全 文 ：文章编号:1006-1126-2010 (2) -0073-05
任豆种子发芽对干旱胁迫的响应
基金项目:广西岩溶地区树种选择及栽培模式研究与示范 (2006-71)
作者简介:韦娇媚 (1985—), 女 , 硕士研究生 , 研究方向:热带与亚热带经济林培育。
韦娇媚1 , 唐玉贵2 , 黄志娟3
(1.广西大学林学院 , 南宁　530005;2.广西林业科学研究院 , 南宁　530002;
3.广西畜牧研究所　530001)
摘　要:为研究任豆种子的耐旱特性 , 配置不同浓度的聚乙二醇模拟干旱亏缺环境 , 对任豆种子萌芽进行干旱
胁迫。结果表明 , 任豆种子萌发的水势范围是 0 ～ (-0.60)MPa , 随着干旱胁迫加剧 , 种子发芽率 、 发芽势 、
发芽指数 、 芽长和活力指数呈明显下降的趋势;当水势为-0.86 MPa时 , 种子便不能发芽。干旱胁迫对任豆种
子发芽的影响较大。
关键词:任豆;种子;发芽;干旱胁迫
中图分类号:S718.43　文献标识码:A
Response of Zenia Insignis Seeds Germination to Water Stress
WEI Jiao-mei1 , TANG Yu-gui2 , HUANG Zhi-juan3
(1.Forestry College of Guangxi University , Nanning 530005 , China;
2.Guangxi Forestry Research Institute , Nanning 530002 , China;
3.Guangxi Animal Husbandry Research Institute , Nanning 530001 , China)
Abstract:Zenia insignis seeds drought resistant response to water st ress w as studied by using dif fer-
ent concentrations of polyethy lene glycol (PEG)to imitate drought environment.The results show ed
that seeds of Zenia insigni germinated w ith w ater potential f rom 0 to -0.60M pa , and as w ater st ress
aggravated , the germination percentage , power , germination speed , leng th , and vigor index decreased
significantly.When the w ater potential w as -0.86MPa , seeds could not germinate , which indicated
that w ater stress had a g reat impact on the process of seed germination of Zenia insignis.
Key words:Zenia insignis;seed;germination;water stress
　　任豆又名砍头树 , 为苏木科落叶乔木 , 是我国
特有的树种属 , 国家三级保护植物之一 。任豆具有
适应性强 、生长迅速 、 萌芽力强 、 根系穿透力强 、
耐干旱等特性 , 是石灰岩山地绿化造林的优良树
种。任豆抗病虫害能力强 , 树干通直 、 树皮薄 、 出
材率高 , 宜营造纸浆 、 薪柴 、 饲料 、肥料兼用林 ,
因此 , 种植任豆不仅能获得较高的生态效益 , 也能
取得较高的经济价值[ 1] 。
国内外使用聚乙二醇模拟水分亏缺环境 , 研究
林木种子发芽问题近年有许多报道[ 2-4] , 聚乙二
醇 (PEG)是一种中性长链多聚化合物 , 配制成预
定的水势溶液后用来模拟土壤的自然水势 , 造成干
旱胁迫 , 以研究植物对干旱胁迫的反应 , 揭示其抗
旱能力[ 5] 。有研究认为大分子量的 PEG 比小分子
量的更适用于植物 , 因此 , 近些年来国内外学者已
用分子量为 6000PEG配成不同浓度的溶液研究不
第 39 卷　第 2 期
2010 年 6 月 　　　　　　　　　　　　　
广 西 林 业 科 学
Guangxi Forestry Science
　　　　　　　　　　　　　　　Vol.39　No.2
Jun.2010
同树种 、 不同种源种子发芽的变化 , 揭示种子在抗
旱性方面的相对差异 , 已经取得较好结果[ 6-13] 。
基于此 , 本试验通过不同浓度的 PEG6000 对广西
石山树种任豆种子发芽影响的研究 , 测试任豆的抗
旱能力 , 以期为石山区造林的选择提供参考 。
1　材料与方法
1.1　实验材料
试验用的任豆种子采自广西靖西。采摘时间为
2009年 11月 , 种子采摘后贮藏在 4℃下备用 。
1.2　实验方法
实验前用 0.3%的高锰酸消毒培养皿及镊子 ,
然后用蒸馏水冲洗晾干 。种子发芽试验设 5个处
理 , 每个处理设 3次重复 。干旱胁迫采用不同浓度
的聚乙二醇 (PEG6000)溶液 , 5个处理浓度分别
为 10%(-0.20 MPa)、15%(-0.40 MPa)、20%
(-0.60 MPa)、25%(-0.86 MPa)、30%(-1.20
MPa),蒸馏水作对照(0 MPa)。整个操作在无菌条
件下进行。培养箱温度控制在 30.0℃。从种子置
床之日起作试验记录观察 。以胚根长度等于种子长
度时作为发芽标准[ 14] 。当 3 个重复中有 1 粒种子
发芽时 , 为该种子发芽始期 , 以后每天记录发芽种
子数 , 以对照停止发芽为准 , 当连续 6天不发芽时
作为发芽结束期[ 4] 。
采用 Excel和 SPSS17.0统计分析软件进行数
据分析。
2　结果与分析
2.1　干旱胁迫对种子绝对发芽率的影响
表 1结果显示:绝对发芽率随着 PEG 浓度的
增大而下降。水势分别 0 、 0.20 、 -0.40 、 -0.60
MPa时绝对发芽率分别为 100.00%、 92.39%、
49.95%和 14.41%, 与对照相比分别下降 7.61%、
50.05%、 85.59%。经方差分析 , 不同干旱胁迫条
件下绝对发芽率的差异极显著 (F =156.21 , P
=0.00<0.1), 表明当水势为 0 ～ (-0.60)MPa
范围内任豆种子具发芽能力;当水势小于-0.86
MPa时 , 种子不发芽 。多重比较结果表明 (表 2),
0 ～ (-0.60)MPa 的水势范围内绝对发芽率差异
极显著。
表 1　干旱胁迫对种子绝对发芽率的影响
浓度/ % 水势/MPa 重复Ⅰ Ⅱ Ⅲ 均值 发芽率下降% F 值 显著性
对照 　0.00 100.00 100.00 100.00 100.00 156.21 0.00
10 -0.20 92.31 92.00 92.86 92.39 7.61
15 -0.40 48.00 48.00 53.85 49.95 50.05
20 -0.60 15.38 13.04 14.81 14.41 85.59
表 2　多重比较表
浓度/ % 水势/MPa 绝对发芽率/ % 发芽势 发芽指数 芽长 活力指数
对照 　0.00 57.30Aa 50.29Aa 26.50Aa 3.29Aa 87.63Aa
10% -0.20 52.93Bb 42.02Bb 23.03Ab 2.55Bb 58.72Bb
15% -0.40 28.62Cc 20.37Cc 11.55Bc 1.11Cc 12.84Cc
20% -0.60 8.26Dd 5.73Dd 3.22Cd 1.06Cc 3.38Cc
　　多重比较采用 LSD法检验 , 同一列后字母不同表示差异显著 , 大小写字母分别表示差异达 0.01和 0.05 的显著水平。
2.2　干旱胁迫对发芽势的影响
发芽势是反应种子品质的重要指标之一 , 一般
认为 , 发芽势高的种子播种后发芽整齐 。表 3结果
表明 , 任豆种子的发芽势随着 PEG 浓度的增大 ,
水势的降低而下降 , 对照的发芽势最高 , 达到
83.33%;水势为 -0.60 MPa 时 , 其发芽势仅为
10.00%, 水势在-0.20 、 -0.40 、 -0.60 MPa时
种子的 发芽势 比对 照分别 下降 了 16.46%、
59.49%和 88.61%。方差分析结果显示 , 干旱胁
迫对发芽势的影响极显著 (F =140.37 , P =0.00
<0.01)。多重比较所得的结果表明 (表 2), 对照
与其他水势范围内的发芽势有极显著差异 。
74 广 西 林 业 科 学　　　　　　　　　　　　　　　　　第 39 卷
表 3　干旱胁迫对发芽势的影响
浓度/ % 水势/MPa 重复Ⅰ Ⅱ Ⅲ 均值 发芽势下降% F 值 显著性
对照 　0.00 83.33 96.67 83.33 87.78 140.37 0.00
10% -0.20 73.33 66.67 80.00 73.33 16.46
15% -0.40 33.33 36.67 36.67 35.56 59.49
20% -0.60 10.00 10.00 10.00 10.00 88.61
2.3　干旱胁迫对发芽速度的影响
随着水势的下降 , 任豆种子的发芽速度减慢 ,
但不同浓度 PEG 处理的种子发芽始期没有明显的
差异 , 第 1天对照处理的任豆种子开始发芽 , 随着
PEG 浓度的提高 , 发芽期开始延后 。各水平处理
的种子均在 2天内发芽 , 说明水势对任豆种子发芽
速度的影响不大 (见表 4)。
表 4　干旱胁迫对发芽速度的影响
浓度 水势 重复Ⅰ Ⅱ Ⅲ 均值
发芽速度
下降/ % F 值 显著性
对照 　0.00 1.04 1.00 1.00 1.01 2.02 0.19
10% -0.20 1.17 1.25 1.08 1.16 0.15
15% -0.40 1.25 1.08 1.29 1.21 0.04
20% -0.60 1.50 1.00 1.50 1.33 0.13
2.4　干旱胁迫对发芽指数的影响
发芽指数包含发芽的种子数和发芽速度 , 而且
特别强调发芽速度 , 每天发芽的种子在构成发芽指
数中起的作用都不同 , 所以发芽指数是良好的种子
活力指标[ 15] 。表 5 结果显示 , 随着水势的下降 ,
任豆种子的发芽指数相应下降 , 经方差分析 , 其差
异极显著 (F =156.21 , P =0.00<0.01)。发芽
指数在水势为-0.40 MPa时开始急速下降;当水
势为-0.60 MPa时 , 发芽指数仅为 3.22 , 比对照
下降了 87.84%。表 2多重比较得出对照与水势为
-0.20 MPa 的发芽指数差异显著 , 与 -0.40 、
-0.60 MPa差异极显著。说明水势是影响发芽指
数的关键因素 。
表 5　干旱胁迫对发芽指数的影响
浓度 水势 重复Ⅰ Ⅱ Ⅲ 均值
发芽指数
下降/ % F 值 显著性
对照 　0.00 25.50 29.00 25.00 26.50 156.21 0.00
10% -0.20 22.75 21.33 25.00 23.03 13.10
15% -0.40 10.83 11.50 12.33 11.56 56.39
20% -0.60 3.33 3.00 3.33 3.22 87.84
2.5　干旱胁迫对芽长的影响
任豆种子芽长为第 4天胚轴和胚根的总长 , 种
子发芽后胚根和胚轴伸长的速度受干旱胁迫吸水能
力的制约 。随着水势的下降 , 任豆种子的芽长均呈
明显的下降趋势 (表 6)。从水势低于-0.40 MPa
时起 , 任豆种子的芽长都较短 , 分别比对照下降了
66.23%和 67.81%, 严重影响幼根的吸水 。经方
差分析得出 , 水势对任豆芽长的影响是极显著的
75第 2 期　　　　　　　　　　韦娇媚 , 唐玉贵 , 黄志娟:任豆种子发芽对干旱胁迫的响应
(F =64.60 , P =0.00<0.01), 即水势极显著的
制约了芽的生长 。表 2多重比较表明 , 对照 、水势
为-0.20 MPa与-0.40 、 -0.60 MPa的芽长差异
极显著 , -0.40 、 -0.60 MPa 处理间的芽长差异
不显著 , 说明水势为-0.40 MPa是制约芽长生长
的一个转折点 。
表 6　干旱胁迫对芽长的影响
浓度 水势 重复Ⅰ Ⅱ Ⅲ 均值 芽长下降/ % F 值 显著性
对照 　0.00 3.01 3.71 3.14 3.29 64.60 0.00
10% -0.20 2.73 2.37 2.54 2.55 22.53
15% -0.40 1.05 1.16 1.12 1.11 66.23
20% -0.60 1.03 1.30 0.85 1.06 67.81
2.6　干旱胁迫对种子活力指数的影响
活力指数反映种子发芽的速度 、整齐度 、发芽
百分数和幼苗生长势 , 是在种子遗传特性和有利条
件下 , 种子发芽和幼苗生长的综合反映 , 也反映一
定的植株生产潜力 , 较常规发芽率和其它生理指标
更可靠有效的种子质量指标[ 16] 。由表 7得出 , 随
着水势的下降 , 任豆种子活力指数呈递减趋势 。经
方差分析差异极显著 (F =53.38 , P =0.00 <
0.01)。表明水势在 0 ～ (-0.6)MPa时对活力指
数影响非常强烈。经多重比较 (表 2), 对照 、 水
势为-0.20 MPa 与-0.40 、 -0.60 MPa 的活力指
数差异极显著 。
表 7　干旱胁迫对活力指数的影响
浓度 水势 重复Ⅰ Ⅱ Ⅲ 均值 芽长下降/ % F 值 显著性
对照 　0.00 76.81 107.59 78.50 87.63 53.38 0.00
10% -0.20 62.11 50.56 63.50 58.72 32.99
15% -0.40 11.38 13.34 13.81 12.84 85.34
20% -0.60 3.42 3.90 2.83 3.38 96.14
3　结论与讨论
(1)干旱胁迫对任豆种子发芽有抑制作用。当
水势在 0 ～ (-0.60)Mpa范围内任豆种子具发芽
能力 , 其发芽率 、发芽势 、发芽指数 、 芽长 、活力
指数均随着水势的降低而减小 。以上结果表明 , 任
豆种子发芽过程的水势范围为 0 ～ (-0.60)
Mpa , 水势范围比其他石山树种银合欢 、构树 (浓
度为-0.60 MPa时 , 无种子发芽)等石山树种宽 ,
适应干旱能力比较强[ 15-16] 。
(2)在受到 0 ～ (-0.60)MPa 干旱胁迫时 ,
随着水势的下降 , 其发芽率 、 发芽势有不同程度的
下降 。除了发芽速度以外 , 水势对任豆种子发芽影
响极显著 。多重比较结果表明 , 0 ～ (-0.60)
MPa对发芽率和发芽势的影响差异均极显著 , 对
发芽率和发芽势的影响始终强烈。发芽势在水势为
-0.40 MPa 时下降的幅度比发芽率大 , 发芽势对
干旱胁迫的敏感性要强于发芽率 , 在自然干旱的条
件下 , 干旱可能首先影响发芽势 , 而后影响发芽
率。水势为 0 ～ -0.2 MPa时对发芽指数 、芽长和
活力指数的影响差异显著 , -0.4 ～ (-0.6)MPa
对发芽指数的影响差异非常明显 , 但对芽长 、 活力
指数差异不明显 , 水势对发芽指数的影响是先弱后
强 , 对芽长 、 活力指数的影响是先强后弱 。任豆种
子发芽过程可以在一定干旱胁迫的干旱生境中完
成 , 具有一定的耐旱性 , 发芽过程所适应的干旱胁
迫范围较宽 , 水势达到-0.6 MPa 时仍有种子发
芽 , 仍能适应干旱生存的环境 , 所以它能适应较长
期的干旱 。
同时水势-0.4 MPa是影响芽长和活力指数的
关键水势点 , 用硫酸处理的种子在播种后 3天应保
证充足的水分 , 最好维持高于-0.4 MPa 的水势。
76 广 西 林 业 科 学　　　　　　　　　　　　　　　　　第 39 卷
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