芽势影响的多重比较
Table 7 Multiple comparisons of the effects of different concentrations of 6-BA on the seed germinating potential
(I)激系 6BA (J)激系 6BA 差数平均值(I - J) 标准误差 Sig.值
95%置信区间
下限 上限
1.00 2.00 - 0.0622 0.01522 0.001 - 0.0945 - 0.0300
3.00 - 0.0422 0.01522 0.014 - 0.0745 - 0.0100
2.00 3.00 0.0200 0.01522 0.207 - 0.0123 0.0523
GA3、6-BA、IAA、NAA等生长调节物质作为植物体的内源激素,对于植物生长发育具有重要的调节作
用。一般来说,GA3 通过促使胚乳细胞的降解而减弱胚根突出的机械阻力,从而促进种子的萌发
[11]。而
6-BA和 IAA对种子萌发的作用表现为低浓度促进,高浓度抑制[12]。南桂仙等[13]研究发现,NAA 对月见
草发芽有抑制作用。试验表明,低浓度的的 6-BA可提高紫毛野牡丹种子的发芽率、发芽势,浓度为 10 mg
·L -1,效果最为显著。IAA可抑制紫毛野牡丹种子的萌发,在一定范围内,发芽率随着 IAA 浓度的提高
·932·第 4 期 熊兆成:紫毛野牡丹种子萌发的研究
而降低。
激素在植物体内的调节并非单向的,不同激素之间存在着复杂的正向或负向的交互影响作用。要真
正提高种子发芽率、发芽势,必须深入了解种子萌发机制,从根本上提高萌发指标,进而指导生产实践,因
此有关紫毛野牡丹的萌发问题还有待于更深入的研究。
参考文献
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·042· 亚 热 带 农 业 研 究 第 7 卷