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不同处理方法对9种葱属种子萌发的影响



全 文 :中国农学通报 2016,32(24):109-112
Chinese Agricultural Science Bulletin
不同处理方法对9种葱属种子萌发的影响
毛祝新,张 莹,韩桂军,杨群力,董长根,张瑞博
(陕西省西安植物园,陕西省植物研究所,西安 710061)
摘 要:葱属作物具有较高的营养价值和经济价值,为了更好地保护和开发这一经济作物,笔者通过西
安植物园的国际种子交流通道,从世界其他植物园收集葱属种子 8种,以该休眠种子为材料,研究浓
H2SO4、PEG和低温层积处理对种子萌发的影响,以期筛选出较佳的萌发处理方法。结果表明:各处理
对葱属植物种子萌发率的影响不同,浓H2SO4处理 5 min和 15% PEG浸种 6 h,可明显促进参试种子萌
发,其中,浓H2SO4处理下有4种参试种子萌发率大于80%,PEG处理下仅有1种参试种子的萌发率达到
80%。低温层积处理下,只有6种参试种子萌发,萌发率介于7%~64%。而在对照处理下,仅有4种参试
种子萌发,且萌发率介于12%~57%。比较3种处理,本研究认为浓H2SO4处理的效果最好,可以有效提
高葱属植物种子的萌发率。需要指出的是,本研究中部分葱属植物种子对浓H2SO4和PEG等处理的响
应较弱,这可能是与种子的休眠原因和休眠类型有关,本研究团队将继续深入研究提高葱属种子发芽率
的高效措施。
关键词:葱属植物;种子萌发;化学处理;低温层积处理
中图分类号:S351.1 文献标志码:A 论文编号:casb16050127
Influence of Different Processing Methods on 9 Species of Allium Seed Germination
Mao Zhuxin, Zhang Ying, Han Guijun, Yang Qunli, Dong Changgen, Zhang Ruibo
(Xi’an Botanical Garden of Shaanxi Province, Institute of Botany of Shaanxi Province, Xi’an 710061)
Abstracts: Allium plants have high nutritive and economic value. In order to protect and develop allium plants
and screen out the optimum germination treatment, through the international seed communication channel of
Xi’an botanical garden, 8 allium plants were collected from other botanical gardens in the world, and the
influence of different processing methods (concentrated H2SO4, PEG and cold stratification treatment) on 9
species of allium seed germination was studied. The results showed that different treatments had different
influences on seed germination. Both concentrated H2SO4 treatment for 5 min and 15% PEG treatment for 6 h
could promote seed germination, the germination rate of 4 species was above 80% under concentrated H2SO4
treatment, but there was only one species under PEG treatment. Only 6 species could germinate under cold
stratification treatment, and the germination rate was 7%-64% . Only 4 species could germinate under CK
treatment, and the germination rate was 12%-57%. Concentrated H2SO4 treatment was the best among these
three treatments, it could promote allium seed germination rate efficiently. Allium seed in this study had weak
responses to concentrated H2SO4 and PEG, which might be related to dormancy mechanism and it needed
further study.
Key words: allium plant; seed germination; chemistry treatment; cold stratification treatment
基金项目:陕西省科学院科技计划项目“西安植物园珍稀特色苗木繁育平台建设”(2014k-36);陕西省科学院科技计划项目“西安地区屋顶绿化植物筛
选技术研究”(2015k-09)。
第一作者简介:毛祝新,男,1984年出生,甘肃天水人,博士,主要从事牧草育种和栽培研究。通信地址:710061陕西省西安市雁塔区翠华南路17号
陕西省西安植物园,Tel:029-85251750,E-mail:zhuxinmao@gmail.com。
通讯作者:杨群力,男,1971年出生,陕西乾县人,副研究员,硕士,主要从事园林植物引种和栽培研究。通信地址:710061陕西省西安市雁塔区翠华
南路17号陕西省西安植物园,Tel:029-85251750,E-mail:yangql71@163.com。
收稿日期:2016-05-20,修回日期:2016-07-24。
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
0 引言
葱属作物(Allium)为百合科(Liliaceae)二年生草本
植物,其种质资源十分丰富,包含700多个种,分属6个
亚属[1]。由于具有较高的营养价值和经济价值,葱属
作物受到人们的青眯[2]。但近年来,随着野生种质资
源的减少,葱属植物种质资源保护引起了研究人员的
关注。种子是种质资源的主要组成部分,也是农业生
产中确保高产优质的关键。前人对葱属植物种子的研
究多集中在化学成分含量、生物学特性、抗逆特性等方
面[3-5]。种子的贮藏和浓硫酸(H2SO4)和聚乙二醇(PEG)
萌发等方面所涉及的内容较少。笔者在前期葱属植物
种质收集的基础上,探讨不同处理方法对种子萌发的
影响,筛选出较佳的萌发处理方法,以期提高种子发芽
率,提高育苗效率,为葱属植物的保护和研究提供有效
方法。
1 材料与方法
1.1 试验材料
参试种子依托西安植物园的国际种子交换通道,
从6个国家的植物园交换得到。种子来源见表1。
1.2 试验方法
选择未经处理的饱满种子为试验材料,试验设计
为:①浓H2SO4浸种 5 min;②浓度为 15%的 PEG浸种
学名
角葱
纸花葱
硬皮葱
中亚葱
阿尔泰葱
火葱
玫瑰红葱
圆头大花葱
拉丁名
Allium angulosum L.
Allium neapolitanum Cirillo
Allium ledebourianum Roem. et Schult.
Allium pskemense B.Fedtsch
Allium altaicum Pall.
Allium ascalonicum L.
Allium roseum L.
Allium sphaerocephalon L.
来源
法国南特植物园
奥地利林滋植物园
德国波鸿植物园
德国明斯特植物园
捷克科学院植物研究所
波兰克拉科夫植物园
法国贝桑松植物园
德国哥廷根植物园
表1 参试葱属植物种子的来源
6 h;③4℃低温层积处理 50天;④对照(CK),即不做任
何处理。本试验中所有处理均在恒温20℃下进行萌发
试验。
萌发试验中,每处理50粒种子,4个重复。种子均
匀分布于垫滤纸的培养皿中,以后每隔24 h统计萌发
情况,以胚根突破种皮统计为萌发,第 10天结束试
验[6]。
1.3 数据分析
用SPSS 13.0软件对不同处理的种子萌发结果进
行方差分析,用Duncan多重比较分析是否存在显著差
异,用Excel软件绘图。
2 结果与分析
2.1 浓硫酸处理对种子萌发的影响
本试验中使用的是 98%的H2SO4,但其对不同种
子的萌发速率影响不同(图 1)。其中,纸花葱发芽率
最高,为84%,其次为火葱、玫瑰红葱和阿尔泰葱,分别
为80%、80%和74%。圆头大花葱的萌发率最低,仅为
2%,其余葱属植物种子萌发速率居中,介于 32%~
48%。进一步的方差分析结果显示,纸花葱、火葱、玫
瑰红葱和阿尔泰葱的萌发率极显著(P<0.01)高于其他
种子;而其他种子中,中亚葱萌发率极显著(P<0.01)高
于角葱和硬皮葱,后者之间无显著差异(P>0.05)。
2.2 PEG处理对种子萌发的影响
本处理中使用的是15%的PEG,结果显示,不同葱
属植物种子的萌发率对PEG处理的响应不同。其中,
纸花葱的萌发率最高,为86%;其次为中亚葱、阿尔泰
葱、火葱和玫瑰红葱,介于 50%~76%;角葱、硬皮葱和
圆头大花葱的萌发率最低,为 4%~22%。方差分析结
果显示,PEG处理后,纸花葱的萌发率显著(P<0.05)高
不同小写英文字母表示不同品种在相同处理下差异显著(P<0.05),
大写字母表示差异极显著(P<0.01)。下同
图1 浓硫酸处理对葱属植物种子萌发率的影响
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毛祝新等:不同处理方法对 9种葱属种子萌发的影响
于其他种子,亚葱、阿尔泰葱、火葱和玫瑰红葱的萌发
率,极显著(P<0.01)高于角葱和硬皮葱,而后者之间无
显著差异(P>0.05),圆头大花葱的萌发率极显著(P<
0.01)低于其他种子。
2.3 低温层积处理对种子萌发的影响
低温层积处理的种子是在 4℃下经过 50天的处
理,然后进行萌发试验。除了纸花葱和中亚葱种子没
有萌发之外,其余葱种子均有不同程度的萌发。其中,
玫瑰红葱的萌发率最高,为64%,其次为角葱,为47%,
其他 4种葱属种子萌发率较低,介于 7%~16%。方差
分析结果表明,玫瑰红葱的萌发率极显著(P<0.01)高
于其他种子,其他葱属种子中,角葱的萌发率极显著
(P<0.01)高于其他种子,而后者中纸花葱和火葱的萌
发率显著(P<0.05)高于阿尔泰葱和圆头大花葱。
2.4 对照(CK)处理对种子萌发的影响
对照处理中,不对种子做任何处理,直接进行发芽
试验。结果只有 4种葱属植物种子不同程度发芽,分
别为角葱、硬皮葱、黄花葱和圆头大花葱。其中,黄花
葱的萌发率最高,为57%,其次为圆头大花葱,为35%,
角葱和硬皮葱的萌发率最低,分别为 12%和 20%。方
差分析结果显示,对照处理下,黄花葱的发芽率极显著
(P<0.01)高于其他葱属种子,而圆头大花葱的种子萌
发率极显著(P<0.01)高于角葱和硬皮葱,而后者中硬
皮葱的萌发率显著(P<0.05)高于角葱。
3 讨论与结论
种皮是限制种子内外水分交换和空气流通的主要
原因,厚实的种皮会阻碍胚生长,致使种子处于休眠状
态[7-8]。因此可通过物理(机械处理)和化学(酸蚀和碱
蚀)等处理方式,解除许多种子的休眠[9-11]。就目前已
开展的研究结果来看,使用浓 H2SO4酸蚀处理效果
较好且应用最广,但浸种时间过长则会导致种胚伤
害[12-13]。而 PEG(聚乙二醇)是高分子渗透剂,它的优
点是不易渗入种子,也不会对种胚造成伤害,但是可以
打破种子休眠 [14]。何保良等 [15]在紫云英 (Astragalus
sinicus)种子休眠破除研究中发现,用 H2SO4处理
12 min,能最大限度解除种子休眠。林姗姗等[16]研究
发现,浓H2SO4浸泡厚荚相思(Acacia crassicapa)种子
25min,萌发率可达95%。Mehlhorn和Caseiro等[17-18]用
PEG处理洋葱(Allium cepa)种子,结果表明 PEG处理
能够显著提高种子萌发率和出苗率。韩建国等 [19]对
PEG改善结缕草种子萌发的研究表明,25% PEG处理
24 h可明显提高种子活力。李青云等 [20]也报道,以
150 g/L的 PEG溶液浸种 15 h韭菜(Allium tuberosum)
种子,种子活力最高。本试验分别用浓H2SO4、PEG处
理葱属植物种子,结果表明:各处理对葱属植物种子的
萌发率的影响不同,浓H2SO4处理5 min和15%PEG浸
种 6 h,可明显促进参试种子的萌发,前者处理下 4种
图2 PEG处理对葱属植物种子萌发率的影响
图3 低温层积处理对葱属植物种子萌发率的影响
图4 对照(CK)处理对葱属植物种子萌发率的影响
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中国农学通报 http://www.casb.org.cn
参试种子萌发率大于 80%,后者处理下仅有 1种参试
种子的萌发率达到 80%。低温层积处理下,只有 6种
参试种子萌发,萌发率介于 7%~64%。而在对照处理
下,仅有 4种参试种子萌发,且萌发率介于 12% ~
57%。比较3种处理,本研究认为浓H2SO4处理的效果
最好,可以有效提高葱属植物种子的萌发率。需要指
出的是,本研究中部分葱属植物种子对浓 H2SO4和
PEG等处理的响应较弱,这可能是与种子的休眠原因
和休眠类型有关,本研究团队将继续深入研究提高葱
属种子发芽率的高效措施。
参考文献
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