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不同引发处理对了哥王种子萌发的影响



全 文 :南 方 林 业 科 学
South China Forestry Science
第 44卷第 2期
2016年 4月
Vol. 44, No.2
Apr., 2016
DOI 编码:10.16259/j.cnki.36-1342/s.2016.02.003
不同引发处理对了哥王种子萌发的影响
房海灵 1,2,邓绍勇 1,朱培林 1
(1.江西省林业科学院,江西 南昌 330013;2.江苏省·中国科学院植物研究所,江苏 南京 210014)
摘 要:以了哥王种子为材料,通过比较不同浓度的 GA3、PEG、NaCl、复合盐 KNO3·KH2PO4预浸种处理后种子发芽
率、发芽势、发芽指数、活力指数等指标,研究不同引发剂对了哥王种子萌发的影响,结果表明:4种引发剂浸种处理均
显著促进了哥王种子的萌发及幼苗生长,各指标提高效果均以 GA3处理最好,PEG次之,再之为复合盐 KNO3·KH2PO4,
NaCl引发效果较差,并且随着引发剂浓度的升高呈先升高后降低的趋势。
关键词:了哥王,种子萌发,引发
分类号:S722.14:S567.19 文献标识码:A 文章编号:2095-9818(2016)02-0008-04
Effects of seed priming with different agents on seed germination
of Wikstroemia indica
Fang Hailing1,2, Deng Shaoyong1, Zhu Peilin1
(1. Jiangxi Academy of Forestry, Nanchang Jiangxi 330013, China;
2. Institute of Botany, Jiangsu Province and the Chinese Academy of Sciences, Nanjing Jiangsu 210014, China)
Abstract: In order to study methods of improving seeds germination speed of Wikstroemia indica, its seeds were used as
tested material, and theirs seeds were treated with different concentration level of GA3, PEG, NaCl and KNO3·KH2PO4
presoaking, then force sprouting under well lightening, temperature, moisture and airing condition. After that, we studied
effects of four initiators treatments on germination of W. indica seeds by surveying germinability, germination percentage,
germination index, and vitality index by using the non-treatment as CK. The results showed that GA3, PEG, NaCl, KNO3·
KH2PO4 seeds presoaking treatment have significant promotion effect on W. indica seeds germinability, germination
percentage, germination index and vitality index. Comprehensive comparison effect of four initiators on seed germination, GA3
came the first, PEG ranked the second, and the third was KNO3·KH2PO4, while NaCl had the worst priming effects. The
promotive effect on the seed vigour increased with concentrations.
Key words: Wikstroemia indica; seed germination; seed priming
收稿日期:2015-09-16;2015-12-16修回
基金项目:江西省科技支撑计划项目(项目编号:20132BBG70046)
作者简介:房海灵,女,副研究员,博士,研究方向为药用植物遗传育种与质量评价。E- mail: fanghailing2013@163.com
了哥王(Wikstroemia indica)为瑞香科荛花属多
年生落叶灌木,主要分布于我国长江以南各省 [1]。 全
株均可入药,有毒,具有清热解毒、消肿散瘀、治瘰疬、
肿痛的功效 [2-4],用于治疗恶疮、扁桃体炎、支气管炎、
肺炎、腮腺炎、风湿痛、跌打损伤、水肿膨胀等症,为我
国南方重要中药之一[5]。 过去,了哥王药材主要来源
于野生资源,随着研究进一步深入,市场对了哥王药
材需求量急剧增加,加上生态环境的破坏,许多原丰
产地资源面临枯竭,开展了哥王野生变家种成为满足
市场需求的重要途径。
野生了哥王主要以种子进行繁殖,据报道了哥王
种子具有休眠的特征,种子发芽慢,发芽率低,自然成
苗率低,严重影响了哥王的规模化育苗生产。 本实验
拟采用 PEG、GA3、NaCl、KNO3·KH2PO4 等引发处理对
了哥王进行促萌发技术研究, 以期为了哥王进一步
大规模栽培提供技术支撑。
1 材料与方法
1.1 材料
实验用了哥王种子于 2014 年 6~8 月采自江西
省林业科学院中药材资源圃,经朱培林研究员鉴定,
第 2期 房海灵等:不同引发处理对了哥王种子萌发的影响
自然干燥后 4 ℃储藏备用 。 赤霉素 (GA3);KNO3、
KH2PO4、NaClO、NaCl、PEG(6000)购自国药集团化学
试剂有限公司。
1.2 方法
1.2.1 种子处理。 选择完整饱满、大小基本一致的了
哥王种子,用 1% NaClO 消毒 30 s。 设置不同种类及
浓度引发剂处理 : ①GA3 设 100、200、300、400、500
mg/L 共 5 个处理; ②PEG 设 15%、20%、25%、30%、
35%共 5 个处理;③NaCl 设 0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、
2.5%共 5 个处理;④复合盐 KNO3·KH2PO4(1︰1)设
0.6%、1.2%、1.8%、2.4%、3.0%共 5 个处理, 以去离子
水为对照。 采用浸种的方式于 20 ℃恒温培养箱中处
理 24 h。 取出种子,清水洗净备用。 以铺有 3 层湿润
滤纸的培养皿做发芽床,置 25 ℃光照培养箱中培养,
3 次重复,每个重复 50粒种子。
1.2.2 数据统计与分析。 置种后,每日观察并记录发
芽情况,直至连续 3 d 无萌发种子出现时为止。 以突
破种皮的胚根长度达真种子自身长度为发芽。 数据
采用 Microsoft Excel 2010 和 SPSS 19.0 软件统计分
析。 相关指标按以下公式计算[6-7]:
发芽势(%)=(20 d 内种子发芽数/供试种子数)×
100%
发芽率(Gr)=(n/N)×100%(n 为最终达到的正常
发芽粒数;N为供试种子数)
发芽指数∑ GtDt (Gi)=
(Gt 为在 td 的种子发芽数,
Dt为对应的种子发芽天数)
活力指数(Vi)=Gi×S(S为幼芽根长)
2 结果与分析
2.1 GA3处理对了哥王种子萌发的影响
由表 1 可看出,一定质量浓度的 GA3溶液浸种,
可有效提高了哥王种子发芽率, 促进种子提前发芽,
提高出苗整齐度, 并有助于幼苗生长。 在 100~300
mg/L GA3 浓度范围内,了哥王种子发芽率、发芽势、
发芽指数和活力指数逐渐升高; 但随着 GA3浓度的
进一步增加 ,4 项指标均呈极显著降低趋势(P<
0.01)。 与对照相比,300 mg/L GA3处理组了哥王种子
的萌发效果最好,发芽率、发芽势、发芽指数及活力指
数高达 36%、36%、4.54、12.52。 与 300~400 mg/L GA3
处理组相比,500 mg/L GA3处理组的了哥王种子发芽
率显著降低(P<0.01),表明 GA3浓度过高对了哥王种
子萌发有一定抑制作用。
2.2 PEG处理对了哥王种子萌发的影响
由表 2 可看出,10% PEG 处理条件下,了哥王种
子发芽率、发芽指数及活力指数均显著高于对照,但
未达到极显著水平。 20%~30% PEG 引发处理可极显
著促进了哥王种子萌发,4 项指标均达到极显著差异
水平(P<0.01),其中以 25% PEG 引发效果最佳,种子
发芽率、发芽势、发芽指数及活力指数分别较对照提
高 44.73%、236.56%、212.12%、301.42%。 35% PEG引
发处理了哥王种子各生理指标均低于对照,表明高浓
度 PEG对了哥王种子萌发具有抑制作用。
表 2 不同浓度 PEG 处理对了哥王种子萌发的影响
Tab. 2 Effect of different concentrations PEG treatments
on the germination of W. indica seeds (n=3)
2.3 NaCl处理对了哥王种子萌发的影响
由表 3 可看出,0.5%~1.5% NaCl 浸种处理后了
哥王种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数等
指标均高于对照,且达到极显著差异水平,说明 0.5%
~1.5%处理对了哥王种子萌发具有极显著的促进作
用,且促进效果随 NaCl浓度的升高而增加。 以 1.0%
NaCl 处理条件下了哥王种子萌发效果最佳,发芽率、
发芽势 、 发芽指数和活力指数分别较对照增加
90.48%、263.85%、221.21%、313.33%, 均呈极显著水
表 1 不同浓度 GA3处理对了哥王种子萌发的影响
Tab. 1 Effect of different concentrations GA3 treatments on
the germination of W. indica seeds(n=3)
注:同一列中含有不同小写字母者表示邓肯检验 5%水平
差异显著, 不同大写字母表示邓肯检验 1%水平差异极显著,
下同。
Note: Minuscule following the data indicate significant
difference of vertical comparison at 0.05 level of probability at
Duncan′s test, majuscule following the data indicate significant
difference of vertical comparison at 0.01 level of probability at
Duncan′s test, the same as followings.
GA3/ mg/L 发芽率/ % 发芽势/ % 发芽指数 活力指数
100 23.33±1.15cC 22.00±0.00cC 2.52±0.13dC 5.56±0.27dD
200 25.33±1.15cC 24.00±2.00cC 2.74±0.15cdC 7.57±0.17cC
300 36.00±2.00aA 36.00±2.00aA 4.54±0.18aA 12.52±0.31aA
400 30.67±3.06bB 28.67±3.06bB 3.62±0.30bB 10.51±0.66bB
500 23.33±1.15cC 23.33±1.15cC 2.70±0.25cC 7.58±0.89cC
CK 14.00±2.00dD 7.33±1.15dD 0.99±0.17eD 2.10±0.35eE
PEG/ % 发芽率/ % 发芽势/ % 发芽指数 活力指数
15 15.33±1.15cBC 14.00±2.00cCD 1.43±0.16cC 3.18±0.30dCD
20 22.67±2.31abA 20.00±2.00bAB 2.25±0.21bB 5.66±0.43bB
25 25.33±3.06aA 24.67±3.06aA 3.09±0.30aA 8.43±0.94aA
30 20.00±2.00bAB 16.67±1.15cBC 1.99±0.05bB 4.25±0.11cC
35 10.67±1.15dC 9.33±1.15dDE 1.13±0.04cdC 2.20±0.06eD
CK 14.00±2.00cdC 7.33±1.15dE 0.99±0.17dC 2.10±0.35eD
9
南 方 林 业 科 学 第 44卷
平。 在 2.0% 和 2.5% NaCl 处理条件下,了哥王种子
萌发各项指标均低于对照, 并随 NaCl浓度升高而表
现出下降趋势, 表明高浓度 NaCl浸种可在一定程度
上抑制了哥王种子的萌发。
表 3 不同浓度 NaCl处理对了哥王种子萌发的影响
Tab. 3 Effect of different concentrations NaCl treatments
on the germination of W. indica seeds (n=3)
2.4 KNO3·KH2PO4处理对了哥王种子萌发的
影响
由表 4 可看出 ,0.5%~2.0% KNO3·KH2PO4 溶液
浸种处理对了哥王种子萌发及幼苗生长具有极显著
的促进作用。 与对照相比,种子发芽率、发芽势、发芽
指数及活力指数等指标均有不同程度的增加,且随溶
液浓度的增加呈先升高后下降的趋势 。 当 KNO3·
KH2PO4溶液浓度为 1.0%时,对了哥王种子萌发促进
效果最佳,与对照相比,种子发芽率、发芽势、发芽指
数及活力指数分别提高 133.35%、291.13%、282.82%、
380%;当 KNO3·KH2PO4溶液浓度为 2.5%时,各指标
均处于最低值,与对照相比均明显下降。 表明适当浓
度的 KNO3·KH2PO4溶液引发处理可显著提高了哥王
种子发芽率,有效缩短萌发时间。
表 4 不同浓度 KNO3·KH2PO4处理对了哥王种子萌发的影响
Tab. 4 Effect of different concentrations KNO3·KH2PO4
treatments on the germination of W. indica seeds (n=3)
3 讨论
种子繁殖作为植物繁殖后代的重要方式之一,其
种子萌发率的高低对于该种群的更新和扩大具有举
足轻重的作用,同时萌发速度的快慢和出苗整齐度又
与植株产量有密切关系 [8]。 种子引发,又称为渗透调
节, 是一项控制种子缓慢吸水和逐步回干的处理技
术,能够有效提高种子活力、加快萌发速度、提高种子
发芽整齐度 [9]。 同一物种对不同种引发剂响应不同,
选择合适的引发剂是引发成功与否的关键 [10]。 本研
究以了哥王种子发芽率、发芽势、发芽指数以及活力
指数为评价指标, 对 4 种引发剂浸种处理后种子萌
发特性及幼苗生长进行评价,结果表明,适宜浓度的
4 种引发剂均在一定程度上促进了哥王种子萌发,其
中以 GA3引发处理效果最佳。GA3是促进植物生长的
调节物质,可激活种子中的水解酶,促进核酸和蛋白
质合成,在促进种子发芽中起着首要作用[11-12]。 适量
的 GA3可以提高种子的活力。 本研究中,虽然质量浓
度为 100~500 mg/L GA3 均可促进了哥王种子的萌
发,特别是低浓度的 GA3可极显著促进种子萌发,加
快种子萌发速度, 随着浓度的进一步升高,4 项指标
均呈极显著降低趋势。 以 300 mg/L GA3浸种效果最
佳,该结果与刘彩红 [13]对羊草种子引发研究一致。
PEG 作为一种常用的液体引发剂, 可通过调节渗透
压来促进种子吸水,提高种子的发芽率及整齐度,尤
其是对于促进不易萌发种子的出芽, 效果更为显著[14]。
贾婷 [15]研究表明,用 25% PEG 处理苦荞种子 24 h,
可显著提高种子活力,加快发芽速度,且幼苗长势较
好。本研究结果表明,经 PEG 引发处理的了哥王种子
的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数均有不同程度
的提高,且随着 PEG 浓度的升高,4 项指标均呈下降
趋势,这与宋丽华 [16]研究中高浓度的 PEG 能抑制臭
椿种子萌发的研究结果相似。
除 PEG、聚乙烯醇(PVA)等大分子化合物外,无
机盐类如 CaCl2、KH2PO4、KNO3、NaCl、 (NH4)2SO4 等小
分子化合物也是实际生产中较为常用的引发剂。 蔡
子平等 [17]研究发现 NaCl 浓度在 50 mmol/L 以下时,
有利于秦艽种子萌发; 浓度高于 150 mmol/L 时抑制
种子萌发, 种子的发芽率与盐浓度之间呈显著的负
相关。 徐金金等[18]研究表明,低浓度化学引发剂比高
浓度化学引发剂的引发效果好。 本研究利用不同浓
度的 NaCl、KNO3·KH2PO4溶液浸种, 发现当 NaCl 浓
度在 3%、KNO3·KH2PO4在 2%以下时,可以显著提高
对了哥王种子的发芽率和发芽指数,缩短发芽时间;
随着浓度的升高, 不仅不会对种子萌发起到促进作
用, 反而导致种子活力下降。 从以上研究中发现,选
择合适的浓度是盐溶液作为引发溶剂是否成功的关
键因子。
综合比较 4 种引发剂对了哥王种子萌发指标的
影响,结果表明,不同引发处理均能在一定程度上提
高种子的萌发能力,缩短发芽时间,提高幼苗整齐度,
NaCl/ % 发芽率/ % 发芽势/ % 发芽指数 活力指数
0.5 19.33±2.31bB 19.33±2.31bB 2.24±0.11bB 5.45±0.19bB
1.0 26.67±1.15aA 26.67±1.15aA 3.18±0.18aA 8.68±0.34aA
1.5 20.00±2.00bB 17.33±1.15bB 2.23±0.05bB 5.51±0.22bB
2.0 13.33±1.15cC 11.33±1.15cC 1.15±0.03cC 2.04±0.08cC
2.5 11.33±1.15cC 6.00±0.00dD 0.77±0.01cCD 1.17±0.05dD
CK 14.00±2.00cC 7.33±1.15dD 0.99±0.17dD 2.10±0.35cC
KNO3·KH2PO4/ % 发芽率/ % 发芽势/ % 发芽指数 活力指数
0.5 24.00±2.00bB 22.00±2.00bB 2.47±0.16bB 6.20±0.46bB
1.0 32.67±2.31aA 28.67±2.31aA 3.79±0.19aA 10.08±0.35aA
1.5 23.33±1.15bB 20.67±1.15bB 2.49±0.14bB 6.01±0.26bB
2.0 18.00±2.00cC 15.33±2.31cC 1.88±0.20cC 4.28±0.46cC
2.5 12.67±1.15dD 6.67±1.15dD 0.87±0.04dD 1.66±0.12dD
CK 14.00±2.00dD 7.33±1.15dD 0.99±0.17dD 2.10±0.35dD
10
第 2期
但引发效果因引发剂种类、浓度不同,存在显著差异,
表现为 GA3 的引发效果最好 ,PEG 次之 , 再次是
KNO3·KH2PO4、NaCl; 且低浓度溶液较高浓度溶液引
发好,究其原因,可能是 PEG、NaCl、KNO3·KH2PO4这
3 种引发剂,其提高种子发芽的机理主要是通过调节
溶液的渗透压来控制种子萌发初始时的吸水速度,使
其在缓慢吸胀过程中逐渐对细胞膜进行修补,同时激
活体内包括过氧化物酶(POD)等保护酶的启动,增强
体内抗氧化活动,提高种子活力[19]。 而 GA3作为一种
重要的植物调节剂, 不仅可以调节溶液的渗透压,还
具有软化种胚周围的组织,促进种胚生长的功能[20],可
有效解除了哥王种子因种胚发育不完全而存在的休
眠现象。
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为适应我国信息化建设的需要,扩大作者学术交流渠道,本刊现已加入“万方数据—数字化期刊群”;“中国
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