全 文 ：植物生理学通讯 第 45卷 第 3期，2009年 3月270
收稿 2008-11-03 修定 　2008-12-05
资助 北京市科技计划(D0 706020 088070 1)、河北省科技攻
关项目(0 3 2 7 6 4 0 8 D -4 )和重大基础研究前期研究专项
(20 04CCA0120 0)。
* 通讯作者(E -ma i l : yh gu o @ca u . edu .cn ; T el : 0 1 0 -
6 2 7 3 2 5 5 6 )。
低温层积与外源GA3对肉苁蓉种子萌发及其内源GA和ABA含量的影响
陈庆亮 1,2, 王华磊 2, 王志芬 1, 单成钢 1, 翟志席 2, 郭玉海 2,*
1山东省农业科学院原子能农业应用研究所, 济南 250100; 2中国农业大学农学与生物技术学院中药材研究中心, 北京 100193
提要: 研究低温层积对肉苁蓉种子胚率、内源赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)含量以及外源赤霉素(GA3)对低温层积不同时间
种子萌发率影响的结果表明: 低温层积可以提高种子的胚率及其GA的含量, 降低其ABA含量; 层积120~150 d的肉苁蓉种
子经外源GA3处理后, 其萌发率可以达到 70％以上; 层积 120 d是外源GA3促进种子萌发的临界点。
关键词: 肉苁蓉; 低温层积; 种子萌发; 赤霉素(GA); 脱落酸(ABA)
Effects of Cold Stratification and Exogenous Gibberellic Acid (GA3) on Seed
Germination and Contents of Endogenous Gibberellins (GAs) and Abscisic Acid
(ABA) in Cistanche deserticola Y. C. Ma
CHEN Qing-Liang1,2, WANG Hua-Lei2, WANG Zhi-Fen1, SHAN Cheng-Gang1, ZHAI Zhi-Xi2, GUO Yu-Hai2,*
1Institute for Application of Atomic Energy in Agriculture, Shandong Academy of Agricultural Sciences, Jinan 250100, China;
2Chinese Medicinal Herbs Research Center, College of Agronomy and Biotechnology, China Agricultural University, Beijing
100193, China
Abstract: The effects of cold stratification on embryo ratio and contents of endogenous GA and ABA in the
seeds of Cistanche deserticola were investigated, and the effects of exogenous GA3 on the germination rate of
C. desertcola seeds at different stages of cold stratification were also studied. The results indicated that cold
stratification increased the embryo ratio and the contents of GAs, but reduced the content of ABA in the seeds
of C. deserticola. The germination rate of C. desertcola seeds stratified for 120 to 150 d were more than 70%
with the treatment of exogenous GA3. The critical point of C.desertcola seeds germination rate was in 120 d
after cold stratification with the treatment of exogenous GA3.
Key words: Cistanche deserticola; cold stratification; seed germination; GA; ABA
肉苁蓉是列当科多年生根专性寄生植物, 其种
子只有在寄主根分泌物刺激下才能萌发(李天然等
1989)。近年来, 有关打破肉苁蓉种子休眠的研究
报道较多(马东明等 2005; 王华磊等 2006; 乔学义
等2007), 如低温层积和赤霉素(gibberellic acid, GA3)
都对打破肉苁蓉种子休眠有一定的作用(牛东玲等
2006; 盛晋华等 2006a)。但低温层积促进肉苁蓉
种子萌发的机制还不清楚。为此, 本文探讨低温层
积和GA3对肉苁蓉种子萌发和胚率的影响并测定内
源激素含量的变化, 以期为寄生植物种子萌发的研
究提供参考。
材料与方法
成熟肉苁蓉(Cistanche deserticola Y. C. Ma)种
子采自2006年内蒙古阿拉善盟肉苁蓉种植基地, 寄
主为梭梭[Haloxylon ammodendron (C. A. Mey.)
Bunge], 挑选直径大于 0.7 mm种子, 晒干后装入纱
布袋内, 埋入含水量 4% (W/W)的湿沙里, 置于5 ℃
冰箱中。层积的种子每 15 d随机取样 100粒测定
种子胚率(胚占种子长度的比例) (盛晋华等2006b)。
以室温存贮种子为对照。
作GA3处理时, 取 30粒种子均匀置于已经消
毒的、内衬 2层滤纸的培养皿中, 分别加入 6 mL
不同浓度 GA3 (50、100 mg·L-1)处理 30粒种子。
等体积无菌水处理为对照。
测定发芽率的种子经表面消毒后, 或经GA3处
理。封口膜封住, 铝箔包住置于(25±2) ℃培养箱
里。所有实验至少3个重复。体视显微镜(Olympus
植物生理学通讯 第 45卷 第 3期，2009年 3月 271
SZH10, Japan)检查种胚。
测定赤霉素(GA)和ABA含量时: 称取 15份
0.2 g种子分别装入纱布袋里, 用上述层积方法置于
5 ℃冰箱, 每 30 d取出 3个纱布袋用液氮冷却 15
min, 置于低温冰箱里备用。按照中国农业大学化
控中心的酶联免疫方法测定。
实验结果
1 低温层积对肉苁蓉种子胚率的影响
从图 1可知, 随着层积时间延伸, 肉苁蓉种子
胚率逐渐增加, 与 0 d层积的种子胚率差异显著。
层积 60 d后, 胚率起伏变化, 差异不显著。
2 GA3对低温层积肉苁蓉种子萌发率的影响
未经GA3处理的, 无论其层积时间多长, 种子
均未萌发。采用浓度为 50 mg·L-1的GA3处理层积
不同时间的种子, 结果发现, 层积 0~30 d的种子未
萌发; 层积延长至60~90 d时, 种子萌发率达到11%
左右; 层积至 120~150 d时的萌发率可提高到 70%
以上。而采用浓度为 100 mg·L-1的GA3处理种子
的萌发率与 50 mg·L-1浓度的萌发率之间无显著差
异(图 2 )。
3 低温层积对肉苁蓉种子内源激素ABA和GA含
量的影响
ABA含量随着层积时间的增加而逐渐减少。
从图 3可知, 层积 0~30 d种子的ABA含量从 202.6
ng·g-1 (干重, DW)迅速下降到 73.0 ng·g-1 (DW); 层
积 30~90 d的ABA含量下降缓慢, 层积 120~150 d
图 2 GA3对层积不同时间肉苁蓉种子萌发的影响
Fig.2 Effect of GA3 on the germination of C. deserticola
seeds stratified for different time
图 3 低温层积对内源GA和ABA含量的影响
Fig.3 Effects of cold stratification on contents of endog-
enous GA and ABA in C. deserticola
的ABA含量稳定于 32 ng·g-1 (DW)左右, 是层积前
的 0.14倍, 与层积 60 d的ABA含量有显著差异。
此外, 随着层积时间的延长种子内源GA含量
逐渐增加。层积 0~120 d的种子中GA含量逐渐
增加, 层积 120~150 d的GA含量稳定于 63.8 ng·g-1
(DW), 为层积 0 d种子的 1.5倍, 与层积 90 d的GA
含量有显著差异(图 3)。
讨　　论
盛晋华等(2006a, b)曾报道, 低温层积引起肉
苁蓉种子中激素变化和胚率增加。牛东玲等
(2006)用GA3处理低温层积60 d的肉苁蓉种子萌发
率可达 13.3%。本文中肉苁蓉种子层积时间延长
到 120~150 d时, 以GA3处理的种子萌发率均大于
图 1 层积对肉苁蓉种子胚率的影响
Fig.1 Effect of cold stratification on embryo ratio of C.
deserticola seeds
不同小写字母表示经 LSD 测验达 0.05 显著水平, 下同。
植物生理学通讯 第 45卷 第 3期，2009年 3月272
70%。因此认为合适的低温层积时间(120 d以上)
应与GA3处理结合起来, 才能有效打破肉苁蓉种子
休眠。
一般认为种子中ABA含量高有利于种子休眠,
GA含量高则促进种子萌发(Wareing和 Saunders
1971)。向日葵和皱叶烟草种子的萌发试验结果也
证实了这一观点(Le Page-Degivry等 1996; Grappin
等 2000)。最近, 有报道在模式植物拟南芥GA3和
ABA的突变体中, 发现拟南芥种子萌发也符合激素
调控理论(Yamaguchi等 2007)。本文结果与这些
文献报道相似, 低温层积提高肉苁蓉种子GA含量
同时降低ABA含量, 但与管花肉苁蓉种子中ABA含
量下降, IAA含量升高促进种子萌发的结果(杨重军
等 2007)不尽相同。IAA含量在肉苁蓉种子萌发过
程中没有规律性变化。引起这种差异的原因可能
是: (1)因为促进种子萌发的处理剂和处理方式不同,
导至试验结果的不同。管花肉苁蓉种子首先采用
乙酰胆碱处理, 随后低温层积; 肉苁蓉种子是先层
积, 后用GA3处理。(2)也可能管花肉苁蓉和肉苁蓉
种子萌发机制不同的缘故。
另据报道, 根专性寄生植物列当和独角金种子
萌发需要合适的环境条件, 如温度和湿度条件适宜
时, 暗培养 1周左右, 同时以合适的物质处理种子
后才能萌发(宋文坚等 2 0 0 5 ; S o n g 等 2 0 0 6 ;
Kusumoto等 2006)。本文结果与之相似, 肉苁蓉种
子也需要先经过低温层积, 再以 GA3处理才能萌
发。至于GA3调控种子萌发的机制尚待进一步研
究。
参考文献
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