全 文 :书·研究报告·
收稿日期:2015-02-27
基金项目:国家“十二·五”科技支撑计划项目(编号:2013BAC 04B
01);国家自然科学基金项目(编号:31460192)。
作者简介:辛福梅(1981-),女,甘肃武威人;在读博士研究生,副教授,
主要从事有关森林培育、种子生理、生物技术等研究;
E-mail:xzxinfumei@163.com。
通讯作者:赵垦田。
不同种源砂生槐种子萌发特性的比较研究
辛福梅1,2, 杨小林2, 赵垦田2
(1.北京林业大学林学院, 北京100083; 2.西藏大学农牧学院, 西藏 林芝860000)
摘 要:以3个不同种源的砂生槐种子为研究对象,对种子外部形态特征、千粒重及不同处理条件下其发芽率和发芽势
进行了比较分析。结果表明:各种源砂生槐种子的横纵径差异不明显,千粒重之间有差异,其中,日喀则种源千粒重最
大。拉萨种源在各水温浸泡后其发芽率较其余2个高,达到42%,3个种源的砂生槐种子随着浸泡水温的升高,其发芽
率也表现出逐渐升高的趋势,均表现为沸水浸泡后发芽率达到最大。3个种源的砂生槐种子在不同温度下发芽率不同。
温度越高并不表现为发芽率较高,其中拉萨和林芝种源的砂生槐种子在15℃时发芽率最好,日喀则种源在20℃发芽率
最好。GA3 对砂生槐种子的萌发没有明显的促进作用。切破种皮和酸碱处理均有利于不同种源砂生槐种子的萌发,能
在一定程度上提高砂生槐种子的发芽率。
关键词: 砂生槐种子;不同种源;萌发特性
DOI编码: 10.16590/J.cnki.1001—4705.2015.07.001
中图分类号: S 792.26 文献标志码: A 文章编号: 1001—4705(2015)07-0001-05
Comparison of Germination Characters of
Sophora.moorcroftiana Seed in Different Origins
XIN Fumei 1,2,YANG Xiaolin2,ZHAO Kentian2
(1.Coleng of Forestry Science,Beijing Forestry University,Beijing 100083,China;
2.Tibet Agriculture and Animal Husbandry Colege,Linzhi Xizang 860000,China)
Abstract:In this experiment,Sophora seeds of three different types of sources for the study,the exter-
nal morphology of seed,grain weight,the germination rate and germination potential under different
treatment conditions were comparative analyzed.The results showed that:vertical and horizontal
sources Sophora seeds diameter difference is not obvious,there are differences between the grain
weight,which Shigatse provenance maximum grain weight.Provenance Sophora Lhasa after each soa-
king temperature germination rate is higher than the other two types,reaching 42percent,Sophora
seeds of three kinds of sources with immersion in water temperature rises,the germination rate also
showed a gradualy increased the trend showed maximum germination rate after immersion in boiling
water.Sophora seed provenances at three different temperatures in different germination rate.The
higher the temperature does not behave as a high germination rate,which Sophora seeds Lhasa and
Nyingchi provenance germination rate at 15℃,the best provenance Shigatse best germination rate of
20℃.GA3has no significant role in promoting Sophora seed germination.Cut to break the seed coat
and acid treatment are conducive to different provenances Sophora seed germination,can improve the
Sophora seed germination rate to some extent.
Key words: Sophora.moorcroftianaseed;different origins;germination characters
砂生槐(Sophora.moorcroftiana)豆科槐属植物,
又名“西藏狼牙刺”、“刺柴”、“金雀花”,是西藏特有植
物,也是西藏半干旱河谷地区植被群落的主要建群种
之一[1-2]。砂生槐抗干旱、耐瘠薄、适应性极强,是西藏
防风固沙和水土保持的重要先锋灌木树种,是高原生
态中发挥着重要作用的资源植物[3-4]。主要分布在西
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研究报告 辛福梅 等:不同种源砂生槐种子萌发特性的比较研究
藏日喀则、山南、林芝地区海拔2 800~4 600m的山坡
灌丛、河滩沙质地、石质干旱的山坡,此外,在尼泊尔、
印度、锡金也有分布[5]。砂生槐多以种子入药,味苦性
凉,消炎解毒、催吐,主治湿热黄疸、白喉、痢疾、赤巴
病、消化不良、虫病等,是一种极为宝贵的药用植物资
源。在现代医药中提取砂生槐生物碱是其主要的利用
方式,也是植物性杀虫剂的重要原料[6]。砂生槐嫩枝
叶和干叶富含各类蛋白质和氨基酸,可作为牲畜放牧
饲料和越冬饲料,具较高饲用价值。砂生槐枝叶其植
株还可作为生活燃料[3]。目前砂生槐已成为国内外生
态学和医药学领域研究的热点内容之一[7-12]。砂生槐
具有种子繁殖和根蘖繁殖两种方式,种子繁殖趋于主
导地位[13]。自然条件下,砂生槐种子发芽率低,为
10%左右,严重地制约了砂生槐植株的繁殖[14]。本实
验选择日喀则、拉萨、林芝3个种源地砂生槐作为研究
对象,从种子浸泡温度、浸泡时间、发芽温度、激素处理
等方面系统研究了砂生槐种子发芽的情况,以确定其
最佳发芽处理方式,为促进砂生槐种子萌发,提高种子
发芽率,节约用种提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料来源及种源地的自然条件
本试验在勘察砂生槐资源自然分布的基础上,选
择了具有代表性的3个种源地(日喀则,拉萨,林芝)砂
生槐种子作为研究对象。不同种源的砂生槐种子均在
果荚自然开裂后采集,而后统一在西藏大学农牧学院
林木种子实验室进行萌发试验研究。
表1 砂生槐种源地理位置及气候状况
种源
北纬
°N
东经
°E
年均温
(℃)
年降水
(mm)
无霜期
(d)
拉萨 29.7 91 7.6 500 100
林芝 29 94 8.6 650 180
日喀则 31.0 83.6 6.3 400 110
1.2 试验方法
1.2.1 种子形态特征及千粒重测定
采集的砂生槐种子经自然干燥后,净种,之后将种
子充分混合后随机取样,在各种源砂生槐种子中选择
具有一定代表性的种子对各产地砂生槐种子的主要形
态特征进行描述;每个种源随机选取100粒种子,用电
子游标卡尺准确测量其横纵径,取平均值作为最终结
果;采用百粒法测定各种源砂生槐种子千粒重,分别随
机选取100粒测量,重复8次,计算千粒重[15]。
1.2.2 不同水温浸泡后各种源砂生槐种子的萌发
浸泡水温分别设为20℃、30℃、40℃、50℃、60℃
及沸水6个处理,处理时间均为24h。试验时加入设定
温度的水后充分搅拌,之后待其自然冷却,12h后再分
别用设定温度的水换水浸泡。以不浸种为对照[15]。
1.2.3 不同发芽温度下各种源砂生槐种子的萌发
选择不同水温处理后的最佳水温浸泡不同种源砂
生槐种子,之后将各种源种子置于恒温培养箱内进行
培养,发芽温度设15℃、20℃、25℃、30℃恒温及
15/25℃变温5个处理[15]。
1.2.4 不同浓度 GA3 处理后各种源砂生槐种子的
萌发
将不同种源砂生槐种子分别用100mg/L、200
mg/L、400mg/L、600mg/L、800mg/L、1 000mg/L
GA3 浸种24h后进行发芽实验,以蒸馏水浸种为对
照[15]。
1.2.5 切破种皮后各种源砂生槐种子的萌发
将不同种源砂生槐种子用刀片切破种皮后按照不
同水温处理中最佳水温浸泡后进行本实验,发芽温度
设25℃恒温。以完好种子浸泡后作为对照[15]。
1.2.6 酸碱处理对种子萌发的影响
不同种源砂生槐种子用浓硫酸(98%)和氢氧化钠
(1mol/L)分别浸种20min、40min、60min,以蒸馏
水烧沸浸种为对照[15]。
以上各试验中,各种源砂生槐种子均在相应处理
后用2%KMnO4 溶液消毒10min,之后用蒸馏水冲
洗干净后置床。发芽在发芽盒中进行,发芽床为2cm
厚细沙,湿度以手握成团、松开即散为宜。每处理均设
3个重复,每重复50粒种子。发芽在恒温培养箱中完
成,恒温培养箱内相对湿度为70%,暗培养,每天定时
补充水分。第2天开始统计发芽情况,至30d时结
束[15]。
以胚根突出种皮超过种子直径作为萌发标准。
发芽率(%)=发芽种子数/供试种子数×100%;
发芽势(%)=发芽高峰日发芽种子数/供试种子
数×100%[15]。
2 结果与分析
2.1 砂生槐种子外部形态特征测定结果
日喀则砂生槐种子:棕红色、种皮光滑、较坚硬,种
子较小、颗粒状。
拉萨砂生槐种子:淡红色,种皮光滑、较坚硬,种子
较小、颗粒状。
林芝砂生槐种子:淡红色,种皮光滑、较坚硬,种子
较小、颗粒状。
砂生槐种子在西藏分布将为广泛,虽然在其各分
布地区自然环境因子差异较大,加之种子自身的遗传
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第34卷 第7期 2015年7月 种 子 (Seed) Vol.34 No.7 Jul. 2015
因子不同,但各种源砂生槐种子的横纵径差异不大。
日喀则的种子形态最好最饱满,其千粒重最重;拉萨的
种子其次,林芝的种子形态较差,千粒重仅为32.2g。
通常,大粒种子或重量大的种子比小粒种子具有更充实
的储藏物质,能够为种子萌发提供充足的营养物质和能
量,保证幼苗能够有充足的资源,最大可能地用于生
长[16]。掌握种子形态特征的地理变异规律,是进行种
子鉴别、种子区划、种子检验和选择种源等工作的基础
和前提。
表2 不同种源砂生槐种子形态特征及千粒重
种源 横径(mm) 纵径(mm) 千粒重(g)
日喀则 3.49 4.51 42.4
拉萨 3.56 4.22 38.2
林芝 3.42 4.12 32.2
2.2 不同水温浸泡对各种源砂生槐种子萌发的影响
从图1可以看出:不同种源的砂生槐种子用不同
水温浸泡后其发芽率不同,总体来说,拉萨种源的砂生
槐种子在各水温浸泡后其发芽率较其余2个高,3个
种源的砂生槐种子随着浸泡水温的升高,发芽率也表
现出逐渐升高的趋势,均表现为沸水浸泡后发芽率达
到最高。拉萨种源的砂生槐种子在用沸水浸泡24h
后发芽率最高,达到42%,相对于对照来说其发芽率
变化较明显,林芝种源的砂生槐种子以沸水浸泡24h
后发芽率达到34%,日喀则种源与林芝种源的发芽率
相差不大。以上结果证明,种皮限制是砂生槐种子发
芽率较低的主要原因之一,软化种皮有利于种子萌发。
图1 不同水温浸泡对砂生槐种子萌发的影响
2.3 不同发芽温度对各种源砂生槐种子萌发的影响
从图2可看出,3个种源的砂生槐种子在不同温
度下发芽率不同。温度越高并不表现为发芽率越高,
其中拉萨和林芝种源的砂生槐种子在15℃时发芽率
最高,分别达到38%、34%,30℃下种子较容易发生腐
烂,发芽率急剧下降;日喀则种源的砂生槐种子20℃
时发芽率最高,为42%。分析原因可能是在较高的温
度下种子内的酶活性下降,进而影响了种子萌发。
图2 不同发芽温度对砂生槐种子萌发的影响
2.4 不同浓度GA3 处理对各种源砂生槐种子萌发的
影响
将不同种源砂生槐种子经不同浓度GA3 处理后,
在各自最适发芽温度下进行发芽,结果见表3。从表3
可看出,不同种源砂生槐种子均存在较理想的GA3 处
理浓度,但随着GA3 浓度的变化其发芽率和发芽势没
有明显的规律性变化。并且与水浸泡相比,发芽率均
无明显提高,说明GA3 对砂生槐种子的萌发没有明显
的促进作用。
表3 不同浓度GA3 对砂生槐种子萌发的影响
种源
发芽温度
(℃)
激素浓度
(mg/L)
发芽率
(%)
发芽势
(%)
0(沸水) 42 16.6
100 20 6.6
200 26 13.3
日喀则 20 400 30 16.6
600 30 11
800 20 6.6
1 000 23 13
0(沸水) 38 13.3
100 40 16.6
200 30 13.3
拉萨 15 400 45 16.6
600 25 6.6
800 30 6.6
1 000 20 3.3
0(沸水) 34 13.3
100 30 6.6
200 25 13.3
林芝 15 400 30 11.3
600 30 13.3
800 38 16.6
1 000 30 6.6
2.5 切破种皮对各种源砂生槐种子萌发的影响
从表4可看出,切破种皮对不同种源砂生槐种子
的萌发具有明显的促进作用。日喀则、拉萨、林芝种源
砂生槐切破种皮时发芽率分别达到68%、60%、54%,
·3·
研究报告 辛福梅 等:不同种源砂生槐种子萌发特性的比较研究
均显著高于对照。
表4 切破种皮对砂生槐种子萌发的影响
种源 处理 发芽率(%) 发芽势(%)
日喀则
破皮 68 14
ck 15 8
拉萨
破皮 60 22
ck 12 8
林芝
破皮 54 14
ck 20 6
2.6 酸碱处理对各种源砂生槐种子萌发的影响
从表5 可看出,用浓硫酸(98%)和氢氧化钠
(1mol/L)对不同种源的砂生槐种子处理后,其发芽率
和发芽势不同。酸碱处理时,随着处理时间的延长,各
个种源的砂生槐种子均表现出发芽率和发芽势提高的
趋势,相比较而言,强酸处理比碱处理效果明显。浓硫
酸处理60min后,各个种源砂生槐种子均表现出较高
的发芽率和发芽势,日喀则种源达到66%。
表5 不同酸碱处理对砂生槐种子萌发的影响
种源 处理 发芽率(%) 发芽势(%)
日喀则
浓硫酸
20min 38 8
40min 44 10
60min 66 16
NaOH
20min 24 8
40min 28 6
60min 34 6
对照 12 3
拉萨
浓硫酸
20min 35 6
40min 40 6
60min 58 10
NaOH
20min 18 8
40min 22 8
60min 26 8
对照 8 2
林芝
浓硫酸
20min 26 8
40min 38 8
60min 64 14
NaOH
20min 14 6
40min 18 2
60min 22 8
对照 8 2
3 结论及讨论
大种子因能为幼苗的早期生长提供更多的储藏物
质而有更好的幼苗生长环境,小种子因有更大的传播
和拓殖优势而能占据更多的生态位[17-18]。本研究结果
表明,不同种源砂生槐种子千粒重存在差异,这种差异
是来自于遗传变异还是环境影响,有待于进一步试验
研究。文献资料显示[12],砂生槐具有较低的遗传变异
水平,所以不同种源砂生槐种子的千粒重的差异应该
主要是由其生长的环境因子影响的,日喀则相对于拉
萨、林芝,其气候较为干旱,降雨量较少,有利于砂生槐
种子成熟,籽粒较为饱满。
适宜的温度是种子萌发的必备条件之一。拉萨种
源的砂生槐种子在各水温浸泡后其发芽率较其余2个
种源高,达到42%,3个种源的砂生槐种子随着浸泡水
温的升高,发芽率也表现出逐渐升高的趋势,均表现为
沸水浸泡后发芽率达到最高。3个种源的砂生槐种子
在不同温度下发芽率不同。温度越高并不表现为发芽
率越高,其中拉萨和林芝种源的砂生槐种子在15℃时
发芽率最高,日喀则种源20℃发芽率最高,30℃下种
子较容易发生腐烂,发芽率急剧下降。GA3 处理时不
同种源砂生槐种子存在较理想的处理浓度,但随着
GA3 浓度的变化其发芽率和发芽势没有明显的规律
性变化。说明 GA3,未透过种皮作用于种子的胚,所
以无法明显促进其萌发。
砂生槐硬实率可达到95%[20],作为典型的硬实种
子,切破种皮和酸碱处理均有利于不同种源砂生槐种
子的萌发,能在很大程度上提高砂生槐种子的发芽率,
但发芽率较其他豆科植物种子依旧较低。同时,如何
切破种皮才能最大程度的不伤害种胚,强酸处理完种
子之后的残留均在很大程度上限制其广泛使用[13]。
如今,由于放牧和不得当采集极大地限制了砂生槐根
蘖繁殖,除沸水浸泡外,寻找砂生槐种子萌发的更为有
效、安全、方便的途径仍是十分必要的。
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收稿日期:2015-02-27
基金项目:国家自然科学基金资助项目(项目批准号:31360490);西藏大学农牧学院大学生创新实验“不同处理对2种杜鹃花种子萌发的影响研究”。
作者简介:刘 林(1980—),男,山东淄博,博士,副教授,主要从事园艺生理等方面的教学和研究工作。
通讯作者:张良英(1981—),女,硕士,副教授,主要从事园艺植物生理学的研究和教学工作;E-mail:413193634@qq.com。
GA3对2种杜鹃种子萌发特性的影响
刘 林1, 张良英1, 牛歆雨1, 刘洪对2, 吴德粉3
(1.西藏大学农牧学院, 西藏 林芝860000; 2.山东省农业科学院, 济南250100;
3.山东省曲阜市陵城镇驻跸小学, 山东 曲阜273155)
摘 要:研究了不同浓度GA3 浸种对白背紫斑杜鹃和三花杜鹃2种杜鹃种子萌发的影响。结果表明,在50~1 000
mg/L范围内,随GA3 浓度提高,2种杜鹃种子的发芽率、发芽势和发芽指数均不同程度呈先升后降的趋势。白背紫斑杜
鹃种子以600mg/L GA3 浸种效果最好,发芽率、发芽势和发芽指数显著高于对照,萌发时滞、萌发高峰期缩短,发芽持
续时间增加;三花杜鹃种子以400mg/L、600mg/L GA3 处理最好。
关键词: 杜鹃;种子;GA3;萌发特性
DOI编码: 10.16590/J.cnki.1001—4705.2015.07.005
中图分类号: S 685.21 文献标志码: A 文章编号: 1001—4705(2015)07-0005-03
Effect of GA3on Seeds Germination of Two Species Rhododendron
LIU Lin1,ZHANG Liangying1,NIU Xinyu1,LIU Longdui 2,WU Defen3
(1.Agricultural and Animal Husbandry Colege of Tibet University,Linzhi Tibet 860000,China;
2.Shandong Academy of Agricultural Sciences,Ji’nan 250100,China;
3.Zhubi Primary School of Lincheng in Qufu,Qufu Shandong 273155,China)
Abstract:Effects of different concentrations of GA3on germination of Rhododendron triflorum Hook.
f.and Rhododendron vellereu were studied.The results showed that the seed germination percentage,
germinating energy and germinating index were improved by different treatments of gibberelin
concentrations.600mg/L GA3could effectively improve seed germination of Rhododendron vellereu,
shorten delay time and peak period of germination.Seed germination of Rhododendron triflorum
Hook.f.was the best with 400mg/L and 600mg/L GA3.
Key words: rhododendron;seed;GA3;germination
·5·
研究报告 刘 林 等:GA3 对2种杜鹃种子萌发特性的影响