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天山樱桃种子萌发特性研究



全 文 :Vol. 33 No.3
Sep. 2015
第 33卷 第 3期
2015年 9月
经 济 林 研 究
Nonwood Forest Research
Doi:10.14067/j.cnki.1003-8981.2015.03.027 http: //qks.csuft.edu.cn
收稿日期:2014-03-28
基金项目:国家自然科学基金项目(31260466);新疆维吾尔自治区果树学重点学科资助项目。
作者简介:彭 妮,硕士研究生。 通讯作者:周 龙,副教授,博士。E-mail:zhoulong2004@126.com
引文格式:彭 妮 ,周 龙 ,王 超 ,等 .天山樱桃种子萌发特性研究 [J].经济林研究 ,2015,33(3):145- 149.
天山樱桃 Cerasus tianschanica Pojark俗称野
樱桃,属于蔷薇科 Rosaceae樱桃属 Cerasus矮生
樱亚属植物,目前仅分布在新疆地区 [1]。天山樱
桃地处荒野,种子易被鸟食,散落到地上的种子
大部分不能正常萌发,在自然条件下其种子发芽
率很低,需要深度休眠和长时间的层积,因此不
易育成苗木。但种子繁殖方法简便,易于掌握,
种子来源多,便于大量繁殖,且其根系发达,对
环境适应性强而后代变异较少。因此,了解天山
樱桃种子休眠的规律,掌握促进种子萌发的方
法,对于缩短杂交育种周期和提早育苗均有重要
意义。蔷薇科植物种子具有低温休眠特性 [2],低
温层积和以赤霉素浸种是最常用的打破种子休眠
的方法 [3],在打破蔷薇科植物种子休眠上也有良
天山樱桃种子萌发特性研究
彭 妮,周 龙,王 超,张 鑫
(新疆农业大学 林学与园艺学院,新疆 乌鲁木齐 830052)
摘 要:为了探讨天山樱桃在新疆伊犁西天山野果林内其种群自然更新困难的原因及其种子在萌发阶段对环境
的特殊要求,以期提高种子的萌发率,以天山樱桃种子为试验材料,以中井樱桃种子为对照,对带壳与去壳的
两类种子采用不同浓度的GA3和不同时间的低温层积处理,并对种子发芽率与胚根生长量进行了统计。结果表明:
(1)天山樱桃种子的发芽率随着层积时间的延长而提高,去壳种子的发芽率最高为 90.0%;在相同的层积和浸
种条件下,去壳种子的胚根生长量最长为 28.59 mm。(2)天山樱桃去壳种子的发芽率随GA3浓度的升高而降低,
低温层积 70 d以上的天山樱桃去壳种子,以 GA3 浸种 24 h的胚根生长量最长为 53.40 mm。
关键词:天山樱桃;中井樱桃;GA3;低温层积;发芽率
中图分类号:S662.3 文献标志码:A 文章编号:1003—8981(2015)03—0145—05
Study on germination characteristics of seeds in Cerasus tianschanica
PENG Ni, ZHOU Long, WANG Chao, ZHANG Xin
(College of Forestry and Horticulture, Xinjiang Agricultural University, Urumqi, 830052, Xinjiang, China)
Abstract: In order to investigate the reason that Cerasus tianschanica populations was diffi cult to naturally regenerate
in wild fruit forests of western Tianshan and the special requirements for environments during seed germination, and to
improve seed germination, taking C. tianschanica seeds as materials and C. nakaii seeds as CK, the seeds with shell and
without shelling were treated by using different concentrations of GA3 for different time of cold stratifi cation, and the seed
germination rate and radicle increment were counted. The results showed that the germination rate of C. tianschanica was
increased with stratifi cation time prolonged, and the highest germination rate of seeds without shell reached 90.0%. In the
same conditions of stratifi cation and soaking seed time, the longest increment of radicle in seed without shell was 28.59
mm. The germination rate of seeds without shell in C. tianschanica was decreased with GA3 concentration increased, and
the highest increment of radicle could reach 53.40 mm when seeds were soaked in GA3 for 24 hours in the seeds without
shell and stratifi ed for over 70 days at low temperature.
Key words: Cerasus tianschanica; Cerasus nakaii; GA3; cold stratifi cation; germination rate
146 第 3期彭 妮,等:天山樱桃种子萌发特性研究
好的效果 [4]。张义等人在打破山樱种子休眠的试
验中得出,低温层积可促其发芽 [5];在层积前用
GA3浸泡能显著缩短层积时间,提高种子发芽率。
周金梅等人则用不同药剂代替低温层积以促进山
桃稠李种子萌发,试验效果显著 [6]。李会芳等人
在研究野生樱桃李种子发芽率时发现,GA3对带
壳种子的萌发有一定作用,但解除休眠、促进萌
发的效果并不明显 [7]。丁俊男等人研究了 NaCl、
Na2SO4两种中性盐和 NaHCO3、Na2CO3两种碱性
盐对桑树种子萌发的影响情况,结果发现,盐度
是影响桑树种子萌发过程的主导因素 [8]。天山樱
桃作为一种野生种质资源,实生繁殖困难。为了
进一步了解天山樱桃种子休眠的规律,以天山樱
桃种子为试验材料,采用低温层积和 GA3浸种相
结合的处理方法进行萌发试验,以期摸索出提高天
山樱桃实生繁殖的有效途径,为新疆特有野生果树
资源天山樱桃的深入研究和持续利用打下基础。
1 材料与方法
1.1 材 料
2013年 8月采集新疆伊犁西天山野果林的天
山樱桃和吐鲁番地区鄯善县的中井樱桃成熟果实,
除去果肉取出带壳种子,用清水冲洗干净,通风
条件下自然阴干。所得种子一部分带壳待用,另
一部分用锤子轻轻砸开除去种壳。
1.2 方 法
1.2.1 GA3处理种子
将待用的种子用 1%的次氯酸钠消毒 10 min
后用无菌水冲洗干净。将天山樱桃和中井樱桃种
子分别分为带壳和去壳两组进行萌发试验,用浓
度分别为 200、600、1 000 mg/L的 GA3浸种,浸
种时间分别为 12和 24 h,以清水为对照。天山樱
桃种子稀缺,故每处理 10粒种子;中井樱桃,每
处理 30粒种子。
1.2.2 层积处理
将经 GA3处理后的种子均匀混合置于湿润河沙
中,在(4±2)℃下进行低温层积处理,层积时间
分别设为 60、70、80、90和 100 d,每隔 10 d检查
河沙水分缺失情况;层积处理完毕后,分别将种子
取出放入铺有滤纸的培养皿中,并置于(25±2)℃
的避光恒温箱中进行萌发试验。试验 6 d后统计其
发芽率(种子发芽以胚根突出种皮并达种子长的
1/2为标准),并测定胚根平均生长量。
发芽率(%)=发芽种子粒数 /供试种子粒
数×100%。
2 结果与分析
2.1 种壳对天山樱桃种子萌发率的影响
种壳对天山樱桃种子萌发率的影响情况如
表 1。由表 1可知,两种樱桃种子的发芽率均随
层积时间的延长而提高,去壳种子的发芽率远高
于带壳种子。去壳种子的发芽率,最高的是清水
浸种 12 h、低温层积 100 d的天山樱桃和清水浸种
24 h、低温层积 100 d的中井樱桃,其发芽率分别
为 90.0%和 63%;远远高于带壳的天山樱桃和中
井樱桃种子的发芽率 30.0%和 10.0%。
表 1 种壳对天山樱桃种子萌发率的影响
Table 1 Effect of seed shell on germination rate of seeds in C. tianschanica
种子类别
Seed classifi cation
试验材料
Test material
清水浸种时间
Soaked time in water /h
不同低温层积时间的种子发芽率
Seed germination rates in different low-temperature
stratifi cation time treatments /%
60 d 70 d 80 d 90 d 100 d
带壳
With shell
天山樱桃
C. tianschanica
12 0.0 0.0 10.0 10.0 20.0
24 0.0 0.0 10.0 20.0 30.0
中井樱桃
C. nakaii
12 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
24 0.0 0.0 0.0 0.0 10.0
去壳
Without shell
天山樱桃
C. tianschanica
12 10.0 50.0 50.0 50.0 90.0
24 20.0 40.0 60.0 60.0 80.0
中井樱桃
C. nakaii
12 53.3 63.3 27.7 50.0 63.3
24 66.7 26.7 76.7 30.0 50.0
2.2 种壳对天山樱桃种子胚根生长的影响
种壳对天山樱桃种子胚根生长的影响情况如
表 2。由表 2可知,在层积时间和浸种时间相同的
条件下,两种樱桃去壳种子的胚根平均生长量均
高于其带壳种子的。去壳种子的胚根平均生长量
最大的是清水浸种 12 h、低温层积 80 d的天山樱
桃和清水浸种 24 h、低温层积 100 d的中井樱桃,
其胚根平均生长量分别为 38.59和 36.11 mm,
147第 33卷 经 济 林 研 究
比同梯度下带壳种子的胚根平均生长量分别高出
1.85和 36.11 mm。
2.3 GA3处理对天山樱桃种子发芽率的影响
不同浓度的 GA3处理对天山樱桃种子萌发的
影响情况如表 3。由表 3可知,GA3并不能明显提
高天山樱桃和中井樱桃种子的发芽率。和清水对
照的相比较,低温层积 100 d、清水浸种 12 h的
天山樱桃种子和中井樱桃种子的发芽率分别达到
90.0%和 83.3%;均明显高于以浓度分别为 200、
600、1 000 mg/L的 GA3浸种的发芽率,不同浓度
GA3处理的种子发芽率,最高的是以 200 mg/L 的
GA3浸种 24 h、低温层积 90 与 100 d的天山樱桃
和以 1 000 mg/L 的 GA3浸种 24 h、低温层积 100 d
的中井樱桃,其发芽率均为 80.0%。
表 2 种壳对天山樱桃种子胚根生长的影响
Table 2 Effect of seed shell on growth of seed radicles in C. tianschanica
种子类别
Seed classifi cation
试验材料
Test material
清水浸种时间
Soaked time in water /h
不同低温层积时间的种子胚根平均长度
Average length of seed radicles in different low-temperature
stratifi cation time treatments /mm
60 d 70 d 80 d 90 d 100 d
带壳
With shell
天山樱桃
C. tianschanica
12 0.00 0.00 26.74 18.23 16.80
24 0.00 0.00 11.92 16.35 15.92
中井樱桃
C. nakaii
12 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
24 0.00 0.00 0.00 0.00 5.97
去壳
Without shell
天山樱桃
C. tianschanica
12 4.13 11.09 38.59 18.56 27.28
24 18.77 15.16 23.89 18.83 18.61
中井樱桃
C. nakaii
12 28.65 27.71 35.03 22.74 30.29
24 36.11 23.54 29.60 21.08 25.70
表 3 不同浓度的GA3处理对天山樱桃种子萌发的影响
Table 3 Effect of different concentrations treatments of GA3 on seed germination in C. tianschanica
试验材料
Test material
GA3浓度
GA3 concentration
/(mg·L- 1)
浸种时间
Soaked time /h
不同低温层积时间的种子发芽率
Seed germination rates in different low-temperature stratifi cation time treatments /%
60 d 70 d 80 d 90 d 100 d
天山樱桃
C. tianschanica
CK
12 10.0 50.0 50.0 50.0 90.0
24 20.0 40.0 50.0 60.0 80.0
200
12 10.0 30.0 30.0 50.0 40.0
24 30.0 30.0 70.0 80.0 80.0
600
12 10.0 30.0 50.0 40.0 50.0
24 20.0 40.0 60.0 50.0 50.0
1 000
12 30.0 20.0 30.0 40.0 40.0
24 30.0 30.0 40.0 70.0 70.0
中井樱桃
C. nakaii
CK
12 53.3 63.3 77.7 80.0 83.3
24 66.7 26.7 76.7 30.0 50.0
200
12 53.3 46.7 46.7 20.0 56.7
24 66.7 26.7 66.7 63.3 60.0
600
12 43.3 36.7 40.0 30.0 50.0
24 46.7 60.0 43.3 43.3 50.0
1 000
12 10.0 50.0 53.3 66.7 70.0
24 13.3 26.7 56.7 66.7 80.0
2.4 GA3处理对天山樱桃种子胚根生长量的影响
不同浓度的 GA3处理对天山樱桃种子胚根生
长的影响情况如表 4。由表 4可知,种子萌发后,
GA3浸种处理能明显地促进种子胚根的生长。通
过测量种子的平均胚根生长量可以发现,天山樱
桃和中井樱桃清水对照的种子其胚根生长量最大分
别为 28.59和 36.11 mm,远远小于 GA3浸种处理的
53.40和 40.97 mm。GA3浸种处理对不同种子胚根
生长量的影响,不仅与种子的种类有关,还与层积
时间和 GA3的处理浓度有关。对天山樱桃种子胚根
生长量影响最大的处理分别是以 600 mg/L的 GA3
浸种 24 h、低温层积 60 d(其胚根平均长度仅为
148 第 3期彭 妮,等:天山樱桃种子萌发特性研究
4.27 mm)和以 1 000 mg/L的 GA3浸种 24 h、低
温层积 80 d(其胚根平均长度高达 53.40 mm)。
对中井樱桃种子胚根生长量影响最大的处理分别
是以 600 mg/L的GA3浸种 12 h、低温层积 100 d(其
胚根平均长度仅为 12.69 mm)和以 1 000 mg/L的
GA3浸种 24 h、低温层积 90 d(其胚根平均长度
高达 40.97 mm)。
3 讨 论
3.1 种壳对种子萌发和胚根生长量的影响
种壳的机械阻碍、不透水性、不透气性及种
壳中存在的抑制萌发的物质对种子的萌发有很
大的阻碍作用。试验中发现,种壳是阻碍这两
种樱桃种子萌发的主要因素。天山樱桃种子的
发芽率,随着层积时间的延长而提高,其去壳
种子的发芽率(90.0%)高于其带壳种子的发芽
率(30.0%)。马小卫等人研究长柄扁桃休眠因
素时也发现,导致扁桃休眠的主要原因是其木
质化的坚硬核壳 [9]。杨军等人研究中国李时发
现,中国李带内果皮种子低温层积所需时间较
长,而去内果皮后低温层积时间明显缩短,其
发芽率也显著提高 [4]。此外,王旭军等人还认为,
发芽率与种子是否变异及其分布区的光照、温
度、海拔等环境因素相关 [10]。本研究认为,坚
硬种壳的机械阻力和透气性是导致天山樱桃种
子休眠的重要因素之一。
3.2 GA3处理及浸种时间对种子萌发和胚根生长
量的影响
GA3是打破多种植物休眠的有效激素,一直
以来被广泛使用。在适宜的 GA3 浓度范围内,
层积时间越长,种子活力越高 [11]。尹章文等人
认为,不同浓度的 GA3 处理间存在着一定的差
异 [12]。王蕾等人在野山杏研究中发现,GA3 与
低温层积相结合的处理方法对打破野生甜仁杏种
子休眠、提高其发芽率及胚根生长量均有极显著
的促进作用 [13]。本研究发现,天山樱桃去壳种
子在清水浸种 12 h 和低温层积 100 d 的发芽率
为 90.0%,明显高于以 200、600、1 000 mg/L
的 GA3浸种的发芽率。这一试验结果初步说明,
GA3对天山樱桃种子的萌发有一定的抑制作用,
但是比较不同层积时间的处理效果又发现,GA3
的抑制作用伴随层积时间和浸种时间的延长会
逐渐减小,而种子萌发后 GA3 浸种明显促进了
种子的胚根生长。关于这一点李欣欣等人研究
发现,低浓度的 GA3 处理可促使大豆总根长增
加,但是随着 GA3 处理浓度的增加总根长、主
表 4 不同浓度的GA3处理对天山樱桃种子胚根生长的影响
Table 4 Effect of different concentration treatments of GA3 on radicle growth of seeds in C. tianschanica
试验材料
Test material
GA3浓度
GA3 concentration /(mg·L
- 1)
浸种时间
Soaked time /h
不同低温层积时间的种子胚根平均长度
Average length of seed radicles in different low-temperature
stratifi cation time treatments /mm
60 d 70 d 80 d 90 d 100 d
天山樱桃
C. tianschanica
CK
12 4.13 11.09 28.59 18.56 27.28
24 18.77 15.16 23.89 18.83 18.61
200
12 26.51 11.55 9.31 20.87 21.92
24 10.71 12.99 16.96 21.19 26.02
600
12 11.25 13.88 19.44 8.98 14.26
24 4.27 14.61 30.30 35.49 34.80
1 000
12 21.08 5.27 21.80 13.21 9.65
24 7.12 14.83 53.40 28.48 30.13
中井樱桃
C. nakaii
CK
12 28.65 27.71 35.03 22.74 30.29
24 36.11 23.54 29.60 21.08 25.70
200
12 23.29 18.80 22.61 36.50 27.03
24 35.05 30.50 36.55 36.68 39.93
600
12 31.09 18.34 19.76 33.56 12.69
24 36.28 39.44 40.71 35.96 32.51
1 000
12 19.20 27.55 36.38 36.69 32.66
24 21.13 28.13 34.22 40.97 34.24
149第 33卷 经 济 林 研 究
根和侧根生长都会受到抑制 [14]。
4 结 论
天山樱桃种子的种壳对种子的萌发有极强的
抑制和阻碍作用,种壳是阻碍其萌发和休眠的主
要因素之一。与带壳种子相比,去除种壳后的种
子可提前发芽且发芽率大大提高,发芽率最高的
是清水浸种 12 h、低温层积 100 d的,其发芽率高
达 90.0%;而带壳种子的最高发芽率仅为 30.0%。
不同浓度的 GA3对天山樱桃种子的萌发均有一定
的抑制作用,但 GA3适宜浓度处理对天山樱桃种
子的胚根生长具有促进作用。以浓度为 1 000 mg/L
的 GA3浸种 24 h、低温层积 80 d的种子,其胚根
最长可达 53.40 mm。中井樱桃和天山樱桃虽然同
为矮生樱亚属植物,但其种子萌发特性、对 GA3
处理的反应等方面存在明显的差异。
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[本文编校:伍敏涛 ]