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Effects of different soaking treatments on seed germination and seedling growth of Platycodon grandiflorum

不同浸种处理对桔梗种子萌发和幼苗生长的影响



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 4 期 2013 年 2 月

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不同浸种处理对桔梗种子萌发和幼苗生长的影响
谭玲玲 1,胡正海 2*
1. 青岛农业大学生命科学学院 山东省高校植物生物技术重点实验室,山东 青岛 266109
2. 西北大学生命科学学院,陕西 西安 710069
摘 要:目的 研究不同质量浓度的 KNO3、KMnO4、H2O2、GA3以及蒸馏水浸种不同时间,对桔梗种子萌发及幼苗生长的
影响。方法 采用双层滤纸培养法,在 25 ℃恒温,12 h 光照的光照培养箱中将浸种后的种子进行培养,观察记录种子的发
芽势、发芽率、发芽指数及幼苗的根长和苗高,并对数据进行统计分析。结果 0.150 g/L GA3浸种 24 h 是打破桔梗种子休
眠、促进桔梗种子萌发和幼苗生长的最佳浸种处理方法;此外,5 mg/mL KNO3浸种处理 12 h 也是有效的浸种处理方法。结
论 筛选出桔梗种子萌发的最适浸种试剂及浸种时间,对桔梗的种子育苗及人工栽培具有重要指导意义。
关键词:桔梗;浸种处理;种子萌发;幼苗生长;种子休眠
中图分类号:R282.3 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2013)04 - 0468 - 05
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2013.04.019
Effects of different soaking treatments on seed germination and seedling growth
of Platycodon grandiflorum
TAN Ling-ling1, HU Zheng-hai2
1. Key Laboratory of Plant Biotechnology in Universities of Shandong Province/College of Life Science, Qingdao Agricultural
University, Qingdao 266109, China
2. College of Life Science, Northwest University, Xi’an 710069, China
Abstract: Objective To investigate the effects of different soaking treatments by KNO3, KMnO4, H2O2, GA3, and distilled water for
different times on seed germination and seedling growth of Platycodon grandiflorum. Methods Adopting a double-layer filter paper
culture method, the seeds were cultured in the 12 h illumination light incubator at 25 ℃, and the germination energy, germination
percentage, germination index of the seeds, and the root length and the shoot height of the seedling were recorded. Then the data were
analyzed. Results The best soaking treatment to break seed dormancy, promote the seed germination, and improve the seedling
growth of P. grandiflorum was with 0.150 g/L GA3 for 24 h. In addition, another effective soaking treatment is using 0.005 g/mL
KNO3 for 12 h. Conclusion The appropriate soaking reagent and time for the seed germination of P. grandiflorum are obtained,
which could provide the guidance for seedling and artificial cultivating P. grandiflorum.
Key words: Platycodon grandiflorum (Jacq.) A. DC.; soaking treatment; seed germination; seedling growth; seed dormancy

桔梗 Platycodon grandiflorum (Jacq.) A. DC. 为
桔梗科(Campanulaceae)桔梗属 Platycodon 多年生
草本植物,以根入药,为传统中药。我国最早的本
草《神农本草经》中有记载,且历版《中国药典》
中也均收载。其性平,味苦、辛,具有化痰止咳、
利咽开音、宣畅肺气、排脓消痈等功效[1]。桔梗又
是我国东北及朝鲜、韩国、日本等的常用蔬菜,具
有很高的营养价值。此外,桔梗的花期较长,花色
鲜艳,花形漂亮,可作观赏花卉。因此,桔梗是药、
食、观赏兼用的经济植物[2]。由于桔梗具有重要的
经济价值,近年来,社会对桔梗需求量迅速增加,
仅依靠野生桔梗资源已经不能满足市场需求。因此,
许多地区已进行野生桔梗驯化,并开始人工种植。
而目前的研究认为,桔梗种子无深沉休眠的特性,
但是在桔梗种子内含有较高活性的内源抑制物质,
而该物质在一定程度上影响种子的正常萌发与幼苗

收稿日期:2012-10-29
基金项目:山东省高等学校科技计划项目(J11LC06);青岛农业大学高层次人才启动基金(630909)
作者简介:谭玲玲(1980—),女,山东威海人,讲师,博士,主要从事药用植物学研究。E-mail: tanlingling80@163.com
*通信作者 胡正海 E-mail: zhenghaihu@sina.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 4 期 2013 年 2 月

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生长。在播种前需对桔梗种子进行处理,提高其活
力,以达到苗齐、苗全和苗壮。桔梗种子处理主要
包括温水浸种,层积处理及化学试剂处理几种方
法[2-3]。本实验采用不同质量浓度的 4 种化学试剂
以及蒸馏水对桔梗种子进行不同浸种时间的处
理,研究比较它们对桔梗种子萌发以及幼苗生长
的影响,以期筛选出有效且简便的桔梗种子浸种
方法,为生产实践中有效促进桔梗种子萌发和幼
苗生长提供一定的科学依据。
1 材料
供试的桔梗种子采自山东省淄博市博山区池上
镇桔梗种植园区。经青岛农业大学生命科学学院初
庆刚教授鉴定为桔梗 Platycodon grandiflorum
(Jacq.) A. DC. 种子。
2 方法
2.1 试验设计
采用 KNO3、KMnO4、H2O2、GA3 以及蒸馏水
对桔梗种子进行处理,对每种试剂均设置了 4 个不
同的水平处理(表 1);每个水平的试剂以及蒸馏水
处理均设置浸种 12 h 和 24 h 2 个处理,以未进行任
何浸种处理的桔梗种子作为对照。每处理 100 粒种
子,每处理重复 3 次。
2.2 浸种处理
选取籽粒饱满的桔梗种子置于配制好的各
表 1 4 种浸种试剂的不同处理水平
Table 1 Treatment with four kinds of soaking reagents
at different concentration
处理
KNO3 /
(mg·mL−1)
KMnO4 /
(mg·mL−1)
H2O2 /
%
GA3 /
(g·L−1)
1 5 2 1.0 0.100
2 0 3 2.0 0.150
3 15 4 3.0 0.200
4 20 5 4.0 0.250
处理溶液和蒸馏水中分别浸种 12、24 h,温度
为 25 ℃。
2.3 接种处理
将浸种处理后的种子取出,用蒸馏水反复冲洗,
滤干后,将种子均匀排列于发芽床上(直径 9 cm 培
养皿内垫双层滤纸,滤纸保持充分湿润),每床摆
100 粒,每处理设置 3 个重复。发芽试验在人工智
能培养箱中 25 ℃恒温光照 12 h 进行培养。
2.4 各项参数计算
每日定时统计日发芽量,第 7 天统计发芽势,
第 11 天统计发芽率和发芽指数,并测量幼苗根长和
苗高。测量时,每个处理随机选取 30 个幼苗。各项
参数计算公式如下[3]:
发芽势=前 7 d 发芽种子数/种子总数
发芽率=前 11 d 发芽种子数/种子总数
发芽指数=∑(Gt/Dt)
Gt 表示第 t 天种子发芽数,Dt 表示对应的发芽天数
2.5 数据处理
实验数据采用 Excel 和 SPSS 19.0 统计分析软
件进行分析。
3 结果与分析
3.1 不同浸种时间的蒸馏水处理对桔梗种子萌发
和幼苗生长的影响
从表 2 可以看出,用蒸馏水浸种处理 12 h 的桔
梗种子发芽势、发芽率、发芽指数均高于对照、根
长和苗高与对照几乎相同;浸种处理 24 h 的桔梗种
子发芽势、发芽率、发芽指数、根长和苗高均低于
对照。结果表明,采用蒸馏水作为桔梗种子的浸种
剂,浸种时间不应超过 12 h。
3.2 不同质量浓度、不同浸种时间的 KNO3 处理对
桔梗种子萌发和幼苗生长的影响
浸种时间为 12 h 的不同质量浓度的 KNO3 处
理,除了 20 mg/mL KNO3 处理外,其余处理后,桔
表 2 不同浸种时间的蒸馏水处理对桔梗种子萌发和幼苗生长的影响
Table 2 Effects of treatment with distilled water for different soaking time on seed germination
and seedling growth of P. grandiflorum
浸种时间 发芽势 / % 发芽率 / % 发芽指数 根长 / cm 苗高 / cm
对照 50.00± 1.00 a 50.67± 4.33 a 12.49±0.05 a 1.32±0.01 a 0.51±0.01 a
12 h 51.33± 9.33 a 52.33± 8.33 a 16.23±5.61 a 1.32±0.07 a 0.51±0.01 a
24 h 50.00±21.00 a 50.33±10.33 a 12.18±1.04 a 1.27±0.07 a 0.47±0.09 a
同列数据后标不同小写字母表示在 5%水平上差异显著,下表同
Different lowercase letters in same column mean significant differences at 5% level, same as below
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梗种子的发芽势、发芽率和发芽指数均高于对照处
理,其中 5 mg/mL 的处理提高最明显;浸种时间为
12 h 的不同质量浓度的 KNO3 处理后,桔梗幼苗的
根长和苗高均高于对照处理,其中 5 mg/mL 的处理
提高最明显。浸种时间为 24 h 的不同质量浓度的
KNO3处理,除了 20 mg/mL KNO3处理外,其余处理
后桔梗种子的发芽势、发芽率和发芽指数均高于对照
处理,其中 5 mg/mL 的处理提高最明显;浸种时间为
24 h 的不同质量浓度的 KNO3处理,桔梗幼苗的根长
和苗高均明显低于对照,见表 3。因此,从浸种时间
考虑,多数浸种时间为 12 h 的 KNO3处理要优于同质
量浓度的浸种时间为 24 h 的 KNO3处理。综合考虑,
采用5 mg/mL KNO3对桔梗种子浸种处理12 h可以促
进桔梗种子萌发和幼苗生长。
表 3 不同质量浓度、不同浸种时间的 KNO3处理对桔梗种子萌发和幼苗生长的影响
Table 3 Effects of KNO3 at different concentration and soaking time
on seed germination and seedling growth of P. grandiflorum
浸种时间 质量浓度 / (mg·mL−1) 发芽势 / % 发芽率 / % 发芽指数 根长 / cm 苗高 / cm
对照 − 50.00± 1.00 bc 50.67± 4.33 de 12.49±0.05 ef 1.32±0.01 ab 0.51±0.01 b
12 h 5 62.67± 9.33 a 65.00±21.00 a 19.25±0.29 a 1.69±0.01 a 0.67±0.01 a
10 59.67±12.33 a 61.00±21.00 ab 15.07±1.55 b 1.43±0.01 ab 0.61±0.01 ab
15 50.33±20.33 bc 51.67±16.33 de 13.61±0.73 cde 1.43±0.01 ab 0.52±0.01 b
20 46.00±13.00 c 49.00± 1.00 e 11.57±0.13 f 1.40±0.01 ab 0.54±0.02 ab
24 h 5 59.67± 6.33 a 60.00± 1.00 bc 14.64±0.43 bc 0.91±0.09 c 0.37±0.01 d
10 54.33± 6.33 b 55.33± 5.33 cd 13.78±0.74 cd 1.30±0.10 ab 0.49±0.02 bc
15 51.33± 9.33 b 52.00± 4.00 de 12.62±0.37 def 1.22±0.13 bc 0.38±0.01 cd
20 33.00± 1.00 d 38.67± 2.33 f 8.33±0.75 g 0.52±0.09 d 0.34±0.04 d

3.3 不同质量浓度、不同浸种时间的 KMnO4 处理
对桔梗种子萌发和幼苗生长的影响
2 mg/mL 的 KMnO4 浸种 12 h 和 24 h 的处理
均能提高桔梗种子的发芽势和发芽率,且浸种 24
h 的处理略高于浸种 12 h 的处理;但其余质量浓
度 KMnO4 浸种 12 h 和 24 h 的处理后,桔梗种子
的发芽势和发芽率则均低于对照。2 mg/mL 和 4
mg/mL KMnO4 浸种 12 h 和 24 h 处理的桔梗种子
的发芽指数高于对照,其余各质量浓度 KMnO4
浸种 12 h 和 24 h 处理的桔梗种子的发芽指数均低
于对照。所有 KMnO4 处理后的桔梗种子的根长均
高于对照处理,其中 2 mg/mL KMnO4 浸种 12 h
处理提高作用最明显;除 5 mg/mL KMnO4 浸种
12 h 处理后桔梗种子苗高高于对照外,其余处理
苗高均低于对照处理,见表 4。综合考虑,采用 2
mg/mL KMnO4 对桔梗种子浸种处理 12 h 或 24 h,
均可以促进桔梗种子萌发和幼苗生长,但效果不
明显。
表 4 不同质量浓度、不同浸种时间的 KMnO4处理对桔梗种子萌发和幼苗生长的影响
Table 4 Effects of KMnO4 at different concentration and soaking time
on seed germination and seedling growth of P. grandiflorum
浸种时间 质量浓度 / (mg·mL−1) 发芽势 / % 发芽率 / % 发芽指数 根长 / cm 苗高 / cm
对照 − 50.00±1.00 ab 50.67± 4.33 abc 12.49±0.05 abcd 1.32±0.01 d 0.51±0.01 ab
12 h 2 51.33±24.33 ab 55.33±17.33 ab 13.05±1.18 abc 1.72±0.01 a 0.45±0.01 bc
3 43.33± 9.33 bc 49.67±14.33 abc 10.66±0.48 de 1.34±0.02 cd 0.43±0.01 c
4 47.67±14.33 ab 50.33± 6.33 ab 12.78±0.30 abc 1.34±0.01 cd 0.43±0.02 c
5 37.33±12.33 c 41.33±12.33 c 9.96±5.69 e 1.52±0.01 b 0.54±0.01 a
24 h 2 54.67±16.33 a 57.67±10.33 a 14.31±0.02 a 1.39±0.01 cd 0.36±0.01 d
3 46.00± 3.70 abc 49.33± 8.33 abc 12.23±1.32 bcd 1.34±0.01 cd 0.39±0.01 cd
4 46.33±14.33 abc 49.33± 8.31 abc 13.77±1.10 ab 1.34±0.02 cd 0.44±0.01 c
5 42.67±12.33 bc 47.00± 4.00 bc 11.08±0.63 cde 1.44±0.01 bc 0.41±0.02 cd
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3.4 不同体积分数、不同浸种时间的 H2O2 处理对
桔梗种子萌发和幼苗生长的影响
对于不同体积分数 H2O2浸种 12 h 和 24 h 处理
的桔梗种子,其中 1.0%、2.0%及 3.0% H2O2 浸种处
理 12 h,桔梗种子的发芽势和发芽指数高于对照处
理,其余处理均低于对照处理;其中各体积分数
H2O2 浸种 24 h 处理的均低于对照。另外,除 4.0%
H2O2浸种 24 h 处理的桔梗种子发芽率明显低于对照
外,其余处理均高于对照;其中 2.0% H2O2浸种 24 h
处理的发芽率最高。各体积分数的 H2O2浸种 12 h 和
24 h 处理的桔梗种子根长和苗高均高于对照(表 5)。
综合考虑,以低体积分数(1.0%或 2.0%)H2O2浸种
12 h 处理,可以促进桔梗种子萌发和幼苗生长。
3.5 不同质量浓度、不同浸种时间的 GA3 处理对
桔梗种子萌发和幼苗生长的影响
不同质量浓度、不同浸种时间的 GA3 处理普遍
能提高桔梗种子的发芽势、发芽率和发芽指数,其
中 0.150 g/L GA3 浸种处理 24 h 的作用最明显;除
0.200 g/L GA3 浸种 12 h 和 0.150 g/L GA3 浸种 24 h
处理的桔梗幼苗的根长和苗高高于对照处理外,其
余处理均低于对照处理(表 6)。因此,可以得出,
不同质量浓度、不同浸种时间的 GA3 处理可以促进
桔梗种子萌发;其中以 0.150 g/L 浸种 24 h 最佳,并
能很好地促进桔梗幼苗的生长。
表 5 不同体积分数、不同浸种时间的 H2O2处理对桔梗种子萌发和幼苗生长的影响
Table 5 Effects of H2O2 at different concentration and soaking time
on seed germination and seedling growth of P. grandiflorum
浸种时间 体积分数 / % 发芽势 / % 发芽率 / % 发芽指数 根长 / cm 苗高 / cm
对照 − 50.00± 1.00 bc 50.67± 4.33 de 12.49±0.05 ef 1.32±0.01 ab 0.51±0.01 b
12 h 1.0 52.67± 6.33 a 55.33± 2.63 a 12.92±0.72 a 1.52±0.01 ab 0.51±0.02 a
2.0 52.00± 5.20 ab 55.33±10.33 a 12.78±0.43 ab 1.75±0.08 a 0.57±0.01 a
3.0 50.33± 2.33 abc 55.33± 5.33 a 12.75±0.08 a 1.72±0.01 a 0.51±0.01 a
4.0 44.33± 2.33 c 51.67± 8.33 a 10.77±0.61 c 1.33±0.01 b 0.57±0.06 a
24 h 1.0 45.33± 9.33 bc 50.68± 2.13 a 11.46±0.15 bc 1.52±0.03 ab 0.53±0.01 a
2.0 47.33± 2.33 abc 56.67± 2.33 a 11.21±0.23 bc 1.54±0.13 ab 0.51±0.10 a
3.0 45.33± 1.33 bc 52.00± 3.00 a 10.51±0.16 c 1.73±0.01 a 0.51±0.05 a
4.0 35.00±12.00 d 41.00± 5.71 b 8.34±0.72 d 1.38±0.08 b 0.52±0.05 a
表 6 不同质量浓度、不同浸种时间的 GA3 处理对桔梗种子萌发和幼苗生长的影响
Table 6 Effects of GA3 at different concentration and soaking time
on seed germination and seedling growth of P. grandiflorum
浸种时间 质量浓度 / (g·L−1) 发芽势 / % 发芽率 / % 发芽指数 根长 / cm 苗高 / cm
对照 − 50.00± 1.00 d 50.67± 4.33 d 12.49±0.05 c 1.32±0.01 ab 0.51±0.01 b
12 h 0.010 58.33± 4.33 bc 60.33± 0.33 abc 14.47±0.31 bc 1.17±0.01 b 0.49±0.02 b
0.150 60.33± 9.33 ab 62.00± 7.00 ab 16.38±5.02 b 0.92±0.01 c 0.43±0.01 b
0.200 59.00± 9.00 ab 61.00± 3.10 ab 16.33±1.04 b 1.65±0.02 a 0.76±0.02 a
0.250 55.00± 3.70 bcd 56.33± 4.03 bcd 16.01±0.09 b 1.13±0.01 bc 0.48±0.05 b
24 h 0.010 54.67± 4.33 bcd 59.67± 2.33 abc 14.41±0.32 bc 1.20±0.01 b 0.46±0.04 b
0.150 65.67± 6.33 a 66.33±10.33 a 18.92±1.09 a 1.59±0.07 a 0.73±0.32 a
0.200 51.67± 6.93 cd 59.00± 8.10 abc 14.87±0.67 b 1.19±0.02 b 0.46±0.16 b
0.250 51.00±21.00 d 52.67± 9.33 cd 15.77±0.27 b 1.20±0.03 b 0.45±0.03 b

4 讨论
通过以上实验结果表明,桔梗种子在播种前先
进行浸种处理,可以提高种子发芽率,促进幼苗生
长,但不同试剂及其不同质量浓度和浸种时间其效
果存在差异。
KNO3 处理结果表明,除 20 mg/mL KNO3 外,
其余不同质量浓度的 KNO3 浸种处理均可以促进桔
梗种子萌发和幼苗生长。据报道,钾能恢复 H+/K+
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交换系统的活性,促进大分子的合成,而使老化产
生的损伤被恢复,减少无机离子的渗漏,使浸出液
电导率下降,从而提高种子的活力,促进萌发,并
能有效地促进种苗的健壮生长[4]。同时,研究还表
明,钾是植物体内各种重要酶的活化剂,促进糖分
运输、转化及氮代谢,能激活种子脱氢酶活性和增
加呼吸强度,调节溶液水势延缓种子吸水过程,使
种子萌发前有足够的时间进行膜系统修复和重要酶
系活化,改善细胞内环境和代谢状态,从而促进种
子萌发[5]。这些可能是 KNO3 能提高桔梗种子发芽
率的原因。
KMnO4 和 H2O2 处理结果表明,浸种时间为 12
h 时,低质量浓度的 KMnO4 和 H2O2处理均可以明
显促进桔梗种子萌发和幼苗生长,但促进作用不明
显;而高质量浓度的 KMnO4 和 H2O2 反而抑制桔梗
种子萌发和幼苗生长。分析认为,KMnO4 和 H2O2
均是氧化性比较强的氧化剂,经 KMnO4 和 H2O2浸
种处理的桔梗种子表面颜色发生了明显的变化,低
质量浓度的 KMnO4和 H2O2能消除种子表面的病菌
及其他有害物质,对种子萌发有一定作用[6];也可
与种子内膜脂、糖类等一些还原性物质起反应使其
氧化变性,使种皮透性或种子内物质组成发生变化,
从而改变种子的物质代谢状态,种子便从休眠状态
转为萌发状态[4]。但是高质量浓度的KMnO4和H2O2
由于氧化性太强,可能破坏了桔梗种子内部所含的
部分酶及某些与发芽有关的化学物质,从而导致种
子活力的降低[7],最终表现为对桔梗种子萌发和幼
苗生长具有抑制作用。
不同质量浓度、不同浸种时间的 GA3 处理均可
以促进桔梗种子萌发;这与刘建成研究 GA3 对川东
獐牙菜和青叶胆种子萌发的结果是一致的[8-9]。其中
以 0.150 g/L GA3 浸种 24 h 最佳,并能很好地促进
桔梗幼苗的生长。研究认为 GA3 是一种植物生长调
节剂,它能诱导水解酶的产生,使种子中的贮藏物
质从大分子分解为小分子,易于为胚所利用,从而
促进种子的萌发和幼苗的生长[7]。
综上所述,在生产实践中,采用 0.150 g/L GA3
浸种24 h是促进桔梗种子萌发和幼苗生长最佳的浸
种处理方法。其次,5 mg/mL KNO3 浸种处理 12 h
也能促进桔梗种子萌发和幼苗生长。以上种子处理
方法简便、易行,成本低,易于推广使用。
参考文献
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