任國香,唐 彪,歐陽路平,周 健,張小剛,何新杰
(深圳市鐵漢生態環境股份有限公司,廣東 深圳 518040)
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不同處理方法對樟葉越桔種子萌發的影響
任國香,唐 彪*,歐陽路平,周 健,張小剛,何新杰
(深圳市鐵漢生態環境股份有限公司,廣東 深圳 518040)
為了提高樟葉越桔種子的萌發率,以在六盤水采集的樟葉越桔種子為材料,對其進行種子萌發試驗,研究了不同水浴溫度浸種(常溫、40℃和60℃)、不同濃度赤霉素(GA3)溶液浸種(200、1000、1500 mg/L)、不同濃度硼酸溶液浸種(0.2%和0.5%)和不同培養溫度(15、20、25、30、35℃)等處理對樟葉越桔種子萌發的影響。結果表明:常溫水浴浸種與40℃水浴浸種條件下種子萌發率差異不顯著,60℃水浴溫度過高,浸種后的種子喪失生命活力;GA3浸種處理能顯著促進種子萌發,縮短發芽時間,且萌發率隨濃度增加而增加,最大萌發率達68.67%,而硼酸浸種無明顯作用;不同培養溫度條件下的萌發率差異顯著,在15~30℃條件下,種子都能發芽,但萌發適宜溫度為15~25℃,最適溫度為20℃,最大萌發率達65.33%。
樟葉越桔;萌發;GA3;硼酸;溫度
樟葉越桔(VacciniumdunalianumWight)為杜鵑花科(Ericaceae)越桔屬(Vaccinium)常綠灌木[1],生長于山坡灌叢、闊葉林下或石灰山灌叢,稀附生常綠闊葉林中樹上,主產于云南、貴州、四川、西藏等地,錫金、不丹、印度(東北部)、緬甸(東北部)至越南亦有分布[2],在貴州省境內主要分布于黔東南(榕江、從江、施秉)、黔西南(安龍)、六盤水(盤縣、鐘山)[3-5]等地。樟葉越桔高1~4 m,偶成喬木,葉革質,頂端尾狀漸尖,花序腋生,長3~6 cm,花冠淡綠帶紫紅色或淡紅色,寬鐘狀,漿果球形,直徑4~12 cm,紫黑色。
樟葉越桔的頂芽或嫩葉經過一系列的工藝可制成在滇中地區廣泛飲用的具有祛風除濕、舒筋活絡等功效的雀嘴茶[6],研究證明其陰干果實亦具有較高的營養價值和保健價值[7]。樟葉越桔還是一種富含咖啡酰熊果苷類物質的特殊資源植物[8],并已成功從中分離出糖基轉移酶基因家族中的VdUGT1基因全長cDNA序列,證明糖基轉移酶VdUGT1屬于UGTs家族的一個新成員,而天然熊果苷是植物體內的對苯二酚和 UDP葡萄糖在UGTs成員之一熊果苷合成酶的催化下生物合成而來[9],因此,樟葉越桔有望作為熊果苷天然替代品資源加以應用,具有重要的開發價值[10]。在我國,樟葉越桔主要分布于西南地區,其主干直立、枝繁葉茂,嫩葉紫紅色、老葉濃綠、花序精巧美觀、土壤適應性強,且根據其野外生境,在損害生態系統恢復中適于巖石邊坡綠化,在城市綠化中適于道路兩旁或中央綠化帶種植,在庭院中適于草坪叢植或配置于山石[11],作為觀賞植物,樟葉越桔同樣具有廣闊的應用前景。
目前,樟葉越桔仍為野生生長狀態,羅旭璐等[10]以野生樟葉越桔幼嫩帶芽莖段為外植體,通過對初代啟動培養、增殖及生根培養方案的篩選,建立了樟葉越桔的組織培養和快速繁殖體系。迄今為止,有關樟葉越桔種子萌發的研究尚未見報道。為此,本研究以野生樟葉越桔種子為實驗材料,通過研究不同水溫浸種、不同濃度硼酸溶液浸種、不同濃度赤霉素(GA3)浸種以及不同萌發溫度等探究對樟葉越桔種子萌發的影響,從而找出最優的種子萌發條件,以期為樟葉越桔的物種資源保護以及進一步的綜合開發利用鄉土資源植物提供基礎。
1.1 試驗材料
用于試驗的樟葉越桔種子于2015年12月采自貴州省六盤水市鐘山區。采回后將果實置于陰涼通風處晾干,放入種子柜貯藏備用。樟葉越桔果實為紫黑色球形漿果,直徑6~8 mm。每顆種子3~10粒,種子褐色近圓形,種子千粒重為(0.30±0.01)g。實驗前將種子從果實中分離、清洗并晾干后備用。
1.2 試驗方法
試驗于2016年5~6月和8~9月分兩批進行。
1.2.1 不同浸種處理對樟葉越桔種子萌發的影響 試驗共設置3個浸種處理:(1)不同水溫浸種:常溫、40℃和60℃蒸餾水浸種24 h;(2)不同濃度硼酸溶液浸種:0、0.2%和0.5%硼酸溶液常溫下浸種24 h;(3)不同濃度赤霉素(GA3)溶液浸種:0 mg/L、200 mg/L、1000 mg/L和1500 mg/L GA3溶液常溫下浸種24 h。
每個處理挑選籽粒飽滿的樟葉越桔種子50粒,3次重復,用小燒杯進行24 h浸種處理,之后用蒸餾水沖洗干凈,于0.5%的高錳酸鉀溶液中消毒2.5 h,之后用蒸餾水反復沖洗干凈。采用培養皿濾紙法于RXZ-436B-LED人工氣候箱中進行萌發實驗,并將試驗溫度設為(25±1)℃,光照強度8000 lx,每天光照12 h。每24 h觀察并記錄種子的萌發情況,以胚根突破種皮0.5 mm作為種子發芽的標準,以每個重復發芽末期連續3天內平均發芽數不超過1%作為試驗結束。同時根據需要適量滴加蒸餾水,保持濾紙濕潤。
1.2.2 不同培養溫度對樟葉越桔種子萌發的影響 實驗共設置15、20、25、30、35℃5個溫度梯度,每個梯度下每組50粒種子,3次重復。實驗種子用常溫蒸餾水浸種24 h,于0.5%的高錳酸鉀溶液中消毒2.5 h,之后用蒸餾水反復沖洗干凈。采用培養皿濾紙法在光照強度8000 lx,每天光照12 h的人工氣候箱中進行萌發實驗。之后每天記錄種子發芽情況,在此期間,注意補充水分,保持濾紙濕潤。
1.3 數據統計
數據用Excel 2003處理,采用Origin軟件對數據進行制圖分析比較,采用spss軟件對數據進行顯著性分析。測定指標如下:
(1)萌發率=n/N×100%
其中,n為萌發的種子粒數,N為供試種子;
(2)發芽勢=發芽高峰期正常發芽的種子粒數/供檢種子總數×100%[12]
(3)發芽指數=(G1/1+G2/2+…Gx/x)[13]
其中,G為每一次測定的發芽數,x為連續測定對應的天數;
(4)平均發芽時間=Σ(Dt×Gt)/ΣGt[14]
其中,Dt為測定發芽的天數,Gt為Dt當天的發芽數。
2.1 不同水浴溫度浸種對樟葉越桔種子萌發的影響
圖1表明,不同水浴溫度浸種的樟葉越桔種子均在處理23 d后萌發率不再變化,常溫水浴浸種的種子在播種后的第8 d開始發芽,40℃水浴浸種的種子在播種后的第10 d開始發芽,兩者的日萌發率都在種子發芽后的第6 d達到最高,常溫水浴浸種種子的最終萌發率為46.67%,40℃水浴浸種種子的最終萌發率較高,為51.33%,說明40℃水浴浸種對樟葉越桔種子萌發有促進作用。而60℃水浴浸種后,種子萌發率為0,推測是由于水浴溫度過高,導致種子喪失活力。

圖1 不同水浴溫度浸種對樟葉越桔種子萌發率的影響
2.2 不同濃度GA3溶液浸種對樟葉越桔種子萌發的影響
圖2表明,不同濃度GA3溶液浸種的樟葉越桔種子均在處理23 d后萌發率不再變化,對照處理種子在播種后第11天開始發芽,不同濃度GA3溶液浸種的種子發芽時間較早,開始于播種后第8天,且日萌發率都在種子發芽后的第3~5天內達到最高,為5.33%~6.67%。在不同濃度的GA3溶液處理條件下,以1500 mg/L GA3溶液浸種的萌發率最高,達68.67%,1000 mg/L GA3溶液處理的萌發率次之,為53.33%,而對照和200 mg/L GA3溶液處理的種子萌發率分別為50.67%和44.67%。由此可見,GA3處理可使發芽時間提前,且隨著浸種溶液中GA3濃度的增加,種子的最終萌發率也顯著增加,說明GA3有助于促進樟葉越桔種子的萌發。

圖2 不同濃度GA3溶液浸種對樟葉越桔種子萌發率的影響
2.3 不同濃度硼酸溶液浸種對樟葉越桔種子萌發的影響
不同濃度硼酸溶液浸種對樟葉越桔種子萌發的影響如圖3所示,各處理的萌發率均在處理23天后不再變化,通過硼酸浸種種子萌發時間較晚,在播種后的第10~11 d才開始發芽,三者的日萌發率都在種子發芽后的第6 d達到最高,對照處理的最終萌發率為50.67%,硼酸溶液處理的最終萌發率略高于對照,分別為51.33%、53.67%,說明硼酸溶液浸種對于樟葉越桔種子的萌發促進作用不明顯。

圖3 不同濃度硼酸溶液浸種對樟葉越桔種子萌發率的影響
2.4 不同培養溫度對樟葉越桔種子萌發的影響
由圖4可知,不同培養溫度培養的樟葉越桔種子均在處理23 d后萌發率不再變化,20℃和25℃條件下種子在播種后的第8天開始發芽,兩者日萌發率都在種子發芽后的第6 d達到最高,30℃條件下種子在播種后的第10 d開始發芽,其日萌發率在種子發芽后的第7 d達到最高,而15℃條件下種子萌發較遲,始于播種后的第16 d,其日萌發率在種子發芽后的第5 d達到最高。從萌發率來看,20℃條件下種子萌發率高于其他處理,為65.33%,15℃和25℃條件下萌發率分別為42.67%和49.33%,30℃條件下種子萌發率較低,僅為32.67%,35℃條件下種子喪失生活力,萌發率為0。說明樟葉越桔種子培養溫度不宜超過30℃,且20℃是樟葉越桔種子萌發的最適溫度。

圖4 不同培養溫度對樟葉越桔種子萌發率的影響
2.5 不同處理對樟葉越桔種子的萌發率、發芽勢、發芽指數以及平均發芽時間的影響
在不同處理條件下,種子的萌發率、發芽勢、發芽指數以及平均發芽時間情況見表1。從萌發率來看,在不同溫度浸種下,樟葉越桔種子在60℃浸種處理條件下萌發率為0,40℃浸種的萌發率為51.33%,與對照無顯著差異,說明此條件對提高樟葉越桔種子萌發率無顯著影響。赤霉素浸種處理中,在GA3(1500 mg/L)浸種條件下萌發率達到最高,達68.67%,顯著高于對照;而GA3(1000 mg/L)浸種條件下萌發率為53.33%,與對照無顯著差異,說明一定濃度的GA3浸種對樟葉越桔種子萌發有促進作用。不同濃度硼酸浸種處理的種子萌發率均與對照無顯著差異,說明硼酸處理不能提高樟葉越桔種子萌發率。在不同培養溫度條件下,20℃培養溫度樟葉越桔種子萌發率高達65.33%,15℃和25℃條件下萌發率分別為42.67%和49.33%,與對照無顯著差異;35℃條件下種子發芽率為0。由此可見,用1500 mg/L GA3浸種和20℃培養條件對提高樟葉越桔種子萌發率有顯著作用,低濃度的GA3(200 mg/L)浸種以及高培養溫度(30℃)對種子萌發有顯著抑制作用,過高的水浴溫度(60℃)以及培養溫度(35℃)則會使種子喪失生活力。
從發芽勢來看,除60℃水浴以及35℃培養溫度致種子喪失活力外,其余不同處理對提高樟葉越桔種子發芽勢無顯著差異。由表1可知,樟葉越桔種子在GA3濃度處理條件下平均發芽時間最低,發芽指數最大,其中以1000~1500 mg/L濃度GA3處理條件效果最好;而未經過藥劑浸種處理,直接放置于不同溫度培養條件下的種子平均發芽時間最大,發芽指數較小。可見,1000~1500 mg/L 濃度GA3浸種有利于提高雜交種子的萌發能力,縮短發芽時間。

表1 不同處理對樟葉越桔種子萌發的影響
注:表中發芽勢為種子萌發高峰期(即處理13~16 d)的萌發率,即總萌發率、發芽指靈敏和平均發芽時間均為處理23 d后的統計數據;不同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著。
浸種具有改變種皮的透水性,加速種子吸水,促進種子萌發的作用[15]。溫水和激素處理是種子促萌常用的有效方法,能夠改善種皮透水透氣性,增強種子的抗氧化酶活性,誘導產生水解酶,催化種子內貯藏物質的分解,從而促進種子萌發[16]。蔡靜如等[17]的研究表明40℃浸種和GA3浸種處理均能顯著提高杜鵑花雜交種子的萌發率和發芽勢,而硼酸浸種無明顯作用。申瑞雪等[18]認為GA3溶液對打破烏飯樹(V.bracteatum)和短尾越橘(V.carlesii)種子休眠、提高萌發率、縮短發芽時間有顯著的效果,處理后的烏飯樹和短尾越橘種子對溫度有很高的敏感度,25℃是最佳發芽溫度,溫度升高萌發率則降低。楊洪濤等[19]研究了不同處理溫度以及GA3不同處理時間及濃度對云南越桔(V.duclouxii)種子萌發的影響,發現在不同溫度條件下的萌芽率差異極顯著,萌發適宜溫度為15~30℃,最適溫度為25℃;GA3不同處理濃度間的萌發率差異極顯著,不同處理時間的萌芽率差異不顯著,隨著濃度升高,萌發率降低,濃度為100 μl/L時,隨著處理時間加長,萌發率隨之升高,濃度為1000 μL/L時,隨著處理時間加長,萌發率降低。丁亦男等[20]的研究表明,GA3在50 mg/L條件下,藍莓(V.corymbosum)種子的萌發率和發芽勢最高。肖偉鳴等[21]認為,800 mg/L GA3浸種處理24 h對促進烏飯樹(V.bracteatum)種子發芽的效果最顯著。
本試驗采用不同溫度水浴、不同濃度GA3溶液、不同濃度硼酸溶液浸種和不同培養溫度等對樟葉越桔種子進行萌發處理,結果表明60℃浸種會導致種子死亡,喪失生活力,40℃浸種能夠提高種子的萌發率,但與常溫浸種沒有顯著差異,說明樟葉越桔種子浸種溫度不適宜超過40℃,當室溫較高時,可直接采用室溫浸種;不同濃度GA3溶液浸種對樟葉越桔種子萌發有顯著影響,用1500 mg/L GA3溶液浸種的樟葉越桔種子萌發率顯著高于其余處理,且在200~1500 mg/L范圍內,隨著GA3濃度的增加,種子的最終萌發率也顯著增加,說明赤霉素有助于促進樟葉越桔種子的萌發;而0.2%和0.5%硼酸溶液浸種對種子萌發并無明顯的促進作用;不同培養溫度對樟葉越桔種子萌發影響較大,培養溫度為20℃時,樟葉越桔種子的萌發率達到最高,顯著高于其余處理,推測溫度可能是影響樟葉越桔資源分布的重要生態因子,從試驗結果看,說明樟葉越桔具有一定的抗寒性,種子萌發的適宜溫度在15~25℃之間。由于本研究的不同浸種試驗都是在25℃下開展的,而試驗表明樟葉越桔種子萌發的最適溫度為20℃,據此我們推測在GA3濃度1500 mg/L、培養溫度20℃條件下,樟葉越桔種子的萌發率可能還會提高,這一點有待進一步的研究。
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Effect of Different Treatments on the Seed Germination ofVacciniumDunalianum
RENGuo-xiang,TANGBiao*,OU-YANGLu-ping,ZHOUJian,ZHANGXiao-gang,HEXin-jie
(ShenzhenTechandEcology&EnvironmentCO.,LTD.,Shenzhen,Guangdong518040,China)
Seeds ofVacciniumdunalianumcollected from Liupanshui, Guizhou province were chosen as the germination test materials. Seeds were treated in different soaks such as different temperature (room temperature, 40 ℃ and 60 ℃), different concentrations of GA3(200, 1000 and 1500 mg/L), different concentrations of H3BO3(0.2% and 0.5%) and different constant culture temperatures (15、20、25、30、35℃). The results showed that germination percentage was not significant different in the room temperature and 40 ℃ water bath soaking conditions. However, the temperature of the water bath at 60 ℃ was too high, and the seed after soaking had lost its vitality. The seeds treated with GA3had significantly higher final germination percentage and shortened germination time; and their germination percentage increased along with the increase of concentrations, reaching a maximum of 68.67%. H3BO3treatments did not have effect on seed germination. The difference of germination percentage at different culture temperatures was significant. Seeds ofV.dunalianumcould germinate in a wide range of temperature from 15℃ to 30℃. The suitable temperatures for their germination were 15℃ to 25℃, and the optimum temperature was 20℃ with the maximum germination percentage of 65.33%.
Vacciniumdunalianum; Germination; GA3; H3BO3; temperature
2017-03-05;
2017-04-12
廣東省生態修復技術工程實驗室(粵發改高技術[2015]162號);深圳立體綠人輕型基質研究工程實驗室(深發改[2016]1023號)。
Q958.1;S443.3(273)
A
1008-0457(2017)04-0049-06 國際
10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2017.04.009
*通訊作者:唐彪(1987-),男,碩士,主要研究方向:抗逆植物選育;E-mail:tangbiao@sztechand.com.cn。