全 文 ：中国生态农业学报 2009年 11月 第 17卷 第 6期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Nov. 2009, 17(6): 1196−1199


* 甘肃省农牧厅农业生物技术专项(GNSW-2007-07)、甘肃省教育厅项目(0702-13)和甘肃省星火计划项目(5HS065-A91-001-06)资助
** 通讯作者: 蔺海明(1953~), 男, 博士生导师, 研究员, 主要从事中药材 GAP栽培方面的教学和研究工作。E-mail: linhm@gsau.edu.cn
郭晔红(1968~), 女, 副教授, 在读博士, 主要从事中草药栽培与鉴定方面的教学与科研工作。E-mail: guoyh@gsau.edu.cn
收稿日期: 2009-03-25 接受日期: 2009-07-30
DOI: 10. 3724/SP.J.1011.2009.01196
赤霉素和细胞激动素对白刺种子萌发的调控研究*
郭晔红 蔺海明**
(甘肃农业大学农学院 兰州 730070)
摘 要 为探讨白刺种子萌发特性, 采用不同浓度赤霉素和细胞激动素处理方法, 测定了白刺种子生活力、吸
水率、发芽率、发芽势、发芽指数和萌发指数。结果表明: 浸种最初的 2 h 是白刺种子的迅速吸水期, 整个吸
水过程呈快—慢—缓慢规律。赤霉素和细胞激动素处理对白刺种子萌发有明显调控作用。150 mg·kg−1的赤
霉素处理 24 h, 种子发芽势、发芽率、发芽指数、种子生活力最高, 300 mg·kg−1赤霉素处理的发芽势、发芽
率、发芽指数最低。6 mg·kg−1细胞激动素处理白刺种子 1 h, 其发芽势、发芽率、发芽指数、种子生活力均
最高, 而 10 mg·kg−1细胞激动素处理白刺种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数均最低。
关键词 白刺 种子萌发 赤霉素 细胞激动素 发芽特性 吸胀特性
中图分类号: S567.1; Q945.34 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2009)06-1196-04
Regulatory effect of GA and KT on seeds germination of
Nitraria tangutorum Bobr.
GUO Ye-Hong, LIN Hai-Ming
(Agriculture College, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China)
Abstract Nitraria tangutorum Bobr. seeds were treated with GA and KT with different concentrations, and the vigor, water ab-
sorption rate, seed germination rate etc of seed tested. Results show that the water absorption rate of N. tangutorum seed rapidly in-
creases in the first 2 hours, and the whole absortption procedure appears rapid-slow-slower regulation. The best germination feature
appears in treatment of 150 mg·kg−1 GA, meanwhile seed germination rate and other features are lowest under 300 mg·kg−1 GA.
60 mg·kg−1 KT showes best effect on improving seed germination with highest germination rate, germination energy, germination
index and vigor index, while 100 mg·kg−1 KT presents inverse effect.
Key words Nitraria tangutorum Bobr., Seed germination, GA, KT, Germination feature, Absorption feature
(Received March 25, 2009; accepted July 30, 2009)
白 刺 (Nitraria tangutorum Bobr.) 为 蒺 藜 科
(Zygophyllaceae)白刺属(Nitraria L.)植物, 其果实具
有调节血糖、血脂, 降血压, 提高人体免疫力、抗疲
劳、抗寒冷、增进睡眠等功效, 还有开胃健脾, 预防
和治疗心脑血管疾病 , 抗衰老 , 滋补强体 , 防护化
学性肝损伤等多种功效。白刺能够固定氮素, 增加
土壤养分, 改善土壤营养状况, 为植物群落中其他
成分的生存创造条件, 还是濒危沙旱生中药材锁阳
的专一寄主植物[1]。但随着干旱地区人口剧增和现
代农业的发展, 生态环境遭受前所未有的破坏, 出
现了地下水资源日益枯竭、植被退化、土壤盐渍化、
沙漠化等一系列环境问题。白刺灌丛由于其生境沙
包水分条件的相继恶化, 土壤含水量远低于其萎焉
系数, 而出现严重退化现象[2]。种子繁殖是白刺生活
史的重要阶段, 因此, 研究白刺种子发芽规律及对
策, 有利于白刺大面积人工栽培推广及其优良品系
的筛选。
白刺种子具有很强的休眠特性, 种皮坚硬, 正常
萌发难度较大, 不经任何处理的种子发芽较困难, 需
要对种子进行一定的处理以提高发芽率[3]。以往硬实
种子发芽研究中, 鱼小军等采用播种前浸种处理和浓
硫酸处理促进发芽, 取得了很好的效果[3−6]。而对白刺
第 6期 郭晔红等: 赤霉素和细胞激动素对白刺种子萌发的调控研究 1197


种子进行处理以提高发芽率的研究尚少见报道。本研
究运用不同浓度赤霉素和细胞激动素处理白刺种子,
以探讨白刺种子萌发最适的外源激素浓度, 为保护沙
区生态环境及白刺人工繁殖提供理论依据, 并为其寄
生药材锁阳提供充足的寄主打下基础[7,8]。
1 材料与方法
1.1 材料
试验所用白刺种子为 2007年 9月采自甘肃省民
勤县治沙实验站沙生植物园沙漠中的唐古特白刺
(Nitraria tangutorum Bobr.)种子。采种后先用自来水
洗去果肉, 自然干燥, 常温储藏。试验于 2008 年 4
月在甘肃农业大学中草药栽培与鉴定实验室进行。
1.2 种子特性测定方法
种子千粒重: 从经净度分析后的净种子中随机
抽取 1 000粒, 称重, 重复 8次, 取平均值。
种子吸水规律: 挑选饱满均匀的种子 300 粒,
随机分为 3 组, 每组 100 粒。分别在天平(精度为
1/10 000)上准确称重后均匀置于培养皿中, 立即置
于 25 ℃培养箱中, 加水浸泡, 0 h、2 h、4 h、8 h、
12 h、16 h、20 h、24 h、28 h、32 h取出, 快速用滤
纸吸干种子表面水分, 准确称重。
种子吸水率(%)= 吸水后种子质量－风干种子
质量/风干种子质量×100% (1)
种子生活力: 用氯化三苯四氮唑(TTC)法测定。
1.3 赤霉素和细胞激动素处理试验
一部分种子在 60 ℃的恒温水浴 48 h, 去花萼后
分为 5 组, 前 4 组分别用浓度为 50 mg· kg−1、100
mg·kg−1、150 mg·kg−1、300 mg·kg−1的赤霉素(GA)
处理 24 h, 第 5组用蒸馏水处理 24 h作为对照。另一
部分种子用 80%浓硫酸处理 2 h, 然后清水中浸 24 h
后去花萼 , 分为 5 组 , 前 4 组分别用浓度为 10
mg·kg−1、6 mg·kg−1、4 mg·kg−1、2 mg·kg−1的
细胞激动素(KT)处理 1 h, 最后 1 组用蒸馏水处理
1 h作为对照。
将经上述处理的种子置于室温下发芽, 光照为自
然光。每个处理为 100粒种子, 5个重复, 发芽试验持
续 30 d, 发芽结果计算按国家标准 GB2772—1999[9]。
1.4 数据统计分析
以胚芽长至种子长度的 1/2 为发芽标志，以种
子萌发达到最高后再无萌发种子出现时的天数为末
次计数时间。
发芽率(%)=正常发芽粒数/供试种子总数×100%
(2)
发芽势(%)=规定日数内的种子发芽数/供试种
子总数×100% (3)
发芽指数(GI)=发芽后 t日的发芽数(Gt)/相应的
发芽天数(Dt) (4)
试验数据用Excel、DPS统计软件进行统计和分析。
2 结果与分析
2.1 白刺种子千粒重及吸水率规律
测定结果表明, 白刺种子千粒重为 29.5 g。从图
1可以看出, 白刺种子在 25 ℃下浸泡的 0~2 h内为
快速吸水期, 与 2~20 h和 20~32 h时段吸水率差异
显著(P<0.05)。说明浸种最初的 2 h 是白刺种子的迅
速吸水期, 2~20 h为缓慢吸水期, 20~32 h为吸水饱
和期 , 种子整体吸水过程呈快－慢－缓慢变化规
律。王恩军等 [10]对藏药铁棒锤(Aconitum pendulum
Busch)种子的研究也得出相似结论。此结果为白刺
种子播种前的浸种处理时间控制在 24 h 之内提供
了科学依据。


图 1 25℃下白刺种子吸水率变化
Fig. 1 Change of water absorption rate of N. tangutorum
seed in 25 ℃

2.2 赤霉素和细胞激动素处理对白刺种子生活力
的影响
从图 2a可以看出, 赤霉素对白刺种子生活力有
明显的调控作用。低浓度赤霉素处理可提高种子生
活力 , 而浓度过高时白刺种子生活力反而降低。
50~150 mg·kg−1 赤霉素处理 24 h, 白刺种子生活力
随浓度升高呈上升趋势, 并显著高于对照(P<0.05),
极显著高于 300 mg·kg−1处理(P<0.01)。这可能与高
浓度赤霉素对白刺种子有毒害作用有关, 这与范丙
友、高文、丁映等的研究结论一致[11−15]。
从图 2b可看出, 细胞激动素对白刺种子生活力
有明显的调控作用。6 mg·kg−1和 4 mg·kg−1细胞
激动素处理的白刺种子生活力显著高于 2 mg·kg−1
处理(P<0.05), 并极显著高于对照和 10 mg·kg−1处
理(P<0.01), 说明适宜浓度的细胞激动素可显著提
高白刺种子生活力。而 10 mg·kg−1细胞激动素处理
的白刺种子生活力与对照无显著差异 , 这可能是
1198 中国生态农业学报 2009 第 17卷



图 2 不同浓度赤霉素(a)、细胞激动素(b)处理对白刺种子生活力的影响
Fig. 2 Effects of different GA (a) and KT (b) treatments on vigor of N. tangutorum seed

高浓度细胞激动素对白刺种子有毒害作用的原因。
王秀琴、尹燕枰等的研究结论也支持这一结果[16,17]。
2.3 赤霉素和细胞激动素处理对白刺种子萌发的
调控
从表 1可以看出, 赤霉素处理 24 h后白刺种子
的最高发芽率、发芽势、发芽指数均出现在 150
mg·kg−1 处理。方差分析表明, 不同浓度赤霉素处
理的白刺种子萌发特性存在显著差异。150 mg·kg−1
赤霉素处理的白刺种子发芽率、发芽势、发芽指数
和活力指数均极显著高于对照和 300 mg·kg−1赤霉
素处理(P<0.01), 并显著高于 50 mg·kg−1赤霉素处
理; 而 50 mg·kg−1和 300 mg·kg−1赤霉素处理的发
芽率、发芽势、发芽指数及活力指数均与对照无显
著差异, 100 mg·kg−1赤霉素处理的发芽率、发芽势
及活力指数显著高于对照(P<0.05)。以上结果表明,
在相同的外部环境条件下, 赤霉素对白刺种子萌发
具有调控作用, 其中 150 mg·kg−1赤霉素处理的白
刺种子萌发效果最好, 这可能是因为适宜浓度的赤
霉素有打破种子休眠的作用, 而高浓度赤霉素则抑
制种子发芽。这与田聪等[18]对珍稀药用植物新疆阿
魏 (Ferula sinkiangensis K. M. Shen) 种子萌发特性
研究的结果一致。
不同浓度细胞激动素处理结果表明(表 1), 最高
发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数出现在 6
mg·kg−1处理; 而 10 mg·kg−1处理的种子发芽率、
发芽势、发芽指数、活力指数均最低。谷丹等[19]对
柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)种子萌发的
研究也得出相似结果。方差分析表明, 不同浓度细
胞激动素处理的发芽率、发芽势、发芽指数、活力
指数存在极显著差异(P<0.05)。
6 mg·kg−1 细胞激动素处理的发芽率等指标极
显著高于对照及 10 mg·kg−1 和 2 mg·kg−1 处理
(P<0.01), 且发芽率和发芽势显著高于 4 mg·kg−1
处理; 4 mg·kg−1处理显著高于对照、10 mg·kg−1
和 2 mg·kg−1 处理(P<0.05), 10 mg·kg−1和 2 mg·kg−1
处理的发芽率等指标与对照无显著差异。说明在其
他条件都相同时, 不同浓度细胞激动素处理, 白刺
种子的萌发特性有很大差异, 适宜浓度的细胞激动
素有打破白刺种子休眠促进发芽的作用, 而高浓度
细胞激动素则抑制白刺种子发芽。段琦梅等[20]在黄
芪 [Astragalus membranaceus (Fisch.) Bge. var.
mongolicus(Bge.) Hsiao]种子萌发特性的研究中也得
出相似结论。
表 1 不同浓度赤霉素和细胞激动素处理对白刺种子发芽的影响
Tab. 1 Effects of GA and KT with different concentrations on seed germination properties of N. tangutorum


浓度
Concentration (mg·kg−1)
发芽率
Germination rate (%)
发芽势
Germination energy (%)
发芽指数
Germination index
活力指数
Vigour index
50 43.6bcAB 42.6bcAB 1.1cAB 11.0bcB
100 49.8abAB 46.8abAB 1.2 abAB 13.2abAB
150 53.1aA 51.2aA 1.6 aA 24.0aA
300 29.0bcB 28.2bcB 0.8 bcB 5.6bcB
赤霉素
GA
CK 18.6cB 18.4cB 0.5 bcB 3.0 cB
10 23.0cC 23.0cC 0.8cC 4.0cC
6 50.1aA 49.4aA 1.6aA 11.2aA
4 35.2bB 34.6bB 1.2abB 9.6abB
2 23.6cBC 24.8cBC 0.9cBC 5.4cBC
细胞激动素
KT
CK 24.2cBC 23.8cBC 0.8cBC 4.8cBC
同列中不同大小写字母分别表示差异极显著(P<0.01)、显著(P<0.05)。Different capital and lowercase letters within one line mean signifi-
cantly difference at P<0.01 and P<0.05 respectively.
第 6期 郭晔红等: 赤霉素和细胞激动素对白刺种子萌发的调控研究 1199


3 结论与讨论
低浓度赤霉素可改善白刺种子的发芽特性, 过
高浓度赤霉素则抑制白刺种子发芽。150 mg·kg−1
赤霉素处理 24 h的白刺种子萌发效果明显好于对照
和其他赤霉素处理, 说明促进白刺种子萌发的最佳
赤霉素浓度为 150 mg·kg−1。赤霉素能够提高白刺
种子生活力, 一方面因其可解除种子休眠, 另一方
面其可调节种子体内激素平衡。王广印的试验表明,
20 mg·kg−1 赤霉素丙酮液处理无籽西瓜种子 6 h,
种子发芽率、发芽指数、活力指数、出苗率、成苗
率均比对照明显提高[21], 这一结果的赤霉素浓度与
本试验相差较大, 可能是因为白刺是典型沙旱生植
物且种子具有休眠特性的原因。
一定浓度的细胞激动素对白刺种子发芽有明显
调控作用, 6 mg·kg−1 细胞激动素处理的种子发芽
率、发芽势等明显高于对照和其他浓度细胞激动素
处理, 说明促进白刺种子萌发的最佳细胞激动素浓
度是 6 mg·kg−1。细胞激动素不但能降低种子核酸
和蛋白质分解活性且能促进细胞分裂、阻止衰老及
促进种子将周围的糖和氨基酸吸入到细胞分裂部位,
从而提高种子发芽势。施和平等[22]认为种子种皮的
不透性及种子中存在萌发抑制物质是种子休眠的主
要原因, 而激动素浸种处理可促进种子萌发, 这与
本试验的结论一致。
浸泡的前 2 h 是白刺种子迅速吸水期, 随后吸
水速度逐渐变缓, 这与 Tobe等[23,24]研究其他沙旱生
植物的结果一致。种子吸胀吸水, 可促使种子中的
原生质胶体由凝胶状态转变为溶胶状态, 使原来干
种子中结构被破坏的细胞器和不活化的高分子得以
伸展与修复, 从而促使种子萌发, 改善白刺种子发
芽特性进而对白刺种子萌发起到调控作用。
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