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福建野生薏苡与栽培薏苡的种子发芽比较研究



全 文 :薏苡属禾本科玉蜀黍族薏苡属,一年生或多年生草
本植物,别名药玉米、草珠珠、薏米等[1]。中国薏米栽培
历史悠久,是世界上最早进行薏苡开发利用的国家。薏
苡集粮、药、肥、饲多用途于一身,有“生命和健康之禾”之
称[2],其具有的适应性强、耐旱、耐涝、耐瘠薄、耐盐碱等
优良性状,是改良禾谷类作物的优良种质资源。
福建省薏苡种质资源十分丰富,是重要的生产省
份之一,尤以闽西北地区为主要产地,曾以品质好而著
名。但长期以来,薏苡以药用为主,种植粗放,生产用
种主要是农家品种,几乎没有做什么遗传改良工作,品
种退化,单产不高(约 100~120 kg),综合性状差,很大
程度上制约了薏苡生产的发展后劲,不能满足日益增
长的市场需求,迫切需要培育高产、优质、高抗的突破
性品种。
李英材等认为中国薏苡有 4个种,即薏苡(Coix
Lacryma-jobi L.)与小果薏苡(Coix puellarum Balansa)
为栽培种(俗称栽培薏苡),野生薏苡(Coix Agrextis
Lour)与水生薏苡(Coix Aquatica Roxd)为野生种[3]。其
中水生薏苡雄性不育,籽粒不实,有果壳而无种仁,以
宿根繁殖为特点;其余3种薏苡的种子外壳坚硬,壳内
有种衣包裹种仁,透水通气性能差,常温下发芽率较
低,发芽时间长,野生薏苡与新收的种子表现更甚,目
前尚无简便快捷的标准发芽方法[4]。由于种子发芽的
限制,严重地影响薏苡优异种质资源的利用及育种工
基金项目:福建省自然基金项目“分子标记辅助回交育种方法及计算机模拟研究”(B0710014);福建农林大学大学生创新性实验项目“大粒型薏苡生
物学特性与开花习性观察”(200801002,200801003)。
第一作者简介:张华锋,男,1967年出生,硕士,讲师,研究方向:作物遗传育种。通信地址:350007 福建农业职业技术学院生物技术系,
E-mail:zhf710628@163.com。
通讯作者:季彪俊,男,1971年出生,博士,副教授,研究方向:作物遗传育种。通信地址:350002福建农林大学作物科学学院,Tel:0591-87179535,
E-mail:billjj@tom.com。
收稿日期:2009-02-02,修回日期:2009-03-13。
福建野生薏苡与栽培薏苡的种子发芽比较研究
张华锋 1,邢冰玲 2,陈剑威 2,季彪俊 2
(1福建农业职业技术学院,福州 350007;
2福建农林大学,作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室,福州 350002)
摘 要:利用福建省野生与栽培薏苡进行不同机械处理、不同温度、不同芽床、不同药剂下发芽率试验,结
果表明,薏苡脱壳后可以显著提高发芽率,在25℃下发芽率最高,药剂以HNO3处理最佳,芽床因不同薏
苡而表现一定差异。
关键词:野生薏苡;栽培薏苡;发芽率
中图分类号:S519.01 文献标识码:A
Comparisons of Germination Percentage between Coix Agrextis Lour
and Coix lacryma-jobi L. in Fujian
Zhang Huafeng1, Xing Bingling2, Chen Jianwei2, Ji Biaojun2
(1Department of Biotechnology, Fujian Vocational College of Agriculture, FVCA, Fuzhou 350007;
2Key Laboratory of Ministry of Education of Genetics, Breeding and Multiple Utilization of Crops,
Fujian Agriculture and Forestry University Fuzhou 350002)
Abstract: The germination percentages of Fujian’s Coix Agrextis Lour and Coix lacryma-jobi L. in different
shell, temperature, seedbed, chemicals were studied. The results showed the germination percentages of Coix L.
in unshelled, 25 ℃ and HNO3 were higher, but the percentages in seedbed were different with the genotype of
the Coix L..
Key words: Coix Agrextis Lour, Coix lacryma-jobi L., germination percentage
中国农学通报 2009,25(09):110-113
Chinese Agricultural Science Bulletin
作的效果。为加速薏苡野生优异种质资源的利用,促
进薏苡育种与生产的新突破,因此笔者利用野生薏苡
与栽培薏苡进行了种子发芽试验,以研究提高薏苡发
芽的方法。
1 材料与方法
试验于2008年3月在福建农业技术学院与福建农
林大学作物学院教学实验室内进行。野生薏苡为永安
市采集的永 1、龙岩上杭的上 1、莆田的莆 1,农家栽培
薏苡为田 2(CK)由浦城县农科所提供。供试材料为
2007年田间种植繁种,于10—11月收种后及时晒干的
饱满新鲜种子。
每100粒种子为一次重复,设3次重复。分别进行
人工脱壳与不脱壳;3种恒温(20℃、25℃和30℃);4
种芽床(河沙、毛巾、滤纸与稻田土)处理,3种化学试
剂(0.2 mol/L HNO3、0.2 mol/L H2SO4、0.2 mol/L HCl)
处理,每天记录发芽结果,按标准发芽试验方法计算发
芽率 [5]。统计分析采用多因素完全随机方差分析及
Duncan多重比较方法进行显著性检验,所有分析采用
DPS统计软件[6]。
2 结果与分析
2.1 脱壳与温度对不同薏苡发芽率的影响
用人工方法脱去薏苡坚硬的外壳和种衣,经浸种
24 h后上中性滤纸床,在不同温度条件下催芽,发芽率
的方差分析见表1。
变异来源
薏苡间
脱壳间
温度间
薏苡×脱壳
薏苡×温度
脱壳×温度
薏苡×脱壳×温度
误差
总变异
df
2
1
2
3
6
2
6
48
71
平方和
15916.3333
11501.3889
7101.1944
3220.2778
4127.9167
228.5278
146.1389
177.3333
42419.1111
均方
5305.4444
11501.3889
3550.5972
1073.4259
687.9861
114.2639
24.3565
3.6944
F值
1436.0602**
3113.1579**
961.0639**
290.5514**
186.2218**
30.9286**
6.5927**
表1 脱壳与温度对不同薏苡发芽率影响的方差分析表
由表1可见,不同薏苡间、不同处理方式以及不同
温度间差异达极显著水平,因此进行显著性检验,结果
见表2。
由表2可知,4种薏苡中,以栽培薏苡(田2)的发芽
率最高,与其他野生薏苡差异达极显著水平,其中莆1
与上1和永1差异也达极显著水平,永1与上1没有差
异;3种恒温处理中,以25℃最适合薏苡的发芽,与其
他两种温度差异达极显著,30℃下发芽率与 20℃下
发芽率的差异也达极显著;脱壳与否会使薏苡的发芽
率有极显著的差异。
由表 1与表 2还可得出,以田 2脱壳在 25℃下可
以得到最高的发芽率,野生薏苡脱壳也能显著提高发
芽率,且在 25℃下也能得到较好的发芽。可见,薏苡
的硬壳极大地影响了其发芽率。从种子结构中可看到
野生薏苡种子外壳硬度、蜡质、角质层比栽培薏苡的硬
与厚,壳内种衣多。因此浸种几天后,外部水分仍未进
入到种仁,种胚、胚乳得不到水分,这是发芽率低的关
键原因。要提高野生薏苡的种子发芽率,应使种仁及
早吸收到水分与感应到外部的温度,因此去壳去掉种
衣在适当温度时发芽率有较大提高。
2.2 芽床对不同薏苡发芽率的影响
发芽床的作用是支撑种子,为种子发芽提供水分、
温湿度等。好的芽床有利于种子保温、保湿、通透空
气,促进种子吸水、呼吸等生理反应的进行,从而提高
注:**表示差异达极显著水平。
表2 脱壳与温度对不同薏苡发芽率影响的多重比较
不同薏苡
田2
莆1
上1
永1
54.8889A
24.2778B
19.2778C
19.1111C
不同温度/℃
25
30
20
40.9583A
30.5000B
16.7083C
脱壳与否
脱壳
不脱壳
42.0278A
16.7500B
注:表中数据均为平均值;大写字母表示差异达极显著水平。
张华锋等:福建野生薏苡与栽培薏苡的种子发芽比较研究 ·· 111
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
发芽率[5]。
在实验室的条件下,选用毛巾、中性滤纸与稻田土
做芽床,利用脱壳薏苡作材料,在 25℃下测定不同薏
苡的发芽率,采用固定模型,方差分析表见表3。
表3 不同芽床对不同薏苡发芽率影响的方差分析表(固定模型)
变异来源
薏苡间
芽床间
薏苡×芽床
误差
总变异
df
3
3
9
32
47
平方和
46864.5625
440.0625
124.3542
214.0000
47642.9792
均方
15621.5208
146.6875
13.8171
6.6875
F值
2335.9280**
21.9350**
2.0660
由表3可见,不同薏苡、不同芽床差异达极显著水
平,因此进行显著性检验,结果见表4。
由表4可得,与温度的影响一致,田2的发芽率仍
为最高,与其它 3个野生薏苡达极显著水平,3个野生
薏苡中,以莆1最高,其次为上1,最后为永1,彼此间都
达检显著水平。4种芽床中,河沙与稻田之间没有差
异,滤纸与毛巾之间也没有差异,但两组之间达到极显
著水平。进一步对不同薏苡在不同芽床中的发芽率进
行显著性检验,得表5。
注:**表示差异达极显著水平。
表4 不同芽床对不同薏苡发芽率影响的多重比较
不同薏苡
田2
莆1
上1
永1
85.5833A
17.4167B
13.4167C
10.1667D
不同芽床
河沙
稻田
滤纸
毛巾
35.0000A
34.2500A
29.3333B
28.0000B
注:表中数据均为平均值;大写字母表示差异达极显著水平。
薏苡
永1
上1
莆1
田2
芽床
稻田
河沙
毛巾
滤纸
河沙
稻田
毛巾
滤纸
河沙
稻田
滤纸
毛巾
河沙
稻田
毛巾
滤纸
发芽率/%
13.3333A
12.3333AB
8.3333AB
6.6667B
18.6667A
17.0000A
9.0000B
9.0000B
21.0000A
20.3333A
17.6667A
10.6667B
88.0000a
86.3333a
84.0000a
84.0000a
芽床
毛巾
滤纸
稻田
河沙
薏苡
田2
莆1
上1
永1
田2
莆1
上1
永1
田2
莆1
上1
永1
田2
莆1
上1
永1
发芽率/%
84.0000A
10.6667B
9.0000B
8.3333B
84.0000A
17.6667B
9.0000C
6.6667C
86.3333A
20.3333B
17.0000BC
13.3333C
88.0000A
21.0000B
18.6667B
12.3333C
由表5可知,不同薏苡要求不同的芽床,永1以稻
田土作芽床最佳,与其他芽床差异达极显著,滤纸最
差,河沙与毛巾处理没有差异;上1以河沙和稻田土处
理为好,发芽率与毛巾和滤纸的差异达极显著;莆1用
注:表中数据均为平均值;大写字母表示差异达极显著水平。
表5 不同薏苡在不同芽床下发芽率的多重比较
·· 112
河沙、稻田土和滤纸都较好,与毛巾处理达极显著差异;
栽培薏苡田2则4种发芽床都没有显著差异。因此,在
生产中栽培薏苡可选用多种芽床;野生薏苡则以稻田
土、河沙较好,这与陈成斌的研究结果有一定的差别[4]。
从芽床看,毛巾处理适合于田2,滤纸除田2外,对
莆 1也较好,永 1与上 1没有显著差异;其他两种芽床
都较适合于田2的发芽。试验中野生薏苡表现出对芽
床的不同适应性,可能由于野生薏苡种子有一定的休
眠期,发芽时间也较长,与栽培薏苡的发芽时间不一致
导致。
2.3 化学药剂对不同薏苡发芽率的影响
在实验室的条件下,选用中性滤纸做芽床,利用不
脱壳薏苡作材料,在 25℃下测定不同薏苡的发芽率,
采用固定模型,方差分析表见表6。
表6 不同化学药剂对不同薏苡发芽率影响的方差分析表(固定模型)
变异来源
薏苡间
药剂间
薏苡×药剂
误差
总变异
df
3
2
6
24
35
平方和
27737.0000
1638.7222
930.1667
106.0000
30411.8889
均方
9245.6670
819.3611
155.0278
4.4167
F值
2093.3580**
185.516**
35.101**
注:**表示差异达极显著水平。
由表6可见,不同薏苡、不同药剂间存在极显著差
异,同时薏苡与药剂的互作也存在着极显著的差异。
进一步对不同薏苡利用不同化学药剂处理后的发芽率
进行显著性检验,得表7。
在所选用的化学试剂中,以硝酸最好,其次是硫
酸,最后为盐酸,它们都有极显著的差异。4种薏苡
中,田 2与其他 3种薏苡存在极显著的差异,而永 1与
其它 2种薏苡存在显著差异,可见适当的试剂浸种能
提高未脱壳薏苡的发芽率。
3 小结与讨论
薏苡外壳坚硬,只有顶端与果柄连接处有孔与外
界连通,孔内还有种衣阻隔。影响水分、空气进入。去
掉外壳与种衣只要不损伤种仁,能有效地提高薏苡的
发芽率,但去壳很难保证种仁完好无损,操作时费工费
时,工效低。
适当的温度处理对提高薏苡发芽率有促进作用,
但不同薏苡品种对温度要求有差异。其中以 25℃最
适宜薏苡的发芽。
种子处理的化学试剂种类繁多,对种子发芽的作
用机理各不相同。三大强酸处理能腐蚀种子外壳、种
衣,处理适当有利于水分的浸入,促进种子吸水萌动。
但不同浓度和处理时间也会对种子的发芽有影响,激
素类试剂也对种子发芽起着重要的作用,这些都有待
于进一步试验分析,以利于选择得当药剂、浓度与时
间,以免损伤种仁,影响发芽。
参考文献
[1] 龚成文,陈效杰.薏苡综合开发利用前景浅析.甘肃农业科技,1998,
3:7-8.
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议.中国农学通报,1999,15(4):51-53.
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[6] 唐启义,冯光明.实用统计分析及其DPS数据处理系统.北京:科学
出版社,2002:60-70.
表7 不同化学药剂对不同薏苡发芽率影响的多重比较
不同薏苡
田2
莆1
上1
永1
79.0000a (A)
16.0000ab(B)
15.1111ab(B)
13.6667c(B)
不同化学药剂
HNO3
H2SO4
HCl
37.7500A
33.3333B
21.7500C
注:表中数据均为平均值;大写字母表示差异达极显著水平,小写
字母表示差异极显著水平。
张华锋等:福建野生薏苡与栽培薏苡的种子发芽比较研究 ·· 113