紫薇種子萌發對PEG模擬干旱脅迫的響應

摘要 [目的]探討紫薇種子的抗旱性。[方法]以紫薇為試驗材料，采用不同質量分數

（0、5%、6%、7%和9%）

的聚乙二醇（PEG6000）模擬干旱脅迫，探討其對紫薇種子萌發的影響。[結果]紫薇種子的發芽率、發芽指數、活力指數等指標隨著PEG濃度升高（5%～7%）呈下降趨勢，但差異不顯著;幼苗的上胚軸呈下降趨勢，而側根數和下胚軸呈上升趨勢;當PEG濃度達到9%時，各項指標均顯著下降。[結論]在實驗室條件下，紫薇種子能忍受PEG（5%～7%）的滲透脅迫，紫薇幼苗通過減少地上部分生長、增加地下部分生長的方式來適應適度干旱脅迫。

關鍵詞 PEG脅迫;紫薇;種子;萌發

中圖分類號 S792.15 "文獻標識碼 A "文章編號 0517-6611（2014）32-11372-02

Seed Germination of Lagerstroemia indica under Drought Stress Simulated by PEG

SU Youyi， PAN Jian， ZHOU Xiaoqin， CHENG Jiashou* et al

（Life and Environmental Science College， Huangshan University， Huangshan， Anhui 245041）

Abstract [Objective] The aim was to explore the drought resistance of L. indica seeds.[Method] The seed germination and seedling growth of L. indica were discussed through simulating the solution drought stress conditions with different PEG6000 concentrations （0， 5%， 6%， 7% and 9%）. [Result] With the increasing of PEG（5%-7%）concentrations， the germination percentage， germinat index， seed vigor index， seedling epicotyl were all decreased gradually，the number of lateral root and seedling hypocotyl were promoted，and the above indexes were all significantly declined in 9% concentration of the PEG6000. [Conclusion] L. indica seed could tolerant the osmotic stress of 5%-7% PEG treatment，and seedling tolerate appropriate drought by reducing the growth of above ground part while maintaining a high percentage of root mass under lab condition.

Key words PEG stress; Lagerstroemia indica; Seeds; Germination

紫薇（Lagerstroemia indica）為千屈菜科（Lythraceae）紫薇屬（Lagerstroemia）落葉灌木或小喬木[1]。其樹姿優美，樹干光滑潔凈，花色艷麗;開花時正值夏秋少花季節，花期長（6～9月），故有“百日紅”之稱。紫薇作為優秀的觀花、觀莖喬木，在園林綠化中被廣泛用于公園綠化、庭院綠化、道路綠化、街區城市等，在我國長江流域各省均有分布[2]。紫薇適應性很強，耐瘠薄，抗污染，耐干旱[3-4]。但有關干旱脅迫對紫薇種子萌發的影響的研究尚未見報道。為此，筆者以紫薇種子為材料，通過采用不同PEG6000水溶液模擬干旱脅迫環境研究了紫薇種子的抗旱性，旨在為進一步探討紫薇的耐旱機制提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

紫薇種子采自黃山學院。

1.2 方法

1.2.1 種子預處理。

將種子去翅后，采用水選法除去籽粒不飽滿的種子和其他雜物。

1.2.2 發芽試驗。

設置PEG6000質量分數為0、5%、6%、7%、9% 5個處理，每處理3次重復，每重復50粒種子，以河沙為基質。試驗在GHP300型恒溫光照培養箱中進行（溫度為30 ℃;光照為20 000 lx，12 h/d）。每天定時補充適量對應的PEG水溶液，保證芽床水勢恒定。

以子葉張開作為發芽標準。

1.2.3 測定指標。

1.2.3.1 發芽能力。

發芽率：GP=Nn/N×100%

式中，GP表示種子發芽率;Nn表示前n天的種子發芽數;N表示每個培養皿中種子總數。

發芽指數：GI=（Gt/Dt）

式中，GI表示種子發芽指數;Gt表示第t天的發芽數;Dt表示相應的發芽天數。

活力指數：Vi=GI×鮮重

1.2.3.2 幼苗形態指標。

發芽試驗結束后，在每個處理中隨機抽取10株幼苗，測定其上、下胚軸長度、側根數及鮮重。

試驗數據采用Excel和SPSS17.0軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 PEG脅迫對紫薇種子發芽能力的影響

由表1可知，隨著PEG濃度升高，紫薇種子的發芽率（F=3.741，P=0.041）、發芽指數（F=4.716，P=0.021）和活力指數（F=7.974 9，P=0.004）均呈下降趨勢，但PEG濃度在0～7%時各處理間差異不顯著，說明紫薇種子萌發能夠忍受一定濃度范圍的PEG脅迫。當PEG濃度達到9%時，紫薇種子的發芽率、發芽指數和活力指數與其他各處理相比，各項萌發指標均顯著降低，與對照相比分別下降19.3%、34.5%和53.0%，說明脅迫達到一定程度時，紫薇種子的萌發能力和種子活力均明顯受到抑制。

表1 不同濃度PEG處理對紫薇種子發芽能力的影響

PEG濃度∥%發芽率∥%發芽指數活力指數

076.0 a15.07 a4.27 a

575.3 a14.57 a4.13 a

674.7 a13.33 a3.46 a

774.0 a13.27 a3.39 a

961.3 b9.87 b2.01 b

注：同列數據后不同小寫字母表示處理間在0.05水平差異顯著。

2.2 PEG脅迫對紫薇幼苗生長的影響

由表2、圖1可知，隨著PEG濃度的升高，紫薇幼苗的側根數（F=7.644，P=0004）和下胚軸長度（F=29.963，P=0.000）均是先升高后降低，側根數和下胚軸長均在PEG濃度為7%時最大，這與PEG脅迫對芒和荻種子萌發的影響的研究結果類似[5]，當濃度上升到9%時，側根數和下胚軸長度均減少，根系生長受阻。并且，紫薇幼苗下胚軸/上胚軸比值隨著脅迫程度增大而增加。綜上所述，低質量分數的PEG脅迫能促進紫薇幼苗生根，從而有利于提高抗旱能力[6]。

PEG處理對紫薇上胚軸生長的影響結果（圖2）顯示，各處理間差異達到顯著水平（F=48.090，P=0.000）。PEG濃度為5%時，紫薇上胚軸長度最長，說明低濃度的干旱脅迫促進了紫薇的上胚軸生長，但隨著脅迫加劇，紫薇上胚軸長度逐漸下降，分別比對照下降19.9%、23.8%和41.7%。

表2 不同濃度PEG對紫薇幼苗生長的影響

PEG濃度∥%側根數∥根下胚軸/上胚軸

03.5 a1.77 a

54.2 ab1.90 a

64.3 ab2.87 b

76.2 c3.27 c

95.0 b3.70 d

注：同列數據后不同字母表示處理間在0.05水平差異顯著。

注：不同字母表示處理間在0.05水平差異顯著。

圖1 PEG處理對紫薇幼苗下胚軸生長的影響

3 討論

干旱脅迫作為植物逆境脅迫最普遍的形式之一，是影響種子萌發的重要因素[7]。隨著干旱脅迫程度的加劇，紫薇種子發芽率、發芽指數和活力指數均呈下降趨勢，這與相關研究結果相似[8-10]，但在低質量分數PEG（≤7%）脅迫下，與對照組相比無顯著差異，表明在輕度水分缺失的情況下，紫

注：不同字母表示處理間在0.05水平差異顯著。

圖2 PEG處理對紫薇幼苗上胚軸生長的影響

薇種子萌發表現出一定的抗旱能力;當濃度上升到9%時，與對照組相比差異達到顯著水平，這可能是高濃度PEG造成溶液中的O2不足，導致植物缺氧，對植物產生傷害[8]。

該試驗中，紫薇幼苗上胚軸長度隨干旱脅迫加劇總體呈降低趨勢，而側根數和下胚軸長度是先升高（0～7% PEG）后下降（≥9% PEG），表明低濃度PEG處理促進紫薇根的生長，高濃度則抑制根生長，這與華智銳等[11]研究結果相一致。在輕度干旱脅迫下，紫薇通過對自身地上地下器官的協調關系進行調節，優先提供根系（胚根）營養物質，以供其生長，從而導致地下部分生長呈增大而地上部分呈減少的趨勢，幼苗通過加速根的生長和次生根的發生，顯示出幼苗生長對干旱的適應性反應[10]，干旱加劇，幼苗發育則受到抑制。

參考文獻

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[5] 何淼，趙保成，李強，等.PEG脅迫對芒和荻種子萌發的影響[J].草業科學，2013，30（4）：577-582.

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[11] 華智銳，李小玲.PEG處理對商洛黃芩種子萌發和幼苗生長的影響[J].種子，2011，30（1）：102-104，26.