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杜鹃属植物育种研究进展



全 文 :杜鹃属植物育种研究进展
王定跃1,刘永金2,白宇清3,谢利娟4* (1.广东省深圳市公园管理中心,广东深圳 518040;2.深圳梧桐山风景区管理处,广东深
圳 518004;3.中国农业大学观赏园艺与园林系,北京 100193;4.深圳职业技术学院应用化学与生物技术学院,广东深圳 518055)
摘要 简述了杜鹃属(Rhododendron L.)植物的分布,对国内外杜鹃属植物的育种历史,育种方法包括杂交育种、多倍体育种、现代育种,
育种趋势进行综述,并指出我国杜鹃属植物育种研究中存在的问题,提出加快我国杜鹃属植物育种研究的措施。
关键词 杜鹃;杂交育种;多倍体育种
中图分类号 S685. 21 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2012)32 -15622 -04
The Breeding Research Progress of Rhododendron Plants
WANG Ding-yue et al (Shenzhen Park Service,Shenzhen,Guangdong 518040)
Abstract The distribution,breeding history at home and abroad,methods of Rhododendron L. were revieved,which contains cross-breeding,
polyploidy breeding and modern breeding,breeding trend. The existing problems were pointed out,and several countermeasures for speeding
Rhododendron L. plants breeding were put forward.
Key words Rhododendron L.;Introduction;Polyploid breeding
基金项目 深圳市城市管理局科技基金项目(SZCG200706)。
作者简介 王定跃(1963 - ) ,男,浙江宁海人,博士后,研究员,从事园
林植物分类、生态群落方面的研究。* 通讯作者,教授,从
事植物生理和分子生物学研究,E-mail:xlj328@ yahoo. com.
cn。
收稿日期 2012-07-26
杜鹃属(Rhododendron L.)是杜鹃花科(Ericaceae)中最
大的属,约 1 000 种[1 -2],分布于亚洲、欧洲、北美以及澳大利
亚(2种)。我国产杜鹃属植物 571 种,其中 409 种为我国的
特有种[2],约占国产种总数的 71. 6%。其种类繁多,花色娇
艳,具有极高的观赏价值。
我国杜鹃属植物从区系分布来看主要集中于中国—喜
马拉雅森林植物亚区 (351 种、324 个特有种)、中国—日本
森林植物亚区(164 种、135 个特有种) ,占国有种数近 90%;
从行政区划来看主要分布于西南地区的云南、西藏、四川 3
省,共 403 种,特有种 223 种 ,除新疆和宁夏未发现有野生杜
鹃花外,其他省区均有分布[3 -4]。
由于我国近代植物学起步较晚,对杜鹃属植物的研究大
多停留在植物分类学方面,对育种研究未引起足够的重视。
为此,笔者概述了杜鹃属植物育种研究进展。
1 杜鹃属植物育种历史
1656年英国从欧洲的阿尔卑斯山引入当时被称作高山
月季的杜鹃花为欧洲高山杜鹃(R. hirsutum) ,是第一个引进
栽培的杜鹃花。
1800年,在英国只有 12个野生种类为人所知,其中有极
大杜鹃(R. maximus,1736)、锈色杜鹃(R. ferrugineum,1740)、
耐寒种类酒红杜鹃(R. catawbiense)、大树杜鹃(R. arboreum)
和高加索杜鹃 (R. caucasicum) ,奠定了杜鹃花育种的
基石[5]。
大树杜鹃掀起了杜鹃属植物的育种研究。第一个杜鹃
花杂交种的记录为 Azaleodendron,是黄焰杜鹃花(R. calendu-
laceum )和秋花杜鹃(R. ponticum)的一个随意杂交种。有意
识的杂交开始于北美常绿种的极大杜鹃和酒红杜鹃,欧洲的
高加索杜鹃和秋花杜鹃,稍后的来自东方的大树杜鹃[5]。原
产中国的大树杜鹃对西方园艺产生了深远的影响,杜鹃花育
种历史上它是红色花品种的祖先。1834 ~1835年,瓦特(An-
thony Waterer)在英国耐普山(Knaphill )苗圃,用大树杜鹃和
高加索杜鹃杂交产生了新品种‘Nobleanum’,耐寒并能在圣
诞节开花,标志着杜鹃花育种历史转折点的到来。随后一大
批的大树杜鹃的后代产生了,但是许多品种遗传了亲本的弱
点,植株首次开花的时间晚,幼年期很长。后来在耐普山苗
圃培育了第一个深红色花、抗寒、株型小巧的杂交品种
‘Doncaster’,是一个理想的适合小花园应用的杜鹃花品
种[5]。耐寒品种的不断出现,苗圃栽培的杜鹃花转为以杂交
品种为主体,标志着抗寒杜鹃花育种的时代已经到来。许多
品种现在虽然不被看好,但在当时它们能忍受低温、在温带
地区又可在全光照下栽培,确实很难得。
从 19世纪中期开始,尤其是 1860 年以后,许多植物采
集者涌入中国,大量的杜鹃花资源被发现和引入栽培,杜鹃
花杂交育种因此而快速发展。进入 20 世纪杜鹃花育种的集
中地也由英国逐渐扩展到北美、德国、比利时等国家。
云锦杜鹃(R. fortunei)是 20世纪杜鹃花育种中最著名的
亲本之一。云锦杜鹃原产我国,由罗伯特·福琼 1856 年在
我国发现并命名。云锦杜鹃被认为是我国最好的杜鹃,抗性
强、花大且有香味,同时又结实率高,成为 20 世纪杜鹃花育
种中最著名亲本之一[6]。1901 年,云锦杜鹃作为劳德瑞
(LODERI)组群的杂交亲本,而且劳德瑞杂交组群在英格兰
被认为是最好的杜鹃花杂交品种群。它们生长旺盛、花序
大、有香味、花朵喇叭形白色至乳黄色、粉色。著名的品种如
“乔治帝”(R .‘Loderi King George’)、“粉宝石”(R.‘Loderi
Pink Diamond’)和“维纳斯”(R.‘Loderi Venus’)等。后来,
云锦杜鹃被带到美国,查里斯·戴克斯特(Charles Dexter)在
马萨诸塞洲从 1922年开始在他的育种项目中广泛使用云锦
杜鹃作亲本,戴克斯特的杂交品种传播广泛,许多以实生苗
传播,尤其在长岛,数以百计的戴克斯特杂交种以它们的抗
性、美丽的花朵、易于栽培而闻名。许多云锦杜鹃杂交种因
“戴克斯特”而出名,它们的美使长岛花园绚丽多彩,它们的
责任编辑 姜丽 责任校对 况玲玲安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2012,40(32):15622 - 15625,15627
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2012.32.153
香味让长岛春天变得生动[7 -8]。
圆叶杜鹃(R. williamsianum)是 20 世纪杜鹃花育种中另
外一个著名的亲本之一。1908年,威尔逊在我国中西部发现
并引入英国的圆叶杜鹃,因具有完美的树型,棕红色的新叶
和铃型的花朵而令西方的杜鹃花育种者欣喜,带来了又一次
杜鹃育种高潮。圆叶杜鹃最早的品种于 1916 年产生于英国
的丘园,后来海利森(Eric Harrison)利用圆叶杜鹃作亲本培
育了许多很好的品种。最出名的圆叶杜鹃品种是“碗铃”
(‘BowBells’) ,在 20世纪 50年代引入太平洋西北部地区栽
培,以此为亲本又培育出许多适合小庭院应用的品种系
列[7 -8]。德国早期最著名的杜鹃花育种者郝彼(Dietrich G.
Hobbie) ,于 1937年去英国旅行后,致力于杜鹃花杂交育种,
其中圆叶杜鹃品种系列是他最成功的杂交品种群之一,抗寒
性强、株型低矮,很适合于德国北部庭院栽培。
国内外的育种历史从提高抗寒性、到抗寒性和花型、花
色相结合,再到抗寒性、树形、奇叶相结合,体现杜鹃属植物
育种研究主要集中在提高植物抗性、扩大应用范围、追求植
株的新、奇等方面。
我国昆明植物园、庐山植物园、华西亚高山植物园、贵州
省植物园、杭州植物园、江西井冈山园林科研所等研究单位,
先后进行了大量杜鹃花的播种繁殖和扦插试验,并建立了自
己的杜鹃园,为我国的杜鹃花栽培积累了丰富的技术和经
验。华西亚高山植物园和庐山植物园播种苗保存量最多,前
者 10多年来繁殖杜鹃花原种 300 余种,保存杜鹃花活体数
量达 20万株[9 -10],建立了杜鹃花展示区、回归园、森林景观
区、试验园区等,成为亚洲地区杜鹃花植物(原种)最大的保
存基地和展示中心。另外,无锡市锡惠公园建立了面积 4
km2 的杜鹃花专类园,收集保存有 300 余个国内外杜鹃花园
艺品种。
2 杜鹃属植物育种方法研究进展
2. 1 杂交育种 杂交育种是国内外杜鹃育种中应用最广
泛、成效最大的育种方法。杂交育种可以把不同亲本的优良
基因集中于新品种,产生新的性状。
杂交亲本的选育是杂交育种成功的关键之一。要根据
育种目标挑选最合适的种质资源材料作亲本,并合理搭配父
母本。如进行香化育种,那么亲本中至少一方的花或叶应具
香气;如进行美化种增强抗性的育种,则亲本一方中至少应
有较高的观赏价值,另一方至少应有抗性强的特点。在设计
杂交组合时应注意双亲配子的亲和性,不同杜鹃品种之间的
杂交亲和性不同。张长芹等通过对杜鹃花属 10余年来所做
的 59对杂交组合的试验发现:二倍体与二倍体的杜鹃花种
间杂交亲和力强;二倍体与多倍体的杜鹃花杂交无亲和力;
同亚属不同亚组之间二倍体种的杜鹃花杂交亲和力强;不同
亚属之间的杜鹃花种间杂交不育[11]。所以,选择的双亲以
同亚属的种或品种为好,并以一方为野生种,另一方为栽培
品种的配合表现较为理想,其双亲配子亲和力强,F1 具有明
显的杂种优势,产生的变异多。
杂交过程中,要注意调节开花期、控制授粉、授粉后的
管理。
杂交时要尽量选择花期相遇的品种。但如果父本花期
早于母本,可将父本花粉采下置冰箱中冷藏保存;如父本花
期稍晚,则应以保护地栽培或催花措施促进花期相遇。
杂交时授粉成功是杂交成功的关键。授粉前,要对母本
去雄和从父本上采集花粉。母本去雄时要特别注意时间。
当花丝还未充分伸长,长度低于柱头,花粉被包裹在花药内,
有黏性而不易散去,去雄安全。一般落叶杜鹃在开花前 4 ~ 5
d,常绿杜鹃在开花前 7 d左右去雄。父本采集花粉时,将开
放前 1 d父本的花朵小心采下,除去花冠,取下花药,按不同
品种分别存放于冷藏冰箱中待用。要选择合适的时间授粉。
去雄后7 d内当母本花柱迅速伸长,柱头膨大呈黄绿色,上有
丰富黏液时,选上午授粉,需要时可进行第 2 次授粉。张敬
丽等在探讨种间传粉在杜鹃属自然杂交物种形成中的作用
时得出,在花冠未展开前 1 ~ 2 d柱头已具有极少量黏液;在
开花 2 ~4 d,柱头黏液最多,花粉则成丝状散出,具粘性;在
开花 5 d后,柱头黏液减少,花粉已基本完全散出;开花 7 d
左右,柱头开始枯萎,花冠脱落,雄蕊也开始脱落,已基本完
成单花开花周期[12]。
授粉后,标明父母本及杂交时间,同时加强田间管理。
一般于当年 10 ~11月,蒴果顶出微裂时采收[13]。
在杂交过程中,杂交成功的影响因素较多。Williams等
研究了花粉大小、雌蕊长度、花粉管生长速度对杂交的影响,
得出花粉大小和花粉管到达胚珠的时间与雌蕊长度有
关[14],雌蕊越长,花粉越大,通常花粉管生长较快(Perez,
Moore)[15];在 13 ~21 ℃,随着温度的升高,花粉管的生长速
度越快。花粉管的密度与花粉管的生长速度无关[16]。种间
杂交时,花粉在异种花柱中的生长速度比同种植物花柱中的
生长速度不同。对越橘杜鹃亚组的 26 个种进行观察,表明
花粉和雌蕊大小的极度不协调是导致种间杂交失败的原因。
在他的研究中,杂交成功的父本和母本的花柱长度比例在
0. 2 ~6. 0。且得出,花粉管的生长不需要 DNA的从头合成,
有可能仅限于转录水平或翻译水平[14]。
刘晓青等对杜鹃花杂交、自交及开放授粉结实性研究表
明,杜鹃花品种(种)间杂交的结实率高低与花色无关,与株
型和瓣型也无明显的关系,而与品种(种)的亲缘关系密切相
关;杜鹃花品种(种)天然授粉的结实率与瓣型关系密切 ,而
与花色无明显关系。从试验结果可以看出,所选杜鹃花品种
(种)的天然结实率随着重瓣性的增加而降低 ,所选单瓣品
种的天然结实率显著高于重瓣品种,这是由于杜鹃花重瓣品
种雄蕊瓣化或者花药量少,且花粉为絮状,难以随风飘散,同
时温室中昆虫稀少,难以完成传粉过程所致;所选杜鹃花品
种(种)的自交结实率明显高于开放授粉结实率,说明杜鹃花
授粉有利于提高结实率[17]。所以,对于重瓣性高的品种选
育应主要通过杂交来实现,而瓣性较低的品种选育也可以结
合天然授粉后的实生选择来进行;在进行遗传研究时,为了
获得真正杂种,对单瓣品种进行去雄是必要的。
Ureshino等为了获得黄花常绿杜鹃,对 3 个杜鹃品种品
3265140 卷 32 期 王定跃等 杜鹃属植物育种研究进展
种复交(三交) (R. kiusianum × R. eriocarpum)× R. japonicum
f. flavum,获得成功[18]。这说明,在杜鹃育种中,复交也是一
种有效的育种方法。
2. 2 多倍体育种 通过染色体加倍诱导多倍体的产生,是
育种者对观赏花卉经常使用的一种育种方法。多倍性可以
影响植物的杂交可能性、杂交种的可育性、植株的长势以及
基因的表达[19]。人工多倍体诱导主要是诱导异源多倍体,
可以恢复不育后代的可育性、增加后代的杂交性和可育性、
得到无籽多倍体植株、产生新的基因重组、增加次生代谢物
的表达和多样性[20 -24]。同时,多倍体还可以增加观赏特性,
如叶片变厚、花朵变大、花色更鲜艳、花期更长等[25 -28]。
最常用、最有效的多倍体育种方法是用秋水仙素或低温
诱导来处理萌发的种子和幼苗。Pryor等将秋水仙素喷施在
生长活跃的芽中得到了四倍体杜鹃[29]。Kehr对长出子叶真
叶不明显的幼苗喷施秋水仙素,但是没有得到理想的结
果[30]。胺磺灵也可以作为染色体加倍试剂,且其毒性比秋
水仙素小[31]。胺磺灵诱导多倍体时可以避免用秋水仙素诱
导多倍体时产生的不良效果,如不育性、畸形生长[31 -32]。
Contreras等将杜鹃‘Fragrant Affinity’活跃生长的芽尖浸泡在
150 μmol /L胺磺灵 24 h,得到异源四倍体植株[21,33]。Vainola
研究了秋水仙素和胺磺灵对试管中栽培的 3 种杜鹃多倍体
诱导的效果。2种处理药剂用 2 种浓度(秋水仙素:0. 025%
和 0. 05%,胺磺灵:0. 001%和 0. 005%)、2个处理时间(24和
48 h)来比较诱导效果,得出:用秋水仙素处理时植株的成活
率较高,2种药剂浓度高时会杀死更多的幼苗;胺磺灵处理时
间的长短不影响植株的成活率,但秋水仙素处理 48 h后的危
害比 24 h的危害严重。胺磺灵的诱导效果好于秋水仙素,处
理时间和浓度没有明显的差别,0. 005%的胺磺灵处理 24 h
得到的多倍体的比例最大为 18%[34]。Jones 等发明了一种
新的诱导多倍体的方法,配制 40 ℃、半固体凝胶胺磺灵悬浊
液,用滴管吸取 2 ~ 4 μl,滴在幼苗子叶的顶端,且诱导四倍
体成功[35]。
2. 3 现代育种 目前,在育种技术上,开始结合使用组织培
养技术、分子标记技术、转基因方法等,育种进程更加快捷。
石家庄燕赵种业园艺花卉研究所近年来致力于引进国
外杜鹃花组培技术,为我国野生杜鹃花的开发利用开辟了一
条新途径。转基因、分子标记、连锁图谱的构建等现代生物
学技术在杜鹃花育种研究中也得到应用。Pavingerova 等应
用农杆菌介导方法对几个杜鹃花品种进行基因导入,部分个
体转移成功,但后来在营养繁殖中转移片段又丢失了[36]。
德国 Dunemann博士等利用种间杂交后代建立了杜鹃花的分
子遗传图谱,并对有些标记与抗碱性、叶面失绿、花色等性状
的相关性进行了分析[37];后来,为进一步提高杜鹃花的耐碱
性,他利用 QTLs 分子标记辅助选择和转基因技术培育耐碱
单株,但至今没有筛选出耐土壤 pH 7. 0以上的品种[38]。
3 杜鹃属植物育种趋势
对杜鹃属植物研究中主要集中在对抗寒性的研究。在
1998年 Lim等对杜鹃属阔叶、常绿品种植株的抗寒性进行研
究[39]。常绿树种在越冬期间叶片不发生休眠,而落叶木本
植物的组织(比如芽)发生休眠[40 -41]。这为研究常绿树种的
抗寒适应性提供了基础。Marian等对 21种杜鹃花的抗寒性
进行研究,表明在寒冷适应性较好的杜鹃中,一种细胞脱水
诱导的蛋白家族———脱水素 25 ~ 73 kDa含量较不抗寒的杜
鹃品种丰富[33]。Lim等对超抗寒和抗寒杜鹃品种进行杂交,
对其 F2隔离后代研究 25 kDa脱水素和抗寒性之间的关系。
结果表明,在抗寒性 F2群体中,25 kDa的脱水素的含量水平
与抗寒性强弱有关,随着脱水素的积累,抗寒性逐渐增强,所
以 25 kDa的脱水素可以作为区别杜鹃抗寒性强和抗寒性弱
的遗传标志[39]。Malciute 等对立陶宛 SIAULIAI UNIVERSI-
TY的植物园杜鹃进行低温抗性研究[42]。Wei等对抗寒和不
抗寒的杜鹃品种的 EST比较分析,表明抗寒和不抗寒的杜鹃
品种叶片的基因表达显著不同,得出渗透调节、抗干旱、光抑
制能力、光合作用调节在抗寒性中起着重要的作用[43]。耐
寒杜鹃的培育一直是欧美杜鹃花育种的目标之一,很多的品
种都能耐 -25 ℃左右的低温。2002年芬兰的 Peter M. A. Ti-
gerstedt博士又把杜鹃花的抗寒性提高到一个新水平,筛选
出抗 -30 ℃以下低温的品种,使杜鹃的抗寒性得到进一步
提高,扩大了杜鹃花的种植适生范围[5]。Vainola 等对几种
杜鹃花的二倍体与四倍体品种进行抗寒性比较,发现二倍体
品种更加耐寒[44]。Swideriski等比较分析了杜鹃花叶片中的
类黄酮含量,认为类黄酮的含量与抗冻性相关,可以作为品
种筛选的一个标准[45]。
杜鹃花的育种除抗寒性外,还对株型、花型、花色、花香
等进行研究,目前,更加致力于解决栽培中的难点,如杜鹃花
的耐碱性、耐热性和抗病性等。喜酸怕碱的栽培要求是限制
杜鹃花在中性或碱性土质中应用重要因子之一,因此耐碱品
种的选育是现代杜鹃花育种的目标之一。德国普莱教授使
用常规杂交育种与组织培养技术相结合,经过十几年的努
力,于 1992年筛选出耐碱能力明显优于其他种类的品种系
列,使大叶常绿杜鹃能够适应的土壤 pH 由 6. 2 ~ 6. 5 达到
6. 9 ~7. 0[46]。在耐碱性研究方面,Chaanin等研究了碳酸氢
根对杜鹃花失绿症的影响[47]。
4 我国杜鹃属植物研究中存在的问题
我国杜鹃属植物育种与世界先进国家相比存在较大差
距,表现为原产杜鹃花资源开发利用水平低,杜鹃园艺品种
的创造和开发利用水平更低。我国规模生产的品种基本都
是从国外引进,这与我国拥有丰富的杜鹃花资源极不相称。
因此,保护和开发利用我国现有丰富的杜鹃花资源,推进我
国杜鹃属植物的育种研究。
我国野生杜鹃花的利用目前仍然处于直接从自然界获
取的低级阶段,造成这种现象原因有以下几个方面;① 繁殖
方法没有突破性的进展。目前,我国野生常绿杜鹃花的繁殖
主要是常规的种子繁殖。种子繁殖虽然萌发率高,但成苗率
较低且营养生长周期太长,对高山常绿杜鹃花而言,一般从
播种起需要 6 ~ 10 年以上才开花[48]。除了种子繁殖外,其
他的繁殖方法,如扦插繁殖夜尚未得到解决,对于野生常绿
42651 安徽农业科学 2012年
杜鹃花来说只有有鳞杜鹃亚属的扦插生根率较高,达到
68%左右,对于常绿无鳞亚属而言,扦插生根率很低[49]。另
外,组培快繁研究在 Azalea 类杜鹃获得成功[50],而高山常绿
杜鹃花的组培快繁,目前还未见报道。② 人工杂交育种在
国内还没有得到发展和普及。杜鹃花的育种工作与国外相比
差距较大。国外杜鹃花的杂交育种工作起步较早,通过各种手
段培育的杜鹃花品种已逾千计。到目前为止,国外已培育出耐
寒、大花、早花、晚花、和香花品种[51]。我国由于杜鹃花引种驯
化工作进行得较晚,杜鹃花育种工作也是在 20 世纪 80年代才
开始的,所育品种较少,只有 34个品种进行了登记[52 -53]。③
杜鹃花资源利用方法单一。我国有如此丰富的杜鹃花生态类
型,应是开展杜鹃花生态旅游的理想地区,但目前我国仅有少
数地区将杜鹃花作为旅游资源来开发利用。
要发展壮大我国的杜鹃产业就必须:①加大我国野生杜
鹃和高山杜鹃种植资源的利用,加快对野生和高山杜鹃的繁
殖进行研究,加大杜鹃种质资源调查和保存的科研投入;②
加快引进欧美优良品种,结合选用中国野生杜鹃中抗性强、
品种优良的种类与栽培种进行杂交,培育适合我国的新栽
培种。
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5265140 卷 32 期 王定跃等 杜鹃属植物育种研究进展
各处理间未经盐溶液处理的种子发芽率较高。盐浓度为 6、
8、10 g /L时种子的发芽速度相对迟缓,随着盐浓度的上升,
鸢尾种子的发芽率呈下降趋势。当盐浓度为 2 g /L时,鸢尾
种子的发芽率与对照相比,差异不明显,说明鸢尾种子在这
一浓度范围内对 NaCl溶液具有一定的适应性。但在 5%和
1%水平上,4 g /L NaCl 处理与 6 g /L NaCl 处理均有显著差
异。当盐浓度增至 6、8、10 g /L时,鸢尾种子的发芽率与对照
相比,分别下降了 31. 96%、32. 59%、48. 65%。这说明 4 g /L
的盐浓度处于临界浓度附近,大于 4 g /L盐浓度对鸢尾种子
的发芽率有较强的抑制作用。
表 1 不同盐浓度对鸢尾种子发芽特性的影响
NaCl浓度∥g /L 发芽率∥% 发芽势∥% 发芽指数
0(CK) 67. 88 aA 17. 76 aA 3. 53 aA
2 60. 02 abA 5. 31 bB 2. 81 bAB
4 53. 02 bA 4. 94 bB 2. 47 bB
6 35. 92 cB 0. 50 cBC 1. 51 cC
8 35. 29 cB 1. 41 cdC 1. 57 cC
10 19. 23 cC 0 dC 0. 78 dC
注:同列数据后无相同小写字母表示差异显著(P < 0. 09) ,无相同大
写字母表示差异极显著(P <0. 01)。
经方差分析,在发芽势指标上:各处理间,在 5%水平上,
0 g /L NaCl处理与 2 g /L NaCl处理差异不显著,但与 4、8、10
g /L NaCl处理差异显著;在 1%水平上,0、2、4 g /L NaCl处理
差异不显著,但与 6、8、10 g /L NaCl 处理差异显著。当盐浓度
为 2 g /L时,发芽势与对照相比下降了 12. 44%,下降幅度较
大,当盐浓度为 4、6、8 g /L时,发芽势与对照相比分别下降了
12. 82%、17. 25%、16. 34%,当盐浓度为 10 g /L时,发芽势与对
照相比下降了 17. 76%,说明盐胁迫延缓了鸢尾的萌发进程,延
长了萌发时间。这说明 2 g /L的盐浓度处于临界浓度附近,大
于 2 g /L盐浓度对鸢尾种子的发芽势有较强的抑制作用。
经方差分析,在发芽指数指标上:各处理间,在 5%水平
上,0 g /L NaCl处理与 2 g /L NaCl处理差异显著,2 g /L NaCl
处理与 4 g /L NaCl 处理差异不显著,但与 6、8、10 g /L NaCl
处理差异显著;在 1%水平上,0 g /L NaCl处理与 2 g /L NaCl
处理差异不显著,但与其他各处理间差异显著,2 和 4 g /L
NaCl处理与 6、8、10 g /L NaCl 处理差异显著,6、8、10 g /L
NaCl处理之间差异不显著。在未经盐溶液处理时,鸢尾种子
的发芽指数为 3. 53,此时鸢尾种子的发芽速度最快;当盐溶
液浓度为 2 g /L时,发芽指数与对照相比下降了 0. 72,下降
最少,说明2 g /L时盐浓度对鸢尾种子的发芽指数影响较小;
当盐溶液浓度为 4 g /L时鸢尾种子的发芽指数下降了 1. 06,
当盐溶液浓度为 6、8和 10 g /L时,发芽指数与对照相比分别
下降了2. 02、1. 96、2. 75。当盐溶液浓度为 10 g /L时,鸢尾的
发芽指数仅为 0. 77,此时鸢尾种子的发芽速度慢,种子的耐
盐能力最低。这说明 2 g /L盐浓度处于临界浓度附近,大于
2 g /L盐浓度对鸢尾种子的发芽指数有较强的影响。
3 结论与讨论
3. 1 讨论 该试验研究了鸢尾种子对盐胁迫的承受能力。
不同浓度的盐胁迫处理对鸢尾种子的萌发均有不同程度的
抑制作用,且随浓度的升高,抑制作用增强,不同浓度盐处理
下发芽率、发芽势和发芽指数均随着盐浓度的增加而降低。
在未经盐处理时,鸢尾种子的发芽情况较好,当盐浓度为 2
g /L 时,对鸢尾种子的萌发率影响较小,且生长情况良好,与
清水对照相比变化不大;当盐溶液浓度高于 6 g /L 时,鸢尾
种子的萌发才受到较显著的延缓和损害,虽然仍能保持一定
的萌发率,但发芽整齐度较差,即使能够发芽的种子,在试验
后期,胚根、子叶也易发生黄化。在盐溶液浓度为 10 g /L时,
发芽势为 0,可见此处理中鸢尾种子在前 16 d没有发芽,说
明高浓度时的盐溶液明显延缓了鸢尾种子的萌发进程,延长
了萌发时间。
该试验还有以下问题有待深入研究:①试验采用的是新
乡地区出产的鸢尾种子,而来自不同地区的种子对盐胁迫的
影响可能会有不同。②鸢尾种子种皮较厚,自然萌发缓慢,
周期长,发芽率低,具有较强的滞后性,也是影响种子的发芽
进程的原因之一。③在对种子萌发情况进行观察计数期间,
有个别种子的种皮出现白色毛状物的现象,经分析可能是水
分过少种皮上附着的盐的结晶物、种皮上的胶质物质发生变
化、种皮内果胶质溢出等造成的,但具体此种现象是否影响
种子发芽情况有待进一步研究。
3. 2 结论 鸢尾作为喜酸植物,其种子发芽栽培阶段,可用
低于 2 g /L盐溶液或中性溶液处理的种子,尽量减少盐浓度
对鸢尾种子萌发的影响。
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