全 文 ：第 17 卷 第 2 期
Vol. 17 No . 2
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2009 年 3 月
Mar . 2009
促进马蔺种子萌发的前处理方法探讨(简报)
王永春1 , 孙 群1* , 丁自勉2, 王建华1 , 孙宝启1
( 1. 中国农业大学农学与生物技术学院植物遗传与育种系/ 农业部基因组学与遗传改良重点实验室/北京市作物遗
传改良重点实验室, 北京 100193; 2.中国医学科学院中国协和医科大学药用植物研究所, 北京 100193)
关键词:马蔺; 休眠;层积
中图分类号: Q945. 65 文献标识码: A 文章编号: 10070435( 2009) 02026403
Study on the Suitable Pretreatment for Seed Germination of Iris
( Ir is lactea Pall. var. chinensis ( Fisch. ) Koidz)
WANG Yongchun1 , SUN Qun1* , DING Zimian2 , WANG Jianhua1 , SU N Baoqi1
( 1. Department of Plant Genet ics and Breeding, C ol lege of Agronomy and Biotechn ology/ Key Laboratory of C rop
Genomics and Genet ic Impr ovemen t of M inist ry of Ag riculture/ Beijin g Key Laboratory of Crop Genet ic Im provement ,
Chin a Agricul tu ral Un iversi ty, Beijin g 100193, China; 2. Inst itute of Medicinal Plant Developm ent , Chin ese Academy
of M edical Sciences & Pekin g U nion M edical College, Beijin g 100193, China)
Key words: I r i s lactea Pal l. var. chinensis ( Fish) Koidz ; Do rmancy ; St rat ificat ion
马蔺( I ri s lactea Pall. var. chinensi s ( Fisch. )
Koidz)别名马莲、马兰、马兰花, 是鸢尾科鸢尾属多
年生宿根草本植物, 根、花、种子均可入药 [ 1]。该种
分布于内蒙古、宁夏、青海、西藏等 20多个省区, 生
长于荒地路旁、山坡草丛、盐碱草甸中, 耐盐碱,耐践
踏,根系发达,可用于水土保持,盐碱地、工业废弃地
改造和园林绿化等[ 2, 3]。马蔺种子具有很深的休
眠,在人工栽培过程中,存在着当年播种出苗率低的
现象, 次年出苗率也不足 30% [ 4]。关于破除马蔺种
子休眠的研究报道很多, 但是最终发芽率均不高 [ 5] ,
或者虽然得到了较高萌发率,但需要时间较长[ 6] , 李
苗等 [ 5]通过物理、药剂以及低温层积处理的单一或
综合处理方法处理马蔺种子, 得到的最高发芽率为
14% ,郭瑛等[ 6]对马蔺自然萌发试验表明其种子播
种经过 10个月的发芽率才达到 73%, 李志武 [ 4] 等
研究发现,拌雪埋藏 30 d可使马蔺种子的发芽率达
到 83% ~ 87%,但该处理方法只在常年积雪的地区
才具有实际意义。为了有效地破除马蔺种子休眠,
促进其迅速、整齐地萌发, 本文比较了机械破除种
皮、酸蚀、层积等处理效果, 探索可促进马蔺种子萌
发的前处理方法。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
供试马蔺种子于 2007年 9月采自甘肃(省)张
掖市,千粒重约为 28. 3 g。挑选籽粒完整和大小均
一(直径> 2. 5 mm)的种子进行实验。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 生活力测定 根据 IST A 种子生活力的生
物化学测定方法[ 7] , 种子在 25 条件下浸泡24 h
后,用单面刀片小心地剥离得到完整种胚, 浸泡于
0. 1% TT C ( 2, 3, 5氯 化 三 苯 基 四 氮 唑, 用
0. 05 mol/ L、pH= 7. 0的磷酸缓冲液配制)中,置于
38 烘箱( DHG9070A) , 黑暗条件下保持 6 h 后,
取出观察其染色情况, 计算染色率。
1. 2. 2 机械破种皮处理 在不伤及种胚的前提下,
用单面刀片切去种脐对面部位的部分种皮及胚乳,
露出胚乳组织,且从切口处看不到种胚。
1. 2. 3 浓 H 2SO 4破种皮处理 将马蔺种子用过量
收稿日期: 20081029;修回日期: 20081229
基金项目:国家科技攻关课题( 2001BA701A59) 和国家科技支撑计划( 2006BA106A15)
作者简介:王永春( 1982 ) ,江苏盐城人,硕士研究生,研究方向为药用植物种子生物学; * 通讯作者 Author for correspon dence, Email: s q
cau@ 126. com
第 2期 王永春等:促进马蔺种子萌发的前处理方法探讨(简报)
浓硫酸浸泡 20、40、60、80、100 min, 取出后在清水
中不断漂洗,直至无硫酸味、种子表面无破碎种皮,
然后将种子晾干备用。
1. 2. 4 层积处理 沙子过 80目筛,洗净, 140 烘
干 8 h,取出加水至手捏成团不裂开、不滴水时, 按
照 13 比例混合。分别置于 25 、4 以及 20
( 12h) / 10 ( 12 h)温度下层积 30 d,期间经常淋水
保持沙子湿润。
1. 2. 5 发芽实验 种子萌发前用 3. 0% NaClO 浸
泡 15 min进行消毒处理。随机挑选 50粒种子置于
垫有两层浸润发芽纸的塑料发芽盒 ( 11. 8 cm
11. 8 cm)中,每个处理重复 3 次, 温度设置为 30
( 8 h) / 20 ( 16 h ) [ 8] , 黑暗, 置于培养箱 ( GXZ
300B)进行发芽实验, 30 d后统计发芽率,测量苗长
和根长,根据以下公式计算发芽指数。
发芽指数= ( Gt / Dt)
Gt :第 t 天的发芽数; Dt: 相应的发芽天数。
种子在萌发期间, 发霉种子随时挑出, 30 d 后
统计发霉率(该指标于浓硫酸处理之后的发芽试验
检测。其他方法处理经消毒之后发芽期间的发霉现
象忽略不计)。
1. 2. 6 数据分析 使用 SPSS 13. 0软件检验差异
显著性。
2 结果与分析
2. 1 种胚生活力
成熟马蔺种子胚为小圆棒状, 所占比例不及种
子体积的 5%。经 T T C染色, 当年采收的新种子染
色率可达 95. 5%,种子活力较高。粗端靠近种脐部
位,在萌发时需要伸出种皮, 染色较深, 而尖端伸入
胚乳内部末端部位,染色较浅。但未经处理的马蔺
种子萌发率低,变温条件下 30 d.发芽率只有6. 7%,
60 d发芽率也只有40. 5% (表 3) ,说明马蔺种子存
在很强休眠。
2. 2 浓硫酸处理对种子发芽的影响
马蔺种子胚乳组织致密, 对种胚生长具有一定
束缚性。从表 1可见, 浓硫酸处理后可显著地提高
马蔺种子的发芽率,以处理40 min效果最好, 30 d内
的发芽率可达到 70. 7%, 而且发芽指数、根长和苗
长等指标均显著高于其它处理时间( P< 0. 05)。延
长时间虽然可获得同样的发芽率, 但随着处理时间
延长种子的霉变现象越来越严重, 而且处理时间达
到 60 m in 时,根长显著下降( P< 0. 05) , 处理时间
达到 100 min时苗长显著下降( P< 0. 05)。总的来
说用浓硫酸破除马蔺种子休眠性的最适处理时间为
40 m in。
表 1 不同浓硫酸处理时间对马蔺种子萌发的影响
T able 1 The influence o f concentr ated sulfuric acid on Ir is seeds germination
处理时间( min)
T reatment t ime
发芽率( % )
Germinat ion rate
发霉率( % )
Mildew rate
苗长( cm )
S eedling len gth
根长( cm)
Root length
发芽指数
Germinat ion idex
0( CK) 6. 7c 0. 0e 1. 03c 0. 97c 0. 29d
20 44. 7b 2. 3d 1. 98ab 2. 97a 2. 54c
40 70. 7a 8. 7c 1. 70a 2. 58a 4. 89a
60 60. 7a 14. 0b 1. 77ab 1. 39b 3. 24bc
80 68. 7a 18. 3b 1. 58ab 1. 47b 3. 46b
100 64. 7a 24. 3a 1. 26b 1. 20b 2. 91bc
注:同列不同字母表示 0. 05水平显著性差异,下同
Note: Mean s with dif feren t let ters in the same column ar e signif icant ly dif f erent at th e 0. 05 level , th e same as b elow
2. 3 层积处理对于马蔺种子发芽的影响
从表 2可见, 层积处理在一定程度上可以显著
提高马蔺种子的萌发率( P< 0. 05) ,但是不同温度
层积之间具有较大差异, 在 4 、20 ( 12h ) / 10
( 12 h)变温条件下层积 30 d 马蔺种子萌发率只有
25%左右, 25 条件下层积 30 d的萌发率可以达到
71. 3%,发芽指数为 6. 08, 均显著高于低温以及变
温层积( P< 0. 05)。
2. 4 综合比较
从表 3可知, 不同处理方法对打破马蔺种子的
休眠性具有一定促进作用,其萌发率均显著高于对
照( P< 0. 05) ,机械切破种皮和胚乳,种子萌发率虽
然在 60 d时达到 88%, 是所有处理中最高的,但其
发芽指数显著低于其它处理( P< 0. 05) , 苗长和根
长甚至低于对照。30 d时层积处理与浓硫酸处理
40 m in的发芽率之间无显著差异, 但层积处理之后
苗壮且整齐度较高,明显好于浓硫酸处理、机械破种
皮和对照,而且浓硫酸处理过的种子在萌发过程中
长霉情况较为严重, 而层积过的种子则无此问题。
但是 25 条件下层积 30 d并没有完全破除马蔺种
子的休眠特性,在 60 d时其萌发率还有少量增加。
265
草 地 学 报 第 17卷
表 2 层积处理对马蔺种子萌发的影响
Table 2 T he influence of str at ification on Iris seed germination
层积温度
St rat ifi cat ion temp eratu re
发芽率( % )
Germination rate
苗长( cm)
Seedling length
根长( cm)
Root length
发芽指数
Germinat ion idex
未层积 CK
N o st rat ificat ion
6. 7c 1. 03c 0. 97c 0. 29c
4 25. 7b 1. 70 b 2. 58b 1. 25b
25 71. 3a 4. 61 a 5. 25a 6. 08a
20 / 10 21. 5b 2. 10 b 2. 49b 1. 21b
表 3 不同前处理方法对马蔺种子发芽的综合比较
Table 3 The comparison among different pretreatment on Ir is seed germination
前处理方法
T he m ethod of
pr e tr eatm ent
不同时间的发芽率 ( % )
T he germination rate at diff erent days
10 d 20 d 30 d 60 d
苗长( cm)
Seedling length
根长( cm)
Root length
发芽指数
Germinat ion idex
CK 0d 1. 3d 6. 7c 40. 5c 1. 03c 0. 97c 0. 29d
浓硫酸 40 min 36. 0b 57. 3b 70. 7a 79. 3b 1. 70b 2. 58b 4. 89b
C on cen trated
sulfuric acid tr eatm ent ( 40 min)
切破种皮
Removal some seed coat
3. 5c 36. 0c 52. 7b 88. 0a 0. 67d 1. 09c 2. 93c
高温层积( 25 )
High temperature stratification (25 )
50. 7a 68. 3a 71. 3a 74. 7b 4. 61a 5. 25a 6. 08a
注:苗长,根长以及发芽指数均是测定萌发 30 d的数据
Note: T he data of seedlin g lon gth , reot length and germinat ion idex w ere m easured af ter 30 d germ anat ion
3 讨论
马蔺种子具有很深的休眠特性, 未经处理的种
子萌发率低,在 30 d内的发芽结果只有 6. 7% ,即使
萌发 60 d,其发芽率也仅为 40. 5% ,因此在播种前,
马蔺种子应先经一定处理催芽,否则会有出苗不齐,
缺苗等不良结果。有关破除马蔺种子休眠性的前人
研究结果均不甚理想 [ 4~ 6] , 本试验结果可为破除马
蔺休眠性提供参考。
本研究结果表明高温层积 ( 25 ) 30 d可显著
促进马蔺种子的发芽率, 且较其他处理方法可迅速
整齐地发芽,是较为适宜的前处理方法。层积处理
过程是在湿润的环境下缓慢吸胀,没有浓硫酸处理
与破种皮处理激烈, 在萌发期间,幼苗的长势明显壮
于其他处理方式。如果在播种前种子未经层积处
理,浓硫酸处理 40 m in 亦可作为一种替代选择, 在
30 d内可达到 70. 7%的发芽率。但浓硫酸处理存
在严重的问题, 种子处理之后易发霉 [ 9] ,因此在播种
之前必须经过严格的消毒处理。
直接用刀片切除部分种皮及胚乳组织, 也可以
提高种子的萌发率, 在 60 d的萌发时间里种子萌发
率可达88%, 与种子T T C染色结果 95. 5%相近, 可
能因为马蔺种皮和胚乳对种子萌发具有一定束缚作用。
孙跃春 [ 10]用 40%NaOH 在温度 32 条件下处
理 20 h,再经 7 预冷处理 40 d,在 30 ( 8 h) / 20
( 16 h)变温,黑暗条件下 14 d 发芽率可达 81. 5%,
是现阶段破除马蔺种子休眠性最高的发芽结果。但
结合本试验,马蔺种子经过化学药剂处理后,即使种
子经过消毒处理在萌发期间仍有严重的腐烂、发霉
现象,且随着处理时间的延长, 腐烂、发霉现象加重
的结果在其研究中并未提及。
参考文献
[ 1] 陈瑛. 实用中药种子技术手册[ M ] . 北京: 人民卫生出版社,
1999. 120121
[ 2] 王亚娟. 护坡植物马蔺的生物学特性及应用前景[ J] . 水土保
持科技情报. 2005, ( 4) : 2931
[ 3] 张德魁. 马蔺的特性研究进展与开发利用[ J] . 草原与草坪.
2006, ( 3) : 710
[ 4] 李志武,顾宇书,丁跃峰,等. 打破马蔺种子深度休眠及播种技
术的研究[ J] . 防护林科技. 2007, ( 1) : 1819
[ 5] 李苗,宋玉霞,郑国琦. 马蔺种子休眠和萌发的初步研究 [ J ] .
农业科学研究. 2005, 26( 3) : 7578
[ 6] 郭瑛,高亦珂. 马蔺种子自然萌发特性及其休眠原因初探[ J ] .
种子. 2006, 25( 7) : 7072
[ 7] 国际种子检验协会( IST A)编, 农业部全国农作物种子质量监
督检测中心和浙江大学种子科学中心译. 1996国际种子检验
规程[ M ] . 北京: 中国农业出版社, 1998. 1820
[ 8] 颜启传. 种子学[ M ] . 北京: 中国农业出版社, 2001. 4549
[ 9] 张恩和,陈小莉,方子森,等. 野生羌活种子休眠机理及破除休
眠技术研究[ J] . 草地学报. 2007, 15( 6) : 509514
[ 10] 孙跃春. 马蔺种子休眠解除技术与适宜萌发条件研究[ D] : [学
位论文] . 北京:中国农业大学, 2004
(责任编辑 李 扬)
266