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消毒时间、光照和温度对金鱼草种子萌发的影响



全 文 :·园林花卉·植物 北方园艺2015(18):88~91
第一作者简介:刘紫微(1992-),女,本科,研究方向为观赏植物的
繁殖和应用。E-mail:1696275141@qq.com.
责任作者:张彦妮(1974-),女,博士,副教授,硕士生导师,研究方
向为园林植物的繁殖栽培及育种。E-mail:ynzhang808@126.com.
基金项目:黑龙江省留学归国基金资助项目(LC201410)。
收稿日期:2015-05-20
DOI:10.11937/bfyy.201518024
消毒时间、光照和温度对金鱼草种子萌发的影响
刘 紫 微,蒋 亚 蓉,雷   蕾,张 彦 妮
(东北林业大学 园林学院,黑龙江 哈尔滨150040)
  摘 要:以金鱼草种子为研究对象,研究了用质量分数2% NaClO消毒不同时间、不同温度、
变温、光照和黑暗处理对种子萌发的影响。结果表明:用2% NaClO消毒6min为金鱼草种子适
宜的消毒时间。黑暗处理使幼苗徒长,光照条件下植株生长健壮,黑暗和光照处理对种子萌发率
影响不大。金鱼草种子在25℃时发芽率最高,为88.89%。种变温30℃/20℃处理加快了种子的
萌发,整体提高了种子发芽率。
关键词:金鱼草;种子萌发;消毒时间;光照;温度
中图分类号:S 681.9 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2015)18-0088-04
  金鱼草(Antirrhinum majus)属玄参科金鱼草属多
年生草本观花植物,别名龙口花、龙头花、狮子花、兔子
花,常做一年生或二年生栽培,华南地区做多年生栽培。
其花大色艳,品种丰富,花期长,广泛应用于花坛、花境、
盆栽等园林绿化形式中[1]。国外对金鱼草的研究较早,
主要从栽培、病虫害防治、遗传、离体培养、基因分离与
转化等方面研究,它已成为分子生物学、遗传学研究的
优良模式植物。研究金鱼草对花发育学的发展具有重
要的贡献[2]。在金鱼草的分子研究上,HANDA[3]曾用
发根农杆菌转化金鱼草茎段,并获得转基因植株。
SANGWAN等[4]最早对金鱼草进行了叶片和茎的离体
诱导,产生了愈伤组织和少量植株,但未生根。国内对
金鱼草的研究相对较晚。20世纪80年代后期,对金鱼
草开始进行多倍体育种的研究[5]。金鱼草被作为花色
和花型发育调控研究的材料,取得了一些进展[6]。在金
鱼草的生产栽培上,国外主要以盆栽和花坛植物为主,
也有切花生产。我国从20世纪30年代开始栽培金鱼
草。目前广泛用于盆栽和花坛布置。近年来,国内关于
金鱼草的病虫害、组织培养、有性繁殖、栽培养护、切花
生产等方面研究较多[7-10]。
金鱼草主要用种子繁殖,但其种子发芽较慢且不整
齐,发芽率低,从而影响了金鱼草科研和生产上有性繁
殖的速度。种子的成功萌发和正常成苗决定植物物种
的繁衍与生存[11]。而种子萌发容易受到机械伤害、病害
和环境胁迫的影响,因此研究金鱼草种子发芽的影响因
子,提高发芽率是金鱼草广泛应用的前提。该试验研究
了种子最佳消毒时间、光照及温度因子对种子萌发的影
响,以期提高种子的萌发率,促进幼苗生长,为金鱼草在
生产栽培实践中提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
金鱼草种子购自喀喇沁旗世杰花卉种子有限公司。
置于4℃的冰箱中保存备用。试验所用的脱脂棉、滤纸、
培养皿及种子浇灌的蒸馏水均经高温灭菌处理。
1.2 试验方法
1.2.1 种子最佳消毒时间的选择 将金鱼草的种子
用75%酒精消毒30s后,用质量分数2%次氯酸钠
(NaClO)分别消毒2、4、6、8、10min,用无菌水冲洗3~5
次,然后将种子均匀摆放于装有1/2MS培养基的培养皿
(Φ=9cm)后放于培养室培养。筛选合适的消毒时间。
1.2.2 光照处理 将消毒后的种子均匀摆放在培养皿
中(分垫有脱脂棉和不垫脱脂棉2组),分别放在黑暗和
全光下、温度为20℃的人工气候培养箱内培养。
1.2.3 种子萌发最适温度和光照条件的筛选 消毒后的
种子分别放于温度为30、25、20、15、10℃全光和黑暗条件下。
1.2.3 变温处理 消毒后的种子置于全光的人工气
候培养箱内,温度设为(30℃、12h/20℃、12h)、(20℃、
12h/10℃、12h)。以25℃恒温条件培养为对照。
1.3 项目测定
试验统计种子的发芽率,最后得出金鱼草种子适宜
的消毒时间以及光、温对种子萌发的影响。每种处理30
粒种子,3次重复。由于金鱼草种子为小粒种子,种子刚
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开始发芽时不容易确定,所以判断种子萌发的标准是:
胚根冲破种皮1mm时视为萌发,有利于实际观察统计
每天的发芽数。以连续3d种子的发芽数为0作为发芽
试验结束的标志。整个过程始终保持滤纸湿润。
1.4 数据分析
试验数据采用Excel 2003、SPSS 19.0软件进行图表
处理和统计分析。
2 结果与分析
2.1 金鱼草种子最佳消毒时间的测定
由表1和图1可以看出,消毒时间影响种子的发芽
率。消毒6min时发芽率最高为97.78%。NaClO消毒
2、4、6min时种子的萌发率明显高于8min和10min。
2%NaClO消毒2min的种子发芽率不高但幼苗长势很
好;消毒4、6min时,幼苗生长良好,根系发达,幼苗健壮;
而消毒8min与10min的种子发白。NaClO消毒10min
幼苗的根系要比2、4、6、8min稀疏且植株长势不良。
消毒时间过长时种皮变白,种子表皮受损,种子的
内部物质受到破坏,导致种子萌发率降低,幼苗长势不
良。试验中种子的污染率全部为0,说明用质量分数2%
NaClO消毒可以起到很好的杀菌消毒效果。
  表1 NaClO消毒不同时间对种子萌发的影响
  Table 1 Efect on seed germination of diferent time with NaClO
消毒时间
Disinfection time/min
2  4  6  8  10
发芽率Germination rate/% 80.00±1.92bc  84.44±2.94b 97.78±2.22a 76.67±0.00ab  74.44±4.84ab
图1 2% NaClO消毒不同时间对种子萌发的影响
Fig.1 Efect on seed germination of diferent time with NaClO
2.2 光照对金鱼草种子萌发的影响
从表2可以看出,光照条件和有无脱脂棉对金鱼草
种子的发芽率没有显著的差异(P>0.05),尤其是黑暗
条件下,有无脱脂棉发芽率均为78.89%。
表2 光照对金鱼草种子萌发的影响
  Table 2 Efect of light on seed germination of Antirrhinum majus
测定项目
Measurement items
光照Light 黑暗Dark
有脱脂棉
Cotton wool
无脱脂棉
Non coton wool
有脱脂棉
Cotton wool
无脱脂棉
Non coton wool
发芽率
Germination rate/%
84.44±4.84a76.67±1.93a78.89±6.19a78.89±6.19a
污染率Polution rate/% 4.44±1.11a 0.33±0.33b 1.11±1.11b 2.22±1.11ab
植株高Plant height/mm 6.00±0.00c 5.00±0.00c 17.00±0.00a14.33±0.667b
  由图2可以看出,黑暗条件下幼苗为徒长的白化苗,
比正常光照下的幼苗高出近3倍,光照条件下幼苗粗壮,
子叶翠绿肥厚。而黑暗条件下幼苗茎秆细弱透明,子叶细
小且薄。种子均从第4天开始露白萌发,刚开始黑暗处
理种子长势较好,生长旺盛。光照苗生长非常缓慢,多
数种子仅长出一点绿色小芽。约10d后,黑暗条件下的
幼苗高度已达培养皿的上盖,生长空间受到抑制,茎秆
开始倒伏或是弯曲,有少量幼苗生长不良而逐渐死掉;
而光照条件下的幼苗长势较好。虽然试验中不同发芽
床对金鱼草发芽率没有影响,但在试验操作中发现垫有
脱脂棉的培养皿中保水能力特别好,单放2层滤纸水分
只够种子消耗1d,而垫有脱脂棉的培养皿能维持2d。
图2 光照对金鱼草种子萌发的影响
Fig.2 Efect of light on seed germination of Antirrhinum majus
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·园林花卉·植物 北方园艺2015(18):88~91
2.3 金鱼草种子萌发最适温度和光照条件的研究
由表3可知,随着温度的升高,种子的发芽率先升
高再降低,全光条件下25℃时达到最高为88.89%,温度
过高过低均不利于种子的萌发。10、15℃时,开始发芽时
间明显低于其它温度下的发芽时间,全光条件下,10℃
下种子第9天才开始发芽,而20、25、30℃条件下种子均
在第4天就开始萌发,1周内萌发完毕。而低温条件下,
金鱼草种子发芽所需周期长。在相同的温度条件下,光
照对金鱼草种子的萌发有一定的影响,光照条件下萌发
率较高。其中黑暗处理的苗泛白,无绿色。
表3 温度和光照对种子萌发的影响
  Table 3 Efect of temperature and light on seed germination
光照
Light
温度
Temperature
/℃
开始发芽所需的天数
Number of days required
to start sprouting/d
发芽中止的总天数
Total number of days
of germination
to suspend/d
发芽率
Germination
rate/%
全光
Ful light
10  9  15  35.56±2.94b
15  8  12  61.08±2.97c
20  4  7  84.44±4.84ef
25  4  6  88.89±4.84f
30  3  6  74.44±2.94de
黑暗
Dark
10  11  16  10.00±3.85a
15  10  14  62.22±4.84cd
20  4  7  78.89±6.19ef
25  4  6  83.33±1.93ef
30  4  6  31.11±4.44b
2.4 变温对金鱼草种子萌发的影响
由图3可知,30℃/20℃、20℃/10℃和25℃的发芽
率相近,分别为87.78%、83.33%和88.89%,没有显著
差异。不同处理的种子萌发后幼苗生长状态一致,表现
良好。在30℃/20℃条件下种子从第3天开始有2粒种
子萌发,相比对照提前了1d,在第4天就完成了发芽。
当温度为20℃/10℃时,种子从第5天开始有3粒种子
开始露白萌发,整个过程较为缓和。可见高温能加速金
鱼草种子萌发。
图3 变温对种子萌发的影响
Fig.3 Efect of alternating temperature on seed germination
3 结论与讨论
无论是在生产栽培中,还是在组织培养以及基因工
程中,对种子消毒都是一项非常重要的前期工作。种子
消毒对种子的发芽率和幼苗生长高度有着直接的影响。
对于金鱼草种子的消毒,一般采用质量分数为0.5%的
高锰酸钾溶液浸泡种子1~2h,最后播种于栽培基质
中[1]。该试验采用质量分数2% NaClO处理种子6min
时,发芽率达到最高为97.78%,优于前人的研究结
果[12]。因此对金鱼草种子来说,2% NaClO消毒6min
是适宜的消毒时间,可用于金鱼草种子无菌培养消毒的
研究和生产实践。
光是植物生活中最重要的环境因子之一,植物从种
子萌发、生长和开花结实整个生长发育过程中扮演着不
可替代的作用。根据种子萌发过程对光的不同响应,可将
种子分为喜光、嫌光和日中性种子3类。玄参科植物的种
子有很多属于喜光种子,如苦玄参(Picria felterrae)种子
在黑暗条件下不能萌发[11];地黄(Rehmannia glutinosa)
种子在散光条件下发芽最好[13];毛地黄[14]、香彩雀(An-
gelonia gardneri)[15]等种子均喜光。但该试验发现,20℃
时光照和黑暗条件下金鱼草种子萌发率相近,黑暗并没有
抑制种子萌发,这与杨春雪等[16]的研究结果一致。另外,
光照对种子萌发有促进作用,且能缩短种子萌发时间,提
高种子萌发率,这与前人的研究结果一致[17]。
金鱼草种子在低温条件下萌发缓慢,25、30℃时,种子
很快完成萌发。这与生产实践中观察到的现象一致,在低
温阴雨天气,金鱼草种子萌发速度慢,萌发率低。因此播
种时要注意避免低温天气,以免影响金鱼草种子萌发。
种子萌发的需光性受到温度以及水分条件的影响,
一定的温度、水分条件能够促进、抑制或者消除种子萌
发的光需求。毛桦(Betulaspp.)种子在15~20℃萌发
需光,在25℃时对光不敏感,有无光都可很好地萌发[18]。
同样,当温度适宜时,光照对金鱼草种子的萌发影响不
大,而当温度不适宜时,光照对种子的萌发具有明显的
促进作用。金鱼草种子对光是敏感的,但仅在温度不适
宜时才能表现出来。因此光照和温度因子是否产生交
互作用影响金鱼草种子发芽还需要进一步研究。实践
生产中,金鱼草种子最好播种在光照条件下。
自然条件下,昼夜间存在着变温。很多植物的种子
在变温条件下种子发芽率优于恒温。同是玄参科植物
轮叶马先蒿的种子在变温条件下种子的发芽率和发芽
指数显著高于恒温处理时的发芽率[19]。与恒温条件相
比,昼夜变温还可提高水稻秧苗质量,使其株高降低、茎
秆变粗、根系发达、干重增加[20]。但该研究表明金鱼
草种子在20℃/10℃条件下时,比在30℃/20℃条件下
萌发快2d,比对照快1d。与高山鹅观草(Roegneria
tschimganica)和纤毛鹅观草(R.ciliaris)一样。它们的
种子在15℃/25℃昼夜变温条件下比15℃恒温处理要早
发芽3~4d[21]。但有些种子在变温或恒温条件下都较
易萌发,变温并没有起着显著的促进作用[22]。
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北方园艺2015(18):88~91 植物·园林花卉·
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Effect of Disinfection Time,Ilumination and Temperature on
Seed Germination of Antirrhinum majus
LIU Ziwei,JIANG Yarong,LEI Lei,ZHANG Yanni
(Colege of Landscape Architecture,Northeast Forestry University,Harbin,Heilongjiang 150040)
Abstract:Antirrhinum majus was reproduced by seed and it was greatly meaningful for the productive practice to study
the factors that afect seeds germination.Experiments of seed germination were conducted to study the best time of
disinfection and the efects of temperature and light-diferent temperature gradient,heterotherm,light and dark on seed
germination were also researched.The results showed that the germination rate of Antirrhinum majus when it was
disinfected 6minutes by 2%NaClO reached the top level.The treatment of darkness made excessive growth of branches
and leaves,seeding in the condition of light grew vigorously.Darkness and ilumination had little efect on the
germination rate.Antirrhinum majus’s seed germination rate was the highest(88.89%)when the temperature was
25℃.The situation of 30℃/20℃could accelerate the procession of seed germination and improve the germination rate of
seeds on the whole.
Keywords:Antirrhinum majus;seed germination;disinfection time;ilumination;temp
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