外源激素對紫薇種子萌發的影響

肖杰，薛歡，苑景淇，于忠亮，李成宏，王梅芳，周梅妹，杜鳳國,2*

(1.北華大學 林學院，吉林 吉林 132013； 2.長白山特色森林資源保育與高效利用國家林業局重點實驗室，吉林 吉林 132013)

紫薇(Lagerstroemiaindica)亦稱癢癢樹、海棠樹等，為千屈菜科(Lythraceae)紫薇屬(Lagerstroemia)的落葉灌木，原產于中國和澳洲，廣泛分布于我國廣東、福建、江西、浙江等省，吉林也有零星栽培。其花色豐富艷麗，且花期長，是一種集觀賞和藥用于一體的珍貴經濟樹種。目前國內外關于紫薇的研究主要集中在種質資源[1-3]、生理生態特性[4-7]、育種[8-10]與繁育技術[11-24]、開發與應用[25-28]等方面。植物的生長歷程大多從種子萌發開始，而紫薇種子具有生理休眠特性，因此，關于外源激素對紫薇種子萌發影響的研究尤為重要。馬有虎等[17]發現，GA3200 mg·L-1處理下，紫薇種子發芽率最高，為60.0%，均高于對照；宋平等[20]發現，6-BA 5 mg·L-1處理后，南紫薇發芽率與發芽勢均比對照提高，且處理效果最明顯；蒙真鋮等[22]發現，GA3200 mg·L-1、TDZ 0.02 mg·L-1、IAA 200 mg·L-1可顯著促進毛萼紫薇種子的萌發及幼苗生長。本研究對NAA、IBA和GA3等外源激素對3種紫薇品種種子的發芽率、發芽勢等指標的影響進行了研究，旨在為紫薇的引種繁育和栽培提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗在北華大學國家林業和草原局重點實驗室進行。供試材料為2017年從江蘇宿遷地區采集的紅火箭(LagerstroemiaindicaRed Rocket)、紅火球(LagerstroemiaindicaDynamite)、百日紅(LagerstroemiaindicaHongtaiyang)3個紫薇栽培品種種子，試驗前存于冰箱中，千粒重分別為1.721、1.535、1.246 g。

1.2 方法

挑選飽滿、大小一致的3個品種紫薇種子，分成16份，每份100粒。將3種外源激素(NAA、IBA、GA3)分別設5個濃度處理，即NAA和IBA均為1、5、10、15、20 mg·L-1，GA3為10、20、50、100、200 mg·L-1，以蒸餾水為對照(CK)。

將種子用蒸餾水浸泡24 h，再用3%高錳酸鉀溶液消毒15 min，用蒸餾水清洗3～4次，將種子放入不同濃度的外源激素溶液中浸泡12 h，取出后均勻放置在鋪墊3層紗布的培養皿中，置于培養箱中，光強2 000 lx，溫度22 ℃，全天光照，每隔1 d噴1次水，每天記錄1次發芽情況，重復3次，并記錄最終發芽結果。

1.3 數據處理

使用Excel 2016對獲得的試驗數據進行匯總，計算平均值和標準差等，繪制試驗表格和制圖。采用SPSS 25.0軟件進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 紅火箭

由表1可知，隨著激素濃度的增加，紅火箭種子的發芽率均表現為先增長后下降的趨勢，且總體為促進作用。1～15 mg·L-1NAA處理的種子發芽率均高于對照。其中，1 mg·L-1NAA處理后的發芽率和發芽勢顯著高于對照和其他處理，且始萌發時間最短，1 mg·L-1NAA處理的萌發時間最短。

注：同列無相同小寫字母表示組間在0.05水平差異顯著，表2～3同。

1～20 mg·L-1IBA處理后的種子發芽率均高于對照，1～15 mg·L-1IBA處理種子后發芽勢均高于對照，5 mg·L-1IBA處理的起始萌發時間最短，10 mg·L-1IBA處理的萌發時間最短。其中，10 mg·L-1IBA處理后種子發芽率和發芽勢顯著高于對照和其他處理。

10～200 mg·L-1GA3處理種子后發芽率均高于對照，20～200 mg·L-1GA3處理種子后發芽勢均高于對照，20、50 mg·L-1GA3處理的紅火箭種子起始萌發時間最短，20 mg·L-1GA3處理的紅火箭種子萌發時間最短。其中，20、50 mg·L-1GA3處理的種子發芽率和發芽勢顯著高于對照和其他處理。

綜上說明，NAA 1 mg·L-1、IBA 10 mg·L-1、GA320 mg·L-1對紅火箭種子發芽效果較好，均可不同程度縮短紅火箭種子的萌發時間。

2.2 紅火球

由表2可知，隨著激素濃度的增加，NAA對紅火球種子萌發率的影響略有起伏，IBA和GA3處理下，紅火球種子萌發率表現為先抑制，接著促進，最后再抑制。1～15 mg·L-1NAA處理種子的發芽率均低于對照，1、20 mg·L-1NAA處理的種子發芽勢均高于對照；10、20 mg·L-1NAA處理及對照的起始萌發時間最短，20 mg·L-1NAA和對照處理種子的萌發時間最短。其中，20 mg·L-1NAA處理后種子發芽率顯著高于1～15 mg·L-1NAA，高于對照但不顯著，可略微促進發芽率的提高，同時顯著提高發芽勢。表明1～15 mg·L-1NAA對紅火球種子萌發起到一定抑制作用。

表2 不同激素處理對紅火球種子發芽的影響

10 mg·L-1IBA處理的種子發芽率顯著高于對照和1、5、20 mg·L-1IBA處理，15 mg·L-1IBA處理的種子發芽勢顯著高于對照和1、5、20 mg·L-1IBA處理，且10、15 mg·L-1IBA處理的種子起始萌發時間最短。10 mg·L-1IBA處理種子的萌發時間最短。表明10～15 mg·L-1IBA可以有效促進紅火球種子萌發，而其他濃度均不同程度抑制紅火球種子萌發。

50、100 mg·L-1GA3處理的種子發芽率高于對照和其他處理，顯著高于200 mg·L-1GA3處理，發芽勢顯著高于對照和其他處理。50 mg·L-1GA3處理的種子萌發時間最短。表明50～100 mg·L-1GA3能促進紅火球種子萌發，但總體不顯著，其余濃度均不同程度抑制紅火球種子萌發，200 mg·L-1GA3顯著抑制萌發。

綜上說明，NAA和GA3對紅火球種子的萌發影響較小，10 mg·L-1IBA對紅火球種子萌發促進效果最明顯。

2.3 百日紅

由表3可知，隨著激素濃度的增加，NAA、GA3處理對百日紅種子發芽率的影響相比IBA小，IBA處理下百日紅種子發芽率表現為先促進后抑制。NAA各處理的起始萌發時間與對照相同，1 mg·L-1NAA處理種子后萌發時間最短。1～15 mg·L-1NAA處理的百日紅種子發芽率均顯著高于20 mg·L-1和對照。1 mg·L-1NAA處理的百日紅種子發芽勢高于5、10 mg·L-1，但不顯著。

表3 不同激素處理對百日紅種子發芽率的影響

5、10 mg·L-1IBA處理的種子起始萌發時間和萌發時間最短，且其發芽率和發芽勢顯著高于對照和其他處理。表明5、10 mg·L-1IBA濃度處理可極大提高百日紅種子的發芽率和發芽勢。

10 mg·L-1GA3處理的種子發芽率顯著高于對照和其他處理。10 mg·L-1GA3處理的種子發芽勢顯著高于對照及100、200 mg·L-1GA3處理；高于20、50 mg·L-1GA3處理，但不顯著。起始萌發時間最短的是50、100 mg·L-1GA3處理，萌發時間最短的是10 mg·L-1GA3處理，表明GA3各處理可明顯提高百日紅種子的發芽勢，使出苗整齊，且以10 mg·L-1GA3處理為最佳。

綜上說明，IBA 5 mg·L-1對百日紅種子的萌發率和發芽勢的提升最大，相比其他處理可最大程度縮短起始萌發時間和萌發時間。同時，3種外源激素均可不同程度的促進百日紅種子發芽勢提高。

3 小結與討論

3.1 討論

激素處理植物種子是目前打破種子休眠應用最廣泛的措施。一般有兩個作用：打破種子休眠和調控種子內部激素平衡。在野外環境進行紫薇種子播種出苗率較低，存在萌發時間長且不整齊等問題。有研究報道指出，IAA、6-BA、NAA、TDZ、GA3等[19，23，25]均可打破紫薇種子休眠。馬有虎等[19，22]研究發現，200 mg·L-1GA3可顯著促進毛萼紫薇種子萌發；胡國華[24]研究發現，300 mg·L-1GA3紫薇萌發的各項指標達到最高值；但孫寬瑩[19]等研究指出，1 000 mg·L-1GA3處理紫薇種子后萌發效果最佳，即同科屬但不同品種紫薇種子打破休眠的激素種類一般相同但濃度不同。這主要由于基因差異，再者是微環境差異導致。由本試驗結果可知，50～200 mg·L-1GA3處理對紅火球種子萌發的影響說明，同種激素不同濃度可對同一品種種子萌發產生促進或者抑制作用。1 mg·L-1NAA和20 mg·L-1GA3處理均顯著促進紅火箭種子發芽，說明同一品種紫薇種子萌發最適宜的激素不止1種，將這兩種濃度的外源激素組合的研究將在下一階段進行。

本研究中，紫薇種子發芽率要高于宋平等[20，22]研究結果，原因可能與品種、種子貯藏條件、培養環境以及激素種類和濃度不同有關。GA3對紅火箭和百日紅種子萌發的影響與馬有虎等[17]的研究結果相似，說明紫薇種子對GA3反應較遲鈍。紅火箭種子的發芽率在NAA濃度最低時就達到最大，且遠遠高于對照，對此應開展NAA更低濃度對紅火箭種子發芽率的研究。同樣，在NAA濃度最高時，紅火球的種子發芽率還有上升空間，故應進一步開展增高NAA濃度對紅火球種子發芽率的研究。此外，本試驗所設溫度均為22 ℃，下階段還應展開不同溫度結合外源激素來探討紫薇種子萌發情況。

3.2 小結

在無外源激素條件下，3個紫薇品種中，紅火球的發芽率和發芽勢均最高，分別為78.7%和55.3%，這可能是因為品種不同，致使紅火球種子內部含有刺激萌發的激素較為充足，以及所要求的微環境均不相同。

不同種類和濃度的外源激素處理種子后，對紫薇種子的發芽率、發芽勢、萌發時間有不同影響。紅火箭種子的發芽率在NAA 1 mg·L-1、IBA 10 mg·L-1、GA320 mg·L-1、GA350 mg·L-1處理后達到最大值或較高值；紅火球種子的發芽率在NAA 20 mg·L-1、IBA 10和15 mg·L-1、GA350和100 mg·L-1處理后較高。其中，IBA 10 mg·L-1對紅火球種子萌發促進作用最大；百日紅種子的發芽率在NAA1 mg·L-1、IBA 5 mg·L-1和10 mg·L-1、GA310 mg·L-1處理后都比較高。其中，IBA 5 mg·L-1對百日紅種子的萌發率促進作用最大。

綜上，紅火箭種子發芽各項指標均受到NAA、IBA和GA3激素的正向調控；紅火球和百日紅發芽主要受IBA調控。同種紫薇種子萌發可被多種外源激素所促進，同種外源激素也可促進不同品種紫薇種子萌發。IBA 10 mg·L-1可被這3個紫薇品種種子所接受，促進萌發。