全 文 :田 琳,田丽娜,谢双全,等. 准噶尔鸢尾蒜种子萌发特性研究[J]. 江苏农业科学,2012,40(5) :364 - 366.
准噶尔鸢尾蒜种子萌发特性研究
田 琳,田丽娜,谢双全,阎 平
(石河子大学生命科学学院,新疆石河子 832003)
摘要:在室温与低温 2 种发芽环境下,对准噶尔鸢尾蒜(Ixiolirion songaricum P. Yan)种子进行不同药剂和机械处
理的催芽试验。结果表明:低温是准噶尔鸢尾蒜种子萌发的首要条件;与对照相比,适当浓度的赤霉素、H2O2、NaH-
CO3 处理和刺皮等措施均可明显提高种子萌发率;刺皮处理,种子萌发率可达 90%,而 30% H2O2 或 800 mg /L赤霉素
处理,种子萌发率均可达 98. 9%。
关键词:准噶尔鸢尾蒜;种子;萌发特性
中图分类号:S682. 2 + 90. 1;Q945. 34 文献标志码:A 文章编号:1002 - 1302(2012)05 - 0364 - 03
收稿日期:2012 - 03 - 10
资金项目:国家科技基础条件平台建设子项目(编号:2005DKA21006)。
作者简介:田 琳(1985—) ,女,新疆乌鲁木齐人,硕士,研究方向为
资源植物。E - mail:38623866@ qq. com。
通信作者:阎 平,教授,研究方向为植物分类与资源植物。
E - mail:yanpzhw@ sina. com。
准噶尔鸢尾蒜(Ixiolirion songaricum P. Yan)隶属于石蒜
科(Amaryllidaceae)鸢尾蒜属(Ixiolirion Fisch. Herb.)。该属
约有 3 个种若干个变种,产于西亚及中亚,我国有 2 个种,均
产于新疆北部地区,多生于准噶尔盆地南部与西部、天山北坡
及伊犁地区的低山荒漠与冲积平原荒漠,为早春类短命植
物[1 - 4]。准噶尔鸢尾蒜为多年生草本,地下具鳞茎;植株高约
10 ~ 30 cm,叶线形、花 3 ~ 6 朵,近伞房状生于茎顶,花被片 6
枚,淡蓝色或淡蓝紫色,长约 2 ~ 3 cm,蒴果倒卵状长圆形,花
期 4—5 月,果期 5—6 月。该种在新疆主要分布于乌鲁木齐
以西的天山北坡与准噶尔盆地南缘的“山 -盆”交汇地带及
伊犁北部地区,多生于低山荒漠、冲积平原荒漠,以及农垦区
的地边、路旁。该植物开花早,花色艳丽,有较高的观赏价值,
并与鸢尾蒜[I. tataricum (Pall.)Herb.][1 - 7]、伊犁郁金香
(Tulipa iliensis Regel)[8 - 12]等为同生境荒漠植被中重要的建
群种和株型相对较大的早春类短命植物。目前,由于经济与
城镇建设的快速发展、农垦区的不断扩大,该植物的分布区正
逐渐缩小,种群的生存空间在一定程度上已受到严重威胁,该
植物于 2007 年被列为新疆一级重点保护植物。
有关准噶尔鸢尾蒜的研究资料极少,目前仅见于形态分
类、地理分布及同工酶方面的文献资料。本研究通过野外实
地考察与室内试验,对准噶尔鸢尾蒜种子的萌发特性进行了
比较性分析,为鸢尾蒜属植物的基础植物学研究补充新的内
容与资料,并为该种质资源的保护与开发利用、研究与应用提
供理论基础。
1 材料与方法
1. 1 材料
供试准噶尔鸢尾蒜种子,于 2010 年 6 月中旬采自新疆石
河子市东开发区平原荒漠,室温自然干燥 3 个月后,于 4 ℃冰
箱中贮存备用。通过低温层积处理,以打破种子休眠。
1. 2 试验方法
试验于 2011 年 4—6 月进行,种子均经 4 ℃冰箱冷贮 6
个月以上。种子萌发试验采用标准发芽法[10 - 11]。选取有生
活力的饱满种子 50 粒,用 1%次氯酸钠溶液消毒3 min,并置
于装有纱布的培养皿中,用药剂分别处理后同时置于室温
(18 ~ 23 ℃)和 4 ℃冰箱中。每项药剂或物理处理同时设置
蒸馏水处理做对照,药剂每梯度处理设 3 次重复[9]。每 1 ~
2 d 浇 1 次水,连续观察记录,以连续 5 d平均发芽率不足 1%
的日期为统计最终发芽率的日期(即发芽终止日期) ,3 组萌
发率数据处理后,按四舍五入取整数。
1. 3 药剂处理
种子消毒处理后,分别以 10%、20%、30% H2O2 浸种
3 min;分别以 0. 5%、1%、2% NaHCO3 浸种 12 h;分别以
300、500、800、1 000 mg /L赤霉素(GA3)浸种 12 h。同时,种
子经蒸馏水浸泡 12 h 后,于胚附近进行刺破种皮机械处理。
各处理均以蒸馏水处理作对照。
2 结果与分析
2. 1 温度对不同浓度 GA3 处理准噶尔鸢尾蒜种子萌发的
影响
分别在室温(18 ~ 23 ℃)和 4 ℃萌发条件下,不同浓度
GA3 处理的准噶尔鸢尾蒜种子 1 ~ 5 周种子萌发情况如表 1。
由表 1 可以看出,室温(18 ~ 23 ℃)条件下,所有处理准噶尔
鸢尾蒜种子 1 ~ 7 周均未萌发。而在 4 ℃条件下,无论是清水
对照或不同浓度 GA3 处理,种子第 1 周均无萌发,而在第 2
周开始有萌发,第 3 ~ 4 周进入萌发高峰期,第 4 ~ 5 周萌发率
达到最高值。说明低温(4 ℃)是准噶尔鸢尾蒜种子萌发的首
要条件。
从图 1 看出,低温 4 ℃条件下清水对照的种子萌发率第
2 周为 28%,第 3 周为 50%,第 4 周为 66%,5 周后达到最高
值 73%,以后趋向平缓,基本保持不变,3 ~ 5 周是准噶尔鸢尾
蒜种子萌发高峰期。而经过不同浓度 GA3 处理的种子萌发
率普遍比对照高,种子萌发率 2 周后为 34% ~61%,3 周后达
到 76% ~94%,4 周后达到最高值 83% ~99%,5 周后趋向平
缓,基本保持不变。2 ~ 4周种子萌发进入高峰期,第2、3、4
—463— 江苏农业科学 2012 年第 40 卷第 5 期
DOI:10.15889/j.issn.1002-1302.2012.05.115
表 1 温度对不同浓度 GA3 处理的准噶尔鸢尾蒜种子萌发率的影响
萌发温度
萌发时间
(周)
不同浓度 GA3 处理下种子萌发率(%)
0(CK) 300mg /L
500
mg /L
800
mg /L
1 000
mg /L
低温(4 ℃) 1 0 0 0 0 0
2 28 41 45 61 34
3 50 81 85 94 76
4 66 86 87 99 83
5 73 86 87 99 83
室温(18 ~ 23 ℃) 1 ~ 7 0 0 0 0 0
周,GA3 处理的种子萌发率比清水对照分别高出约 6 ~ 33、
16 ~ 44、17 ~ 33 百分点,而且在第 3 周时已超过对照种子在
第 5 周的 73%萌发率最高值,提前约 2 周。表明 GA3 处理对
准噶尔鸢尾蒜种子的萌发有明显的促进作用,高峰期(4 周
后)的种子萌发率比对照约高 17 ~ 33 百分点。
就 GA3 处理的浓度而言,从表 1 和图 1 可以看出,在低
温(4 ℃)萌发条件下,800 mg /L GA3 处理的种子萌发效果最
好,第 2 周的萌发率即达 61%,相当于对照第 4 周的萌发率,
而第 3 周萌发率达到 94 %,第 4 周达到最高值 99%,分别比
对照高 33、44、33、26 百分点,达到相同萌发率的时间比对照
提前 2 周。500 mg /L GA3 处理种子萌发率略高于 300 mg /L
处理,二者高峰期的萌发率均低于 800 mg /L 处理,分别相应
低 16 ~ 20、9 ~ 13、12 ~ 13 百分点。而 1 000 mg /L GA3 处理的
种子萌发率又低于 300 mg /L GA3 处理,相应低 3 ~ 7 百分点。
说明 GA3 浓度与准噶尔鸢尾蒜种子萌发率呈一定的正相关,
随 GA3 处理浓度的增加,种子萌发率增高。但在1 000 mg /L
GA3 处理时,萌发率反而降低,甚至低于 300 mg /L处理,表明
高浓度 GA3 对种子也有一定抑制作用。
2. 2 刺皮处理对准噶尔鸢尾蒜种子萌发的影响
分别在室温(18 ~ 23 ℃)与低温(4 ℃)萌发条件下,对不
同浓度 GA3 处理的种子进行刺皮处理,并以不刺皮为对照,5
周后统计的萌发率结果见表 2。由表 2 可以看出,室温(18 ~
23 ℃)萌发条件下,无论刺皮与否,所有处理准噶尔鸢尾蒜种
子均不萌发;而在低温(4 ℃)条件下,无论种子刺皮与否,所
有处理种子均能萌发,再次说明低温是准噶尔鸢尾蒜种子萌
发的首要条件。
表 2 不同温度下刺皮对不同浓度 GA3 处理的准噶尔鸢尾蒜种子萌发的影响
萌发温度
(℃)
时间
(周)
不同 GA3 处理下种子萌发率(%)
0 mg /L 300 mg /L 500 mg /L 800 mg /L 1 000 mg /L
对照 刺皮 对照 刺皮 对照 刺皮 对照 刺皮 对照 刺皮
4 5 73 90 86 90 87 92 99 85 83 80
18 ~ 23 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
清水不刺皮处理种子 5 周后萌发率为 73%,而刺皮片时
为 90%,较对照提高了 17 百分点,表明刺皮处理有利于胚吸
水和萌动,对准噶尔鸢尾蒜种子的萌发有明显的促进作用。
300 mg /L GA3 与 500 mg /L GA3 处理不刺皮种子 5 周后萌发
率分别为 86%、87%,而刺皮处理发别为 90%、92%,分别较
对照提高了 4、5 百分点,表明在 GA3 300 ~ 500 mg /L 低浓度
条件下,刺皮处理对准噶尔鸢尾蒜种子的萌发有一定的促进
作用。800 mg /L GA3 与 1 000 mg /L GA3 处理不刺皮种子 5
周后萌发率分别为 99%、83%,而刺皮处理分别为 85%、
80%,分别较对照降低了 14、3 百分点,表明在 GA3 800 ~
1 000 mg /L的较高浓度条件下,刺皮处理对准噶尔鸢尾蒜种
子的萌发有抑制作用。
清水不刺皮处理种子 5 周后萌发率为 73%,300、500、
800、1 000 mg /L GA3 处理分别为 86%、87%、99%、83%,比
清水处理高 10 ~ 26 百分点,且随 GA3 处理浓度的增加种子
萌发率呈先上升后下降趋势,表明适宜浓度的 GA3 处理对准
噶尔鸢尾蒜种子的萌发有明显的促进作用。
清水刺皮处理种子 5 周后萌发率高达 90%,而 300、500、
800、1 000 mg /L GA3 处理分别为 90%、92%、85%、80%,与
清水处理相比并无明显提高,萌发率随 GA3 处理浓度的增加
呈现先略微平缓上升,后明显下降的趋势(图 2)。300 mg /L
GA3 处理与清水处理一致,萌发率均为 90%,500 mg /L GA3
处理仅比清水处理萌发率高 2 百分点,而 800、1 000 mg /L
GA3 处理比清水处理降低 5 ~ 10 百分点,说明高浓度的 GA3
对种子萌发有明显的抑制作用。以上结果表明:在低温
(4 ℃)条件下,准噶尔鸢尾蒜种子经刺皮机械处理,仅简单
的清水处理,5 周后萌发率即高达 90%;而在刺皮的同时,增
加 GA3 处理,却不能明显提高萌发率,GA3 处理浓度在
800 mg /L以上时,对种子发芽率还有一定的抑制作用,萌发率
明显下降。在刺皮机械处理条件下,增加 GA3 处理的加成作
用不明显,无实际意义。
—563—田 琳等:准噶尔鸢尾蒜种子萌发特性研究
2. 3 不同药剂处理对准噶尔鸢尾蒜种子萌发的影响
在低温(4 ℃)条件下,以清水处理为对照,用不同药剂对
准噶尔鸢尾蒜种子进行处理,其发芽率和发芽所需时间统计
结果及方差分析见表 3。
表 3 低温(4 ℃)条件下不同药剂处理对准噶尔鸢尾蒜种子
萌发的影响
药剂名称 处理浓度
发芽率
(%)
发芽所需时间
(d)
GA3 300 mg /L 85. 6b 22
500 mg /L 86. 7b 22
800 mg /L 98. 9a 23
1000 mg /L 83. 3b 24
H2O2 10 % 90. 0b 26
20 % 94. 4ab 28
30 % 98. 9a 25
NaHCO3 0. 50 % 86. 7a 24
1. 00 % 94. 5a 20
2. 00 % 91. 1a 28
对照 0 73. 3c 22
由表 3 可以看出,在低温(4 ℃)萌发条件下,除 GA3 外,
H2O2 和 NaHCO3 处理同样可以明显提高准噶尔鸢尾蒜种子
萌发率,本试验各处理萌发率比对照高 14 ~ 26 百分点。GA3
处理的种子萌发率比对照高 10 ~ 26 百分点,以 800 mg /L
GA3 处理的效果最佳,萌发率高达 98. 9%,萌发约需时 23 d。
H2O2 处理的种子萌发率比对照高 17 ~ 26 百分点,其浓度与
种子萌发率呈一定的正相关,其中以 30% H2O2 处理的效果
最佳,萌发率高达 98. 9%,萌发总用时约 25 d。NaHCO3 处理
的种子萌发率比对照高 14 ~ 22 百分点,浓度过高则有一定的
抑制作用,其中以 1. 00% NaHCO3 处理的效果较佳,萌发率
达 94. 5%,萌发总用时约 20 d。
结果表明:低温(4 ℃)条件下,GA3、H2O2、NaHCO3 处理
准噶尔鸢尾蒜种子,均能显著提高种子萌发率。方差分析表
明,GA3、H2O2、NaHCO3 处理的萌发率均与对照有显著差异,
其中以 30% H2O2 和 800 mg /L GA3 处理的种子萌发效果最
佳,萌发率均达 98. 9%。1. 00% NaHCO3 处理的效果也较
佳,实际萌发率达 94. 5%。
3 结论与讨论
(1)室温(18 ~ 23 ℃)条件下,准噶尔鸢尾蒜种子不萌
发,即便经过清水浸种、不同浓度 GA3 处理或刺皮机械处理,
7周后种子萌发率仍都为 0。而在低温(4 ℃)条件下,清水浸
种、不同浓度 GA3、H2O2、NaHCO3 处理或刺皮机械处理,均能
不同程度地萌发,且有较高的萌发率。说明低温处理是准噶
尔鸢尾蒜种子萌发的首要条件。
(2)GA3 处理对准噶尔鸢尾蒜种子的萌发有明显的促进
作用,GA3 处理浓度与种子萌发率呈一定的正相关,但高浓度
GA3 对种子萌发有一定的抑制作用,其中以 800 mg /L GA3 处
理效果最佳,2 ~ 4 周是其种子萌发的高峰期,萌发率从 61%
上升到最高值 99%,高出同期对照萌发率约 33 百分点(第 5
周高出对照 26 个百分点) ,达到相同萌发率所需时间比对照
提前近 2 周。
(3)在低温(4 ℃)条件下准噶尔鸢尾蒜种子经简单的清
水浸种处理,5 周后自然萌发率为 73%,而经过刺皮机械处
理,其种子萌发率则高达 90%,高出对照约 17 百分点。但同
时增加 GA3 处理,却不能明显提高其萌发率,高浓度的 GA3
处理反而使其萌发率明显下降。表明在刺皮条件下,增加
GA3 处理的加成作用不明显,无实际意义。
(4)在低温(4 ℃)条件下除 GA3 外,H2O2、NaHCO3 处理
准噶尔鸢尾蒜种子,均能显著提高其种子萌发率,其中以
30% H2O2 处理的种子萌发效果最佳,萌发率可达 98. 9%,以
1. 00% NaHCO3 处理的效果也较佳,实际萌发率达 94. 5%。
(5)对于准噶尔鸢尾蒜,提高种子萌发率的处理方式可
选择低温(4 ℃)条件下 4 ~ 5 周,进行种子刺皮机械处理和简
单清水浸种处理,种子萌发率可达 90%,如用 30% H2O2 或
800 mg /L GA3 处理,种子萌发率可达 98. 9%。
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