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金光菊“金色风暴”种子萌芽生物学特性研究



全 文 :J. SHANXI AGRIC. UNIV. (Natural Science Edition)
学报(自然科学版)2014,34(6) 003202
收稿日期:2014-07-03 修回日期:2014-08-12
作者简介:马迎春(1976-) ,女( 汉) ,山西临汾人,助理研究员,研究方向:花卉引种驯化。
通讯作者:薄伟,研究实习员。Tel:13754862035;E-mail:bwbw_008@ 163. com
基金项目:山西省农业科学院科技攻关项目(2013GG44)
金光菊“金色风暴”种子萌芽生物学特性研究
马迎春1,薄伟2
(1. 山西省高新技术创业中心,山西 太原 030006;2. 山西省农业科学院 园艺研究所,山西 太原 030031)
摘 要:以金光菊“金色风暴”种子为试验材料,了解温度、光照以及赤霉素等外界条件对种子萌发的影响,以期找到
提高种子萌芽率的有效方法,为其播种繁殖及育种工作提供理论依据。试验结果表明:金光菊“金色风暴”种子灰黑
色,长圆形,种子无毛,稍有 4 棱,长约 5 ~ 6 mm,顶端渐尖,种子千粒重(0. 980 ± 0. 045)g;全光照处理、萌芽温度选择
25℃有利于金光菊“金色风暴”种子萌芽,且幼苗长势较好,但全光照处理后根部发育较弱,200 mg·L -1赤霉素浸泡
处理 24 h金光菊“金色风暴”种子萌芽率最高,达到 65. 3%。
关键词:金光菊“金色风暴”;种子;萌芽率
中图分类号:S682. 1 + 9 文献标识码:A 文章编号:1671-8151(2014)06-0553-05
Study on Seeds Germination and Biological Characteristics of Rudbeckia fulgida 'Goldsturm'
Ma Yingchun1,Bo Wei2
(1. High-tech entrepreneurship center of Shanxi province,Taiyuan Shanxi 030006,China;2. Institute of Horticultural,Shanxi A-
cademy of Agricultural Sciences,Taiyuan Shanxi 030031,China)
Abstract:In this study,seed germination of Rudbeckia fulgida 'Goldsturm' that influenced by temperature,illumination and
GA3 was explored,in order to find an effective method for improving the germination rate of seeds and providing the scientific
and theoretical basis for sowing and breeding. The results showed that:seeds of Rudbeckia fulgida 'Goldsturm' were black
brown and glossy. The seed coat with waxiness was stiffness and cornification. The weight of 1000 seeds was 0. 980 ± 0. 045 g.
Light treatment and 20℃ treatment could benefit seed germination and growth,compared to other treatments. but the growth of
roots was weaker by light treatment. The seed germination rate of Rudbeckia fulgida 'Goldsturm' treated with 200 mg·L -1 GA3
for 24 h,was highest by soaking treatment,with the data of 65. 3% .
Key words:Rudbeckia fulgida 'Goldsturm';Seed;Germination rate
金光菊“金色风暴”(Rudbeckia fulgida 'Gold-
sturm') 又名黑眼菊,为菊科金光菊属多年生草本植
物。金光菊株型较大,盛花期繁花似锦,能形成长
达半年之久的艳丽花海景观,不仅适合做花坛、花
境的材料,也是切花、瓶插的精品,花叶清热解毒,
可广泛应用于医药工业及园林绿化当中,是集观赏
价值和经济价值于一身的优良草本植物。目前国
内外对金光菊的研究主要集中在抗寒抗旱[1 ~ 3]、植
株矮化与开花[4]、根系活力[5]、种子低温保存与生
理生化特征[6,7]以及金光菊内酯合成等领域[8 ~ 11],
并对金光菊“金色风暴”在种子萌发期耐盐性等方
面进行了探讨[12],关于外界环境因素对其种子萌
芽影响的研究报导极少。
为利用我国丰富的金光菊种质资源,本试验以
金光菊“金色风暴”种子为材料对其进行了萌芽生
物学特性研究,以期找到提高种子萌芽率的有效方
法,为金光菊“金色风暴”的播种育苗及园林应用
提供一定的科学理论依据。
1 材料和方法
1. 1 材料
试验于 2013 年 5 月,在山西省农科院园艺研
究所植物生理实验室进行,供试品种为北京群芳园
艺有限公司提供的金光菊“金色风暴”种子。
DOI:10.13842/j.cnki.issn1671-8151.2014.06.015
山 西 农 业 大 学 学 报( 自然科学版) 2014
1. 2 方法
1. 2. 1 千粒重的测定
从采收的种子中随机选取 100 粒,用由德国
PFEUFFER福弗公司研究开发的千粒重测定仪
contador康达得进行称质量,重复 8 次,根据 8 个质
量的称量读数计算其平均质量(珋x) 标准偏差
(S)[13]。
1. 2. 2 光照条件对种子萌芽影响的测定
将金光菊种子用 200 mg·L -1赤霉素溶液浸
泡 24 h,置于 20℃培养箱内进行不同光照条件(24
h黑暗、24 h光照、每日光照 10 ~ 12 h) 种子萌芽试
验,计算萌芽率。
1. 2. 3 温度条件对种子萌芽影响的测定
将金光菊种子用 200 mg·L -1赤霉素溶液浸
泡 24 h,置于每日光照 10 ~ 12 h 培养箱内进行不
同温度条件(15℃、20℃、25℃) 种子萌芽试验,计
算萌芽率。
1. 2. 4 赤霉素浸种时间对种子萌芽影响的测定
将金光菊种子分别在 200 mg·L -1赤霉素溶
液中浸泡 6 h、9 h 和 24 h,置于 20℃培养箱中,黑
暗条件下进行萌芽试验,计算萌芽率。
1. 2. 5 不同浓度赤霉素对种子萌芽影响的测定
将金光菊的种子分别浸入 50,100,200,400
mg·L -1的赤霉素溶液中,浸泡 24 h 后,置于 25℃
恒温培养箱中进行萌芽试验,以清水浸泡作为对
照,每日光照 10 ~ 12 h,观察其萌芽情况,萌芽结束
后计算萌芽率。
1. 3 数据计算和统计分析
上述各处理选取种子 50 粒,常温清水浸种 1
d,经过 200 mg·L -1赤霉素溶液浸泡处理后,用蒸
馏水冲洗数次,均匀地放于铺有湿润滤纸的培养皿
中,滤纸浸湿到水不从纸上流下为宜,重复 3 次,参
照《国际种子检验规程》[14]的鉴定标准,以胚根突
出种皮的长度超过种子直径作为萌发标准,逐日观
察记录种子萌芽数[15],并注意给种子加入适当的
水,7 d后检查发芽势(7 d 时的种子萌芽率) ,14 d
后统计萌芽率。试验数据采用 Excel 和 DPS7. 05
软件进行各类处理结果分析,数据计算公式为:
种子萌芽率 /% = 发芽种子数
种子总数
× 100
2 结果与分析
2. 1 金光菊“金色风暴”种子的形态
金光菊“金色风暴”种子灰黑色,长圆形,种子
无毛,稍有 4 棱,长约 5 ~ 6 mm,顶端渐尖,种子千
粒重(0. 980 ± 0. 045)g。
2. 2 光照条件对种子萌芽的影响
对于多数花卉的种子,只要有足够的水分,适
宜的温度和一定的氧气,有没有光照都可以发
芽[16]。光照、黑暗及光暗间隔 3 种恒温条件下种
子萌芽率多重比较及发芽势结果见表 1。
表 1 不同光照条件对金光菊“金色风暴”种子萌芽率的影响
Table 1 The effects of different light condition on seeds germination
不同光照条件
Different light condition
萌芽率 /%
Germination rate /%
发芽势 /%
Germination potential /%
发芽天数
Germination day
开始发芽时间 /d
Germinating time /d
全光照 68. 7a 59. 3 8 2
全黑暗 66. 0b 54. 0 12 2
光暗间隔 65. 3b 38. 0 14 3
从表 1 可以看出,黑暗条件和光暗间隔处理金
光菊“金色风暴”种子萌芽率差异不显著,但均与
全光照条件下差异显著,其萌芽率分别比全光照条
件降低了 3. 9%和 4. 9%。全光照条件下种子发芽
势最高,达到 59. 3%,在第 2 d开始萌芽,第 8 d 萌
芽结束。在种子萌芽速度方面( 图1) ,金光菊“金
色风暴”在 3 种不同光照条件下种子萌芽速度表
现出一定差异,黑暗条件下第 5 d 种子萌芽率超过
50%,之后萌芽速度逐渐趋于平缓。由此可见,萌
芽前期给予种子黑暗条件有利于种子快速萌芽。
2. 3 温度条件对种子萌芽的影响
温度是影响种子萌芽的主要条件之一。低温
455
34(6) 马迎春等:金光菊“金色风暴”种子萌芽生物学特性研究
条件下,酶的活性低,高温条件下蛋白质缓慢变性,
在合适温度下,种子才会表现出最高的发芽率,
15℃、20℃和 25℃ 3 种相同光照条件下种子萌芽
率多重比较及发芽势见表 2。
由表 2 可以看出,不同温度处理种子萌芽率有
所不同,15℃与 20℃、25℃之间差异显著,15℃处
理种子萌芽率最低,仅为 32. 0%,20℃与 25℃之间
差异不显著。25℃处理萌芽率最高,为 66. 7%。3
种温度处理种子分别在第 2 天和第 3 天开始萌芽,
20℃与 25℃的种子发芽势相差不大,3 种温度处理
种子均在 12 d后萌芽结束。
图 1 不同光照条件对金光菊“金色风暴”种子萌芽率的
影响
Fig. 1 The effects of different light condition on seeds ger-
mination
表 2 不同温度处理对金光菊“金色风暴”种子萌芽率的影响
Table 2 The effects of different temperature treatment on seeds germination
不同温度处理
Different temperature treatment
萌芽率 /%
Germination rate /%
发芽势 /%
Germination potential /%
发芽天数
Germination day
开始发芽时间 /d
Germinating time /d
15℃ 32. 0b 27. 3 12 3
20℃ 66. 0a 56. 6 12 2
25℃ 66. 7a 55. 2 12 2
图 2 显示了不同温度处理下金光菊“金色风
暴”种子萌芽速度,结果发现,金光菊“金色风暴”
种子在 25℃处理时种子萌芽速度最快,在第 5 天
时萌芽率超过 50 %,同时 5 d 后萌芽速度逐渐趋
于平缓。这说明外界温度保持在 25℃可提高种子
萌芽率,促使种子萌芽速度加快。
2. 4 不同时间赤霉素浸种对种子萌芽的影响
赤霉素能促进细胞的伸长和分裂,在种子发芽
中的主要作用是代替光照和低温打破休眠,催化种
子内贮藏物质的降解,以供胚的生长发育所需[17]。
对不同时间 GA3 浸种处理的种子萌芽率进行
多重比较,结果表明( 表3) ,3 种处理之间种子萌
芽率存在显著差异。处理 6 h 和 24 h 种子在第 2
天开始萌芽,24 h GA3 浸泡处理种子萌芽率、发芽
势最高,达到 66. 7%和 57. 3%。6 h、9 h 和 24 h
GA3 浸泡处理种子分别在 10 d 与 13 d 后萌芽结
束。
图 2 不同温度处理对金光菊“金色风暴”种子萌芽率的
影响
Fig. 2 The effects of different temperature treatment on
seeds germination
555
山 西 农 业 大 学 学 报( 自然科学版) 2014
表 3 不同时间 GA3 浸种对金光菊“金色风暴”种子萌芽率的影响
Table 3 The effects of different GA3 soaking time on seed germination
GA3 浸泡时间
GA3 soaking time
萌芽率 /%
Germination rate /%
发芽势 /%
Germination potential /%
发芽天数
Germination day
开始发芽时间 /d
Germinating time /d
6 h 45. 3c 41. 3 10 2
9 h 64. 0b 52. 0 10 3
24 h 66. 7c 57. 3 13 2
由图 3 可以发现,3 种时间 GA3 浸泡处理种子
萌芽速度差异不大,以 24 h 处理种子萌芽速度最
快,种子萌芽率从第 2 天开始显著提高,7 d后萌芽
率超过 50%,在第 8 天后萌芽速度逐渐趋于平缓。
由此可以看出,200 mg·L -1 GA3 处理 24 h可以有
效提高种子萌芽速度和萌芽率,使种子萌芽相对集
中。
2. 5 不同浓度赤霉素处理对种子萌芽的影响
对不同浓度赤霉素处理的种子萌芽率进行多
重比较,结果见表 4。
由表 4 可以看出,赤霉素虽不能有效提高金光
菊“金色风暴”种子萌芽率,但不同浓度赤霉素
(GA3) 之间对其萌芽影响仍有所差异。赤霉素处
理之间,100 和 400 mg·L -1 GA3 处理的种子萌芽
率差异不显著,赤霉素处理与对照之间均差异显
著,200 mg·L -1 GA3 处理种子萌芽率最高,达到
65. 3%,50 mg·L -1 GA3 处理种子萌芽率最低,
图 3 不同时间 GA3 浸种对金光菊“金色风暴”种子萌
芽率的影响
Fig. 3 The effects of different GA3 soaking time on seeds
germination
仅为 46. 7%。200 mg·L -1 GA3 处理种子萌芽时
间最早,100 mg·L -1发芽势最高,为 46. 6%,种子
在第 9 天萌芽结束。
表 4 不同浓度 GA3 处理对金光菊“金色风暴”种子萌芽率的影响
Table 4 The effects of different GA3 treatment on seeds germination
GA3 浓度 /mg·L -1
Concentration of GA3 /mg·L -1
萌芽率 /%
Germination rate /%
发芽势 /%
Germination potential /%
发芽天数
Germination day
开始发芽时间 /d
Germinating time /d
50 46. 7d 42. 0 8 3
100 52. 0c 46. 6 9 3
200 65. 3a 39. 3 13 2
400 52. 0c 38. 6 11 3
CK 60. 7b 44. 6 13 3
由图 4 可以看出,金光菊“金色风暴”种子
GA3 处理萌芽速度与对照相比均差异不大,以 200
mg·L -1 GA3 处理种子萌芽速度最快,在第 8 天萌
芽率超过 50%,随后萌芽速度逐渐趋于平缓。由
此可见,200 mg·L -1 GA3 处理可略提高种子的萌
芽率,但加快种子萌芽速度的效果不明显。
3 讨论与结论
(1) 一般种子萌发和光线关系不大,无论在黑
暗或光照条件下都能正常进行,但有少数植物的种
子,需要在有光的条件下,才能萌发良好,这类种子
叫需光种子。还有一些植物的种子萌发则为光所
655
34(6) 马迎春等:金光菊“金色风暴”种子萌芽生物学特性研究
图 4 不同浓度 GA3 处理对金光菊“金色风暴”种子萌
芽率的影响
Fig. 4 The effects of different GA3 treatment on seeds ger-
mination
抑制,这类种子称为嫌光种子[18]。该试验发现,金
光菊“金色风暴”在全光照处理下种子萌芽率最
高,且光照条件下种子发芽势最高。这说明在光照
条件下可使种子萌芽相对集中,出苗整齐,但全光
照条件种子萌芽后形态学下端根部发育较弱,因
此,金光菊“金色风暴”在播种或穴盘育苗时种子
应在全光下萌芽 2 ~ 3 d后即为其每日提供 10 ~ 12
h光照,使萌芽的幼苗生长健壮。
(2) 种子萌发过程中的一系列生理生化过程是在
酶的催化下完成的,而酶促反应与温度密切相关,
因此温度也是影响种子萌发的一个重要的外界因
子。本试验显示,20℃和 25℃种子萌芽率差异不
大,以 25℃处理种子萌芽率略高,同时种子在 25℃
时发芽势最高,种子萌芽集中,开始萌芽时间最早,
且萌芽后幼苗叶片嫩绿,长势良好,故生产育苗时
应选用 25℃作为金光菊“金色风暴”种子萌芽所用
外界温度条件。
(3) 赤霉素具有打破种子休眠的作用[19],赤霉
素提高种子萌芽率可能是由于它诱导了种子内 α
-淀粉酶、蛋白酶和其他水解酶的合成,催化种子
内贮藏物质的降解,以供胚的生长[20]。本试验表
明合适的赤霉素浓度与浸种时间均可提高金光菊
“金色风暴”种子的萌芽率。种子经过 24 h浓度为
200 mg·L -1赤霉素浸泡处理后萌芽率最高,且种
子发芽势相对较高,说明浓度为 200 mg·L -1赤霉
素浸泡 24 h可缩短种子萌芽时间,使种子萌芽相
对集中。同时,不同浓度赤霉素处理后种子萌芽效
果也不同,以 200 mg·L -1赤霉素处理种子萌芽率
最高,但与对照相差不大。
参 考 文 献
[1]陈曦,周玉兰,刘志洋.六种宿根花卉抗寒生理指标的比较研究[J].东北农业大学学报,2009,40(9) :21-25.
[2]魏娜,欧小平,董丽. 10 种宿根花卉抗寒性研究初报[J].中国农学通报,2008,24(9) :314-317.
[3]马金贵,郭淑英.唐山地区引种宿根花卉的抗旱性研究[J].安徽农业科学,2008,36(21) :8896-8899.
[4]杨柳青,张冬林.植物生长调节剂对景观农场金光菊矮化与开花的影响[J].湖南农业大学学报( 自然科学版) ,2004,30(6) :549-551.
[5]刘志洋,宫书,陈曦.低温处理对六种宿根花卉根系活力的影响[J].北方园艺,2009(7) :201-203.
[6]刘燕,周慧,方标.园林花卉种子超低温保存研究[J].北京林业大学学报,2001,23(4) :39-44.
[7]杨逢建,张衷华,王文杰.八种菊科外来植物种子形态与生理生化特征的差异[J].生态学报,2007,27(2) :442-449.
[8]贾韵仪,张红星,董庭威.金光菊内酯的全合成研究(2) [J].复旦学报( 自然科学版) ,1993,32(2) :195-200.
[9]贾韵仪,林琦彦,董庭威.金光菊内酯的全合成研究(l) [J].复旦学报( 自然科学版) ,1991,30(1) :44-49.
[10]崔立新.金光菊种植管理技术要点[J].宁夏农林科技,2001(5) :51.
[11]魏湘萍,于晓英,熊旋.模拟酸雨对 4 种地被植物光合特性的影响[J].江苏农业科学,2009(5) :318-319.
[12]马金贵,郭淑英,马雨露.几种宿根花卉种子萌发期耐盐性研究[J].北方园艺,2013(14) :95-97.
[13]杨德.试验设计与分析[M].北京:中国农业出版社,2002:30-31.
[14]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,1999:141-150.
[15]黄学林.种子生理实验手册[M].北京:农业出版社,1990:73-74.
[16]薄伟,杨晓盆.胭脂花种子发芽生物学特性研究[J].山西农业大学学报( 自然科学版) ,2009,29(5) :415-418.
[17]张继澍.植物生理学[M].北京:高等教育出版社,2006:248-249.
[18]宋松泉,程红焱,姜孝成,等.种子生物学[M].北京:科学出版社,2008:240.
[19]Katherine L Adam. Lavender production,products,Markets,and Entertainment farms[J]. NCAT Agriculture Specialist,2004(3) :2.
[20]张瑞麟,李志宏.不同处理对薰衣草种子萌发和扦插生根的影响[J].新疆农业大学学报,2007,30(2) :45-56.
( 编辑:马荣博)
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