全 文 ：文章编号: 1007-0435( 2004) 02-0162-03
He-Ne激光对柱花草种子发芽特性的影响
庄南生, 唐燕琼, 王 英, 高和琼
(华南热带农业大学农学院, 海南 儋州 571737)
Effects of He-Ne Laser on Slylosanthes guianensis Seeds Germination
ZHUANG Nan-sheng, TAN G Yan-qiong , WANG Ying, GAO He-qiong
( Co llege o f Agronom y, South China Univer sity of T ropical Agr icult ur e, Danzhou, Hainan Province 571737, China )
柱花草属( Sly losanthes)约有 50个种或亚种, 大
多原产南美洲。柱花草具有适应性广、抗病性强、耐旱、
耐酸瘠土、饲草产量及营养价值高等特点,是热带、亚
热带地区栽培面积最大的豆科优良牧草。到目前为止,
我国热带豆科牧草中柱花草属已占 80%以上,成为我
国热带、亚热带地区建立人工草地, 发展畜牧业, 幼龄
胶园、果园覆盖的重要热带牧草。
激光作为新型的生物学研究工具, 已被广泛地应
用于生物刺激、诱变育种等研究中。对小麦、水稻、油菜
等几十种作物进行照射,能提高种子活力, 促进苗期生
长、早熟高产、并提高植物的抗逆性。目前, 有关激光辐
射对柱花草种子生物学效应的研究尚未见报道, 本研
究以热研 2号柱花草为材料,探讨 He-Ne激光照射对
其种子萌发与幼苗生长的生物学效应, 以期为柱花草
的栽培生产及辐射育种等提供实验依据。
1 材料与方法
1. 1 热研 2 号柱花草 ( S ly osanthes guianensis cv .
Reyan Ⅱ)种子由中国热带农业科学院牧草研究中心
提供。本项目的起止日期为 2003年 3月～6月。
1. 2 HJ-1B型氦氖激光器(南京激光仪器厂) , 输出功
率 1. 2 mW,波长 632. 8 nm,光斑直径 1. 3 mm, 功率
密度 90. 45 mW/ cm 2。
1. 3 用 He-Ne 激光垂直照射种子,受处理种子距光
源 10 cm。先将干种子置于 85℃热水 3 min,然后于常
温的水中浸种 12 h, 再进行 He-Ne 激光照射。
1. 4 对种子的照射时间设置 0 s(对照)、10 s、20 s、
30 s、40 s和 50 s等 6个处理, 各重复 3次,每次 50粒
种子。照射后的种子置于垫有 2张湿滤纸的培养皿中
在 25℃下暗培养,适时喷水保持湿度。第 2 d统计发芽
势,第 4 d 统计发芽率, 测量胚根长,然后进行盆栽, 至
25 d,每处理随机抽取 10株测量株高及根长。
1. 5 统计分析方法
采用SAS 统计分析软件进行分析, 其中发芽势和
发芽率先作角度值转换再进行分析。
2 结果与分析
2. 1 激光对发芽势的影响
图 1为激光照射后不同处理种子每天发芽数的比
较。由图1可看出,激光对柱花草种子的萌发具有促进
或抑制的作用,照射时间为 40 s、20 s、10 s 和 30 s 时
能明显促进种子的萌发,提高种子的萌发速度, 而照射
时间为 50 s时种子的萌发受到抑制。
图 1 照射时间对种子发芽速度的影响
Fig. 1 Ef fect of germination speed between
dif ferent lengths of irradiation time
收稿日期: 2003-07-24; 修回日期: 2004-01-10
作者简介: 庄南生( 1962-) ,男,博士,主要从事作物遗传育种方面的研究
第 12卷 第 2期 草 地 学 报 2004年 6 月
Vo l. 12 No. 2 ACT A AGRESTIA SIN ICA Jane 2004
对各处理的种子发芽势进行了 LSD多重比较测
验(表 1) , 结果表明: 40 s、20 s、30 s和 10 s的处理与
对照及 50 s处理的差异达极显著水平, 其中以 40 s时
的发芽势最高; 而 50 s 处理的发芽势低于对照, 但差
异不显著。
表 1 不同照射时间柱花草种子发芽势 LSD 测验
Table 1 LSD test of germinative energy of
dif f erent lengths of irradiation time
辐照时间
length of irradiation
t ime( Sec)
发芽势
germin at ive energy
( % )
差异显著性
not iceable diff erence
= 5% = 1%
40 s 34. 67 a A
20 s 26. 00 a A
10 s 25. 33 a A
30 s 24. 67 a A
0 s 6. 67 b B
50 s 2. 67 b B
2. 2 激光对发芽率的影响
由表 2可知, 照射时间为 10 s、20 s、30 s、40 s 时
种子的发芽率明显提高(比对照高出 9%～27% ) , 其
中40 s、20 s和 30 s的处理发芽率极显著高于对照,而
以 40 s时的发芽率最高。当处理时间为 50 s 时,发芽
率受到抑制。
表 2 不同照射时间柱花草种子发芽率 LSD 测验
Table 2 LSD test of germinative percentage of
dif ferent length of irradiation time
辐照时间
length of irradiation
t ime( Sec)
发芽率
germinative
percentage( % )
差异显著性
not iceable diff erence
= 5% = 1%
40 s 84. 67 a A
20 s 82. 00 a A
30 s 79. 33 a A
10 s 66. 67 ab AB
0 s 57. 33 b B
50 s 52. 67 b B
2. 3 激光对胚根生长的影响
由表 3可知, 一定量的激光照射对胚根的生长具
有促进作用, 其中照射时间为 20 s时,对胚根的促长
显著高于对照及 10 s的处理。而照射时间为 10 s 时,
胚根的生长受到抑制, 但与对照相比差异不显著。
2. 4 激光对幼苗株高的影响
对栽于盆中生长 25d 的各处理幼苗株高进行了
Duncan多重比较测验, 结果见表 4。
表 3 不同照射时间柱花草种子胚根生长 LSD 测验
Table 3 LSD test of radicle length of dif ferent
lengths of irradiation time
照射时间
length of irradiation
t ime(S ec)
平均胚根长
mean length of
radicle( cm)
差异显著性
dif ference s ignif icance
= 5% = 1%
20 s 2. 63 a A
40 s 2. 55 ab A
30 s 2. 54 ab A
50 s 2. 44 ab A
0 s 2. 39 b A
10 s 2. 34 b A
表 4 不同光照时间幼苗株高 Duncan 测验
Table 4 LSD test of seedling height of dif f erent
lengths of irradiation time
照射时间
length of irradiation
t ime(S ec)
平均株高
mean seedl ing
height ( cm )
差异显著性
not iceable diff erence
= 5% = 1%
40 s 7. 7833 a A
30 s 7. 0867 b B
0 s 6. 9017 b B
50 s 6. 8833 b B
10 s 6. 8050 b B
20 s 6. 5733 b B
由表 4可见, 激光照射种子 40 s时对幼苗株高的
生长有促进作用, 该处理的株高极显著高于对照及其它
处理的株高。而其它处理与对照间的株高差异不显著。
2. 5 激光对根长的影响
表 5 为盆栽 25d 后不同处理的幼苗根长 Duncan
多重比较测验的结果。由表5可见,激光照射种子对幼
苗根长的影响既有促进作用,也存在着抑制作用,照射
时间为 30 s、40 s和 10 s 时, 对幼苗根长具有促进作
用,其中 30 s 和 40 s的处理根长极显著高于对照及
20 s和 50 s的处理; 10 s的处理根长极显著高于 20 s
的处理。照射时间为 20 s时对幼苗根长有抑制作用,
但未达显著水平。
表 5 不同光照射时间幼苗根长 Duncan测验
Table 5 Duncan test of root length of dif ferent
lengths of irradiation time
照射时间
length of irradiation
t ime(S ec)
平均根长
mean root length
( cm)
差异显著性
not iceable diff erence
= 5% = 1%
30 s 5. 0900 a A
40 s 4. 9783 a A
10 s 4. 3767 ab AB
0 s 3. 9217 bc BC
50 s 3. 9133 bc BC
20 s 3. 4783 c C
163第 2期 庄南生等: He-Ne激光对柱花草种子发芽特性的影响
3 讨论
已有报道, 激光作用可使生物膜的通透性、流动
性、酶活性、可溶性蛋白含量、电解质漏渗等发生变化,
从而对生物产生促长或抑制作用。本试验结果表明, 适
宜时间的 He-Ne激光照射柱花草种子后,可提高其发
芽势、发芽率,促进胚根及幼苗的生长。从发芽势、发芽
率、胚根生长及幼苗的株高和根长等不同指标综合考
虑,在本研究试验条件下,以激光照射种子 40 s 的促
长效果较为理想。
本试验中我们注意到, 照射时间低于 30 s 的处
理,激光对种子生长的各个阶段的影响是不同的, 如
10 s和 20 s 的处理, 对种子发芽势和发芽率均有促进
作用, 对初生胚根的生长(萌发的第 4天测量根长)则
表现为 10 s 时有抑制作用, 20 s时有显著促进作用;
而对盆栽后幼苗根长(盆栽后 25 d测量根长)的影响
则相反, 10 s时有促长作用, 20 s时有抑制作用。植物
生长的不同阶段,参与酶促反应的酶的种类和数量是
不同的。激光作用可以改变酶的活性,但短时间照射的
激光作用,可能在被改变活性的酶的种类和数量上存
在着差异,其机理尚有待进一步研究。
在本研究中, 当激光照射柱花草种子达 50 s时,
种子萌发及幼苗生长均受到不同程度的抑制作用, 但
与对照的差异未达显著水平, 我们曾对其胚根细胞进
行染色体观察,也未见有染色体畸变的现象。这说明,
在本研究采用的照射时间内( 0～50 s) , He-Ne激光照
射柱花草种子的生物学效应主要为刺激效应,表现为
促长或抑制作用。因此,如要产生诱变效应,尚需增大
激光照射的剂量或延长照射的时间。
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需要, 中国草学会与化学工业出版社联合组织国内草
学界较有影响和造诣的草业专家、学者,编纂出版了
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出版社近年来出版的 6本草业书籍,共计 15本, 构成
草业系列图书。该系列图书理论与实践相结合, 深入浅
出,实用性和可读性强,代表了目前我国草业科学发展
的水平,也基本上反映了国外同领域的研究水平,是编
著者多年研究成果的结晶, 也是近年来我国草学界出
版的一套层次较高、内容充实、系列完善的图书。本系
列图书适合草业、农业、林业、环境、畜牧、水土保持、资
源管理等部门的科技人员、管理人员和领导干部阅读
使用, 也可作为高等院校的教师和学生的参考书和辅
助教材。
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价 28 元)、《牧草病虫鼠害防治技术》(估计定价 42
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科学与技术》(定价 36元)、《中国牧草手册》(定价 56
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联系人: 化学工业出版社
地 址: 北京市朝阳区惠新里 3号
邮 编: 100029
电 话: 010- 64982503
邮 箱: fx b @ cip. Com. cn
联系人: 中国草学会肖老师、朱老师
地 址: 北京市海淀区圆明园西路 2号
中国草学会(中国农大院内)
邮 编: 100094
电 话: 010- 62892799
164 草 地 学 报 第 12卷