分枝列當種子萌芽生物學特性

王亞嬌 鄭光澤 紀莉景

摘要：以寄生于番茄的分枝列當種子為試驗材料，研究預培養階段溫度、時間、滲透勢以及培養階段溫度、萌發刺激物（獨月卻金內酯類似物GR24）的濃度和滲透勢對種子萌發的影響，以期找到種子萌發的最適條件，從而可以人為創造控制分枝列當生長的環境，以達到有效防治的目的。結果表明：預培養階段的最適培養溫度為 2 ℃，最適培養時間為 d，最適的滲透勢為0 MPa；培養階段的最適培養溫度為2 ℃，最適GR24濃度為1 μol/L，最適的滲透勢為-1 MPa。

關鍵詞：寄生性雜草；分枝列當；種子；萌發率；獨腳金內酯類似物GR24；滲透勢

中圖分類號：41；944文獻標志碼：A文章編號：100-9X（201）01-001-0[7]

Abstract：he ipact of teperature，tie，and water potential in the preconditioning stage，and the teperature，concentration of the synthetic gerination stiulant GR24 and water potential on the gerination of Orobanche aegyptiaca seed was studied using processing toato as the host in order to find the optiu conditions for the seed gerination and for creating an artificial environent for its effective control At the preconditioning stage，the optiu teperature was 2 ℃，for d at a water potential of 0 MPa At the culture stage，the optiu teperature，GR24 concentation and water potential were 2 ℃，10- ol/L，and -1 MPa，respectivelyey words：[B]parasitic weed；Orobanche aegyptiaca；seeds；gerination rate；GR24；water potential

番茄是我國重要的蔬菜品種之一，2009年我國加工番茄產量占全球總量的 20%，番茄醬出口量占世界的1/，在世界番茄產業格局中占有重要地位[1-2]。新疆維吾爾自治區是我國加工番茄最大的種植基地、加工基地，也是全世界加工番茄三大主產區之一[]。近年來，由于番茄種子大量從國外和區外調入，植物檢疫工作滯后，導致分枝列當在新疆大范圍擴展蔓延，危害程度日益加重。調查發現，寄生性雜草分枝列當在新疆肆虐危害面積已達7 000 h2左右，并且每年危害面積逐漸增加，加工番茄被寄生后產量減少0%～0%，嚴重地塊寄生率達100%，導致大面積加工番茄絕收，經濟損失嚴重，已經成為制約產業發展的主要因素[4-]。分枝列當（Orobanche aegyptiaca）是列當科列當屬的全寄生性草本植物，自身沒有葉綠體，靠吸盤在寄主的根部吸收水分和營養成分來維持自身生長和發育[]。分枝列當的繁殖力強，每株可產生種子約10萬粒，種子在土壤中可保持生活力10～1年。如果溫濕度適宜并有萌發刺激物存在，列當在作物的整個生育期內都會萌芽出土，參差不齊，這種特性使其成為非常難防的惡性雜草[7-]。列當種子萌發需要經歷2個主要時期：自養生長時期和寄生生長時期。種子成熟時胚發育不完全，需要經過一段時間的后熟過程或休眠期，這一過程可達數月到數年。已經完成后熟的列當種子還必須在一定溫度、濕度條件下預培養1～2周才能感知外源萌發刺激物，并在其誘導下萌發[9-10]。如果溫度、濕度等外界環境條件不適合或周圍環境中不存在其種子萌發刺激物質時，則會誘導列當種子產生二次休眠。本試驗通過研究預培養階段溫度、時間、滲透勢以及培養階段溫度、萌發刺激物（獨腳金內酯類似物GR24）的濃度和滲透勢對分枝列當種子萌發的影響，進一步了解分枝列當種子的適宜萌發條件，以期達到通過調節根際環境減少分枝列當種子萌發數量的目的。

1材料與方法

11分枝列當種子和GR4

分枝列當種子采自新疆巴州地區分枝列當發生嚴重的番茄地，萌發刺激物質GR4購自大興科技有限公司。

[]1種子的表面消毒與預培養

選取飽滿完整的分枝列當種子，70%乙醇表面消毒 in，并用滅菌水清洗～遍，晾干備用。

[]1預培養條件對分枝列當種子萌發的影響

11預培養時間對分枝列當種子萌發的影響在滅菌培養皿底部放入層滅菌濾紙，再在濾紙上擺放直徑為1 c的小濾紙片，并用滅菌水濕潤濾紙。用接種針將滅菌的分枝列當種子放到小濾紙片上，每個濾紙上放列當種子0粒，將培養皿放到培養箱中 ℃預培養，將預萌發不同天數的分枝列當種子放到鋪有層滅菌濾紙的培養皿中，加入 10- ol/L GR4， ℃下進行培養。每個處理個重復，觀察種子的發育情況并計算其萌發率。

1預培養溫度對分枝列當種子萌發的影響將盛有滅菌分枝列當種子的培養皿放到培養箱中、1、、0、、40 ℃下預培養（預培養時間為“11篩選的最適預培養時間），預培養結束后加入10- ol/L人工萌發刺激物GR4， ℃下進行培養，每個處理個重復，觀察列當種子的發育情況并計算其萌發率。

1預培養滲透勢對分枝列當種子萌發的影響參照Michel等提出的方法[11]配制不同滲透勢的PEG000溶液（0、-0、-0、-10、-1、-0 MPa）。在滅菌培養皿底部放入層滅菌濾紙，再在濾紙上擺放直徑為1 c的小濾紙片，并用不同滲透勢的PEG000溶液濕潤濾紙。每片小濾紙片上放0粒滅菌的分枝列當種子，進行預培養（預培養時間和溫度為“11 “1篩選的最適培養時間和溫度），預培養結束后加入10- ol/L人工萌發刺激物GR4， ℃下進行培養，每處理個重復，觀察列當種子的發育情況并計算其萌發率。

[]14培養條件對分枝列當種子萌發的影響

141培養溫度對分枝列當種子萌發的影響在滅菌的培養皿底部放層滅菌濾紙，加入10- ol/L人工萌發刺激物GR4溶液濕潤濾紙，然后將預培養（預培養條件為“11篩選的最適培養條件）的分枝列當種子小濾紙片先用干燥的濾紙片吸去過多的預培養溶液，轉移到準備好的含人工萌發刺激物的培養皿中，將其置于1、0、、0、 ℃ 培養箱中培養，每處理個重復，觀察列當種子的發育情況并計算其萌發率。

14生長調節物（GR4）濃度對分枝列當種子萌發的影響在滅菌的培養皿底部放層滅菌濾紙，加入10-、10-7、10-、10-9、10-10ol/L人工萌發刺激物GR4溶液濕潤濾紙，然后將預培養（預培養條件為“11篩選的最適培養條件）的分枝列當種子小濾紙片先用干燥的濾紙片吸去過多的預培養溶液，并轉移到準備好的含人工萌發刺激物的培養皿中進行培養，培養溫度為“141篩選的最適培養溫度，每處理個重復，觀察種子的發育情況并計算其萌發率。

14滲透勢對分枝列當種子萌發的影響將預萌發（預培養條件為“11篩選的最適培養條件）的分枝列當種子放置到鋪有層滅菌濾紙的培養皿中，濾紙分別用0、-0、-0、-10、-1、-0 MPa的PEG000溶液濕潤，進行培養（加入GR4濃度為“14篩選的最適濃度，培養溫度為“141篩選的最適培養溫度），每處理個重復，觀察列當種子的發育情況并計算其萌發率。

[1][]結果與分析

[]1預培養條件對分枝列當種子萌發的影響

11預培養時間對分枝列當種子萌發的影響分枝列當種子成熟時胚發育不完全，需要經過一段時間的后熟過程或休眠期，才能完全成熟。已經完成后熟的列當種子還必須經過一段時間預培養才能感知外源萌發刺激物，并在其誘導下萌發。表1表明， d為最適預培養時間，預培養 d后種子在加入GR4的第1天開始萌發，第天種子萌發率達到000%，第天萌發率達到最高，為%。當預培養的時間減少或增長時，種子的萌發率逐漸降低。當預培養的天數由 d降為1 d時，種子的萌發率由00%逐漸降低到40%，當預培養的天數由 d 增為10 d時，種子的萌發率由00%逐漸降低到7%。

1預培養溫度對分枝種子萌發的影響表表明：分枝列當種子的最適預培養溫度為 ℃，在 ℃下預培養后的種子在加入GR4 1 d開始萌發，第天萌發率達到0%，顯著高于其他預培養溫度處理下種子的萌發率，第天種子萌發率達到最高，為9%。當溫度高于 ℃種子開始萌發的時間逐漸增長且萌發率逐漸降低，列當種子開始萌發的時間由1 d逐漸變為 d，最高萌發率由9%降低為7%。當培養溫度低于 ℃時，種子萌發時間逐漸增長，由1 d逐漸增為 d，最高萌發率無顯著差異。

1預培養滲透勢對分枝列當種子萌發的影響表表明，分枝列當種子最適預培養滲透勢為0 MPa，在0 MPa的預培養條件下，分枝列當種子在加入GR4的第天開始萌發，最高萌發率可達9%。隨著預培養滲透勢的降低，種子的萌發率也逐漸降低，當滲透勢降低為- MPa時種子的最高萌發率僅為7%。

培養條件對分枝列當種子萌發的影響

1培養溫度對分枝列當種子萌發的影響表4表明：分枝列當種子的最適培養溫度為 ℃， ℃ 下培養的種子第1天開始萌發，第天萌發率達到%，顯著高于其他溫度處理下種子的萌發率，第天種子萌發率達到最高為7%。當溫度高于 ℃或低于 ℃時，種子開始萌發的時間逐漸增長且萌發率逐漸降低，當培養溫度低于 ℃時（培養溫度為0、1 ℃），列當種子開始萌發的時間由 1 d逐漸變為 d和 d，最高萌發率由7%逐漸降低為17%和1%；當培養溫度高于 ℃時（培養溫度為0 ℃），列當種子開始萌發的時間由1 d逐漸變為 d，最高萌發率由7%降低為%，當溫度達到 ℃時，列當種子不能萌發。

不同濃度梯度的生長調節物（GR4）對分枝種子萌發的影響列當種子經過預培養階段后，在萌發刺激物信號誘導下才能萌發。本試驗研究了分枝列當種子在濃度分別為10-、10-710-10-910-10ol/L的GR4刺激下的萌發率，結果表明，GR4濃度為10-ol/L時，種子的萌發率最高，培養第1天種子開始萌發，第天則有過半種子萌發，萌發率達%，第天種子萌發率達到最高，為9%。列當種子的萌發率隨著GR4濃度的降低而降低，且10-ol/L為列當種子萌發的敏感濃度。當GR4的濃度由10-ol/L降低為10-ol/L時，列當種子在培養的第1天開始萌發，最高萌發率由9%逐漸降低到7%，且GR4的濃度每降低一個數量級，種子的萌發率差異并不顯著。當GR4濃度低于10-ol/L時，列當種子萌發率顯著降低，當GR4的濃度由10-ol/L降低為10-9ol/L時，列當種子的萌發率由7%降低為%，且開始萌發的時間由1 d變為 d，當GR4的濃度降低到10-10ol/L時，種子第4天開始萌發，最高萌發率僅為10%。

培養滲透勢對分枝列當種子萌發的影響由表可以看出，-1 MPa為分枝列當種子培養的最適滲透勢，種子在培養的第1天開始萌發，第天時萌發率即達到70%，第7天種子萌發率達到最高值，為917%。當滲透勢由-0 MPa逐漸升高到0 MPa時，種子的萌發率雖逐漸降低但無顯著差異，種子均在第1天開始萌發，且第天萌發率均超過0%；當滲透勢低于-1 MPa種子萌發率顯著降低，滲透勢為-1 MPa下種子第天開始萌發，第天萌發率超過0%，最高萌發率為0%，滲透勢為- MPa時種子第4天開始萌發，最高萌發率僅為%。

[1][]結論與討論

種子萌發是列當寄生生活史中關鍵的第一步，探討分枝列當種子萌發生物學特性及調控規律，對深入了解列當與寄主的相互作用以及對其防控有重要意義。本試驗研究了預培養階段溫度、時間、滲透勢以及培養階段溫度、萌發刺激物（GR4）的濃度和滲透勢對種子萌發的影響，結果表明：種子萌發過程中的一系列生理生化過程是在酶的催化下完成的，而酶促反應與溫度密切相關，因此溫度也是影響種子萌發的一個重要的外界因子。 ℃是分枝列當種子的最適預培養和培養溫度，當溫度低于或高于 ℃時，分枝列當種子的萌發率均逐漸降低，且當培養溫度升高到 ℃時種子不能萌發。說明高溫的環境誘導列當種子進入第二次休眠，甚至導致種子活力喪失[1-14]。滲透勢是影響種子吸水的重要因素，種子萌芽的吸收過程可以分為個階段：第一階段稱為吸脹過程，一般干燥種子內幾乎所有的組織都呈皺縮狀態，滲透勢很低，接觸自由水后，種子快速吸水；第二個階段為吸水的停滯階段，種子為萌發進行一系列主要的新陳代謝；第三階段種子隨著胚根突破種皮，吸水速率迅速上升。降低吸脹階段的滲透勢可以減慢種子的吸水速率和最后種子的

含水量，從而延長第二階段的時間并延緩進入第三階段[1]。本試驗結果表明，0 MPa為分枝列當種子預培養的最適滲透勢，-1 MPa為分枝列當種子培養的最適滲透勢，隨著滲透勢降低，列當種子發芽率下降。列當種子必須經過一定時間的濕熱條件的預培養才能感知外界化學信號物質的誘導。延長預培養時間會因種子的濕休眠而導致種子發芽率的降低[1]。分枝列當種子的最適預培養時間為 d，隨著預培養時間的延長，分枝列當種子的萌發率逐漸降低。列當種子必須在寄主植物釋放的化學信號物質的誘導下才能萌發，萌發信號物質只有在合適的濃度下才能誘導列當種子的萌發，萌發信號物質濃度過低則不足以誘導列當屬種的萌發。本試驗表明，分枝列當種子在GR4的個濃度中（10-、10-7、10-、10-9、10-10 ol/L），10- ol/L下種子的萌發率最高，隨著GR4濃度的降低，分枝列當種子的萌發率逐漸降低，當濃度降到10-10 ol/L時萌發率僅為10%。

分枝列當是目前新疆加工番茄產業危害最大的雜草，目前尚無有效的控制方法，通過研究分枝列當種子萌發條件，可以人為創造不適合分枝列當的生長環境，以達到減輕危害和延緩危害的目的。在農業生產上，可以在寄主植物播種前或農閑時節，人為創造合適的條件，并結合施用誘殺劑，使土壤中分枝列當種子萌發，由于沒有寄主存在，發芽后的列當只能存活幾天就死亡，從而可使土壤中列當種子減少。或者通過調節土壤水分和溫度，使其產生二次休眠，不能萌發，從而減少對寄主的傷害。但列當的防除是一項綜合的工程，只有各種措施配合使用，才可達到理想的防治效果。

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