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GA_3、温度、光照对薄皮木种子萌发的影响



全 文 :Vol. 32 No.1
Mar. 2014
第 32卷 第 1期
2014年 3月
经 济 林 研 究
Nonwood Forest Research
收稿日期:2013-06-23
基金项目:国家林木(含竹藤花卉)种质资源平台项目(2012年度);北京农学院 2012年度科研质量提高经费招标项目(QKM2012006),
北京市属高等学校人才强教计划项目(PXM2012-024268-086884)。
作者简介:孔欣然(1992—),女,河北柏乡人。本科学生,主要从事林木种质资源的研究。E-mail:1610959483@qq.com。
通讯作者:郑 健(1977—),男,河北易县人。副教授,博士,主要从事林木种质资源的研究。Tel:010-80796710,
E-mail:zhengjian@bac.edu.cn。
薄 皮木 Leptodermis oblonga Bge. 为茜草科
Rubiaceae薄皮木属Leptodermis Wall.落叶小灌木,
因其枝条表皮薄且呈片状剥落而得名。薄皮木花
形似木犀科 Oleaceae中的丁香花 Syringa Linn.,常
呈 3~ 7朵簇生状生于其枝顶,花冠呈淡紫红色、
为漏斗状,花冠管部细长,花期 6~ 9月,是一
种极具观赏价值的野生乡土植物,其园林绿化开
发前景广阔 [1]。又因其株身矮小,分枝较多,故
其被认为是制作盆景的好材料 [2-3]。薄皮木分布于
我国华北地区,尤以河北山区分布的居多,其野
生种一般生长在海拔 1 300 m以下的石质山坡上。
因此,对其开展人工繁育和引种驯化栽培研究具有
重要意义。然而,目前有关薄皮木的研究仅限于盐
胁迫和 pH值等因素对其种子萌发的影响 [4]及薄皮
木的组织培养快繁技术 [5]等方面,而关于薄皮木
的引种栽培及应用方面的研究尚未见诸报道,为
此,文中以薄皮木种子为试验材料,就不同浓度
的 GA3和不同的温度与光照条件对其种子萌发的
GA3、温度、光照对薄皮木种子萌发的影响
孔欣然,于雅慧,张 蓉,董开茂,郑 健
(北京农学院园林学院,北京 102206)
摘 要:为了了解薄皮木种子的萌发特性,以探索促其种子萌发的最适条件,在 GA3的浓度分别为 0、100、
500、1 000 μmol/L,温度依次为 10、15、20、25、30 ℃,光照强度分别为 0.0、24.9、35.5、67.3 μmol/(m2·s)
的条件下,就不同浓度的 GA3和不同温度与光照条件对薄皮木种子萌发的影响情况进行了试验。结果表明:以
浓度为 500 μmol/L的 GA3进行预处理,在温度为 20 ℃的培养条件下,薄皮木种子的发芽率与发芽指数均达到
最高值;而光照强度对薄皮木种子的萌发并无显著影响,说明薄皮木为喜低温型种子。
关键词:薄皮木;种子萌发;GA3;温度;光照
中图分类号:S688 文献标志码:A 文章编号:1003—8981(2014)01—0117—04
Effects of GA3, temperature and illumination on seed germination in
Leptodermis oblonga
KONG Xin-ran, YU Ya-hui, ZHANG Rong, DONG Kai-mao, ZHENG Jian
(College of Landscape Architecture, Beijing University of Agriculture, Beijing 102206, China)
Abstract: In order to learn germination characteristics of Leptodermis oblonga seed and explore the optimal germination
conditions, the effects of GA3 concentration, temperature and illumination on seed germination in L. oblonga were studied.
The GA3 concentration gradient was designed by 0, 100, 500, 1 000 μmol/L, the temperature gradient was designed by
10, 15, 20, 25 and 30℃ , and the illumination intensity gradient was designed by 0.0, 24.9, 35.5, 67.3 μmol/(m2·s). The
results indicate that both germination rate and germination index of seeds treated by 500 μmol/L GA3 reaches the highest
values under the cultivating condition of 20 ℃ , but illumination intensity has no signifi cant effect on seed germination in L.
oblonga, so L. oblonga seed belong to low-temperature demander type.
Key words: Leptodermis oblonga Bge.; seed germination; GA3; temperature; illumination
DOI:10.14067/j.cnki.1003-8981.2014.01.020
118 第 1期孔欣然,等:GA3、温度、光照对薄皮木种子萌发的影响
影响情况 [6-7]进行了试验研究,以探索促其种子萌
发的最适条件,从而为薄皮木的引种栽培及推广
应用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
2011年 10月在河北省易县云蒙山从生长健
壮的薄皮木上采收当年成熟的种子,净种处理后
在 5 ℃条件下贮藏。选取健康饱满、纯净的种子
作为试验材料。采收地位于 115°28′E、39°20′N,
属暖温带半湿润大陆性季风气候,全年平均气温为
9.9~ 13.0 ℃,最热月份 7月的平均气温为 27.1 ℃,
极端最高温 40.3 ℃,无霜期 185~ 205 d,年降水
量 630 mm,年蒸发量 1 450~ 1 920 mm,年光照
时数 2 696 h。
1.2 试验方法
1.2.1 种子形态特征和千粒质量的观察与测定
选取健康、饱满的种子,在解剖镜下观察其
外部形态特征。随机选取 200粒种子,在 0.001水
平的电子天平上称重,重复 8次,以 8组数值的
平均值为薄皮木种子的千粒质量。
1.2.2 GA3对种子萌发的影响
分别用 0、100、500、1 000 μmol/L的赤霉素
溶液浸种 24 h,每培养皿中放置 50粒饱满的种子,
在光照 14 h与黑暗 10 h交替的光照条件下于 25 ℃
恒温培养箱中进行种子萌发试验,每个处理重复
4次。从处理的第 2天起每天观察并记录种子萌发
的情况与数量,以胚根长达到 1/2种长为发芽标准,
直至连续两天不再有种子萌发为止,从而找出促
使种子萌发的最适赤霉素浓度。
1.2.3 温度对种子萌发的影响
以不同浓度赤霉素的试验结果为依据,选用最
适浓度的 GA3进行温度试验。用最适浓度的 GA3
溶液浸种 24 h,然后分别置于 10、15、20、25、
30 ℃的恒温培养箱中进行种子萌发试验,每个温
度处理各选取饱满种子 50粒,4次重复,试验期
间一直保持培养皿内湿润。从处理的第 2天起每天
观察并记录种子萌发的情况与数量,以胚根长达到
1/2种长为发芽标准,直至连续两天不再有种子萌
发为止,从而找出促使种子萌发的最适温度条件。
1.2.4 光照条件对种子萌发的影响
在前述赤霉素浓度试验和温度试验结果的基础
上进行光照试验。将薄皮木种子用最适浓度的赤霉
素溶液浸泡 24 h并置于最适的温度条件下,然后
分别在光强为 0.0、24.9、35.5、67.3 μmol/(m²·s)
的培养条件下进行种子萌发试验,每个光照处理
各选取饱满种子 50粒,4次重复,试验期间一直
保持培养皿内湿润。从处理的第 2天起每天观察
并记录种子萌发的情况与数量,以胚根长达到 1/2
种长为发芽标准,直至连续两天不再有种子萌发
为止,从而找出促使薄皮木种子萌发的最适光照
条件。
1.3 数据处理
采用 Excel软件与 SPSS软件进行数据统计与
分析 [8]。
发芽率和发芽指数的计算公式为:
发芽率=种子发芽数 /种子总粒数×100%;
发芽指数(IG)= Σ(Gt /Dt)。
上式中,Gt为种子置床后 t日内的发芽数;Dt为
相应的发芽日数。
2 结果与分析
2.2.1 种子的形态特征和千粒质量
薄皮木果实为具有 4粒种子的蒴果,种子呈
灰色椭球形,长为 3.56~ 5.55 mm,宽为 1.32~
2.32 mm,果实具有与种皮分离的网状假种皮,种
子的千粒质量为 1.29 g。
2.2.2 不同浓度的 GA3对种子萌发的影响
不同浓度的赤霉素对薄皮木种子发芽率和发
芽指数的影响情况分别如图 1与图 2所示。由图 1
与图 2可知,以浓度分别为 0、100、500、1 000
μmol/L的 GA3处理过的薄皮木种子其发芽率分别
为 57.78%、63.33%、71.81%、45.48%,其发芽指
数分别为 3.13、3.79、4.38、2.75,发芽率与发芽
指数均呈现先上升后下降的变化趋势。由图 1得
知,以浓度为 500 μmol/L的 GA3处理的种子发芽
率与以浓度为 100 μmol/L的 GA3处理的种子发芽
率之间差异不显著,却显著高于对照(0 μmol/L
的 GA3)和以浓度为 1 000 μmol/L的 GA3处理;
在发芽指数方面,表现出与发芽率相同的变化规
律。这说明薄皮木种子对 GA3有一定的敏感性,
在一定的浓度范围内,GA3对薄皮木种子的萌发
具有促进作用,且随着浓度的增加,GA3对薄皮
木种子萌发的促进作用逐渐增强;但达到一定浓
度后,GA3对薄皮木种子的萌发反而会起抑制作用。
综合以上各项发芽指标考虑,最有利于薄皮木种
子萌发的 GA3浓度应为 100~ 500 μmol/L。
2.2.3 不同温度条件对种子萌发的影响
用浓度为 500 μmol/L的 GA3处理种子,不同
温度条件下薄皮木种子的发芽率和发芽指数分别如
图 3与图 4所示。由图 3与图 4可知,在 10 ℃的
温度条件下,其发芽率和发芽指数均为零;而在
119第 32卷 经 济 林 研 究
15、20、25、30 ℃的温度条件下薄皮木种子的发芽
率分别为 75.77%、74.23%、62.99%、32.71%,随
着温度的升高其发芽率反而呈现降低的变化趋势,
15 ℃条件下的发芽率显著高于 25与 30 ℃条件下的
发芽率,但与 20 ℃条件下的发芽率却无显著差异。
当温度在 15~ 30 ℃的范围内时,种子发芽指数随
着温度的升高而呈现出先升高后下降的变化规律,
其中,20 ℃条件下的种子发芽指数最高,为 7.78,
且显著高于其他 3个温度处理。上述试验结果说明,
促使薄皮木种子萌发的最适宜温度为 20 ℃。
2.2.4 不同光照条件对种子萌发的影响
用 500 μmol/L的 GA3处理种子并在 20 ℃的
温度条件下进行光照试验,不同光照处理下薄皮
木种子的萌发结果见图 5与图 6。由图 5与图 6可
知, 在 0.0、24.9、35.5、67.3 μmol/(m2·s) 的
光照条件下薄皮木种子的发芽率分别为 62.73%、
72.18%、69.58%、62.61%, 发 芽 指 数 分 别 为
5.55、7.01、5.83、6.06。即在各个光照强度下薄
图中各数据均为 4次重复的平均值,小写字母表示 5%的显著水平;下同。
The data are means of four repetitions, and the lowercases indicate difference
signifi cance at 5% level. The same as below.
图 1 不同浓度的赤霉素对薄皮木种子发芽率的影响
Fig. 1 Effect of different concentrations of GA3 on
germination rate of Leptodermis oblonga seeds
图 2 不同浓度的赤霉素对薄皮木种子发芽指数的影响
Fig. 2 Effect of different concentrations of GA3 on
germination index of Leptodermis oblonga seeds
图 3 不同温度对薄皮木种子发芽率的影响
Fig. 3 Effect of different temperatures on germination
rate of Leptodermis oblonga seeds
图 5 不同光照强度对薄皮木种子发芽率的影响
Fig. 5 Effect of different illumination intensities on
germination rate of Leptodermis oblonga seeds
图 4 不同温度对薄皮木种子发芽指数的影响
Fig. 4 Effect of different temperatures on germination
index of Leptodermis oblonga seeds
120 第 1期孔欣然,等:GA3、温度、光照对薄皮木种子萌发的影响
皮木种子的发芽率与发芽指数的差异均不显著,
说明光照强度对薄皮木种子萌发无显著影响,或
者说薄皮木种子萌发对光强不敏感。
3 讨 论
赤霉素能够促进种子萌发,在种子萌发方面
应用十分广泛 [9-10]。试验中用不同浓度的赤霉素对
薄皮木种子进行了预处理,结果表明,以浓度为
500 μmol/L的赤霉素处理的薄皮木种子其发芽率
达到最大值(71.81%),且显著高于对照(57.78%)
和浓度为 1 000 μmol/L的赤霉素处理(45.48%),
而与浓度为 100 μmol/L的赤霉素处理(63.33%)
之间的差异不显著;在发芽指数方面,亦以浓度
为 500 μmol/L 的 GA3处理的为最高,其变化趋势
与发芽率相似。试验结果表明,在一定的浓度范围
内,赤霉素对薄皮木种子萌发具有促进作用 [11],
而最有利于薄皮木种子萌发的 GA3浓度范围为
100~ 500 μmol/L。
温度是种子萌发必要的外部条件之一,适宜
的温度能够加快种子的吸水速度,并使酶促过程
和呼吸作用加强,使贮藏的养分很快变成能为胚
所利用的可溶性状态;同时,适宜的温度可使种
皮软化,有利于种子萌发,而过高或过低的温度
均不利于种子萌发甚至会使种子丧失发芽能力。
关于薄皮木种子萌发的最适温度条件的研究尚未
见诸报道,本试验结果表明,在 20 ℃的温度条件
下,薄皮木种子的发芽率和发芽指数均达到最大
值,因此,20 ℃是薄皮木种子萌发的最适温度。
根据种子最适萌发温度的判断标准 [12-13],试验结
果进一步证明了薄皮木为喜低温型种子,其抗寒
力强,在播种育苗时,可适时早播,外界环境温
度在 15 ℃以上时即可播种。
光照虽然不是所有植物种子萌发都必需的条
件,但它是大多数需光性种子萌发的必需条件,
光能促进或推动需光性种子的新陈代谢 [14]。本试
验结果表明,薄皮木种子在黑暗、光照条件下其
发芽率、发芽指数均无显著差异,这一结果证明
了薄皮木种子属于兼光型种子,在有、无光照条
件下均可萌发,且光照的有无及光强对其种子萌
发并无太明显的影响。
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[本文编校:伍敏涛 ]
图 6 不同光照强度对薄皮木种子发芽指数的影响
Fig. 6 Effect of different illumination intensities on
germination index of Leptodermis oblonga seeds