干旱脅迫對法國薰衣草種子萌發和幼苗生長的影響

王 昕，李淑茂，任雅琴，張 璐，馬 維，楊秀云

（山西農業大學林學院，山西太谷030801）

干旱脅迫對法國薰衣草種子萌發和幼苗生長的影響

王 昕，李淑茂，任雅琴，張 璐，馬 維，楊秀云

（山西農業大學林學院，山西太谷030801）

以法國薰衣草種子為試驗材料，以PEG-6000溶液（0，5%，10%，20%和30%）模擬干旱脅迫條件，研究了在不同程度脅迫下，法國薰衣草種子的萌發和幼苗生長對干旱脅迫的響應。結果表明，隨著PEG-6000溶液濃度的升高，法國薰衣草種子的發芽率、發芽勢及發芽指數普遍降低，且差異顯著；根、莖、葉面積與種子萌發表現相似的規律，而在10%濃度的PEG-6000脅迫下，法國薰衣草根長顯著增加。

干旱脅迫；法國薰衣草；種子萌發；幼苗生長狀況

法國薰衣草（Lavandula stoechas）屬唇形科薰衣草屬的多年亞灌木，葉灰綠色，花呈穗管狀，花色深紫，頂部有紫色苞片，全株有濃郁的芳香。其具有多種用途，花葉可提煉精油，具有緩和頭痛、使口氣清新之效；香味清香怡人，具有安神和治療睡眠的功效。目前，利用法國薰衣草已生產出精油產品、香囊、香枕等生活用品和保健品，越來越受到人們的青睞，其精油產量排名國際十大精油之列，具有廣闊的應用前景和發展空間[1]。

我國國土面積約有49%為干旱和半干旱地區，即使在非干旱地區也常受到干旱等自然災害的脅迫[2-4]。在我國北方，有的地域由于受溫度、水分等自然環境的限制，法國薰衣草的產量和品質相對較低，致使其在北方地區的廣泛引種栽培及產業化的穩定發展受到了阻礙[1]。為了能更好地栽培香草花植物，山西農業大學林學院實驗室通過室內模擬干旱條件法來研究其干旱性，因其方法簡單、條件易控制、重復性好且試驗周期短，經常用于植物的抗旱性研究中[5]。近年來，PEG-6000用于模擬干旱脅迫的研究在很多植物上已經報道，但關于法國薰衣草種子萌發期抗旱性的研究很少。環境脅迫對大多數植物的種子萌發和幼苗生長階段的影響最為敏感，所以，種子萌發及幼苗的生長狀況經常被用來評價植物的抗逆性[6-7]。

本試驗以法國薰衣草種子為材料，研究了不同濃度PEG-6000模擬干旱脅迫對法國薰衣草種子萌發、幼苗生長的影響，以期了解法國薰衣草種子及幼苗對干旱脅迫的適應性能力及其抗旱機制，為我國北方干旱半干旱地區法國薰衣草的育種和栽培應用提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 材料

以法國薰衣草當年收獲的品質優良的種子為試驗材料。

1.2 種子萌發試驗

試驗于2015年在山西農業大學實驗大樓進行。選取籽粒飽滿和無病蟲害的法國薰衣草種子，將種子分別置于經過5%，10%，20%和30%的PEG-6000溶液浸泡過的濾紙上，并以蒸餾水浸種作為對照（CK），每個處理50粒種子，重復3次。連續培養20 d，整個試驗過程在人工培養箱中進行，箱內溫度恒定為（23±1）℃。各處理以放在恒溫箱之時起，每天觀察其種子萌發（以胚芽長度為種徑的2倍作為發芽標準）狀況并做記錄，測量其根、莖的長度和葉面積，計算發芽率、發芽勢及發芽指數。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 種子萌發指標 從種子培養次日起每天定時統計發芽種子數。發芽勢、發芽率和發芽指數的計算公式如下。

發芽勢＝發芽初期（前7 d）發芽種子數/供試種子數×100%；發芽率＝發芽終期（前20 d）發芽種子數/供試種子數×100%；發芽指數＝∑（Gt/Dt）。

其中，Gt為不同時間發芽的種子數，Dt為相應的發芽時間。

1.3.2 幼苗生長指標 種子培養20 d后，從每個培養皿中隨機選取10棵幼苗，用游標卡尺（精度0.01 mm）測量根長（mm）、莖長（mm）和葉面積（mm2），結果取平均值。

1.4 數據處理與分析

采用Excel對數據進行繪圖分析，利用SPSS統計分析軟件進行單因素方差分析（one-way ANOVA），并在置信水平95%上用Duncan's方法進行多重比較，同時采用LSD法檢驗其差異顯著性，每指標均為3次重復的平均值。

2 結果與分析

2.1 PEG-6000模擬干旱脅迫對法國薰衣草種子發芽率和發芽勢的影響

種子發芽能力通常用發芽率、發芽勢和發芽指數等指標來衡量，其中，發芽勢是體現種子品質的重要指標之一[8-9]。從圖1，2，3可以看出，隨著PEG-6000溶液濃度的升高，法國薰衣草種子的發芽率、發芽勢及發芽指數總體呈降低趨勢。其中，PEG-6000溶液濃度≥5%時，法國薰衣草種子的發芽勢顯著降低，發芽率及發芽指數與對照間差異顯著；20%PEG-6000處理的法國薰衣草種子基本不能萌發，其發芽率僅有16%，發芽指數為3.76；30% PEG-6000處理的種子完全不能萌發，其發芽率及發芽指數均為0。由此可見，PEG-6000延緩了種子的萌發，降低了種子的萌發力，且溶液濃度越高，抑制作用越強。

2.2 PEG-6000模擬干旱脅迫對法國薰衣草幼苗生長狀況的影響

表1 PEG-6000模擬干旱脅迫對法國薰衣草幼苗生長狀況的影響

從表1可以看出，隨著干旱脅迫程度的加大，法國薰衣草幼苗的主根長總體呈下降趨勢。5% PEG-6000脅迫對法國薰衣草主根的生長影響不明顯（P＞0.05）；PEG-6000溶液濃度為10%時，促進了主根的生長，主根最長。法國薰衣草莖長和葉面積均隨PEG-6000溶液濃度的升高呈下降趨勢。PEG-6000溶液濃度超過5%時，法國薰衣草莖生長受到明顯抑制（P＜0.05），PEG-6000溶液濃度為5%，10%，20%和30%時，莖長分別為對照的83%，66%，50%和0。PEG-6000溶液濃度為5%，10%時，法國薰衣草葉面積與對照差異顯著（P＜0.05），但當溶液濃度超過10%時，幼苗的葉面積顯著低于對照，PEG-6000溶液濃度為5%，10%，20%和30%時，其幼苗的葉面積分別為對照的73%，69%，37%和0。由此可見，PEG-6000模擬干旱脅迫可以抑制法國薰衣草莖和葉面積的生長，且溶液濃度越高，抑制作用越強；而適宜濃度的PEG-6000脅迫可以促進主根的生長。

3 討論

對于多數植物來說，種子萌發是植物整個生活周期的關鍵階段，也是植物能夠成苗的重要前提[7]。這一階段的發育，不僅影響其本身的播種品質，同時也可能影響到種子的生長發育。因此，種子萌發期是進行植物抗旱性研究的重要時期[10]。近年來，PEG-6000作為一種水分脅迫劑，越來越多地在室內被用來模擬土壤的自然水勢，利用不同濃度的PEG-6000溶液改變植物種子萌發或生長發育的水分條件，即通過調節溶液的滲透壓來限制水分進入種子[11-12]。適宜的PEG-6000溶液濃度及脅迫時間是研究模擬干旱條件下植物抗旱性的關鍵[7]。眾多試驗研究表明，在某些干旱的地區，為了保證植物種子的正常萌發和幼苗的發育及生長，植物自身會進化出特殊的響應機制與策略[13-15]。

本試驗通過對干旱脅迫下法國薰衣草種子萌發與幼苗生長的指標變化進行分析，結果表明，干旱脅迫導致法國薰衣草的種子初始萌發時間推遲，發芽率、發芽勢和發芽指數顯著下降，這與干旱脅迫下檸條（Caragana korshinskii Kom.）、沙棗（E－laeagnus angustifolia L.）、杠柳（Periploca sepium Bunge）、白蠟（Fraxinus velutina Torr.）等種子的萌發規律是一致的[16]。法國薰衣草種子的發芽率、發芽勢及發芽指數從5%的PEG-6000開始就明顯下降，這表明干旱脅迫導致了法國薰衣草種子發芽能力降低、發芽數量減少、發芽速率降低，且隨著PEG-6000溶液濃度的增加，種子萌發能力受到的影響程度逐漸加大。20%的PEG-6000脅迫下的法國薰衣草種子幾乎不能發芽，30%的PEG-6000處理完全不能發芽，5%～10%的PEG-6000處理下的法國薰衣草受到一定程度抑制，呈現出一定的抗旱性。由此可知，PEG-6000抑制種子的萌發，而且濃度越大，抑制越嚴重。

根長經常用來評價植物根系吸收功能的優劣狀況，在干旱脅迫情況下，較長的根系可以使植物吸收更多的水分，從而抵抗外界的干擾[17-18]。胡承偉等[17]研究認為，根長可作為植物抗旱性鑒定的重要指標。本研究結果表明，在PEG-6000脅迫下，法國薰衣草幼苗的莖長隨PEG-6000濃度增加呈現下降趨勢，而在適宜的濃度范圍內可促進根生長，這與張鳳銀等[18]在宿根天人菊及宋麗華等[19]在臭椿中的研究結果一致；但劉自剛等[20]在桔梗的研究中發現，10%的PEG-6000脅迫抑制胚根的生長，PEG-6000質量濃度越高，抑制越嚴重。這也表明，不同植物的根系生長對PEG-6000脅迫的響應不同。

4 結論

本研究結果表明，干旱脅迫對法國薰衣草種子萌發和幼苗生長均有顯著的抑制作用，隨著干旱脅迫的增強，發芽率、發芽勢和發芽指數明顯降低；根、莖、葉面積對干旱脅迫的響應差異顯著，而在PEG-6000濃度為10%的干旱脅迫下，法國薰衣草根系明顯增加，是其主動適應干旱逆境的生理調節所致。因此，在法國薰衣草的栽培中，應注意抗旱措施的實施。

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Effect of Drought Stress on Seed Germination and Seedling Growth ofLavandula stoechas

WANGXin，LI Shumao，RENYaqin，ZHANGLu，MAWei，YANGXiuyun
（College ofForestry，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

Lavandula stoechas was selected to simulate the solution drought stress conditions with PEG-6000（0，5%，10%，20% and 30%）for studyon the seeds germination and seedling growth of Lavandula stoechas in response to drought stress under the different degree.The result showed that with the increasing of PEG-6000 concentration,the germination rate,germination potential and germination index decreased generally,and had significant difference.Root,stem and leaf area had similar discipline with seed germination.However,the root length ofLavandula stoechas increased significantlyunder the stress of10%PEG-6000.

drought stress;Lavandula stoechas;seed germination;seedlinggrowth condition

S573.9

A

1002-2481（2016）08-1100-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.08.11

2016-03-17

山西省科技攻關項目（20140311013-4）；山西省高等學校教學改革項目（J2014030）；山西省高等學校大學生創新創業訓練項目（2014094）

王 昕（1995-），女，山西代縣人，在校學生，研究方向：園林植物育種。楊秀云為通信作者。