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不同激素及其浓度和浸种时间对2种源地梓树种子萌发的影响



全 文 :收稿日期:2015-11-28
基金项目:国家林业公益性行业科研专项经费资助(编号:201404101)。
作者简介:彭 婵(1983—),女,湖北省武汉市人;硕士研究生,助理研究员,主要从事林木育种研究。
通讯作者:陈慧玲,女,副研究员,主要从事植物育种栽培工作。
不同激素及其浓度和浸种时间对2种源地梓树种子萌发的影响
彭 婵, 李振芳, 许秀环, 黄国伟, 陈慧玲
(湖北省林业科学研究院, 武汉430075)
摘 要:为了探索梓树种子萌发的最佳处理,提高种子萌发率,为生产实践提供科学指导,研究了赤霉素(GA3)、萘乙酸
(NAA)2种不同植物激素及其不同浓度,以及浸种时间对湖北和辽宁2种源地梓树种子发芽特性的影响。结果表明:
NAA抑制梓树种子发芽,但GA3 对梓树发芽率的提高有促进作用。不同种源梓树种子的发芽特性有差异,湖北种源种
子的发芽效果优于辽宁种源。50mg/L的GA3 处理12h或36h,湖北种源地种子发芽势、发芽率、发芽指数最高,而辽
宁种源最高发芽特性处理为300mg/L 36h。
关键词: 梓树;发芽率;植物激素;浸种
DOI编码: 10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.06.008
中图分类号: S 722   文献标志码: A   文章编号: 1001-4705(2016)06-0008-05
Effects of Different Phytohormone and Their Concentrations and
Presoaking Time on Seeds Germination of Catalpa ovata Seed
PENG Chan,LI Zhenfang,XU Xiuhuan,HUANG Guowei,CHEN Huiling
(Hubei Academy of Forestry,Wuhan 430075,China)
Abstract:In order to give a better chemical methods which influenced the seeds germination and
optimized the germination system,the effects of different phytohormone with different concentration,
as wel as different soaking time on seeds germination were conducted.The germination characteristics
of Catalpa ovata seeds from Enshi of Hubei province and Benxi of Liaoning province were stuied.The
results showed that the seed germination of Catalpa ovata was restrained under NAA presoaking,the
seed germination was increased when seed was dealed with GA3.There were certain differences in
germination characteristics between different provenances.Germination performances of seed from the
Hubei province was better than that of Liaoning provenances.Seed from Hubei provenances had the
best germination feature appears in treatment of 50mg/L for 12hor 36hGA3,mean while seed
germination rate and other features were highest under 300mg/L for 36hwhen seed from Liaoning
province.
Key words: Catalpa ovata;germination rate;phytohormone;seeds soaking
  梓树(Catalpa ovata G.Don.)为紫葳科(Bignoni-
aceae)梓树属(Catalp a Scop)落叶乔木,喜光树种,其
果实、根皮或树皮的韧部(梓白皮)可以入药,是我国珍
贵乡土树种。广泛分布于长江流域及长江以北地区,
耐寒,在气候温凉、水分条件好、土层厚的地方生长良
好。深根性,不耐干旱瘠薄,能耐轻度盐碱土,抗污染
能力强,生长较快,是优良庭院观赏、道路绿化树种,也
是我国珍贵优质用材及庭院观赏、道路绿化树种楸树
嫁接的主要应用砧木。
  以往梓树砧木研究多集中在育苗、栽培和繁殖技
术上,不同的处理对梓树种子萌发和幼苗生长的影响
研究较少,吴松权等[1]、李平英等[2]、赵曦阳等[3]就不
同贮藏温度和发芽时不同光照条件对梓树种子发芽率
的影响进行试验分析,孙立峰[4]研究了GA3 在不同浸
泡时间下对梓树种子萌发及幼苗生长的影响。本试验
综合了前人的研究,并在此基础上研究不同浸泡时间
·8·
第35卷 第6期 2016年6月             种 子 (Seed)            Vol.35 No.6 Jun. 2016
下不同浓度的植物激素对梓树种子萌发的影响,通过
综合分析找出梓树种子发芽的最适处理条件,提高梓
树种子的发芽率,以期为梓树有性繁殖生产实践提供
科学指导,为楸树接穗提供充足砧木打下基础。
1 材料与方法
1.1 材 料
2015年1—2月梓树种子分别采集于湖北恩施、
辽宁本溪,晒干,脱粒。
1.2 研究方法
1.2.1 种子发芽。种子的萌发试验每组50粒,3次重
复。将种子用0.02% KMnO4 溶液浸泡30min后捞
出,纯净水冲洗数次,待稍晾去水分。
1.2.2 试验采取多因素随机设计。因素一,为不同植
物生长调节剂,即GA3 和 NAA;因素二,为植物生长
调节剂浓度,设5个浓度梯度,分别为 GA3(50,100,
200,300,500mg/L;分别编号1,2,3,4,5)和 NAA
(5,50,100,150,200mg/L;分别编号1,2,3,4,5),同
时设立对照ck(清水对照;编号0);因素三,为浸种时
间,设3个时间梯度,分别为12,24h和36h(中途换水
2次)。共33个处理,每个处理50粒种子,3次重复。
1.2.3 用垫有2层无菌滤纸的培养皿做发芽床,在
25℃温箱内、湿度为75%条件下光照培养,发芽期限
定为30d。从置床第2天起,逐日统计种子发芽数,以
胚根突破种皮5mm作为种子发芽的标准。发芽结束
后计算种子的发芽率等相关指标。计算公式如下:
发芽率(%)=30d内发芽总数/供试种子数×
100%;
发芽势(%)=日平均发芽数达到最高那一天为止
正常发芽的种子总数/供试种子数×100%;
发芽指数(GI)=∑


;式中,n为发芽粒数,D 为
逐日之和。
根据发芽试验观测结果,统计各处理的发芽率和
发芽指数,有关数据用SPSS 18.0和Excel进行分析
处理。
2 结果与分析
发芽率反映群体种子形成幼苗的潜势,是衡量种
子质量好坏的重要指标,发芽率高种子的出苗率高。
发芽势反映种子发芽速度和整齐度,发芽势高种子的
发芽速度快整齐度高。发芽率相同的2批种子,发芽
势高的种子处理效果好。发芽指数反映种子发芽的整
齐性,发芽指数高种子出苗整齐性好。发芽率、发芽势
和发芽指数三者具有显著相关性。因此,综合分析发
芽率、发芽势和发芽指数,才能准确判断出梓树种子的
质量。梓树种子经不同种类的激素和不同时间处理
后,对发芽率和发芽势以及发芽指数产生不同的影响。
2.1 不同浸泡处理对梓树发芽的影响
不同激素浓度以及浸泡处理时间对2个种源梓树
种子的发芽率、发芽势和发芽指数均有较大影响
(图1~图3)。GA3、NAA处理下与对照组的2种源
总体发芽情况有显著性差异(表1)。GA3 处理的种子
其发芽指标显著高于 NAA处理和对照组,对种子萌
发有显著促进作用。而NAA处理的结果显著低于对
照组,对种子萌发产生显著抑制作用。
图1 不同处理对梓树种子发芽率的影响
图2 不同处理对梓树种子发芽势的影响
图3 不同处理对梓树种子发芽指数的影响
·9·
研究报告  彭 婵 等:不同激素及其浓度和浸种时间对2种源地梓树种子萌发的影响
表2 不同GA3 处理不同种源梓树发芽特性的方差分析结果
变量因素
浸泡时间
F P
处理浓度
F P
种源
F P
 发芽率 5.702** 0.005  3.653** 0.004  20.964** 0.000
 发芽势 4.789* 0.010  3.68** 0.004  4.89* 0.029
 发芽指数 10.212** 0.000 7.158** 0.000 18.577** 0.000
   注:*表示在0.05水平上差异显著,**表示在0.01水平上差异显著。
表3 不同质量浓度GA3 和浸泡时间对梓树种子发芽的影响
浓度
(mg/L)
浸种时间
(h)
     发芽率(%)           发芽势(%)           发芽指数     
湖北 辽宁 湖北 辽宁 湖北 辽宁
12  96.67a 93.33ab  66.67a 62.00abc  6.88bcd  7.08bc
50  24  87.33ab  81.33abc  52.00ab  69.33ab  4.46fg  6.38c
36  97.33a 87.33ab  48.67ab  51.33abc  7.82abc  4.16d
12  91.33a 99.33a 51.33ab  60abc  7.12bcd  6.22c
100  24  88.00ab  59.33c 58.67ab  45.33bc  6.04def  1.81ef
36  46.00d 4.67de  20.67cd  4.00e 1.67h 0.1g
12  88.67ab  88.00ab  66.00a 54.67abc  7.97abc  7.60abc
200  24  79.33ab  70.67bc  36.00bcd  37.33cd  3.72g  1.99ef
36  71.33bc  27.33d 52.00ab  17.33de  3.51g  0.51fg
12  90.67a 0.00e 63.33ab  0.00e 7.58abcd  0.00g
300  24  90.67a 88.00ab  58.67ab  56.67abc  8.79a 7.5abc
36  93.33a 97.33ab  66.00a 72.67a 8.20ab  8.72a
12  90.00a 93.33ab  46.67abc  73.33a 6.77bcd  8.00ab
500  24  84.00abc  58.67c 44.00abc  43.33bcd  4.26g  2.18e
36  40.67d 30.00d 17.33d 16.67de  0.92h 0.80efg
12  90.00a 9.33de  48.00ab  6.00e 6.40cde  0.26g
0(ck) 24  68.00c 60.00c 42.00abcd  34.67cd  4.91efg  2.13e
36  88.67ab  27.33d 45.33abc  18.67de  4.56fg  0.82efg
   注:表中不同小写字母表示Duncan’s新复极差测验达5%显著水平。下同。
表1 不同处理对梓树种子萌发的影响
处理 发芽率(%) 发芽势(%) 发芽指数
GA3 73.80  47.07  4.97
NAA  28.07  18.09  1.13
ck  57.22  32.44  3.18
2.2 GA3 处理对梓树发芽的影响
在浸泡时间、GA3 处理浓度和种源无交互作用的
情况下,除去不同浸泡时间和种源的梓树种子平均发
芽势差异为p<0.05水平外,其他不同浸泡时间、不同
GA3 质量浓度和种源处理的发芽率、发芽势和发芽指
数差异均达到p<0.01水平,试验设计范围内梓树种
子的发芽特性受种源(F=20.964、4.89、18.577)间差
异影响且大于浸泡时间、GA3 处理浓度。说明梓树种
子种源间差异以及浸泡时间、GA3 处理浓度对种子萌
发的影响都十分显著(表2)。
  多重比较进一步研究不同处理间差异性(表3),
不同浸泡时间GA3 处理的2个种源梓树种子萌发均
存在显著差异。50,100,200,500mg/L处理种子随着
浸种时间延长发芽活力基本呈下降趋势;100,200,500
mg/L处理中12h处理和36h处理之间结果呈极显
著差异,而50mg/L浸泡时间仅对发芽指数有显著影
响但对发芽率和发芽势影响不显著。300mg/L处理
发芽率、发芽势和发芽指数与浸种时间呈负相关,36h
发芽结果最好且显著高于对照组。
  随着处理浓度的增加,发芽率、发芽势呈“减-增-
减”波浪起伏趋势,总体递减,300mg/L出现较高值的
波峰(图1~图3)。在50mg/L处理发芽率、发芽势
均值最高,与其他浓度均有显著性差异,分别高出对照
组33.34个百分点和25.89个百分点并有极显著性差
异。发芽指数处理组高于对照,且300mg/L较50
mg/L处理呈现最高和次高水平,与浓度变化没有线
性相关性。
·01·
第35卷 第6期 2016年6月             种 子 (Seed)            Vol.35 No.6 Jun. 2016
表4 不同质量浓度NAA和浸泡时间对梓树种子发芽的影响
浓度
(mg/L)
浸种时间
(h)
    发芽率(%)         发芽势(%)         发芽指数    
湖北 辽宁 湖北 辽宁 湖北 辽宁
12  82.00ab  44.00d 51.33ab  24.00cd  3.20d 1.48d
50  24  86.67a 61.33c 54.00ab  34.67bc  5.48abc  1.68cd
36  90.67a 76.00b 66.67a 39.33b 5.83e 3.19b
12  62.00c 0.00f 38.00b 0.00e 1.68ef  0.00f
100  24  42.67d 8.67f 32.67bcd  4.67e 1.13ef  0.18f
36  44.00d 0.00f 35.33bc  0.00e 1.15f 0.00f
12  8.67e 0.00f 7.33e 0.00e 0.22ef  0.00f
200  24  42.67d 0.00f 30.00bcde  0.00e 1.07ef  0.00f
36  23.33e 0.00f 13.33cde  0.00e 0.54f 0.00f
12  15.33e 0.00f 12.67cde  0.00e 0.35f 0.00f
300  24  20.00e 0.00f 13.33cde  0.00e 0.41f 0.00f
36  9.33e 0.00f 8.00e 0.00e 0.18f 0.00f
12  13.33e 0.00f 8.67de  0.00e 0.30f 0.00f
500  24  7.33e 94.00a 5.33e 57.33a 0.17f 5.37a
36  10.00e 0.00f 6.00e 0.00e 0.16f 0.00f
12  90.00a 9.33f 48.00ab  6.00e 6.40a 0.26f
0(ck) 24  68.00bc  60.00c 42.00b 34.67bc  4.91bc  2.13c
36  88.67a 27.33e 45.33ab  18.67d 4.56c 0.82e
  在浸泡时间和激素浓度结合处理下,湖北和辽宁
2种源地梓树种子发芽特性有很多异同点。其共同点
为:1)GA3 溶液对打破种子休眠,提高发芽特性有明
显效果;2)打破休眠后的种子进行发芽时,低浓度短
时间浸泡(50,100mg/L 12h)和中间浓度长时间浸泡
(300mg/L 36h)发芽特性均较高。湖北个体种源发
芽率、发芽势和发芽指数最高处理依次为50mg/L
36h,50mg/L 12h,300mg/L 24h,辽宁种源种子发
芽率、发芽势和发芽指数最高处理为100mg/L处理
12h,500mg/L处理12h,300mg/L 36h。3)100
mg/L 36h对两地种子发芽均有较大抑制作用。不同
点主要表现为:1)清水短时间浸种12h对湖北种源
发芽最有利,但辽宁种源12h浸种发芽特性高于12h
和36h;2)湖北种源发芽特性普遍高于辽宁种源,但
300mg/L处理36h与500mg/L处理12h发芽特性
辽宁种源一致高于湖北种源。3)湖北种源500mg/L
处理36h与辽宁种源300mg/L处理12h发芽特性
最低,且极显著低于清水对照组。
2.3 NAA处理对梓树发芽的影响
  表4结果表明,NAA对梓树种子发芽有明显抑制
作用,除50mg/L处理较对照组影响较小外,其他各
浓度处理抑制作用在不同种源中表现差异极其显著。
在辽宁15个不同处理中,100,200,300,500mg/L处
理除100,500mg/L 24h处理外,其它处理种子均未
萌发,未萌发种子占总量2/3,远高于 GA3 处理(300
mg/L 12h)。湖北种源种子发芽指标随浓度增加而
递减,但都有萌发,可见NAA对辽宁种源种子发芽抑
制作用大于湖北种源。
3 讨 论
梓树种子种皮较薄,种子萌发时种胚可以顺利突
破种皮发芽比较容易,本研究中GA3 催芽效果良好。
有报道表明,GA3 适当浓度浸种处理可极显著地提高
种子的发芽率,一方面因其可打破种子休眠,破坏妨碍
种子萌发的活性物质,从而有利于种子的吸水萌发,另
一方面其可调节种子体内激素平衡,能诱导发芽相关
所需酶的形成、活化和增强部分酶的功能。
在水黄皮[5]、千金榆[6]、思茅松[7]、南亚松[8]等木
本植物种子的研究中都证实了GA3 可以促进种子萌
发,提高种子活力。乐笑玮等[9]用200~600mg/L
GA3 浸种4h,能极显著提高天目铁木种子发芽率,其
中600mg/L的浸种效果最好。付红祥等[10]采用24h
和48h两时间段100~300mg/L GA3 浸泡处理八棱
海棠种子,结果表明,种子发芽率、发芽势和发芽指数
均有提高,且200mg/L 48h水平最高,方差分析结果
表明,GA3 溶液浸泡种子时间长短对其发芽率影响不
大。然而本实验中100,200,500mg/L GA3 处理对梓
树种子发芽在短时中效果不显著,但延长至36h则有
抑制作用。以各因素每个水平的均值最大值为依据,
·11·
研究报告  彭 婵 等:不同激素及其浓度和浸种时间对2种源地梓树种子萌发的影响
可以得出最有利于湖北种源种子发芽指标提高的处理
组合为50mg/L 12h与36h;辽宁种源梓树种子萌发
试验中,100mg/L 12h与300mg/L 36h处理下种子
发芽率均较高,但后者种子发芽特性均呈较高水平,且
与其他处理差异显著,故最佳处理为300mg/L 36h。
此差异原因可能是不同地理种源种子所含的内部生理
物质种类、分布及浓度均不同,在种子发芽过程中,外
源激素和内部生理物质相互配合、共同作用,影响种子
的发芽,造成同一浓度激素在不同植物种子发芽过程
中表现不同。
NAA是普遍使用的一种生长激素,对植物促进
发芽、生根、加速生长等有很大影响,但本研究中NAA
表现出发芽抑制作用,5mg/L是本试验所设定的
NAA最低质量浓度,发芽指标最高,当 NAA的质量
浓度低于5mg/L时,是否能够促进发芽率、发芽势和
发芽指数的增加,有待进一步研究。
种子萌发与不同种源[11-12]种子自身的生理特性密
切相关,其中包括种子的饱满程度、种子活力的强度、
种子的健康度和种子的成熟度等,还与种源地自然环
境状况、采种母树的遗传特性[13]、采收期[14]、播前处
理[15]、贮藏[16]及运输等都相关,而外部处理条件以及
外界的环境条件只是起到一定的促进作用。
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第35卷 第6期 2016年6月             种 子 (Seed)            Vol.35 No.6 Jun. 2016