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土人参种子萌发特性研究



全 文 :收稿日期:2011 - 12 - 25
基金项目:贵州科学院青年基金项目(编号:黔科院 J合字[2011]07 号;黔科合院所创能[2010]4001;院所创能[2008]09)。
作者简介:谭金玉(1985 -) ,女,硕士研究生,研究方向:资源植物学;E-mail:tanjinyu0723@ 163. com。
通讯作者:李苇洁(1977 -)女,硕士,副研究员,主要从事植物学及喀斯特石漠化综合治理方面的研究;E-mail:lwj024333@ 163. com。
土人参种子萌发特性研究
谭金玉1, 李安定2, 罗 充1, 李苇洁2
(1.贵州师范大学生命科学学院, 贵阳 550001;
2.贵州科学院喀斯特资源环境与发展研究中心, 贵阳 550001)
Study on Seed Germinative Features of Talinum Paniculatum(Jacq.)Gaertn.
TAN Jin-yu1,LI An-ding2,LUO Chong1,LI Wei-jie2
摘要:采用不同浓度的 H2O2、KNO3、KMnO4、GA3、PEG 浸种 90
min、不同的浸种温度、浓硫酸不同时间浸种 7 种方法对土人参
种子进行发芽预处理,以蒸馏水处理作为对照,置于 35 ℃恒温
光照培养箱中进行种子发芽试验,并统计其发芽率、发芽势、发
芽指数。结果表明,用 15%的双氧水浸种 90 min、0. 1%的硝酸
钾浸种 90 min、浓硫酸浸种 5 min后,与对照相比发芽率显著提
高,分别提高了 21. 30%、16. 60%、12. 63%。而 0. 3%的KMnO4
浸种 90 min对土人参的种子萌发有一定的抑制作用。
关键词: 土人参;种子;萌发特性
中图分类号: S 567 文献标志码: A
文章编号: 1001 - 4705(2012)05-0085-04
土人参(Talinum paniculatum(Jacq.)Gaertn.)是
马齿苋科土人参属的一年生或多年生肉质草本植物,
别名菜用土人参、紫人参、人参菜等[1,2],广泛分布于
中国长江以南。土人参的嫩茎叶作蔬菜食用,味道鲜
嫩,口感清脆,营养丰富。它的根和种子入药可用于气
虚乏力、体虚发汗、肺燥咳嗽、月经不调;叶入药可通乳
汁、消肿痛[3,4]。土人参种植容易,病虫害少见,在其
生长过程中不需施用农药,既是一种天然的绿色蔬菜,
又是一种宝贵的药用植物。但是它的发芽率很低,影
响了它作为药食两用植物的经济效益。本试验对土人
参种子的萌发特性进行研究,以便为生产提供必要的
理论依据。
1 材料和方法
1. 1 材 料
供试材料土人参种子于 2011 年 7 月采自贵州省
平塘县刘家湾,赤霉素(GA3)由上海蓝季科技发展有
限公司生产,聚乙二醇(PEG)6000 由天津市科密欧化
学试剂有限公司生产,浓硫酸由重庆川江化学试剂厂
生产,硝酸钾由重庆江川化工有限公司生产,高锰酸钾
由贵阳高新技术开发区华通化学试剂厂生产,双氧水
由重庆川江化学试剂厂生产。
1. 2 方 法
1. 2. 1 种子筛选
挑选饱满、无破损、无虫蛀、发育良好的种子进行
试验。
1. 2. 2 试验方法
用不同浓度(10%、15%、20%、25%、30%)的
H2O2 浸种 90 min、不同浓度(0. 1%、0. 2%、0. 3%、
0. 4%、0. 5%)的 KNO3 浸种 90 min、不同浓度(0. 1%、
0. 2%、0. 3%、0. 4%、0. 5%)的 KMnO4 浸种 90 min、不
同浓度(100、150、200、250、300 mg /L)的 GA3 浸种 90
min、不同浓度(15%、20%、25%、30%、35%)的 PEG
浸种 90 min、不同温度(25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃、
45 ℃、50 ℃)浸种 90 min、98%浓 H2SO4 浸种不同时间
(3 min、5 min、7 min、9 min、12 min)处理土人参种子。
用蒸馏水洗净种子作为以上处理的对照,且各处理重
复 3 次,每次重复 50 粒种子。
发芽床为直径 9 cm 的培养皿,内铺有 3 层滤纸,
上加皿盖保湿。置于 35 ℃恒温光照培养箱(14 h 光
照,10 h黑暗,光强 2 000 lx)中培养。每天定时观察发
芽种子数,并适当补充水分。种子以露白为标准,6 d
后开始统计发芽势,发芽势(%)=规定天数内正常发
芽种子数 /总种子数 × 100%;11 d后统计发芽率,发芽
率(%)= 最终达到正常发芽粒数 /供试种子数 ×
100%;发芽指数 =∑ Gt /Dt,Gt为在 t天的种子发芽
数,Dt为对应的种子发芽天数。
1. 2. 3 数据分析方法
试验数据采用 Excel 和 SPSS 17. 0 统计分析软件
进行分析。
·58·
问题探讨 谭金玉 等:土人参种子萌发特性研究
DOI:10.16590/j.cnki.1001-4705.2012.05.054
2 结果与分析
2. 1 不同浓度双氧水处理对土人参种子发芽的影响
从表 1 可以看出,不同浓度的 H2O2 对不同种子
的萌发均有一定的促进作用。尤其是当浓度为 15%
时,种子的发芽率、发芽势和发芽指数达到最高,与对
照相比,分别提高了 21. 3%、23. 33%、3. 28%,各处理
与对照之间差异显著。这可能是因为双氧水可以腐蚀
和软化种皮,增加种皮的通透性,从而利于种子萌发代
谢时水分、氧气和二氧化碳的吸收与交换及胚芽突破
种皮。有研究表明,一定浓度的 H2O2 分别对烟草种
子、黑皮冬瓜种子、甜菜种子的萌发也有明显的促进作
用[5 ~ 7]。
表 1 不同浓度双氧水处理对土人参种子发芽的影响
H2O2 浓度
(%)
发芽率
(%)
发芽势
(%) 发芽指数
10 80. 70 ± 9. 02 ab 32. 00 ± 6. 11 a 3. 93 ± 0. 67 a
15 94. 00 ± 2. 00 a 35. 33 ± 5. 77 a 4. 28 ± 0. 62 a
20 70. 70 ± 8. 19 bc 24. 00 ± 5. 03 abc 3. 27 ± 0. 49 ab
25 65. 30 ± 6. 57 c 16. 00 ± 6. 00 bc 1. 93 ± 0. 40 ab
30 86. 70 ± 1. 15 ab 26. 67 ± 5. 81 ab 3. 62 ± 0. 76 bc
ck 72. 70 ± 2. 31 bc 12. 00 ± 2. 31 c 1. 00 ± 0. 19 c
注:表中同一列数据后不同小写英文字母表示差异显著(p <
0. 05) ,下同。
2. 2 不同浓度硝酸钾处理对土人参种子发芽的影响
从表 2 可看出,当 KNO3 的浓度大于 0. 1%时,随
着浓度的升高,发芽率、发芽势和发芽指数均呈下降趋
势,浓度 0. 1%时,发芽率、发芽势和发芽指数均达到
最高值,且与对照相比差异显著。结果表明,用 0. 1%
的 KNO3 处理土人参种子 90 min可以明显提高种子的
发芽率。原因可能是 KNO3 的 K
+作为多种酶的激活
剂,提高了多种酶的活性,诱导了植物体内生长激素的
生物合成及其活力调控,增强了种子的生活力,促进了
种子发芽。张菊平等[8]研究表明,0. 2% ~ 0. 3% 的
KNO3 可以显著促进辣椒种子的萌发,国际种子检疫
协会提出,一般采用 0. 1% ~ 1%的 KNO3 溶液进行常
规的萌发试验[9]。
2. 3 不同浓度高锰酸钾处理对土人参种子发芽的
影响
从表 3 可以看出,KMnO4 不能促进土人参种子萌
发,各处理的发芽率均低于对照。KMnO4 是生产上常
用的浸种消毒剂,可以提高种子的发芽速度和整齐度,
郭群利等[10]报道,10 000、5 000 倍浓度的 KMnO4 浸种
能显著提高杂交水稻种子的发芽率。但是在本试验中
发现,KMnO4 对土人参种子的萌发有抑制作用。原因
可能是设置的 KMnO4 浓度太高,对种皮的伤害过大,
从而抑制了种子的发芽率。这与余前缘等[11]研究的
KMnO4 浸种对荞麦种子萌发有抑制作用相一致。
表 2 不同浓度硝酸钾处理对土人参种子发芽的影响
KNO3 浓度
(%)
发芽率
(%)
发芽势
(%) 发芽指数
0. 1 89. 30 ± 0. 67 a 47. 33 ± 2. 40 a 6. 29 ± 0. 39 a
0. 2 84. 00 ± 3. 46 ab 40. 00 ± 5. 29 a 5. 47 ± 0. 53 a
0. 3 79. 30 ± 0. 67 b 40. 00 ± 6. 00 a 6. 12 ± 0. 16 a
0. 4 80. 00 ± 3. 06 b 39. 33 ± 3. 71 ab 6. 09 ± 0. 54 a
0. 5 80. 70 ± 4. 37 b 25. 33 ± 6. 67 bc 3. 43 ± 0. 64 bd
ck 72. 70 ± 1. 33 bc 12. 00 ± 3. 29 cd 1. 00 ± 0. 19 ce
表 3 不同浓度高锰酸钾处理对土人参种子发芽的影响
KMnO4 浓度
(%)
发芽率
(%)
发芽势
(%) 发芽指数
0. 1 58. 67 ± 8. 35 ab 8. 00 ± 0. 00 b 0. 95 ± 0. 14 c
0. 2 62. 67 ± 6. 36 ab 9. 33 ± 1. 33 b 1. 19 ± 0. 17 bc
0. 3 64. 67 ± 6. 36 a 16. 00 ± 3. 06 ab 2. 02 ± 0. 24 b
0. 4 59. 33 ± 4. 67 ab 21. 33 ± 7. 42 a 3. 21 ± 0. 71 a
0. 5 46. 67 ± 4. 01 b 11. 33 ± 1. 76 ab 1. 89 ± 0. 22 bc
ck 72. 67 ± 1. 33 a 12. 00 ± 2. 31 ab 1. 00 ± 0. 33 bc
2. 4 不同浓度赤霉素处理对土人参种子发芽的影响
GA3 可以提高良种繁育系数、打破种子休眠
[12],
在生理上可以代替后熟作用[13],王鸿磊[14]研究的 600
mg /L的 GA3 处理马齿苋种子可以有效打破休眠,提
高发芽率和整齐度;郭晓宇[15]报道,用 600 mg /L 的
GA3 溶液浸泡茄子种子可以使种子迅速萌发。从表 4
可以看出,不同浓度的 GA3 浸种,其发芽率与对照相
比差异不显著,但是在 100 mg /L时,发芽率、发芽指数
均达到最高,较对照差异显著。因此,100 mg /L 的
GA3 浸种可以显著提高土人参种子的发芽速度,对发
芽率的影响效果不明显。原因可能是设置的浓度较
低,需要进一步试验。
表 4 不同浓度赤霉素处理对土人参种子发芽的影响
GA3 浓度
(mg /L)
发芽率
(%)
发芽势
(%) 发芽指数
100 82. 00 ± 7. 02 a 36. 00 ± 10. 67 ab 4. 46 ± 1. 11 a
150 70. 00 ± 6. 00 a 16. 67 ± 2. 91 cd 2. 59 ± 0. 57 ab
200 79. 33 ± 2. 91 a 25. 33 ± 4. 06 abcd 2. 71 ± 0. 70 ab
250 72. 67 ± 2. 40 a 12. 11 ± 4. 16 a 4. 17 ± 1. 21 a
300 82. 67 ± 2. 40 a 11. 55 ± 0. 67 abc 3. 58 ± 0. 15 a
ck 72. 67 ± 1. 33 a 12. 00 ± 2. 31 d 1. 00 ± 0. 33 b
2. 5 不同浓度 PEG处理对土人参种子发芽的影响
PEG 是一种渗透调节剂,能够改善细胞膜的透
性,提高种子发芽率[16]。用 PEG 处理土人参种子,其
·68·
第 31 卷 第 5 期 2012 年 5 月 种 子 (Seed) Vol. 31 No. 5 May. 2012
发芽率和发芽势与对照相比,差异不显著,但是发芽指
数较对照差异显著。PEG 对不同种子发芽率的影响
不同,这可能与植物种子自身的生理条件相关,中村俊
一郎、顾智章等[17,18]的研究表明,PEG 处理茄子种子,
可以提高其发芽率。采用 PEG 处理时,时间不宜过
长,因为低浓度溶液较容易发生渗透,长期浸种易造成
种子进行无氧呼吸,抑制萌发[16]。
表 5 不同浓度 PEG处理对土人参种子发芽的影响
PEG浓度
(%)
发芽率
(%)
发芽势
(%) 发芽指数
15 74. 67 ± 4. 67 a 18. 00 ± 1. 16 a 1. 89 ± 0. 20 ab
20 72. 67 ± 1. 76 a 19. 33 ± 1. 76 a 2. 47 ± 0. 31 a
25 70. 00 ± 2. 31 a 15. 33 ± 6. 36 a 1. 91 ± 1. 00 ab
30 74. 00 ± 3. 46 a 10. 67 ± 0. 67 a 1. 02 ± 0. 11 b
35 72. 67 ± 1. 76 a 18. 67 ± 3. 06 a 2. 92 ± 0. 25 a
ck 72. 67 ± 1. 33 a 12. 00 ± 2. 31 a 1. 00 ± 0. 19 b
2. 6 不同浸种温度处理对土人参种子发芽的影响
从表 6 可以看出,30 ℃时,种子的发芽势和发芽
指数较对照差异显著。结果表明,30 ℃浸种 90 min
时,可以提高土人参种子的萌发速度。这与范淑英
等[19]研究的菜用土人参发芽温度为 35 ℃左右相一
致。适宜的发芽温度可显著提高土人参种子的各项发
芽指标。土人参种子低于 25 ℃时难以发芽,发芽温度
以 30 ~ 35 ℃较为适宜,这与李宝光、卢育华等研究的
结果相一致[20]。
表 6 不同浸种温度处理对土人参种子发芽的影响
浸种温度
(℃)
发芽率
(%)
发芽势
(%) 发芽指数
25 68. 00 ± 5. 77 a 23. 33 ± 5. 70 ab 3. 03 ± 0. 74 cd
30 80. 67 ± 1. 76 a 31. 33 ± 4. 06 a 4. 33 ± 0. 15 ab
35 73. 33 ± 6. 36 a 16. 67 ± 2. 91 bc 1. 61 ± 0. 31 ef
40 72. 67 ± 3. 71 a 14. 67 ± 3. 33 bc 1. 62 ± 0. 38 ef
45 72. 67 ± 6. 36 a 22. 00 ± 1. 16 abc 2. 38 ± 0. 37 cde
50 70. 00 ± 8. 00 a 14. 00 ± 1. 16 bc 1. 56 ± 0. 48 ef
ck 72. 67 ± 1. 33 a 12. 00 ± 4. 00 c 1. 00 ± 0. 19 f
2. 7 浓硫酸不同处理时间对土人参种子发芽的影响
从表 7 可以看出,用浓硫酸浸种 5 min,种子的发
芽速度、发芽势及发芽指数达到最高,且处理与对照之
间差异显著。浓硫酸对种皮的腐蚀时间与种子的类
型、大小、坚硬度及种皮的结构有关。酸腐蚀打破了种
皮的栅栏层屏障以后,就可以解除硬实,打破休眠,提
高种子的发芽率和发芽势[21]。若浸泡时间过长,使得
整个种皮崩溃,伤及到了胚,发芽率就会下降。不同的
种子的种皮坚硬度不一样,浸种的时间也不一样。有
文献报道,浓硫酸处理铁刀木种子的最佳时间是
6 min,处理黄伯种子的最佳时间是 20 min,处理甘薯
种子的最佳时间是 20 ~ 40 min[22 ~ 24],相差较大。而土
人参种子最适宜的浸种时间是 5 min,这与土人参种子
细小有很大的关系。
表 7 浓硫酸不同处理时间对土人参种子发芽的影响
处理时间
(min)
发芽率
(%)
发芽势
(%) 发芽指数
3 58. 7 ± 2. 40 bc 35. 33 ± 1. 76 de 18. 36 ± 1. 01 c
5 85. 3 ± 7. 69 a 58. 00 ± 9. 87 ab 38. 04 ± 3. 82 a
7 60. 7 ± 10. 97 bc 47. 33 ± 9. 62 abd 33. 61 ± 6. 71 a
9 53. 3 ± 11. 02 c 36. 00 ± 6. 11 abd 26. 17 ± 5. 36 abc
12 53. 3 ± 11. 02 cd 36. 00 ± 6. 11 d 19. 80 ± 1. 91 bc
ck 72. 67 ± 1. 33 ab 12. 00 ± 4. 00 c 1. 00 ± 0. 19 d
3 结论与讨论
3. 1 与对照相比,用 15%的双氧水浸种 90 min、0. 1%
的硝酸钾浸种 90 min、用浓硫酸浸种土人参种子
5 min,都可以明显提高土人参种子的发芽率,分别是
94%、89. 3%和 85. 3%。本试验发现,高锰酸钾对土
人参种子的萌发有抑制作用。原因可能是设置的高锰
酸钾的浓度太高,对种皮的伤害过大,从而抑制了种子
的发芽率。
3. 2 用不同浓度的赤霉素和 PEG浸种土人参种子 90
min,与对照相比,对土人参种子的发芽率有一定的提
高,但是不显著。今后需要在试验设计的浓度和浸种
时间上做进一步的探索。
3. 3 试验表明,土人参种子在 30 ℃下浸种处理 90
min,在一定程度上可以提高发芽率。原因可能是因为
土人参是热带植物,比较喜温热,利用这一生理特点,
可以对土人参种子进行设施栽培,实现周年采摘。
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第 31 卷 第 5 期 2012 年 5 月 种 子 (Seed) Vol. 31 No. 5 May. 2012