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温度对川西柳叶菜种子萌发特性的影响



全 文 :CAOYE YU XUMU2016年第1期 总第224期草业与畜牧
草本花卉具有繁殖系数高、 生长速度快、 花色
艳丽、 花期长等优点, 在城市绿化美化中具有不可
替代的作用。 我国草本花卉种质资源丰富、 种类繁
多, 但由于诸多因素, 常见的大面积栽培草本花种
不超过 50 种 [1]。 由于连续栽培、 定向选育等原因,
很多优良品种出现了性状漂移、 抗性衰退、 病虫害
频发、 观赏性下降等问题 [2]。 引进的国外品种, 虽
一定程度上满足了草本花卉的市场需求, 但极易造
成外来物种入侵等生态风险。 开发利用具有抗逆性
强、 花型奇特、 花色艳丽、 养护成本低、 管理粗放
等特点 [3, 4] 的野生花卉资源, 是解决草本花卉品种
缺乏, 促进园林绿化事业健康持续发展的必由之路。
川西柳叶菜 (Epilobium fangii) 为柳叶菜科柳叶
菜属多年生草本植物, 分布于高海拔地区, 具有食
用价值、 药用价值和观赏价值 [5]。 其叶为直立柳叶
型, 茎为绿色圆柱型, 紫红色下位子房棒型, 花玫
瑰红色, 种子成熟后紫红色蒴果开裂露出灰白色种
缨, 在整个生活史各阶段, 色彩艳丽、 季相明显,
既可观叶、 观茎, 又可观花、 观果, 且为无限花序,
花期极长, 具有极高观赏价值的野生草本植物。 关
于柳叶菜仅对分类、 形态特征、 地理分布等方面 [6]
进行了极少研究, 对观赏价值的认识与研究及栽培
技术未见报道。 近年来, 受人为因素与自然因素的
综合影响, 野生柳叶菜种群遭到了不同程度的干扰
和破坏, 所以开展川西柳叶菜野生资源研究, 对野
生花卉资源保护和利用具有重要意义。
引种驯化是野生花卉开发的常用手段, 种子萌
发是引种驯化使植株能否正常生长发育的第一步。
温度是种子发芽与出苗的基本条件, 温度过高或过低
均能影响种子活力,造成发芽和出苗不良 [7]。 种子萌
发所需的最适温度与其起源地生态条件有关 [8]。 川
西柳叶菜分布于年均温低、 昼夜温差大的高寒地区,
探究种子萌发需要变温还是恒温, 搞清发芽的最适
温度是引种驯化继续解决的问题 [9]。 本文设置 4 个
恒温、 4 个变温发芽温度梯度, 通过测定始发芽天
数、 发芽率、 发芽势和发芽指数, 分析温度对其萌
发特性的影响, 旨在探究川西柳叶菜种子发芽最适
温度, 为野生花卉种质资源的保护利用及引种驯化
和栽培提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
以 2014 年 8 月在四川省阿坝藏族羌族自治州红
收稿日期: 2016-01-09
基金项目: 四川省科技支撑计划 (2011NZ0064) 和四川省科
技厅应用基础 (2012JY0062) 项目资助
作者简介: 范宣 (1989-), 男, 陕西西安人, 在读硕士。
* 通讯作者
温度对川西柳叶菜种子萌发特性的影响
范宣 1, 游明鸿 2, 刘金平 1, 王思思 1, 马娇 1, 宗人旭 1
(1. 西华师范大学, 四川 南充 637009; 2. 四川省草原科学研究院, 四川 成都 611731)
摘要: 设置 4 个恒温、 4 个变温温度梯度, 对川西柳叶菜 (Epilobium fangii) 萌发种子进行处理。 测定发芽天数、 发芽率、
发芽势和发芽指数等指标, 分析温度对种子萌发特性的影响。 结果表明:温度对始发芽天数、 发芽率、 发芽势及发芽指数均有显
著影响 (P<0.05); 恒温利于种子萌发, 变温不能促进萌发; 恒温 18℃下种子的发芽势、 发芽率、 发芽指数最大, 过高或过低温
度均抑制种子的萌发; 川西柳叶菜种子具有一定休眠性, 休眠机理待于深入研究。
关键词: 柳叶菜; 种子; 温度; 发芽力; 发芽指数
中图分类号: S688.4 文献标识码: A 文章编号: 1673-8403(2016)01-0031-03
DOI:10.3969/j.issn.1673-8403.2016.01.007
草业科学
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CAOYE YU XUMU 2016年第1期 总第224期 草业与畜牧
原县采集的完熟、 饱满、 健康的野生川西柳叶菜种
子 (千粒重为 0.1014g) 为材料。
1.2 试验设计
采用纸床法 [10] 进行发芽试验, 选口径 12cm 培
养皿, 以中性滤纸为床, 每皿置 100种子粒, 3 皿为
1 组, 分别于恒温 12℃、 15℃、 18℃、 21℃, 变温
12℃~18℃、 15℃~18℃、 12℃~21℃、 15℃~21℃, 光
照 12h/黑暗 12h 的光照培养箱中发芽, 设 3 次重复。
期间保持芽床湿润, 不进行其他处理。 以胚根破种
皮 1~2mm 作为萌发的标志, 逐天观察记录。 第 10d
测发芽势, 第 30d测发芽率。
1.3 测定指标与方法
始发芽天数 [11]: 种子开始萌发所需的天数; 发
芽势= (第 10d 正常发芽种子数 /供试种子总数) ×
100%; 发芽率 (GR%) = (第 30d 正常发芽种子数/
供试种子总数) ×100%; 发芽指数 GI=∑ (Gt/Dt),
Gt为第 t天种子的发芽指数; Dt为相应的发芽天数。
1.4 数据处理
采用 SPSS 19.0进行单因素方差分析。
2 结果与分析
2.1 恒温处理对柳叶菜种子萌发特性的影响
4个恒温处理间种子始发芽天数、 发芽势、 发芽
率和发芽指数均存在极显著差异 (P<0.01) (见表
1)。 由 F 值可见, 不同恒温对萌发特性影响顺序为
发芽势>发芽指数>发芽率>发芽天数。 进一步多重比
较表明, 12℃恒温下始发芽天数显著长于其他温度
(P<0.05), 恒温 15℃、 18℃、 21℃间无差异 (P>0.05)。
12℃恒温下发芽势和发芽指数显著低于最低
(P<0.05), 18℃恒温下发芽势、 发芽率、 发芽指数均
显著高于其他处理 (P<0.05)。 可见, 18℃有利于川西
柳叶菜种子萌发, 低于或高于 18℃均会降低种子的
发芽力。
表 1 恒温对川西柳叶菜种子萌发特性的影响 ℃、 d、 %
2.2 变温处理对柳叶菜种子萌发特性的影响
4个变温处理间种子始发芽天数、 发芽势、 发芽
率和发芽指数均存在极显著差异 (P<0.01) (见表
2)。 由 F 值可见, 不同恒温对萌发特性影响顺序为
发芽指数>发芽率>发芽天数>发芽势。 15℃~18℃变
温下, 发芽力和发芽指数虽显著高于其他 3 个变温
处理 (P<0.05), 但其值均低于≥15℃常温处理的值。
表 2 变温对柳叶菜种子萌发的影响 ℃、 d、 %
3 结论与讨论
温度是种子发芽与出苗的基本条件之一, 也是影
响种子萌发的主要因素, 研究种子萌发对温度要求,
对了解种子萌发特点、 过程和规律有重要意义 (杨慧
玲等 ,2005) 。 高原野生植物蔷薇红景天 (Rhodiola
rosea) [12]、 轮叶马先蒿 (Pedicularis verticillata) [13] 在
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CAOYE YU XUMU2016年第1期 总第224期草业与畜牧
变温条件下的萌发要好于恒温条件。 变温条件提高
种子发芽率是因为变温能改变内源激素组成与含量,
同时通过热胀冷缩改变种皮透性, 打破由抑制性物
质或种皮致密引起的种子休眠。 本试验表明, 川西
柳叶菜种子萌发需要恒温条件, 变温未促进种子萌
发, 反而降低了发芽率。 种子萌发是贮藏物质水解、
转化为可利用物质的复杂生理生化过程, 温度影响
酶、 激素、 维生素等生理活性物质的合成与活性,
从而影响种子萌发时新陈代谢速度。 本试验中, 所
有种子都能吸胀, 不存在种皮透性引发的休眠。 一
定范围内, 温度越高种子的呼吸强度越大, 越有利
于种子萌动, 川西柳叶菜 18℃恒温下发芽指数显著
高于 21℃, 表明 18℃是种子萌发的最适温度, 或许
18℃也是酶等生理活性物质的最适温度有关, 过高
或过低温度降低了酶促反应与呼吸速率, 有待于深
入开展相关研究。
休眠是引起成熟种子发芽率低的常见原因, 野
生植物种子的休眠率极高, 是长期自然选择和适应
环境的结果。 通过种皮的机械阻碍、 胚或胚乳含萌
发抑制物质、 种胚需要生理后熟等诸多原因引起的
休眠, 使种子发芽率低、 发芽整齐度低, 增加了种
群抵御外界胁迫的能力, 对野生植物种群延续与进
化具有重要意义。 本试验中, 川西柳叶菜种子发芽
率低, 即使 18℃恒温发芽率仅为 54%, 仍有大量种
子没有萌发, 是否存在抑制性物质或种胚后熟导致
的休眠还待研究。
发芽需要营养物质全部由种子贮藏物质提供,
种子贮藏物质的数量与质量决定了其供能潜力。 川
西柳叶菜种子细小, 千粒重仅为 0.1014g, 说明可供
种子萌发利用的营养物质有限。 试验中发现, 种子
吸胀萌动后不发芽, 发芽种子的幼苗生长停滞或死
亡现象普遍, 或许营养物质不足是导致发芽率的主
要原因。 发芽率受种子完好性、 休眠状况、 种子活
力等内部因素和温度、 氧气、 光照、 水分等外部因
素的共同影响 [14]。 本文只表明恒温比变温利于种子
萌发, 18℃恒温发芽指数最高, 关于影响种子发芽
的其他因素有待深入研究, 旨在为川西柳叶菜的保
护利用及引种驯化提供服务。
参考文献
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Effect of Temperature on Seed Germination Characteristics of Epilobium Fangii
FAN Xuan1, YOU Ming-hong2*, LIU Jing-ping1, WANG Si-si1, MA Jiao1, ZONG Ren-xu1
(1. China West Normal University, Sichuan, 637009; 2. Sichuan Academy of Grassland Scienses, Chengdu, 611731)
Abstracts: In the study, seed of Epilobium fangii was put into the light incubator for germination test, whose temperature was set as
four constant temperatures (12℃,15℃,18℃,21℃) and four variable temperatures(12~18℃,15~18℃,12~21℃、15~21℃). Some indicators
including germination days, germination rate, germination potential, germination index, etc. were determined. The objection was to analyze
the effect of temperature on seed germination characteristics of E. fangii. The results show that: All temperature have a significant effect on
days of beginning germination, germination rate, germination potential, and germination index (p<0.05). Constant temperature is conducive
to seed germination, yet variable temperature can not promote seed germination. Germination potential, germination rate and germination
index all reach the maximum under the condition of constant temperature of 18℃. But other temperatures inhibit seed germination. Seed of
E. fangii. is the characteristic of dormancy. And the mechanism of dormancy will be make further study.
Key words: Epilobium fangii; Seed; Temperature; Germination index
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