全 文 :文章编号:1006 - 1126 - 2012 (4) - 0336 - 05
温度、光照及 PEG胁迫对兔儿伞种子萌发的影响
收稿日期:2012 - 10 - 18
基金项目:哈尔滨市科技攻关项目 (2008AA6CN090) ;东北林业大学校企合作项目 (030 - 43210004)
作者简介:岳 桦 (1962—) ,女,教授,硕士生导师,研究方向:园林植物资源与应用。
岳 桦,石喜梅
( 东北林业大学园林学院,黑龙江 哈尔滨 150040)
摘 要:以兔儿伞 (Syneilesis aconitifolia)种子为试验材料,对不同温度、光照及 PEG - 6000 条件处理下对种子
萌发特性进行了研究。研究结果表明:兔儿伞种子成熟度和光照对种子发芽率影响不大,温度是影响种子萌发
的主要因素。种子萌发最适温度为 15 ~ 25℃,但其耐高温和干旱,萌发前经过 24 h高温 (40℃)处理,发芽率
达 55 %。高浓度 PEG抑制种子萌发,而低浓度 PEG促进种子萌发,种子经 25 % PEG处理后复水萌发,种子发
芽率和出苗整齐度提高。
关键词:兔儿伞;温度;光照;PEG;种子萌发
中图分类号:S567. 23 文献标识码:A
Effect of Temperature,Light Intensity and PEG 6000 on
Seed Germination of Syneilesis aconitifolia
YUE Hua,SHI Xi-mei
(College of Landscape Architecture,Northeast Forestry University,Ha’erbin 150040,China)
Abstract:The experiment took Syneilesis aconitifolia seeds as the test materials to study characteristics of
seed germination with different temperatures,light intensities,the PEG-6000 treatments. The results
showed that seed maturity and light intensity had little effect on seed germination rate,while temperature
was the main factor affecting seed germination with the optimum temperature ranging from 15 to 25℃ and
S. aconitifolia seeds resisted high temperature and drought. Before germination seeds were treated by high
temperature (40℃)for 24 h,whose germination rate reached 55% . High concentration PEG inhibited
seed germination while low concentration PEG promoted seed germination. The seed germination rate and
the seedlings coming out evenly were improved by covering waer after the treatment of 25% PEG.
Key words:Syneilesis aconitifolia;temperature;light intensity;PEG;seed germination
兔儿伞 (Syneilesis aconitifolia)为菊科兔儿伞
属的多年生草本植物,其分布范围很广,除朝鲜、
苏联远东地区、日本外,在我国东北、华北、华
中和华中等地区也有分布[1],多生于海拔 500 ~
1 800 m山坡荒地、林缘和路旁等地带。它有药用、
保健和观赏等多种价值,是一种很有发展和开发
利用前景的植物。
以往研究表明,兔儿伞喜阴、耐干旱和高温,
是一种适应性很强的植物[2],但由于过度粗放管
理,导致其推广栽培受到很大限制。迄今为止,
关于兔儿伞的研究主要是形态组织[3]、元素含
量[4]及药用价值[5]等方面,对其种子特性方面的
第 41 卷 第 4 期 广 西 林 业 科 学 Vol. 41 No. 4
2012 年 12 月 Guangxi Forestry Science Dec. 2012
研究尚鲜少见。基于此,本试验对不同温度、光
照及干旱条件下兔儿伞种子特性进行了研究,以
期为兔儿伞科学种植提供参考。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
2011 年 8 ~ 9 月 4 个不同时间在黑龙江省森林
植物园内采集收获种子,种子经干燥后,置于室
温下贮藏,2011 年 11 月在东北林业大学园林学院
实验室进行试验。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 种子形态结构及千粒重
选取成熟饱满的兔儿伞种子 30 粒,浸种 72 h
后,选取吸胀的种子,用体视镜观察解剖种子的
内部结构和表面结构[6]。采用称重法,随机选取
干燥成熟饱满的兔儿伞种子 100 粒称重,8 个重
复,取其平均值[7]。
1. 2. 2 种子萌发试验
选取 2011 年 8 月 25 日,9 月 4 日,9 月 12
日,9 月 27 日 4 个时间内采集的兔儿伞种子,其
中 9 月 27 日采集的种子成熟饱满,发芽试验种子
数量比例为1∶ 1∶ 3 ∶ 5,先用蒸馏水清洗 1 遍,然后
用 75%酒精浸泡 1 min,用蒸馏水清洗 2 ~ 3 遍,
再用 2% 次氯酸钠浸泡 10 min,用蒸馏水清洗 6
遍,最后把种子平均分成 3 份。
(1)温度处理
种子分别放入垫有两层湿润滤纸的培养皿中,
盖上培养皿盖,然后置于 15、20、25、30℃的恒
温光照培养箱中让其吸胀发芽[8],每天用称重法
加入适量的蒸馏水,使各处理的浓度保持不变。
(2)光照处理
把种子分成 2 组,撒播于育苗盆的土壤中,第
一组覆土,第二组不覆土,放在 25℃环境中让其
发芽。
以上各处理的光照 (16 h 光照,8 h 黑暗) ,
湿度 (50%)基本一致。试验期间每天进行 1 次
喷水,每天早上 8∶ 00 统计种子萌发情况。该试验
3 次重复,每个处理 50 粒种子。
(3)PEG处理
选取 2011 年 9 月 27 日采集的成熟饱满的兔儿
伞种子,处理方法同上,对其进行 6 个水平处理,
质量分数分别为 0 (CK)、5%、10%、15%、
20%、25% PEG - 6000 溶液,与之对应的溶液水
势约为 0、 - 0. 10、 - 0. 20、 - 0. 40、 - 0. 60、 -
0. 86 MPa[9]。每个处理 50 粒,3 次重复,分别加
入 3 mL的 PEG -6000 溶液模拟干旱胁迫处理,CK
加入等量蒸馏水。将供试种子放入 12 cm 培养皿
中,以 3 层滤纸为发芽床,置于 25℃无光照人工
恒温培养箱中进行萌发试验。之后每天分别向培
养皿中加入适量处理液,每 3 天换 1 次滤纸,7 天
换 1 次培养皿,每天上午 8∶ 00 观察并记录种子萌
发情况,保持滤纸湿润,萌发结束后测定 10 个最
长胚芽长度[10]。
PEG -6000 模拟干旱胁迫处理结束后,将未
萌发种子用蒸馏水冲洗干净,进行复水恢复实验,
观察记录其萌发情况,进而验证其对干旱胁迫的
恢复能力。
种子萌发以胚根伸出种皮 2 mm 为标准,萌发
末期连续 3 天萌发粒数不足供试种子总数的 1 %,
即为萌发结束[11]。
种子活力的测定[12]:
种子发芽率 (GR) = (发芽种子数 /供试种
子数) × 100%
发芽势 (GP) =种子发芽数达到高峰时的正
常发芽种子总数 /供测种子总数 × 100%
发芽指数 (GI) =∑ (Gt /Dt)
简易活力指数 (VI) = GR × S
式中:Gt:在时间为 t 天的发芽个数,Dt:至
t天的发芽天数,S为幼苗长度。
1. 3 数据处理
试验数据采用 SPASS17. 0,Excel 软件进行数
据分析。
2 结果与分析
2. 1 种子的形态特征
兔儿伞的种子是圆柱形,长 5 ~ 6 mm,无毛,
有纵条纹,冠毛灰白色或淡红褐色,糙毛状,长 8
~ 10 mm,无胚乳。种子的千粒重是 3. 974 g,为
中大粒型种子。
2. 2 环境对发芽的影响
2. 2. 1 温度对发芽的影响
不同温度对兔儿伞种子萌发有显著影响 (图
1) ,种子的发芽率、发芽势、发芽指数随着温度
的升高先增加后降低,在 20℃时达到最大值,但
是三者的变化趋势不完全一致。单因素方差分析
(图 1)表明,不同的温度,其差异显著性亦不同。
(1)发芽率。在 15 ~ 30℃温度区间内,种子
发芽率大于 80%,说明兔儿伞温度宽适性,相较
而言,15 ~ 25℃更利于种子萌发,20℃发芽率最
高,25 ~ 30℃种子发芽率降低;30℃最低,与 15、
733第 4 期 岳 桦,石喜梅:温度、光照及 PEC胁迫对兔儿伞种子萌发的影响
25℃下发芽率相比有显著性差异 (P < 0. 05) ,与
20℃下发芽率相比呈极显著差异 (P < 0. 01) ;15、
20、25℃处理下,萌发率相差约 3%,无显著性差
异 (P > 0. 05)。在 25℃下,4 个时期采集的种子
与成熟饱满的种子的发芽率分别为 89%和 87%,
差异不显著,说明成熟度不够的种子对其发芽率
影响不大,只是发芽所需时间较长。
(2)发芽势。20℃种子发芽势最高,25℃次
之;15℃和 30℃的种子发芽势几乎一致,在 15 ~
30℃区间内,种子的发芽势无显著性差异 (P >
0. 05) ,说明种子的发芽速度及整齐度相差不大。
(3)发芽指数。20℃ 种子发芽指数最高,
25℃次之;15℃ 种子发芽指数最低,与 20℃ 和
25℃相比,呈极显著差异 (P < 0. 01) ,与 30℃相
比有显著性差异 (P < 0. 05) ;25℃和 30℃的发芽
指数相比无显著性差异 (P > 0. 05)。随着温度的
升高,种子的发芽率、发芽势、发芽指数呈现出
先升高再降低的趋势。
表 1 温度对兔儿伞种子萌发的影响
Tab. 1 Effect of temperature on the seed germination of Syneilesis aconitifolia
温度 /℃ 发芽率 /% 发芽势 /% 发芽指数
15 0. 91 ± 0. 02 aAB 0. 45 ± 0. 10 aA 37. 20 ± 2. 99 cC
20 0. 95 ± 0. 02 aA 0. 57 ± 0. 06 aA 53. 95 ± 2. 58 aA
25 0. 89 ± 0. 03 aAB 0. 49 ± 0. 04 aA 46. 75 ± 2. 82 bAB
30 0. 81 ± 0. 06 bB 0 45 ± 0. 05 aA 45. 14 ± 3. 50 bBC
Duncan法检验,表中数据为平均值 ±标准误; 不同小写字母表示显著差异 ( P < 0. 05) ,大写字母表示极显著差异
( P < 0. 01) 。
发芽率 发芽势 发芽指数
10%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%15%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%20%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%25%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%30%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%35
温度 /%℃
1.00
0.90
0.80
0.70
0.60
0.50
0.40
发
芽
率
/%g
%
%发
芽
势
/%g
60
55
50
45
40
35
30
发
芽
指
数
图 1 温度对兔儿伞种子萌发的影响
Fig. 1 Effect of temperature on the seed germination of Syneilesis aconitifolia
2. 2. 2 光照对兔儿伞种子萌发的影响
光照对种子萌发的影响不显著 (表 2) ,覆土
与否,种子的萌发率都大于 65%。不覆土的种子,
其发芽率、发芽势、发芽指数略高于覆土,但是
差异不显著。说明兔儿伞种子的萌发喜光,但是
对光照的要求不高,光因子不是其萌发的必要条
件,属于光照广适性种子。
833 广 西 林 业 科 学 第 41 卷
表 2 光照对兔儿伞种子萌发的影响
Tab. 2 Effect of light intensity on the seed
germination of Syneilesis aconitifolia
温度 /℃ 发芽率 /% 发芽势 /% 发芽指数
覆土 0. 67 ± 0. 04 0. 50 ± 0. 11 30. 04 ± 7. 77
不覆土 0. 75 ± 0. 05 0. 57 ± 0. 17 34. 88 ± 9. 55
Duncan法检验,表中数据为平均值 ±标准误; 不同小
写字母表示显著差异 ( P < 0. 05) ,大写字母表示极显著差
异 ( P < 0. 01) 。
2. 2. 3 高温及 PEG -6000 处理对兔儿种子萌发的
影响
正常处理种子与经 40℃高温胁迫 24 h 种子,
经不同质量分数的 PEG - 6000 溶液处理,对种子
的萌发有显著影响 (表 3) ,正常处理的种子,经
PEG -6000 胁迫后,其在质量分数为 5% ~10% 区
域内,种子发芽率较对照高,说明低浓度的 PEG
-6000 胁迫对种子萌发具有一定促进作用,但其
差异不显著 (P > 0. 05)。在 15% ~ 25%区域内,
种子发芽率逐渐降低。在质量分数为 25%时,种
子不萌发,说明高浓度的 PEG - 6000 胁迫对种子
萌发有抑制作用;在质量分数为 20%时,与其它
浓度相较,呈极显著差异 (P < 0. 01) ,且其发芽
率、发芽指数、活力指数随着 PEG - 6000 浓度的
增大,呈现先升高再降低的趋势;经高温处理的
种子,其发芽率、发芽指数、活力指数,对照组
与经 PEG -6000 胁迫的种子相比,差异极显著 (P
< 0. 01)。在 5% ~25%区域内,无显著性差异 (P
> 0. 05) ,且其随着 PEG - 6000 浓度的增大而降
低,说明种子有一定的耐高温和耐旱能力,但是
PEG -6000 胁迫已经对种子的萌发失去促进作用;
高温处理与正常处理的种子相比,呈极显著差异
(P < 0. 01)。综上,该试验说明兔儿伞种子具有一
定的耐旱、耐高温胁迫的能力,高温胁迫 24 h,种
子的发芽率依然达到 50%以上。质量分数为 5% ~
10%的 PEG - 6000 处理促进其种子萌发;其质量
分数为 15%时,发芽率低于对照组,对种子的萌
发产生一定的抑制作用。经质量分数为 25% 的
PEG - 6000 胁迫后复水,第 3 天种子的发芽率为
98%,第 5 天种子的发芽率达到 100%,且种子在
萌发期间无一粒长菌,说明兔儿伞种子萌发前经
干旱处理,有利于抑菌,提高种子的发芽率。
表 3 高温对 PEG - 6000 处理下的兔儿伞种子萌发的影响
Tab. 3 Effect of high temperature on seed germination of Syneilesis aconitifolia treated by PEG - 6000
PEG质量分数 /% 高温时间 / (h /d) 发芽率 /% 发芽指数 简易活力指数
0 0 0. 87 ± 0. 01 bB 53. 67 ± 1. 07 bA 5. 11 ± 0. 06 bB
5 0 0. 97 ± 0. 01 aA 55. 47 ± 1. 68 aA 5. 51 ± 0. 07 aA
10 0 0. 95 ± 0. 01 aA 49. 78 ± 1. 96 cB 3. 35 ± 0. 04 cC
15 0 0. 68 ± 0. 02 cC 29. 88 ± 1. 24 dC 0. 50 ± 0. 02 eE
20 0 0. 03 ± 0. 01 gFG 0. 56 ± 0. 19 fE 0. 01 ± 0. 00 gFG
25 0 0. 00 ± 0. 00 hG 0. 00 ± 0. 00 fE 0. 00 ± 0. 00 gG
0 24 0. 55 ± 0. 03 dD 19. 78 ± 0. 59 eD 1. 53 ± 0. 09 dD
5 24 0. 09 ± 0. 02 eE 1. 73 ± 0. 42 fE 0. 10 ± 0. 03 fF
10 24 0. 07 ± 0. 01 efEF 1. 08 ± 0. 28 fE 0. 07 ± 0. 01 fgFG
15 24 0. 05 ± 0. 01 fgF 0. 84 ± 0. 05 fE 0. 03 ± 0. 01 fgFG
20 24 0. 03 ± 0. 01 gFG 0. 47 ± 0. 15 fE 0. 01 ± 0. 00 gFG
25 24 0. 00 ± 0. 00 hG 0. 00 ± 0. 00 fE 0. 00 ± 0. 00 gG
Duncan法检验,表中数据为平均值 ±标准误; 不同小写字母表示显著差异 ( P < 0. 05) ,大写字母表示极显著差异 ( P
< 0. 01) 。
2. 2. 4 PEG - 6000 处理及复水对兔儿伞幼苗长度
的影响
兔儿伞种子萌发前,经过 PEG - 6000 处理后,
幼苗长度相较于对照组,随着浓度的增大而变短,
虽然 5% 和 10% 的发芽率无显著性差异 (P >
0. 05) ,但其幼苗长度呈极显著差异 (P < 0. 01) ;
933第 4 期 岳 桦,石喜梅:温度、光照及 PEC胁迫对兔儿伞种子萌发的影响
15%和 20%发芽率呈极显著差异 (P < 0. 01) ,但
其幼苗长度无显著性差异 (P > 0. 05)。说明经
PEG - 6000 处理后,种子的发芽率和幼苗长度差
异性不一致。25% 处理后复水,幼苗长度约为
4. 21 cm,长势整齐,说明兔儿伞种子萌发前经干
旱处理,有利于矮化幼苗,提高发芽率和出苗整
齐度。
表 4 PEG - 6000 处理及复水对兔儿伞幼苗长度的影响
Tab. 4 Effect of PEG - 6000 treatment and covering
water on the seedling length of Syneilesis aconitifolia
PEG质量分数 /% 胚芽长度 /cm
0 5. 89 ± 0. 64 aA
5 5. 66 ± 0. 68 aA
10 3. 51 ± 0. 66 cB
15 0. 74 ± 0. 13 dC
20 0. 15 ± 0. 05 deC
25 0. 00 ± 0. 00 eC
25 (复水) 4. 21 ± 0. 14 bB
3 小结
(1)兔儿伞是多年生草本植物,亦为特种蔬
菜,有横走根茎,繁殖方式为种子繁殖和地下茎
繁殖,种子的千粒重是 3. 974g,为中大粒型种子。
温度是影响种子萌发主要因素,种子萌发喜微凉
环境,本试验研究发现,在 15 ~ 30℃区域内,随
着温度的增加,发芽率先升高再降低,15 ~ 25℃为
兔儿伞种子萌发最适温度,发芽率可达 95%,高
于 25℃,种子的萌发受到抑制。光照不是影响兔
儿伞种子发芽的主要因素。本试验研究发现,种
子对光照不敏感,有光与否都可萌发,不覆土有
光条件下,其发芽率略大于覆土黑暗环境,差异
不显著。
(2)兔儿伞种子具有一定的耐干旱、耐高温
胁迫的能力。本试验研究发现,24 h 的高温处理
并未使其失去发芽活力,发芽率依然可以达到
50%以上;正常处理的种子,随着 PEG - 6 000 质
量分数的增大,其发芽率先增高后降低,在质量
分数为 5%时,发芽率达到最大,说明轻度干旱可
以促进种子的萌发;高浓度的 PEG - 6 000 处理,
可以抑制种子萌发期间细菌滋生;种子经质量分
数为 25% PEG -6 000 处理后复水萌发,有利于种
子萌发,发芽率达到 100%,且出苗整齐,矮化粗
壮。因此,种子最适萌发环境是轻度干旱和 15 ~
25℃的温度区域。
参考文献
[1]中国科学院中国植物志编辑委员会 . 中国植物志:第 77
(1)卷[M]. 北京:科学出版社出版,2004.
[2]陈斌 . 药用观赏地被兔儿伞[N]. 中国花卉报,2010 -
10 - 18(3).
[3]石晋丽,刘春生 . 兔儿伞的形态组织鉴定[J]. 中药材,
1998,21(3) :123 - 124.
[4]吴素珍,李加林,陈水亲 . 兔儿伞中总黄酮及微量元素
含量测定[J]. 中成药,2009,31(9) :1468 - 1470.
[5]江苏新医学院 . 中药大辞典:上册[M]. 上海:上海科学
技术出版社,1986.
[6]刘亚萍,王春梅,计巧玲 . 胡杨种子形态结构初步观察
[J].种子,2007,26(12) :53 - 55.
[7]孙群 . 梁宗锁,李绍军 . 丹参种子形态结构与吸水萌发
特性[J]. 中国中药杂志,2004,29(10) :934 - 938.
[8]国际种子检验协会 . 国际种子检验规程[M]. 北京:中
国农业出版社,1999.
[9]孙霞,高信芬 . 聚乙二醇(PEG)模拟干旱胁迫对干旱河
谷 5 种木蓝种子萌发的影响[J]. 应用与环境生物学报,
2010,16(3) :317 - 322.
[10]李妍 . 干旱胁迫对油菜种子萌发的影响[J]. 现代农业
科技,2007(9) :106 - 107.
[11]邢丹,王文全,李卫东 . 不同来源知母种子千粒重及发
芽率比较分析及相关性研究[J]. 世界科学技术,2011,
13(2) :348 - 352.
[12]国际种子检验协会(ISTA). 国际种子检验规程[M].
北京:北京农业大学出版社,1995.
043 广 西 林 业 科 学 第 41 卷