植物生長調節劑對冷藏4年的甘蔗種子發芽的影響

2015-12-26 07:36:20朱建榮,劉家勇,趙培方等

安徽農業科學 2015年27期

朱建榮1，2，劉家勇1，2，趙培方1，2，趙俊1，2，陳學寬1，2，吳才文1，2*

(1.云南省農業科學院甘蔗研究所，云南開遠 661699；2.云南省甘蔗遺傳育種重點實驗室，云南開遠 661699)

摘要[目的]了解植物生長調節劑赤霉素(GA3)、吲哚丁酸(IBA)和6-芐基腺嘌呤(6-BA)浸種對甘蔗種子發芽的影響。[方法]研究不同時間和濃度的外源GA3、IBA和6-BA對冷藏4年的甘蔗實生苗種子發芽率和發芽勢的影響。[結果]與對照相比，GA3促進甘蔗種子發芽與幼苗生長的最佳濃度為100 mg/L，而IBA和6-BA植物生長調節劑的理想濃度分別為50和10 mg/L，其中100 mg/L GA3促進甘蔗種子發芽和幼苗生長的效果最好。[結論]一定濃度的GA3、IBA、6-BA浸種均可提高甘蔗種子的發芽率，促進種子發芽。

關鍵詞甘蔗；種子發芽；植物生長調節劑；發芽率

中圖分類號S482.8

基金項目國家產業技術體系項目(CARS-20-1-1)；云南省科技創新人才計劃項目(2014HC015)；云南省科技惠民計劃(農業)項目(2014RA059)；云南省重點新產品計劃項目(2012BB014)。

作者簡介朱建榮(1983- )，女，河南開封人，助理研究員，碩士，從事甘蔗遺傳育種研究。*

收稿日期2015-08-17

Effects of Plant Growth Regulators on Seed Germination of Sugarcane (Saccharumofficinalum) in 4 Years of Cold Storage

ZHU Jian-rong1,2, LIU Jia-rong1,2, ZHAO Pei-fang1,2, WU Cai-wen1,2*et al(1. Sugar Research Institute of Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Kaiyuan, Yunnan 661699; 2. Yunnan Key Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement, Kaiyuan, Yunnan 661699)

Abstract[Objective]The aim was to understand effects of plant growth regulators like GA3, IBA and 6-BA on seed germination of S. officinalum. [Method]Effects of different concentrations of GA3, IBA and 6-BA under different soaking time on seed germination of S. officinalum in 4 years cold storage were studied. [Result]Compared with CK, the treatment with 100 mg/L GA3 could obviously enhance the seeds germination and seed growth. However, 50 mg/L IBA and 10 mg/L 6-BA were ideal concentration for seeds to grow. Among them, 100 mg/L GA3 could promote seeds germination and seeding growth of sugarcane seeds best. [Conclusion] GA3, IBA and 6-BA in a certain range of concentration could improve germination rate and germination vigor of sugarcane seeds.

Key wordsSugarcane; Seed germination; Plant growth regulators; Germination rate

甘蔗雜交種子是確保甘蔗選育種工作順利進行的重要基礎，為了保持甘蔗花穗種子活力，目前主要是采用冰箱保存[1]，而隨著儲藏時間的延長，甘蔗種子的發芽力逐漸降低[2]。為了打破種子休眠，提高種子活力，利用植物生長調節劑刺激種子萌發得到廣泛研究，并取得理想成果[3-6]。低濃度赤霉素可以使蔗芽萌發早、提高發芽率已有研究[7]，但利用植物生長調節劑影響甘蔗種子發芽的研究少有報道。為此，筆者研究了不同時間和濃度的外源GA3、IBA和6-BA浸種對甘蔗種子發芽的影響，旨在為提高甘蔗種子田間出苗整齊度和發芽成苗能力、甘蔗種子發芽的生理生化研究以及植物生長調節劑在甘蔗種子的應用提供理論依據。

1材料與方法

1.1材料試驗材料甘蔗實生苗種子由云南省農業科學院甘蔗研究所瑞麗育種站于2011年1月提供，2011年3月起用保鮮袋封口保存于云南省農業科學院甘蔗研究所生理實驗室-18 ℃冷柜中，濕度為50%。試劑購自云南昆明云科生物技術有限公司。

1.2試驗設計試驗于2015年4月在云南省農業科學院甘蔗研究所生理實驗室進行。將GA3、IBA和6-BA分別用少量乙醇和鹽酸溶解后，以蒸餾水配成濃度分別為100、200、300 mg/L，25、50、100、200 mg/L和5、10、25、50 mg/L的溶液。在0.001 水平的電子天平上稱0.1 g甘蔗種子，用紗布包好，取包有紗布的種子分別置于盛有50 ml不同濃度的GA3、IBA和6-BA溶液的燒杯中，每個濃度的浸種時間分別為24和48 h，以清水浸種作為對照，每個浸種3次重復。浸種時間到，用蒸餾水沖洗種子，隨機放在鋪有4層濾紙的培養皿中，加蒸餾水浸潤(以傾斜時皿底無溶液聚合為宜)，在光照14 h與黑暗10 h 交替的光照條件下，于溫度為30 ℃和濕度為60%的恒溫培養箱中進行種子萌發試驗。

1.3測定項目與方法從浸種的第2天起每天觀察并記錄種子萌發的情況，以苗突破種皮2 mm以上作為發芽標準，第3、7天分別統計發芽勢、發芽率，第15天隨機測量10棵幼苗的苗高和根長。

發芽勢=3 d后萌發種子粒數/供試種子總粒數×100%

發芽率=7 d后萌發種子總數/供試種子總粒數×100%[8]

1.4數據處理試驗數據用Excel 2007軟件進行整理，采用SPSS 21.0 數據統計分析軟件進行方差分析，多重比較采用Duncan’s法測驗。

2結果與分析

2.1GA3對甘蔗種子的影響選用組合德蔗07-36×云瑞06-4806的種子。由表1可知，當浸種24 h時，濃度為100和200 mg/L的發芽率和發芽勢超過對照；當浸種48 h時，只有100 mg/L的發芽率和發芽勢超過對照。相同濃度下浸種24 h的發芽勢和發芽率均超過浸種48 h的結果。當浸種24 h時，3個濃度GA3浸種的苗高均超過對照，而根長則均未超過對照；當浸種48 h時，只有300 mg/L GA3浸種的苗高超過對照，而根長則相反，只有300 mg/L GA3浸種低于對照。說明GA3不同浸種時間和不同浸種濃度對甘蔗種子的發芽勢、發芽率、苗高和根長均有不同程度的影響。

表1　不同濃度GA 3浸種對甘蔗種子萌發的影響

注：表中數值為平均值±標準誤；同列數據后不同小寫字母表示不同處理間在0.05水平差異顯著。

2.2IBA對甘蔗種子的影響選用組合RD75-11×云瑞05-171的種子。由表2可知，不同濃度IBA對甘蔗種子的發芽率、發芽勢、苗高和根長都有顯著影響。4個濃度的IBA浸種24 h，結果除了25 mg/L濃度外，其余3個濃度浸種的發芽率均超過對照，200 mg/L IBA浸種的發芽率最高；浸種48 h后，除了50 mg/L IBA浸種的發芽率高于對照外，其余3個濃度均低于對照。相應濃度的IBA浸種24 h的發芽率明顯高于浸種48 h的結果。由此可見，IBA浸種甘蔗種子并不是浸種時間越長發芽率越高。浸種24 h的發芽勢明顯高于相應濃度浸種48 h的發芽勢，浸種24 h時，結果除了25 mg/L濃度外，其余3個濃度浸種的發芽勢均高于對照；浸種48 h時，只有50 mg/L浸種的發芽勢高于對照。對于苗高和根長，無論是浸種24 h還是48 h，不同濃度的IBA浸種結果均未超過對照。說明IBA對甘蔗種子可提高其發芽率和發芽勢，但對苗高和根長則有一定抑制。

表2　不同濃度IBA浸種對甘蔗種子萌發的影響

注：表中數值為平均值±標準誤；同列數據后不同小寫字母表示不同處理間在0.05水平差異顯著。

2.36-BA甘蔗種子的影響選用組合川糖89-103×云瑞05-770的種子。由表3可知，發芽率和發芽勢隨著濃度的增加有降低的趨勢。當浸種24 h時，只有低濃度為5和10 mg/L的發芽勢和發芽率高于對照；當浸種48 h時，4個濃度的發芽勢和發芽勢均低于對照，相應濃度浸種24 h的發芽勢和發芽率均高于浸種48 h的結果；浸種24 h時，4個浸種濃度的苗高均超過對照，而根長只有低濃度10 mg/L浸種的結果高于對照；當浸種48 h時，苗高也只有低濃度10 mg/L浸種的結果高于對照，而根長均未超過對照。因此，6-BA低濃度短時間浸種可以增加甘蔗種子的發芽勢、發芽率、苗長和根長。

表3　不同濃度6-BA浸種對甘蔗種子萌發的影響

注：表中數值為平均值±標準誤；同列數據后不同小寫字母表示不同處理間在0.05水平差異顯著。

3結論與討論

試驗結果表明，不同類型的植物生長調節劑對同一類型種子的作用是不同的。

GA3對甘蔗種子的影響并不是濃度越高、浸種時間越長越好，而是低濃度促進發芽，高濃度抑制發芽。隨著GA3濃度和浸種時間的增加，苗高明顯增加，卻抑制根的生長。當濃度為100 mg/L時，浸種24 h的發芽率和發芽勢最高，分別為85.27%和78.17%。一定濃度的GA3浸種可以提高蠟梅[9]、杜鵑種子[10]、蘿芙木種子[11]等植物的種子發芽率，但不同植物適宜的浸種濃度和時間不同。GA3主要是促進α-淀粉酶合成和提高其活性，從而直接影響種子的萌發速率[12]。

不同濃度處理IBA對甘蔗種子發芽率和整齊度都有顯著影響，一定濃度的IBA能提高甘蔗種子的發芽率，而對甘蔗幼苗的苗高和根長則表現出抑制作用，結果與不同濃度吲哚丁酸處理蒙古櫟種子結果相似[13]，其中300 mg/L濃度處理效果最好，濃度過高或者過低都會影響處理效果，而該試驗所用最高濃度為200 mg/L，更高濃度的處理結果需要進一步驗證。同樣與IBA低濃度范圍內，對一串紅均抑制主根長度，對苗高沒有明顯影響結果有一定差異[14]，與外施IBA顯著抑制了大豆根系的生長結果相似[15]，這主要與作物不同有關。

該研究結果表明，低濃度的6-BA可以促進甘蔗種子的萌發，隨著濃度的增加，則表現出抑制種子的萌發，與前人研究結果類似[16]。6-BA主要是橫向擴大增粗細胞，不促進細胞縱向伸長，對細胞的伸長有一定的抑制效應[17]。該試驗中，10 mg/L 6-BA浸種24 h可以顯著增加甘蔗種子的發芽勢、發芽率、苗長和根長。有研究表明，6-BA還能促進分蘗芽的萌發[18]、增強作物抗漬性和增加產量[19-20]、促進細胞分裂、調控營養物質運輸、促進植物新陳代謝等功能[21]。該研究中，高濃度的6-BA亦能提高種子的發芽率，但更嚴重抑制了根的生長，因此，用6-BA進行種子發芽宜采用低濃度浸種。

發芽勢是指種子發芽速度和發芽整齊度，表示種子生活力的強弱程度。在一定范圍內，不同濃度的GA3、IBA、6-BA浸種均可增加甘蔗種子的發芽勢，說明GA3、IBA、6-BA浸種均可增加甘蔗種子的生活力，使其發芽速度加快、發芽整齊度提高。發芽率指樣本種子中發芽種子的百分數，表示種子發芽的多少。該研究中，一定濃度的GA3、IBA、6-BA浸種均可增加甘蔗種子的發芽率，促進種子發芽。由此可見，利用外源激素浸種可以作為一項簡單易行的促進甘蔗種子萌發和幼苗生長的化學調控技術加以應用。

參考文獻

[1] 陳玉水.不同貯藏方法對甘蔗種子生活力的影響[J].廣西蔗糖，2004(1)：54-55.

[2] 陳玉水，吳水金.臺灣甘蔗種子發芽力的研究[J].臺灣農業探索，2005(3)：42-43.

[3] 鄧天福，王霞.不同植物生長調節劑和溫度處理對苘麻種子萌發的影響[J].河南科技學院學報(自然科學版)，2015(1)：20-24.

[4] 張承，龍友華，和桂秋，等.生長調節劑浸種對桔梗種子萌發及生長的影響[J].中藥材，2015(1)：22-25.

[5] 于玲，鐘原，王瑩，等.低溫和赤霉素對紫斑牡丹種子萌發和幼苗生長的影響[J].北京林業大學學報，2015(4)：120-126.

[6] 李淑嫻，蘭思仁，吳沙沙，等.浸種時間及植物生長調節劑對山桐子種子萌發的影響[J].種子，2015(4)：8-12.

[7] JAIN R，SINGH S N，SOLOMON S，等.赤霉素對甘蔗發芽和早期蔗莖生長的潛在調節作用[J].廣西農業科學，2010，41(9)：1025-1028.

[8] 周承聖，陳沂訓，陳蓀.甘蔗種子發芽育苗試驗[J].福建農學院學報，1959(9/10)：83-90.

[9] 羅登攀，劉道鳳，馬婧，等.蠟梅種子休眠原因淺析及赤霉素對種子萌發的影響[J].北方園藝，2015(1)：83-86.

[10] 李暢，蘇家樂，陳璐，等.赤霉素浸種對毛氈杜鵑種子萌發的影響[J].江蘇農業科學，2011，39(6)：278-279.

[11] 王文俊，張薇，李蓮芳，等.IBA和GA3與溫水浸種對催吐蘿芙木種子發芽的影響[J].種子，2014(11)：10-13，17.