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乌头种子的萌发特性研究



全 文 :乌头种子的萌发特性研究
田孟良,陈艳,刘清华,张立峰,佘跃辉
(四川农业大学 农学院,四川 雅安 625014)
[摘要] 目的:了解乌头种子的萌发特性,探讨环境、温度、KNO3处理等条件对乌头种子萌发的影响。方法:以北川、青
川、平武等地的乌头种子为材料,进行层积、低温、变温和KNO3等处理,测定种子吸水量、发芽势和发芽率。结果:乌头种子吸
水24h质量达到最大,且吸水呈不典型的“S”型曲线;低温层积处理可以有效破除乌头种子休眠,提高种子发芽率和田间出苗
率;在10~20℃变温条件下,乌头种子的发芽率和发芽势较高;KNO3渗调引发后乌头种子的发芽率和发芽势都低于对照,不
宜作为促进乌头种子萌发的渗调剂;采自北川的乌头种子活力显著高于平武、青川两地的乌头种子。结论:乌头种子可能具
有较强的胚休眠特性,其萌发类型可能属于变温型,不同产地乌头种子的发芽率和发芽势存在差异。
[关键词] 乌头;种子萌发;发芽率;发芽势
[收稿日期] 20090311
[基金项目] 四川省应用基础研究项目(07JY029025)
[通信作者] 佘跃辉,Tel:(0835)8234523,Email:syuehui@si
nacom
[作者简介] 田孟良,副教授,Email:tml1216@yahoocomcn
  乌头 AconitumcarmichaeliDebx是毛茛科 Ra
nunculaceae乌头属多年生草本植物。
乌头繁育可通过无性繁殖和有性繁殖2种方式
进行,从古至今,人们都是采用无性繁殖的方式延续
乌头种质,加上乌头连作,导致乌头霜霉病、根腐病
等病害积累和加剧,产量、品质降低[1]。有性繁殖
实生苗可直接用于生产,而且通过有性杂交还可选
育出优质、抗病品种。作为有性繁殖的载体,种子活
力直接影响到杂交种成苗与否,前人已对乌头属的
几个种(紫花高乌头[2]、黄花乌头[34]等)的种子萌
发做了一些研究,但乌头种子的萌发特性及影响因
素尚未见报道,本试验对乌头种子的萌发特性及影
响因素进行了初步研究,旨在为乌头有性繁殖提供
理论依据和技术参考。
1 材料
试验所用乌头种子于2007年11月底分别采自
附子传统种源繁殖区四川省绵阳市平武县、北川县
和广元市青川县,其中,北川2份(标记为北 A,北
B),青川、平武各1份。
PGX型多段可编程光照培养箱;12cm×12cm
标准种子培养皿;灭菌沙;蒸馏水。
2 方法
21 种子吸水量的测定
数取种子200粒,称重,置于25℃的培养箱中,
浸种,每隔2h取出再称重至吸水24h,称前用吸水
纸将种子表皮水分吸干,至36h再取出称重1次,
重复3次。
22 种子层积处理
于2007年12月初开始,将三地4份种子分别
点播于花盆中,以花泥为培养基质,大约覆盖 05
cm,设置3个处理:置于室内(室温)条件下34d后
再移到室外,同时浇足水并进行发芽试验;置于培
养箱内在5~8℃(低温)条件下暗处理34d后再移
到室外,同时浇足水并进行发芽试验;直接置于室
外进行发芽试验,自然给水(雨量充沛,保持湿润)。
每个处理4个重复,每个重复播种20粒。调查统计
种子发芽率和发芽势。
23 不同发芽温度处理
将北A种子分别置于恒温10,15,20℃和10~
20℃(12h光照/黑暗;沙床)变温条件下的光照培
养箱中进行发芽试验,调查统计种子发芽率和发芽
势。每个处理100粒种子,4次重复。
24 KNO3浸种处理
将通过低温处理(3~5℃)14d的4份乌头种
子分别用50,100,200,300,400mmol·L-1的 KNO3
溶液浸泡2h后,用蒸馏水冲洗干净,移入准备好的
沙床上,在12~20℃,12h光照/黑暗的发芽箱中进
行发芽试验,调查统计种子发芽率和发芽势。每个
处理20粒种子,3次重复。
25 种子萌发指标与数据分析
以子叶完全伸展为种子萌发的标准,第30天计
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算发芽势,第50天统计发芽率。
种子发芽率=正常发芽种子粒数/供试种子数×100%
种子发芽势=发芽高峰时正常发芽种子数/供试种子数
×100%
吸水百分率=种子吸水量/干种子的重×100%
采用Excel2003软件进行数据统计分析。
3 结果与分析
31 种子吸水曲线
乌头种子在吸胀过程中,吸水量随浸种时间的
增加而增加。吸水前2h斜率最大,种子吸水速率
最快,吸水量达干种子的60%,这一阶段是种子萌
发吸水的第1阶段,即吸胀阶段,种子中的亲水胶体
大量吸水;之后种子吸水速率相对较缓,至12h时,
吸水速率又有所增大,但不很明显;在20h以后,吸
水速率变化较小,种子质量趋于恒定,吸胀种子是干
种子质量的249倍;由此可知,乌头种子吸水吸胀
时间主要集中在前 24h,乌头种子的吸水曲线呈
“S”型(图1)。
图1 乌头种子吸水曲线
32 环境条件对种子萌发的影响
321 播种后置于室外自然条件下的种子萌发情
况 直接放置室外处理的乌头种子播种后30d才
开始出苗,出苗相对缓慢,开始出苗约50d时,出苗
率达到最高,平均发芽率为74% ~86%,其中来自
北川的种子发芽率高于其他两地,但差异不显著
(图2)。种子自开始发芽至35d时,发芽曲线斜率
最大,因此,以此时为计算种子发芽势的日期,平均
发芽势为313% ~6875%,北 A的种子发芽势显
著高于青川、平武两地,但北 B种子发芽势与北 A、
青川、平武种子发芽势差异不显著。
322 播种后低温处理对种子萌发的影响 播种
后经低温条件下放置处理后,种子萌发迅速、整齐,
经过约15d的时间,发芽率即达到最大,平均发芽
率为75% ~925%,不同产地种子间差异不显著
  
图2 室外处理乌头种子发芽率
(图3)。北A的种子发芽率最高,青川的种子发芽
率最低;平均发芽势为60%~7375%,北 A的种子
发芽势最高,平武的种子发芽势最低,不同产地间种
子发芽势差异也不显著。
图3 低温处理乌头种子发芽率
323 播种后室温处理对种子萌发的影响 经室
温条件下放置处理后,自种子开始发芽到发芽结束,
共经历13d。种子的平均发芽率为69% ~725%,
平均发芽势为51%~65%(图4)。
图4 室温处理乌头种子发芽率
324 不同产地间不同处理下的乌头种子的发芽
情况 就产地而言,北A种子的平均发芽率和发芽
势为最高,分别为 8375%,6917%,与北 B相比
较,差异不显著;与青川、平武两地种子相比,发芽率
差异不显著,发芽势差异显著(表1,2)。
就处理而言,低温处理的乌头种子平均发芽率
最高,但与室温和播种后直接置于室外处理的差异
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  表1 不同产地乌头种子在不同处理下的发芽率%
处理 北A 北B 青川 平武 处理平均
低温   9250a(a)8125b(a)7500c(a)8375b(a) 8313(a)
室温   7250a(b)7500a(a)7500a(a)6875a(b) 7281(a)
室外   8625a(ab)8125a(a)7375b(a)7875ab(a) 8000(a)
产地平均 8375a 7917a 7458a 7708a
  注:括号外字母表示在相同处理下不同产地间种子发芽率的差
异显著性;括号内字母表示在产地相同时不同处理下种子发芽率的
差异显著性;LSD法,P=005(表2同)。
表2 不同产地乌头种子在不同处理下的发芽势%
处理 北A 北B 青川 平武 处理平均
低温   7375a(a)6625a(a)6000a(a)6875a(a) 6719(a)
室温   6500a(a)5875a(a)5625a(a)5125a(a) 5781(ab)
室外   6875a(a)5750ab(a)3125b(b)3500b(b) 4813(b)
产地平均 6917a 6083ab 5167b 4917b
不显著;而低温处理的乌头种子发芽势显著高于播
种后直接置于室外的处理,与室温处理差异不显著
(表1,2)。
33 不同温度条件对乌头种子萌发的影响
温度对种子萌发影响相对较大。在10℃条件
下,无论是发芽势还是发芽率都显著低于其他温度,
由此可知,乌头种子萌发的适宜温度在15℃以上,
尤以10~20℃变温处理的发芽势和发芽率较高
(表3)。
表3 不同温度条件下的乌头种子发芽率与发芽势
温度/℃ 发芽势/% 发芽率/%
10 225b 450c
15 1175a 1725b
20 1425a 2300ab
10~20 1675a 2750a
34 KNO3浸种处理对种子萌发的影响
用KNO3溶液浸种处理乌头种子后,与对照相
比,不同浓度间的发芽率均存在下降的趋势,但差异
不显著;而300mmol·L-1KNO3溶液浸种处理后发
芽势显著低于对照,其余处理的发芽势也有下降趋
势,但差异也不显著。(表4)。
4 结论与讨论
张岩等[3]研究了黄花乌头种子的萌发特性:温
水浸种、双氧水处理对种子发芽率和发芽势没有显
著的影响;4℃低温湿藏和赤霉素处理显著提高了
发芽率和发芽势,其中,赤霉素处理为 100~500
  表4 KNO3溶液浸种处理乌头种子的发芽势和发芽率
KNO3浓度/mmol·L-1 发芽势/% 发芽率/%
CK(0) 5917a 6375a
50 4375a 5083a
100 5375a 6000a
200 5500a 6333a
300 3875b 5083a
400 5375a 5917a
mg·L-1,随浓度的增高,处理效果随之增高,在500
mg·L-1时效果最好。周丽霞[2]也证明了 GA3能极
显著提高紫花乌头种子发芽率和发芽势。本试验结
果表明,低温层积处理可以有效提高种子萌发率,说
明乌头种子可能存在胚休眠特性。
吴维春[4]研究认为黄花乌头种子适宜的发芽
温度为18~24℃,温度低于15℃或高于28℃则不
能发芽。种子发芽一般需要 14~20d。袁理春
等[5]则认为雪上一枝蒿种子萌发所需温度较低,大
于22℃时萌发受到抑制,达30℃则完全抑制其萌
发。本试验结果表明,在10~20℃变温条件下,乌
头种子的发芽率和发芽势均高于恒温条件下。因
此,乌头种子的萌发类型可能属于变温型。
本试验结果表明,KNO3渗调引发后乌头种子的
发芽率和发芽势都低于对照,说明 KNO3不宜作为
促进乌头种子萌发的渗调剂,何种试剂能有效促进
乌头种子萌发还有待进一步研究。
种子活力的形成与种子发育成熟期间的外界条
件密切相关,凡影响母株生长的外界条件对种子活
力及后代都有影响。因此,来自不同产地乌头种子,
由于种子发育成熟期间所处环境不同,其种子活力
差异较大。本试验结果表明,来自北川的乌头种子
活力显著高于平武、青川两地的,其原因可能与基因
型、海拔高度、温度等相关,有待进一步探讨。
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[责任编辑 吕冬梅]
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