云南龍膽種子萌發特性研究

2017-06-09 17:37:10吳曉敏甘龍鳳孫愛群嚴凱楊勝芝

安徽農學通報 2017年10期

吳曉敏+甘龍鳳+孫愛群+嚴凱+楊勝芝

摘要：該文以云南龍膽（Gentiana yunnanensis）種子為試驗材料，經赤霉素、氯化鈣、硝酸鉀的不同濃度處理，用不同溫度浸種，置不同光照下培養，研究其萌發特性。結果表明：云南龍膽種子經室溫培養10d即可萌發；在不同浸種溫度下萌發率相差不顯著。蒸餾水室溫浸種，24h/d光照培養萌發率為50%，自然光照培養萌發率為60%，黑暗條件培養萌發率為14.00%，光照與黑暗培養萌發指標差異顯著（P<0.05）。3種試劑浸種，萌發率最高的為300mg/L赤霉素處理，萌發率為82%，其次為0.2%氯化鈣處理，萌發率為72%，1.5%硝酸鉀浸種萌發率為70%，對照萌發率為60%。試劑處理，自然光照室溫培養20d至種子不再萌發為止測其根長，根長最長為硝酸鉀浸種，為7.38±0.62mm，其次為氯化鈣浸種，為6.83±0.96mm，最短為赤霉素浸種，為5.94±0.90mm，對照為5.34±2.02mm。試劑處理與對照差異不顯著（P>0.05）。光能促進云南龍膽種子萌發，試劑處理不僅能提高云南龍膽種子萌發率，而且能促進胚根與胚軸的伸長。

關鍵詞：云南龍膽；種子萌發；氯化鈣；赤霉素；硝酸鉀

中圖分類號 S567.239 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）10-0029-05

Abstract：In this study，seeds of Gentiana yunnanensis were used as experimental material，different concentrations of gibberellin，calcium chloride and potassium nitrate，different temperature levels for soaking seeds and different light conditions were selected to treat the seeds. The results showed that 10 days cultivation at room temperature was enough for the seed of Gentiana yunnanensis to germinate while there was no significant difference for seed germination rate under different levels of soaking temperature. The germination rate of seed soaked in distilled water at room temperature and 24h/d light condition was 50% while 60% in the natural light conditions and 14% in the dark light conditions. There was a significant difference for seed germination rate between dark and light conditions （P < 0.05）. The highest seed germination rate among different concentrations of reagents was 82% which treated in 300mg/L gibberellin solution，following was 72% which treated in 0.2% calcium solution and the last was 60% which treated in 1.5% potassium solution while 60% for the CK. After treated with different types of reagents，root length were measured until the seeds were no longer to continue germinate after 20 days cultivation at room temperature and natural light condition. The results showed that the length of longest root was 7.38 ± 0.62mm which seeds were treated in potassium solution，following was 6.83±0.96mm which seeds were treated in calcium and the last was 5.94±0.90mm which seeds were treated in gibberellin solution while 5.34±2.02mm for the CK. There was no significant difference between different types of reagents and CK （P>0.05）. Light could promote the Gentiana yunnanensis seeds germination. The treatment with different types and concentrations of reagent could not only improve the seeds germination rate，but also promote the elongation of radicel and hypocotyl.

Key words：Gentiana yunnanensis；Seed germination；Calcium chloride；Gibberellin；Potassium nitrate

云南龍膽（Gentiana yunnanensis）為龍膽屬（Gentiana）一年生草本植物，分布于西藏東南部、云南、四川、貴州[1]。以全草入藥，具有清熱利濕，解毒消炎，主治熱咳、咽喉腫痛、火眼，風火牙痛等癥[2]。目前，有關云南龍膽的研究仍較少。孫愛群[3，4]等對貴州云南龍膽資源進行了調查，認為赫章、盤縣、水城、鐘山有分布；孫愛群等[5]觀察了云南龍膽的顯微特征，認為顯微鏡下可以將云南龍膽種子與其他4種龍膽種子區分開來，蒸餾水浸種云南龍膽種子發芽率較低（33.33%±7.02），發芽速度較慢（發芽時滯12d）。本實驗以野生云南龍膽種子為材料，用不同試劑及試劑的不同濃度在不同溫度下浸種，在不同光照下培養，探索種子萌發特性，旨在為云南龍膽的人工栽培提供基礎資料。

1 材料與方法

1.1 供試種子供試種子云南龍膽2014年10月采自鐘山區韭菜坪和水城縣雙嘎鄉，經過分級、篩選保留籽粒飽滿、無損傷的成熟種子，置4℃保存備用。

1.2 方法

1.2.1 云南龍膽種子長短經及千粒重的測定隨機數取50粒種子，用顯微鏡（精度0.01mm）分別測量種子長和寬，取平均值。數取10份500粒種子，用電子天平（精度：0.0001g）稱重，取平均值，計算千粒重。

1.2.2 種子萌發實驗于2015年4月9日至2015年5月20日進行，此時段實驗室室溫為18～23℃。分別用氯化鈣的不同濃度（0.1%，0.2%，0.3%，0.4%）、硝酸鉀的不同濃度（0.5%，1%，1.5%，2%）、赤霉素的不同濃度（100mg/L，300mg/L，500mg/L，700mg/L）及蒸餾水室溫浸種12h，再分別設置3種溫度（0℃，4℃，室溫）繼續浸種24h，棄溶液，蒸餾水沖洗種子2～3次，置于鋪墊2層無菌濕潤濾紙的培養皿中（50粒/皿），室溫培養，光照設24h/d光照（日光燈15w）、自然光照及24h/d黑暗3種，每種處理設3個重復。種子萌發以胚根突破種皮為標志。每24h觀察記錄1次，定時加水，統計萌發率（澆水以濕透濾紙為宜）。

1.2.3 種子胚根、胚軸長的測定從1.2.2的每種處理中隨機取10粒發芽種子，進行測量，記錄數據，計算平均值（測量工具：游標卡尺+圓規，精度0.02mm）。

1.3 萌發指標計量計算公式如下：

萌發率（C）（%）=（Ga/Gn）×l00（Ga：20d內萌發種子總數；Gn：供試種子數）；

萌發勢（GV）（%）=（Gb/Gn）×l00（Gb：13d內萌發種子數；Gn：供試種子數）；

萌發指數（GI）（%）=Σ（Gt/Dt）（Gt：td萌發種子數；Dt：萌發天數）；

萌發歷時：第一粒種子萌發與最后一粒種子萌發的時間差（3d內萌發數不再增加，視為萌發結束）；

萌發時滯（Gd）（d）：從浸種開始算，第一粒種子萌發所需天數。

1.4 數據統計用金山WPS Office 2012進行數據統計，IBMSPSS Statistics 19.0 進行顯著性分析，P<0.05為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 云南龍膽種子形態及千粒重云南龍膽種子細小，近圓球形，表面具淺蜂窩狀網隙。成熟種子棕褐色，種皮較光滑，未成熟種子半透明狀，種子長短徑與千粒重見表1。

2.2 光照對種子萌發的影響室溫浸種，不同光照條件進行萌發試驗，其萌發率、萌發勢，萌發指數，萌發歷時以及萌發時滯見表2。由表2可知，在24h/d光照下，種子萌發率為50%，萌發歷時7d；自然光照下萌發率為60%，黑暗條件下萌發率為14.00%，萌發歷時9d，且全為白化苗、根莖細小。發芽勢用以衡量種子出芽的整齊度。光照下發芽勢大，黑暗下發芽勢小，說明光照下發芽整齊度好。光照不僅能促進云南龍膽種子萌發，提高種子萌發率，而且還可縮短其萌發歷時，提高種子發芽整齊度。

2.3 氯化鈣浸種對萌發的影響氯化鈣浸種的萌發指標見表3。由表3可知，0℃浸種，氯化鈣濃度在0.1%～0.4%范圍內，種子萌發率及萌發勢隨濃度升高呈現先升后降趨勢，濃度為0.2%時萌發率最高，達64%，濃度為0.3%時，萌發勢最高，為45.33%；萌發指數隨濃度升高反而下降，氯化鈣濃度為0.1%時，萌發指數最大，為2.34。4℃浸種，濃度為0.1%時萌發率、萌發勢和萌發指數最高，分別為62%、48.67%和2.70。室溫浸種，萌發率、萌發勢和萌發指數在濃度為0.3%時最高，分別為72%、51.33%和2.60，萌發率、萌發勢比對照分別高出12%、9.33%。說明不同浸種溫度對最適濃度要求不同。不同處理萌發時滯均為10d，萌發歷時最短為4d，最長為8d。說明不同試劑、不同浸種溫度不影響云南龍膽種子吸水突破種皮的時間，但影響種子萌發速率。

2.4 硝酸鉀浸種對萌發的影響硝酸鉀浸種的萌發指標見表4。由表4可知，0℃浸種，在硝酸鉀濃度0.5%～1.5%范圍內，其種子萌發率及萌發勢隨著濃度的升高而增高，硝酸鉀濃度1.5%時，萌發率、萌發勢達最大值，分別為63.33%與44.00%，而后隨濃度升高反而下降；濃度為1%時，萌發指數較高。4℃浸種，萌發率和萌發勢都隨著濃度的增加而上升，硝酸鉀濃度2%時，萌發率、萌發勢和萌發指數均較高，分別為66.00%、53.33%和2.86。室溫浸種，萌發率與萌發指數隨著硝酸鉀濃度的升高呈現先升高后降低的趨勢，濃度為1.5%時，萌發率和萌發指數較高，分別為70.00%與2.58，萌發率比對照高10%；而萌發勢隨著硝酸鉀濃度的升高反而降低。硝酸鉀不同溫度浸種的萌發時滯均為10d；萌發歷時最短為6d，最長為9d。

2.5 赤霉素浸種對萌發的影響赤霉素不同濃度及不同溫度及浸種，云南龍膽萌發指標見表5。由表5可知，0℃浸種，在赤霉素濃度100～700mg/L范圍內，種子萌發率與萌發指數隨著濃度的增加呈現先升后降趨勢，濃度為500mg/L，萌發率達78.00%，比對照高出20%，萌發指數達2.97；濃度為300mg/L時，萌發勢達54.67%。4℃浸種，萌發率與萌發指數隨著濃度的增加反而降低；室溫浸種，萌發率、萌發勢及萌發指數隨著濃度的增加呈現先升后降趨勢，濃度為300mg/L時，萌發率、萌發勢及萌發指數達最大值，分別為82.00%、67.33%及2.85，比對照分別高出22.00%，25.33%，0.56。萌發歷時最短的為4d，最長的為9d。低濃度的赤霉素浸種萌發率較高，但高濃度赤霉素對種子萌發有抑制作用。

2.6 不同試劑處理對種子根長的影響用氯化鈣、硝酸鉀及赤霉素處理，在室溫自然光照下經20d培養至種子不再萌發為止測量其根長（表6）。經硝酸鉀不同濃度處理的種子根長平均為7.38mm，較氯化鈣、赤霉素2種試劑處理的要長，比對照高出2.04mm；3種試劑處理都大于對照。其中，0.2%氯化鈣處理全長及胚根最長，分別達8.01mm和5.14mm，比對照分別高出2.67mm和2.15mm；而2%硝酸鉀處理時，胚軸最長，為4.50mm，比對照高出2.15mm。表明試劑處理能促進根的生長，且硝酸鉀處理效果較好。這是因為硝酸鉀本身就是一種鉀肥，能促進幼苗的生長。

2.7 不同光照培養對種子根長的影響蒸餾水室溫浸種，分別置24h/d光照、自然光照和24h/d黑暗下培養20d至種子不再萌發為止，測量其根長（表7）。由表7可知，種子根全長24h/d黑暗>24h/d光照>自然光照，胚軸長24h/d黑暗>自然光>24h/d光照，胚根長24h/d光照>自然光照>24h/d黑暗。表明黑暗條件促進胚軸生長，光照條件促進胚根生長。

3 討論與結論

云南龍膽具有一定的藥用價值，對云南龍膽進行人工栽培，首先需解決種子萌發率偏低的問題。本實驗蒸餾水室溫浸種，萌發率為60%，發芽時滯為10d，萌發率高于孫愛群等（萌發率為33.33%）試驗，而發芽時滯短于孫愛群等（發芽時滯為12d）[5]，原因是孫愛群等人所用云南龍膽種子儲存時間為8個月，且室溫儲存，而本實驗所用種子儲存時間為6～7個月，且儲存于4℃冰箱，說明種子的萌發率受儲存時間長短的影響，儲存時間長萌發率會下降，4℃儲存，可以縮短發芽時滯，同時提高發芽整齊度。

氯化鈣處理可以提高種子萌發率，這是因為鈣是植物生長的營養元素與第二信使，能調控植物生長發育[6]。本實驗0.2%氯化鈣處理的萌發率最高達72%，低濃度氯化鈣能促進種子萌發，與孫穎等[7]結果相一致。

硝酸鉀溶液浸種，也可以提高萌發率和萌發勢，是因為鉀離子也是植物生長和發育的必需元素，且對細胞膜具有修復作用。本實驗1.5%硝酸鉀處理的萌發率達70%，與孫穎等認為硝酸鉀能促進龍膽草種子萌發的結果相一致[7]。

赤霉素處理能提高龍膽種子萌發率，是因為龍膽種子含有的脫落酸抑制了水解酶活性，阻礙萌發，而赤霉素能促進水解酶的形成，解除休眠[8]。

趙敏認為，變溫浸種萌發率與萌發勢高于室溫浸種[9]，而本實驗變溫浸種與室溫浸種相差不大，且室溫浸種相對好于變溫浸種。

本實驗300mg/L赤霉素處理的萌發率最高為82%，比對照高出22%，與陳瑛和孫昌高[10]、孫閻等[11]、楊美權等[12]結果一致。表明適當濃度的赤霉素處理能提高種子萌發率，赤霉素室溫浸種還可縮短云南龍膽種子發芽時滯。

氯化鈣、硝酸鉀和赤霉素不同濃度處理種子，其萌發時滯相同，均為10d。24h/d光照處理萌發率為50%，萌發歷時7d，萌發時滯為7d；在24h/d黑暗條件下，雖然能萌發，但萌發率低，為14.00%，萌發歷時9d，萌發時滯為10d。表明光照能促進云南龍膽種子萌發，這與程云清等的研究結果吻合[13]。因而云南龍膽種子在播種時必須淺播，不用覆蓋泥土。

不同試劑室溫浸種，自然光照培養，硝酸鉀處理的根較長，赤霉素處理的根較短，兩者根長均大于對照。因此室外播種，為了促進云南龍膽根較快伸長，可以采用硝酸鉀處理種子。

綜上所述，試劑處理可以提高種子萌發率，室溫浸種與0℃和4℃浸種結果相差不大。萌發率最高的為300mg/L赤霉素處理，萌發率達82%。云南龍膽種子儲存時間不宜超過8個月，且宜低溫儲藏。

參考文獻

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[9]趙敏.龍膽種子萌發與水溶性內源抑制物質[J].植物生理學通訊，2004，40（6）：677-679.