PEG處理對文冠果種子萌發特性的影響

陳忠萍+彭夢文+常亞玲+江萍

摘 要：該文選取文冠果種子為實驗對象，通過不同濃度的PEG溶液模擬干旱環境，研究PEG處理對文冠果種子發芽率、發芽指數和活力指數等指標的影響。結果表明：低濃度（5%、15%）PEG溶液處理對文冠果種子的萌發和幼苗生長具有一定的促進作用，濃度為5%的PEG溶液對種子萌發特性的影響最優，濃度為15%的 PEG溶液對幼苗生長的影響最優。高濃度（25%）PEG處理對文冠果種子的萌發和幼苗生長具有一定的抑制作用。

關鍵詞：種子萌發；文冠果；PEG

中圖分類號 S79 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）08-0097-04

Abstract：The study objected Xanthoceras Sorbifolia Bunge seeds to explore drought stress simulated by polyethylene glycol （PEG-6000） on germination characteristics.The study target was drought stress treatment on germination rate，germination index and vigor index，etc.The results showed that PEG concentration range of 5%and15% had a promoting role in seed germination and seedling growth，and optimal PEG concentration is proved 5% with maximum germination rate，germination indexand vigor index.It also found highest seedling height was under 15% PEG treatment.However，the high concentration PEG （25%） treatment，to some extent，observed inhibiting role on seed germination and seedling growth of Xanthoceras Sorbifolia Bunge.

Key words：Seed germination；Xanthoceras Sorbifolia Bunge；PEG

文冠果（Xanthoceras Sorbifolia Bunge）屬于無患子科（Sapindaceae）文冠果屬（Xantho ceras），為單種屬，是我國特有的木本油用和藥用樹種，具有抗旱、抗寒、耐瘠薄的特性。原生在我國北方的干旱寒冷地區，近年來其在全國范圍內已大量栽培，種子可食，種仁含脂肪57.18%、蛋白質29.69%、淀粉9.04%、灰分2.65%，營養價值高，是我國北方具有較高發展前景的木本油料樹種[1]。

PEG-6000（聚乙二醇分子量6000）是一種滲透調節劑，常被用作植物水分脅迫劑來模擬干旱環境，并對植物進行抗旱實驗[2]。Heydecker等最早成功利用了PEG溶液處理蔬菜種子后，使得PEG滲透脅迫模擬干旱的土壤條件研究植物種子萌發的方法得到了廣泛的應用[3]。目前，PEG在農作物[4-6]和草本植物[7-8]中應用較廣，林業上已應用于樟子松[9]、油松[10]、香椿[11]]等樹種中，而關于PEG處理對文冠果種子萌發特性的研究較少[12]。

種子發芽特性是種子質量的重要體現，是實現文冠果大面積種植的關鍵。本文以文冠果種子為研究對象，采用PEG-6000模擬干旱的研究方法，探討PEG處理對文冠果種子萌發特性和幼苗生長的影響，以及PEG處理對文冠果種子萌發的影響規律，以期為文冠果的育苗和生產提供科學依據和參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料 文冠果種子于2013年8月采于石河子大學農學院實驗站內，采種后及時放置于實驗室冰箱中保存，從中選擇成熟、飽滿且大小適中的種子為萌發實驗材料。種子的含水量為7.54%，百粒重為94.78±7.52g。

1.2 實驗方法

1.2.1 種子處理 實驗開始前將文冠果種子用55～60℃溫水消毒10min后，再用0.2%高錳酸鉀液泡25min，清水清洗脫藥并浸泡24h[13]。消毒處理后的種子，再用80℃的熱水燙種（邊倒熱水邊攪拌）以軟化種皮，冷卻至室溫后浸泡120h[14-15]。實驗設置4個PEG濃度梯度，分別為0%、5%、15%和25%，相應的溶液水勢約為0MPa、

-0.58MPa、-3.25MPa、-7.94MPa。以濃度為0%的PEG溶液為對照，實驗進行4次重復。

1.2.2 試驗設計 采用完全隨機設計。進行4個不同濃度的PEG處理，每個處理4次重復，每個重復30粒種子。30粒種子分裝于2個容器。每個容器裝入經高錳酸鉀消毒過的等量營養土中，將經過催芽處理的文冠果種子覆土2cm進行播種。之后分別用不同濃度的PEG溶液澆透土壤，將其置于白熾燈光照下的實驗臺進行發芽，溫度為25℃左右，每天光照12h。在種子發芽和幼苗生長期間依據培養基質的水分情況每天補充相應濃度PEG溶液。

1.2.3 指標測定 實驗中每天統計發芽數，測定幼苗苗高、地徑，并計算種子發芽率、發芽指數、平均發芽天數、活力指數[16]、苗高、根長等指標，其計算公式分別為：

1.3 數據統計分析 實驗數據采用SPSS17.0統計分析軟件進行單因素方差分析和多重比較（Duncan法）。數據結果以“平均值±標準誤”表示，采用Microsoft Excel 2010軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 PEG處理對種子發芽率的影響 不同濃度PEG處理對文冠果種子的發芽率影響存在差異（圖1）。當PEG濃度為5%時，文冠果種子發芽率達到45%左右，發芽率明顯高于對照。當PEG濃度升高至15%時，文冠果種子發芽率降低至32%，發芽率與對照條件下的發芽率無明顯差異。當PEG濃度達到25%時，文冠果種子發芽率則持續降低至15%，與對照相比有大幅度的降低。從整體趨勢看，PEG的干旱脅迫對發芽率的影響趨勢是先升高再降低，濃度為5%時達到最高的發芽率，隨后呈下降趨勢（圖1）。不同濃度PEG處理對文冠果發芽率有極顯著影響，濃度為5%時，發芽率最高，濃度為25%時，發芽率最低（表1）。

2.2 PEG處理對種子發芽指數的影響 不同濃度PEG處理對文冠果種子的發芽指數影響存在差異（圖2）。PEG濃度為5%時，文冠果種子發芽指數最高達到0.92，發芽指數明顯高于對照。當PEG濃度升高至15%時，文冠果種子發芽指數降低至0.67，發芽指數與對照下的發芽指數無明顯差異。當PEG濃度達到25%時，文冠果種子發芽指數則持續降低至0.29，與對照相比有大幅度的降低。從整體趨勢看，PEG溶液的干旱脅迫對發芽指數的影響是先上升再降低的趨勢，濃度在5%時發芽指數最高，隨后呈下降趨勢（圖2）。在經過不同濃度PEG干旱脅迫處理后，種子發芽指數存在極顯著和顯著水平的差異，PEG濃度為15%時的發芽指數與對照無顯著差異（表2）。

2.3 PEG處理對種子平均發芽天數的影響 不同濃度PEG處理對文冠果種子的平均發芽天數影響存在差異（圖3）。PEG濃度為5%時，文冠果種子平均發芽天數為9.5d，時間明顯高于對照，當PEG濃度升高至15%時，文冠果種子平均發芽天數降低至6.3d，平均發芽天數與對照無明顯差異。當PEG濃度達到25%時，文冠果種子平均發芽天數則持續降低至2.3d，與對照相比有大幅度的降低。從整體趨勢看，PEG的干旱脅迫對平均發芽天數的影響是先上升再降低的趨勢，濃度為5%時平均發芽天數最高，之后呈下降趨勢（圖3）。在經過不同濃度PEG干旱脅迫處理后，種子平均發芽天數存在極顯著和顯著水平的差異，對照和15%沒顯著差異，而5%和25%的濃度與對照具有極顯著差異（表3）。

2.4 PEG處理對種子活力指數的影響 不同濃度PEG處理對文冠果種子活力指數影響存在差異（圖4）。PEG濃度為5%時，文冠果種子活力指數達到27.11，當PEG濃度升高至15%時，文冠果種子活力指數降低至24.70，活力指數均明顯高于對照，當PEG濃度為25%時，文冠果種子發芽活力指數則驟然降低到7.58，與對照相比有大幅度的降低，從整體趨勢看，PEG的干旱脅迫對活力指數的影響趨勢是先上升后降低，濃度在5%時的活力指數最高，之后呈下降趨勢（圖4）。在經過不同濃度PEG干旱脅迫處理后，種子活力指數都存在顯著水平的差異，但5%和15%的濃度無極顯著水平差異，25%、5%和15%與對照間均達到極顯著差異（表4）。

2.5 PEG處理對幼苗苗高的影響 隨著PEG濃度的增加文冠果幼苗苗高呈拋物線型曲線（圖5）。低濃度（0%，5%）PEG溶液條件下，隨著濃度的增加，幼苗苗高逐漸增加，并在15%時達到最大值73.9cm，當PEG濃度高于15%時，幼苗苗高則隨濃度增加而逐漸降低，濃度為25%PEG處理下的苗高已與對照下的苗高相當，且在48cm左右。PEG濃度為15%時，文冠果幼苗苗高顯著高于對照，濃度在5%和25%時，與對照無明顯差異，當PEG濃度達到25%時，苗高低于對照。PEG濃度高于25%時，文冠果苗高降低（圖5）。在經過不同濃度PEG干旱脅迫處理后，文冠果幼苗苗高存在極顯著和顯著水平的差異，PEG濃度為25%時的苗高與對照無顯著差異，而濃度為5%和15%時的苗高與對照條件下具有極顯著差異（表5）。

2.6 PEG處理對幼苗根長的影響 隨著PEG濃度的增加，文冠果幼苗根長變化不明顯（圖6）。當PEG濃度低于5%時，文冠果幼苗根長隨PEG處理濃度的升高逐漸增加，并在5%時達到最大值4.6cm。之后幼苗根長隨PEG濃度的升高而逐漸減小，濃度為25%時達到最小值2.04cm。從整體來看，幼苗根長在PEG濃度低于15%時與對照相近（圖6）。在經過不同濃度PEG干旱脅迫處理后，文冠果幼苗根長存在極顯著和顯著水平的差異，濃度為5%、15%時與對照無極顯著差異，濃度為0%、5%、15%和25%間具有極顯著水平差異（表6）。

3 討論與結論

3.1 討論 本試驗中，對文冠果發芽率的測定為33%，與司風義等研究結果一致[14]。實驗中的種子發芽率為水浸催芽下的發芽率，而冷凍催芽的發芽率能達到70%以上，但是冷藏時間長，需要3～6個月。PEG作為一種高分子滲透調節劑或水分脅迫劑，可以降低水勢，將其加入到栽培基質中能夠模擬干旱的土壤環境對植物的正常生長產生影響。通過對發芽率、活力指數、發芽指數、發芽整齊度等指標測定，表明較低濃度PEG脅迫處理對文冠果種子萌發有一定的促進作用，濃度較高時有抑制作用。這一結果與油松、樟子松的研究情況基本一致[9-10]。對苗高和根長的測定結果表明濃度小于15%的PEG對苗高生長有促進作用，而對根長影響不大。綜合來看，濃度小于15%的PEG溶液對幼苗生長有促進作用，這一結果與周玲等在文冠果幼苗生長的研究一致[17]。PEG處理有一定促進作用的主要原因為較低的PEG濃度能減緩種子的吸水能力，降低種子在快速吸水過程中細胞受到傷害的可能，從而提高種子的發芽率和成苗率[3]。本實驗只研究了水浸催芽條件下，PEG對文冠果種子萌發特性的影響，但長時間的層積催芽條件下，PEG對文冠果種子萌發特性和生理生化的影響有待進一步研究。

3.2 結論 （1）濃度為5%的PEG溶液（水勢為-0.58 MPa）最大程度提高了種子發芽率、活力指數、發芽指數、發芽整齊度等萌發特性指標。濃度為15%的PEG溶液最大程度提高苗高生長。（2）低濃度（5%，15%）PEG處理對文冠果種子萌發和幼苗生長均有一定的促進作用。（3）高濃度（25%）PEG處理對文冠果種子萌發和幼苗生長均有一定的抑制作用。

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（責編：張宏民）