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植物生长调节剂对罗勒种子发芽及幼苗生长的影响



全 文 :0 引言
罗勒(Ocimum basilicum L.),别名毛罗勒、兰香、
九层塔、五香薄荷等,唇形花科罗勒属植物,广泛分布
于亚洲、欧洲、非洲以及美洲的热带等地区,在中国主
要分布于中部、南部和东部的河南、安徽、新疆 [1]等
地。作为药食两用的草本植物,罗勒性辛、温,具化湿
和中、祛风、活络之功效,可用于风寒感冒、头痛、胃痛、
消化不良、跌打损伤、虫蛇咬伤的治疗[2],具有消暑解
毒、祛风消肿、散瘀止痛、抗辐射、抗癌变、抗衰老等功
能 [3];作为食材时嫩梢和嫩叶为主食部位,可以拌沙
拉、做馅、炒食,香味独特,还可代替比萨草做比萨饼,
在欧、美各国是最主要的辛辣调味蔬菜之一[4]。近年
来随着人们绿色、健康消费理念的加强,罗勒作为一种
药食两用的植物,市场需求也越来越大,越来越受到专
第一作者简介:李秋,女,1987年出生,四川内江人,在读本科。通信地址:611130四川省成都市温江区东北路555号四川农业大学农学院,E-mail:
763044826@qq.com。
通讯作者:李方安,男,1958年出生,四川眉山人,实验师。通信地址:611130 四川省成都市温江区东北路 555号 四川农业大学农学院,E-mail:
442878713@qq.com。
收稿日期:2010-12-17,修回日期:2011-01-23。
植物生长调节剂对罗勒种子发芽及幼苗生长的影响
李 秋 1,王福超 1,李方安 2
(1四川农业大学农学院,成都 611130;2四川农业大学农学院植物生理教研室,成都 611130)
摘 要:此实验研究不同浓度NAA、GA3、IBA和6-BA对罗勒种子发芽和幼苗生长的影响,用不同浓度的
NAA、GA3、IBA和6-BA浸种24 h,通过浸种后种子发芽率的高低以及幼苗各项指标的不同来研究植物
生长调节剂浸种对罗勒种子发芽和幼苗生长的影响。结果表明,100 mg/L的GA3浸种后种子发芽率提
高 26.6%,总叶绿素含量增加 30%,过氧化物酶活力增加 70%;25 mg/L的 IBA浸种后种子发芽率提高
26.6%,总叶绿素含量增加 25%,过氧化物酶活力增加 60%,各项指标与对照相比均明显增加。因此,
100 mg/L的GA3和25 mg/L的 IBA浸种能够促进罗勒种子发芽和幼苗生长,建议在生产上使用。
关键词:罗勒种子;植物生长调节剂;发芽;生长
中图分类号:S567.21 文献标志码:A 论文编号:2010-3658
Plant Growth Regulators on Basil Seed Germination and Seedling Growth
Li Qiu1, Wang Fuchao1, Li Fang’an2
(1Agricultural College of Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130;
2Laboratory of Phytophysiology, Agricultural College, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130)
Abstract: To study different concentrations of NAA, GA3, IBA and 6-BA influence on basil seed germination
and seedling growth, with different concentrations of NAA, GA3, IBA, and 6-BA pretreatment 24 h, after
soaking the seed germination rate and the seedlings of different indicators to study plant growth regulators
soaking basil seed germination and seedling growth. The results showed that after 100 mg/L GA3 soaking, the
seed germination rate increased by 26.6% , total chlorophyll content increased 30% , specific activity of
peroxidase increased 70% . After 25 mg/L IBA soaking, the seed germination rate increased 26.6% , total
chlorophyll content increased 25% , specific activity of peroxidase increased 60% . Each indicator increased
significantly compared with the control. So the author could get the conclusion that 100 mg/L GA3 and 25 mg/L
IBA soaking could do great help to basil’s seed germination and seedling growth, which could be used in bulk
production.
Key words: basil; growth regulators; germinate; grow
中国农学通报 2011,27(8):74-78
Chinese Agricultural Science Bulletin
李 秋等:植物生长调节剂对罗勒种子发芽及幼苗生长的影响
家学者的重视。然而罗勒市场需求的增大,罗勒种子
发芽率低的特性也成了限制其扩大利用的主要因素。
前人关于使用植物生长调节剂处理以促进种子发芽和
幼苗生长的报道很多,如:谷丹等 [5]研究发现,GA3和
6-BA可以提高柠条种子的发芽率、发芽势、发芽指数,
对柠条的幼苗生长有明显的促进作用,并可大大提高
过氧化物酶活性和活力指数。卢敏等 [6]引用浓度为
100 mg/kg的 PP333溶液对小麦进行浸种处理,结果发
现,幼苗根系活力增强,根冠比增加,小麦晚期抗倒伏
的能力提高。但用植物生长调节剂浸种以提高罗勒种
子发芽率和促进幼苗生长的研究却很少,仅有张福平
等[7]研究 IAA对紫罗勒种子发芽及幼苗生长的影响,
结果表明适当浓度的植物生长调节剂浸种能够促进罗
勒种子发芽和幼苗生长。此实验针对罗勒种子休眠期
长、种子发芽率低的现状开展研究,旨在探讨不同浓度
赤霉素(GA3)、吲哚丁酸(IBA)、6-苄基腺嘌呤(6-BA)、
萘乙酸(NAA)浸种对罗勒种子发芽和幼苗的生长的
影响,以期从中选出适合用于打破罗勒种子休眠的植
物生长调节剂种类及浓度,进而为罗勒的规模化种植
和规范化生产提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 实验时间、地点
实验于 2009—2010年在四川农业大学农学院植
物生理实验室进行。
1.2 供试材料
罗勒种子为当年收获的成熟种子,由四川农业大
学药用植物园提供。
1.3 方法
1.3.1 种子处理(1)选种:选种要求同组的 60粒种子
健康、饱满、大小相近、形状相似、外观基本相同,不同
组间要求种子整体水平大致相同。(2)浸种:将不同组
的60粒种子分别用10 mL的NAA、GA3、IBA、和6-BA
4种不同的植物生长调节剂浸泡24 h,每种植物生长调
节剂分别设置4种不同的浓度(25、50、100、200 mg/L),
每个处理用种180粒,实验进行3次重复,并以等量清
水浸种为对照处理(CK)。
1.3.2 播种 经过24 h浸泡后,将种子取出用吸水纸吸
干表面残留的液体,然后把种子播种到盛有营养土的
苗盘中进行培养,播种前将营养土充分浇透,培养期间
定期浇水保持营养土润湿,以保证种子发芽对水分的
需求。播种第10天统计发芽种子数,计算发芽率。
1.3.3 栽培管理 播种后将苗盘放到昼温25℃、光照强
度为 2000 lx、夜温 20℃、每日照光时间 12 h的植物生
长室中培养,培养期根据发芽和生长情况每 3~5天进
行1次水分的透浇,日常管理则每日观察,适时补充水
分保证其正常生长。
1.3.4 测定项目与方法(1)叶绿素含量测定采用分光
光度法:取用叶片为倒三叶,剪碎混匀后取样,叶片重
量2 g。(2)过氧化物酶活力测定愈创木酚法:取地上部
分植株,剪碎混匀后取样,茎叶共计 4 g。以上方法均
出自熊庆娥[8]主编的植物生理学实验教程。
1.3.5 计算公式
发芽率 = 发芽总粒数试验总粒数 × 100%
[9]
叶绿素含量(mg/g) = (20.2OD645 + 8.02OD663)
1000W
× V
酶活力(0.01A470/ min) = A5 - A1
0.01 ×(t5 - t1)× D
其中:OD:测定波长下的光密度值;V:叶绿素提
取液总体积(mL)乘稀释倍数;W:材料鲜重(g);
A5-A1:吸光度的变化;t5-t1:时间变化;D:提取的酶液总
量为反应系统内酶液的倍数(即稀释倍数)。
2 结果与分析
2.1 不同浓度赤霉素(GA3)对罗勒种子发芽和幼苗生
长的影响
由表 1可知,各项指标测定值随着GA3浓度的增
加呈先增后减的趋势。形态指标方面,与对照相比
GA3浓度由低到高发芽率依次增加 13%、18%、27%、
22%;根长依次增加35%、41%、45%、38%;苗高依次增
加7%、20%、31%、23%;根鲜重依次增加155%、127%、
182%、127%;苗鲜重依次增加 72%、71%、114%、
72%。生理指标上,经过不同浓度GA3处理后植株叶
绿素含量和过氧化物酶活力较对照组增加明显。在实
验设定浓度范围内,浸种对罗勒幼苗生长的促进作用
随着GA3浓度的增加而先增后减。当浸种GA3浓度为
100 mg/L时各指标测定值最大,叶绿素含量增加30%,
过氧化物酶活力提高70%。在实验中还观察到GA3处
理后种子发芽快、播种3天即出苗整齐、出苗后生长迅
速、叶色深绿、茎秆粗壮。综上可知,在实验设定的浓
度范围内,100 mg/L为GA3浸种的最适浓度。
2.2 不同浓度吲哚丁酸(IBA)对罗勒种子发芽和幼苗
生长的影响
由表 2可知,各项形态指标测定值随 IBA浓度的
增加呈递减的趋势。与对照相比,IBA浓度由低到高
发芽率依次增加 27%、22%、17%、12%;根长依次增加
53%、25%、17%、11%;苗高依次增加 27%、13%、17%、
7%;根鲜重依次增加 218%、164%、146%、118%;苗鲜
重依次增加 83%、59%、52%、31%。生理指标方面,低
浓度 IBA浸种对罗勒幼苗生长的促进作用明显,高浓
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度 IBA浸种对罗勒幼苗生长的促进作用不明显。
IBA浓度为 25 mg/L时叶绿素含量比对照组增加
25%,过氧化物酶活力提高60%;IBA浓度为200 mg/L
时叶绿素含量比对照组增加 1%,过氧化物酶活力提
高 1%,2项生理指标测定值均接近对照水平,促进作
用不明显。还观察到 IBA处理后种子发芽较快、播
种 4天后齐苗、幼苗生长速度较快。综上可知,在实
验设定的浓度范围内,25 mg/L为 IBA浸种的最适浓
度。
2.3 不同浓度6-苄基腺嘌呤(6-BA)对罗勒种子发芽和
幼苗生长的影响
由表3可知,形态指标测定值随6-BA浓度的增加
呈递减的趋势。与对照组相比,6-BA浓度由低到高发
芽率依次增加 15%、12%、10%、0%;根长依次增加
39%、18%、19%、12%;苗高依次为5%、4%、3%、1%;根
鲜重依次增加 27%、27%、20%、0%;苗鲜重依次增加
46%、42%、14%、18%。生理指标方面,随着浸种6-BA
浓度的增加,叶绿素含量和过氧化物酶活力均逐渐降
低。浸种 6-BA浓度为 25 mg/L时叶绿素含量比对照
组增加 15%,过氧化物酶活力提高 46%;50 mg/L和
100 mg/L时叶绿素含量和过氧化物酶活力接近对照
组水平;200 mg/L时 2项生理指标均低于对照水平。
实验还观察到 6-BA处理后部分种子播种 4~5天后才
出芽,且出芽后生长缓慢,甚至出土不久即死亡。综上
可知,在实验设定的浓度范围内,25 mg/L为 6-BA浸
种的最适浓度。
浓度/(mg/L)
发芽率/%
根长/cm
苗高/cm
根鲜重/g
苗鲜重/g
叶绿素含量/(mg/g)
过氧化物酶活力/U
0(CK)
56.7
3.00
5.59
0.011
0.177
1.27
647.4
25
70.0(13)
4.05(35)
6.00(7)
0.028(155)
0.305(72)
1.34
764.6
50
75.0(18)
4.22(41)
6.73(20)
0.025(127)
0.303(71)
1.39
948.8
100
83.3(27)
4.35(45)
7.34(31)
0.031(182)
0.379(114)
1.55
1078.4
200
78.7(22)
4.13(38)
6.89(23)
0.025(127)
0.305(72)
1.53
1014.7
表1 不同浓度GA3对罗勒种子发芽和幼苗生长的影响
注:括号中为与对照相比增加百分数(%),下同。
浓度/(mg/L)
发芽率/%
根长/cm
苗高/cm
根鲜重/g
苗鲜重/g
叶绿素含量/(mg/g)
过氧化物酶活力/U
0(CK)
56.7
3.00
5.59
0.011
0.177
1.27
647.4
25
83.3(27)
4.60(53)
7.11(27)
0.035(218)
0.342(83)
1.59
1026.2
50
78.5(22)
3.76(25)
6.34(13)
0.029(164)
0.281(59)
1.39
901.4
100
73.5(17)
3.50(17)
6.55(17)
0.027(146)
0.269(52)
1.36
784.2
200
68.5(12)
3.34(11)
5.97(7)
0.024(118)
0.232(31)
1.29
652.1
表2 不同浓度 IBA对罗勒种子发芽和幼苗生长的影响
表3 不同浓度6-BA对罗勒种子发芽和幼苗生长的影响
浓度/(mg/L)
发芽率/%
根长/cm
苗高/cm
根鲜重/g
苗鲜重/g
叶绿素含量/(mg/g)
过氧化物酶活力/U
0(CK)
56.7
3.00
5.59
0.011
0.177
1.27
647.4
25
71.7(15)
4.18(39)
5.87(5)
0.014(27)
0.258(46)
1.46
944.4
50
68.3(12)
3.54(18)
5.82(4)
0.014(27)
0.251(42)
1.32
868.5
100
66.7(10)
3.57(19)
5.76(3)
0.012(20)
0.201(14)
1.29
732.2
200
56.7(0)
3.36(12)
5.62(1)
0.011(0)
0.208(18)
0.99
517.0
·· 76
李 秋等:植物生长调节剂对罗勒种子发芽及幼苗生长的影响
2.4 不同浓度萘乙酸(NAA)对罗勒种子发芽和幼苗生
长的影响
由表 4可知NAA处理后各项形态指标测定值与
对照组接近。与对照组相比,NAA浓度由低到高发芽
率依次为20%、12%、4%、-12%(对照组为56.7%);根长
依次增加26%、13%、8%、4%;苗高依次增加11%、8%、
0%、1%;根鲜重依次增加 136%、100%、73%、55%,苗
鲜重一次增加 53%、43%、34%、22%。生理指标方面,
随着浸种NAA浓度的增加,叶绿素含量和过氧化物酶
活力均逐渐降低。浸种浓度为25 mg/L时叶绿素含量
比对照组增加10%,过氧化物酶活力提高15%,对幼苗
生长的促进作用不明显;50 mg/L 2项生理指标与对照
组接近;100 mg/L和200 mg/L时,2项生理指标均低于
对照组,表现为抑制作用。实验还观察到NAA处理后
罗勒种子发芽缓慢、幼苗生长慢、播种5天后仍有种子
出苗且种子出苗不齐、幼苗纤细、生活力弱,植株弱小、
叶小而薄、叶色浅绿、根短小、部分幼苗出土不久即死
亡。综上可知,在实验设定的浓度范围内,25 mg/L为
浓度/(mg/L)
发芽率/%
根长/cm
苗高/cm
根鲜重/g
苗鲜重/g
叶绿素含量/(mg/g)
过氧化物酶活力/U
0(CK)
56.7
3.00
5.59
0.011
0.177
1.27
647.4
25
68.3(20)
3.77(26)
6.23(11)
0.026(136)
0.271(53)
1.39
840.5
50
63.7(12)
3.39(13)
6.03(8)
0.022(100)
0.253(43)
1.30
781.4
100
59.0(4)
3.24(8)
5.61(0)
0.019(73)
0.238(34)
1.23
671.6
200
50.0(-12)
3.12(4)
5.97(1)
0.017(55)
0.216(22)
1.11
607.7
表4 不同浓度NAA对罗勒种子发芽和幼苗生长的影响
NAA浸种的最适浓度。
3 结论
与对照相比,经6-BA和NAA浸种后,各项指标无
明显差异,而GA3和 IBA浸种处理对罗勒种子发芽和
幼苗生长的影响均显著,随着浸种GA3浓度的增加,各
项指标基本表现为先增加后减少的趋势,并且经
100 mg/L的GA3浸种处理后表现为最佳;同时随着浸
种IBA浓度的增加,各项指标呈递减的趋势,在25 mg/L
的 IBA浓度处理后表现最优,因此 100 mg/L的GA3和
25 mg/L的 IBA最有利于罗勒种子发芽和幼苗生长,
为此实验选取的最适植物生长调节剂种类和浓度,并
建议在生产上使用。
4 讨论
此实验针对罗勒种子发芽率低的现状,旨在通过
不同植物生长调节剂对罗勒种子浸种后,种子发芽率
及幼苗各项指标与对照组的差异,选取最适宜打破罗
勒种子休眠和促进幼苗的生长,以满足市场对罗勒逐
渐增长的需求,并为罗勒扩大生产和规模化种植提供
理论依据。GA3作为一种广谱性植物生长调节剂,用
于种子浸泡、拌种等处理时能够打破种子、块茎、块根
等的休眠,促进种子萌芽;并能刺激植物细胞伸长生
长,使植株长高,叶片增大;并通过对植株本身的生理
生化反应的参与和干预,促进幼苗的健康、快速生长[10],
此实验中GA3处理浓度为 100 mg/L时罗勒种子发芽
和新生幼苗生长状况最佳,这与张福平等 [11]在研究
6-BA等对番茄种子发芽与幼苗生长的影响时所得到
的结果相同。IBA作为一种生长素类似物能够促进细
胞分裂和分化,提高植株的根系活力,通过植株根系活
力的提高促进根系对矿质养分的吸收,进而促进植株
的快速生长[12],此实验结果表明随着浸种 IBA浓度的
增加,促进作用越不明显,此结果与吴钿等 [13]研究
IBA、NAA对猪笼草成活率及生根量影响的结果基本
一致,并且 25 mg/L的 IBA为该处理下的最适浓度。
细胞分裂素 6-BA能够促进细胞分裂,诱导组织分化,
抑制植物体内核酸和蛋白分解;用于浸种时能够解除
ABA等化学抑制物质对种子萌发的抑制作用,但高浓
度时常因与内源激素相互作用而抑制作用明显 [14],
6-BA浸种处理与对照相比无明显差异,并且随着浸种
浓度的增加,促进作用逐渐减弱,这与张福平等[15]关于
6-BA等对驱蚊香草种子发芽与幼苗生长的影响结果
基本一致。因此,生产上应采用较低浓度的6-BA浸种
处理。NAA可以促进植物的新陈代谢和光合作用,提
高萌发种子中过氧化物酶和过氧化氢酶活性,进而提
高种子的发芽率和幼苗长势[16],但此实验研究结果表
明NAA浸种对罗勒种子发芽和幼苗生长促进作用不
明显,且各项指标测定值均随NAA浓度的增加而降
低,并在200 mg/L时表现为抑制作用,这与江宇飞等[17]
关于植物生长调节剂对薰衣草种子发芽和幼苗生长的
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影响结论不同,该结果可能是由于罗勒本身内含物生
理特性所致,由于罗勒种子休眠是其发芽率低的一个
主要限制因素,而种子休眠与种子内含物则密切相关,
因此对于提高罗勒种子发芽率具有一定的指导意义,
但其具体原因还有待进一步研究。
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