2個油茶品種種子萌發過程中激素生理初探

陳博雯，劉海龍，陳曉明，蔡 玲，黃金使，覃子海，謝永生

（1.廣西林業科學研究院，廣西南寧530002；2.北京林業大學生物科學與技術學院，北京100083；3.慶遠林場，廣西宜州547000）

植物內源激素是指在植物體內合成的一類微量有機物質，能夠對植物的生長發育產生顯著的調節作用，主要的植物內源激素有生長素（IAA）、赤霉素（GA3）、玉米素核苷（ZR）、脫落酸（ABA）4 種。植物內源激素與植物生長發育之間的關聯性是植物生理學領域中的重要研究內容之一，目前已在很多方面展開了研究[1-3]，對植物生命活動的深入了解具有重要的意義。

種子的萌發過程是植物生長發育中的一個重要階段，萌發過程中激素的動態變化是研究的一個熱點[4-9]，但不同種類的植物種子，其內源激素的基本水平和變化規律也有其自身的種屬特異性，通過激素生理的角度可以更深入地了解其中的差異和規律。

油茶（Camellia oleifera Abel.）是我國特有的食用油料樹種，與油棕、油橄欖、椰子并稱為世界4 大木本食用油料植物，主要分布于我國南方的湘、贛、桂、浙、閩、黔等18 個省區，其中，湖南、江西、廣西等省是主要產區。在廣西，油茶主要栽培物種有普通油茶、小果油茶、越南油茶、廣寧紅花油茶等，其中，普通油茶分布最廣，在廣西全區都有栽培。岑溪軟枝油茶是從普通油茶中選育出的一個農家品種，三江81 號則是從小果油茶中選育出的一個優良品種，都是經濟效益較高的油茶物種。目前，針對油茶種子萌發中的激素生理研究還未見文獻報道。

本研究采用反相HPLC 法探討了岑溪軟枝油茶和三江81 號在種子萌發過程中ZR，GA3，IAA 和ABA 這4 種植物主要的內源激素的動態變化規律和比值變化，旨在對油茶種子萌發過程的生理生化變化取得更進一步的了解。

1 材料和方法

1.1 植物材料

供試材料為岑溪軟枝油茶和三江81 號油茶種子，均采自廣西林業科學研究院苗圃。試驗時間為4 月份，全部試驗過程在廣西林科院苗圃的育苗大棚內完成。2 個品種的種子均采取沙藏催芽，在催芽過程中，測定種子的發芽率，并采樣進行激素測定。

1.2 發芽率測定

試驗設岑溪軟枝油茶和三江81 號油茶2 個處理，每個處理300 顆種子，設3 個重復。先用清水浸種，去掉浮于水面的輕粒種子和小粒種子，選取粒大、飽滿、無霉變和蟲害的種子，用0.1%高錳酸鉀溶液浸種10 min 后用水沖洗干凈，再用50～60 ℃溫水浸種，2 d 換一次水，浸4～5 d后，進行沙藏催芽。先鋪沙子1～2 cm，再放種子5～7 cm，最后蓋沙2～3 cm，上面蓋稻草或尼龍膜保濕，沙藏25～35 d 后種子陸續萌發。從第20 天起，每隔5 d 統計發芽率，至發芽率不再升高結束試驗。

1.3 內源激素測定

內源激素測定設5 個處理，在沙藏催芽測定發芽率的同時，選擇未處理的種子（處理1）、催芽20 d 的種子（處理2）、剛萌發種子（處理3）、胚根＜1 cm 的種子（處理4）和胚根＞1 cm 的種子（處理5）分別作為試驗的5 個處理，按照陳博雯等[10]的提取測定方法分別取樣測定內源激素。

2 結果與分析

2.1 種子萌發情況的比較

岑溪軟枝油茶屬于普通油茶，三江81 號則是小果油茶中的一個品種，這2 個品種的種子萌發情況如圖1 所示。沙藏催芽25 d 后2 個品種都開始有種子萌發，岑溪軟枝油茶的萌發率在整個試驗各測定點都稍高于三江81 號；45 d 時，岑溪軟枝油茶發芽率達到59.94%，三江81 號發芽率達到51.72%，此后繼續培養發芽率也不再升高。

2.2 種子萌發過程中內源激素動態變化

選用未處理的種子、催芽20 d 的種子、剛萌發種子、胚根＜1 cm 的種子和胚根＞1 cm 的種子作為5 個處理，內源激素測定結果如圖2 所示。種子萌發過程中岑溪軟枝油茶中的ZR，GA3，IAA 激素總體水平都高于三江81 號。未處理的種子中，岑溪軟枝油茶中ZR 含量比三江81 號高出42.57%，GA3和IAA 含量分別比三江81 號高出4.71% 和38.34%，而ABA 含量卻是三江81號高出岑溪軟枝油茶16.37%。說明2 個品種中內源激素的基本水平有顯著差異。

種子萌發過程中，2 個品種ZR 變化規律基本一致，都呈現先降低后回升的趨勢，ZR 含量最低點在種子剛萌發露出胚根時期，在萌發后期，岑溪軟枝油茶中ZR 回升水平要顯著高于三江81 號。

萌發過程中，2 個品種的GA3動態變化趨勢相同，呈先升高后降低的變化過程，GA3含量最高點對應剛萌發露出胚根的種子，后又隨著胚根的生長而降低；萌發后期，三江81 號的降幅大于岑溪軟枝油茶，胚根＞1 cm 的種子中，岑溪軟枝油茶的GA3含量比三江81 號高出54.82%。

2 個品種在萌發過程中IAA 的動態變化基本一致，且與ZR 動態趨勢類似，都呈現先大幅降低后小幅回升的趨勢。

2 個品種萌發過程中，ABA 均呈先降低后小幅回升的趨勢，催芽處理20 d 后種子中的ABA含量明顯降低，ABA 的最低點出現在剛萌發的種子時期。2 個品種的差異為：在萌發前ABA 降低的過程中，三江81 號的ABA 水平一直顯著高于岑溪軟枝油茶，而在降至最低點時，2 個品種中差異不顯著，隨后隨著種子的繼續萌發，ABA 含量呈現小幅回升，這期間，岑溪軟枝油茶中ABA水平又顯著高于三江81 號。

2.3 種子萌發過程中激素比值的變化

由圖3 可知，2 個品種中GA3/ABA 變化趨勢基本一致，在未處理的種子中，GA3/ABA 較低，催芽20 d 后，2 個品種中GA3/ABA 從未處理種子中的3.92 和3.22 分別上升到8.43 和4.72，比值略有升高，此時，岑溪軟枝油茶中比值高出三江81 號近1 倍。在種子剛萌發露出胚根的階段，比值達到最高點，分別為24.87 和23.45，隨后隨著胚根的生長，比值又緩慢下降。

2 個品種IAA/ABA 的變化呈現先升高后降低再回升的趨勢，升高的幅度稍有不同。催芽20 d 后，岑溪軟枝油茶中IAA/ABA 顯著高于三江81 號，分析得出，其原因是岑溪軟枝油茶種子中ABA 含量降低幅度大于三江81 號，而IAA 降低幅度又小于三江81 號，所以，造成較高的IAA/ABA。發芽后2 個品種中的IAA/ABA 變化幅度不大，比值在0.23～0.33 之間波動。

ZR/ABA 在2 個品種中的變化趨勢相似，都呈現升高—降低—升高的動態變化趨勢，但岑溪軟枝油茶的變化幅度較大，而三江81 號的變化則較平穩。

3 結論

岑溪軟枝油茶屬于普通油茶，在廣西全區都有栽培，三江81 號則是小果油茶中的一個品種，主要分布在桂北地區，這2 個品種都是優良的油茶品種。沙藏催芽45 d 后，岑溪軟枝油茶的萌發率比三江81 號高出8.22 百分點，在試驗的各個測定點，岑溪軟枝油茶的萌發率也一直高于三江81 號。數據顯示，本試驗條件下，岑溪軟枝油茶的發芽稍早于三江81 號，發芽率高于三江81 號。

在種子萌發過程中，岑溪軟枝油茶中的ZR，GA3，IAA 激素總體水平都要高于三江81 號，說明2 個品種中內源激素的基本水平有顯著差異，推測可能是與其種屬特異性有關。

種子萌發過程中，2 個品種的IAA 和ZR 都呈先降低后回升的趨勢，推測可能隨著游離態IAA 轉化為結合態發揮激素的生理調節作用，濃度逐步降低，而且在種子萌發出胚根可以自行合成IAA 后仍只呈小幅回升，在種子萌發后的快速發育過程中，IAA 也多以結合態參與生理生化功能調控過程，造成測得的游離態IAA 含量升高幅度低。ZR 與IAA 變化趨勢類似，推測可能在種子萌發出胚根之前的過程也是大量消耗ZR的時期，而胚根長出后可合成ZR 使得ZR 水平有所回升，說明種子萌發后的生長需要維持較高濃度的ZR 水平。

萌發過程中2 個品種的GA3動態變化趨勢都呈先升高后降低的變化過程，說明高水平的GA3對于種子的萌發有促進作用，很多文獻也報道GA3具有解除種子休眠、促進種子萌發和拮抗ABA 的作用[8]，其原因可能是GA3可以誘導半纖維素酶類酶解細胞壁，有利于胚根穿透堅硬的果皮，促進種子的萌發。

在種子萌發前ABA 降低的過程中，岑溪軟枝油茶中ABA 的降低速度和幅度都要大于三江81 號，研究已證實ABA 具有誘導、維持種子休眠和抑制種子萌發的作用[9]，而較低濃度的ABA則可以促進種子的萌發，推測可能這也是岑溪軟枝油茶發芽情況好于三江81 號的原因。

ZR/ABA 在2 個品種中的變化趨勢相似，都呈現升高—降低—升高的動態變化趨勢，只是幅度不同。試驗結果顯示，較高的GA3/ABA 使得GA3可以起到拮抗ABA 的作用，更利于種子萌發，特別是在催芽處理20 d 時，岑溪軟枝油茶中的高比值表示種子中的激素水平已向著更利于萌發的方向調節，可能是由于內在激素水平傾向于利于萌發的高比值，造成岑溪軟枝油茶種子的萌發早于三江81 號，且發芽率高于三江81 號。

本研究比較分析了2 個油茶品種的發芽情況，并從激素生理的角度分析了造成2 個品種不同發芽情況的激素內因，該種分析方法可為其他植物生理現象的研究提供參考。

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