38份貴州紫蘇資源種子的萌發特性

向依， 楊航， 李慧琳， 奉斌， 袁婷婷， 于二汝

(貴州省農業科學院 油料研究所， 貴州 貴陽 550006)

0 引言

【研究意義】紫蘇(PerillafruescensL. Britt.)是唇形科紫蘇屬一年生草本植物，是藥用蔬菜、葉用蔬菜、油用蔬菜的多用途小宗作物[1]。紫蘇起源中心為東亞，在中國具有2 000多年的栽培歷史，貴州少數民族地區有較長的種植和食用歷史，當地稱為蘇麻、引子，主要分布于貴州西南部山區(>50%)[2]。貴州省地處低緯度山區，地勢西高東低，海拔147. 8～2 900. 6 m，垂直氣候差異較大，立體氣候明顯；貴州具有獨特的喀斯特地貌，多變的氣候環境以及人文因素，因此蘊含豐富的紫蘇生態變異類型和野生種質資源[3]。紫蘇籽油α-亞麻酸含量高達50%～70%[4]，具有“陸地深海魚油”的美譽，α-亞麻酸是人體必需脂肪酸，在預防老年癡呆癥、抗癌、治療心腦血管疾病等方面均有顯著藥理作用[5]。因此，紫蘇因富含α-亞麻酸而備受學者關注?！厩叭搜芯窟M展】紫蘇種子萌發相關研究主要集中在不同pH、激素和鹽分處理等對紫蘇種子萌發的影響[6-7]；劉淑霞等[8]對22份國內外引進的紫蘇品種進行萌發特性分析，綜合評價引進品種。【研究切入點】紫蘇種子易老化，生產實踐和試驗研究均表明紫蘇種子若保存不當，約180 d會失去生產價值，甚至10個月后發芽率降為零[9]。貴州當地紫蘇資源在種植保存過程中發芽率低，需反復補種等問題。【擬解決的關鍵問題】為此，試驗以38份貴州紫蘇資源為材料，測量種子發芽率、鮮重、根長、苗長等8個與萌發相關的重要指標，探索其萌發的內在聯系，并綜合評價種子的萌發特性，為種質資源的利用及優良品種選育提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

38份試驗材料均由貴州省油料研究所在貴州各地收集的油用紫蘇資源(表1)，田間性狀較為整齊一致，主要是各地生產的自留種或農家品種。在貴州省農業科學院內種植，試驗種子于2019年4—11月種植收獲，種子干燥后密封保存于-20℃冷庫中。

表 1 38份貴州紫蘇種質資源的來源及編號

1.2 指標測定方法

1.2.1 發芽率 發芽試驗于2020年4月完成。選取飽滿、顏色、大小一致的紫蘇種子，放置于鋪有3層濾紙的10 cm培養皿中，每個培養皿50粒，加適量純水(濕潤濾紙培養皿內無明顯流動的水)，每個品種設3次重復，放置于恒溫箱中，23℃條件下暗培養。初次計數為第3天，末次計數為第7天，至少連續2天發芽數目不變時統計出苗數，計算種子發芽率。發芽標準：胚根或胚芽長度≥種子長度；發芽率=發芽種子數/供試種子總數×100%。

1.2.2 根長、苗長以及鮮重 在培養的第7天，每個培養皿隨機選取10株苗，用直尺測量每株的根長、苗長，以平均值表示。每個培養皿取10株苗，用千分之一天平測量10株苗的鮮重。

1.2.3 千粒重每份紫蘇資源使用微電腦自動數粒儀隨機計數1 000粒種子，用千分之一天平稱量，每個品種設3個重復，以平均值表示。

1.2.4 粗蛋白含量及含油量 利用 NIRS DS 2500 近紅外光譜分析儀(FOSS，瑞典)，以及構建的紫蘇品質分析模型，測定每份紫蘇資源籽粒中的含油量以及蛋白質含量百分比。

1.3 數據處理

試驗所得數據利用Excel 2016以及DPS進行分析處理。利用隸屬函數對38份不同品種紫蘇資源進行萌發特性的綜合評價。計算公式[10]如下：

(1)

(2)

式中，Zi是第i個隸屬函數值，xi是指第i個指標值，ximin是第i個指標的最小值，ximax是第i個指標的最大值。當某一性狀(x)與發芽率呈正相關時，用公式(1)計算；當某一性狀(x)與發芽率呈負相關時，用公式(2)計算。然后將所有性狀的隸屬函數值進行累加并求平均值。

2 結果與分析

2.1 38份貴州紫蘇資源的發芽率

從圖1看出，38份紫蘇資源的發芽率為18%～97%，各品種間差異較大。發芽率達90%以上的資源有8份，其中S5發芽率最高，達97%；發芽率小于50%的資源有8份，其中S22發芽率最低，為18%。38份紫蘇資源發芽率為S5>S35>S12>S27>S6>S1>S10>S4>S2>S3>S33>S14>S7>S25>S19>S30>S26>S29>S11>S20>S15>S22>S16>S32>S38>S37>S8>S21>S34>S24>S9>S28>S13>S36>S31>S17>S18>S23。

圖 1 38份貴州紫蘇資源的發芽率

2.2 38份貴州紫蘇資源的根長、苗長及其比值

2.2.1 根長 如圖2所示，試驗的第7天，38份供試紫蘇資源的根長為3.63～5.97 cm，其中S10根長最短，S22根長最長。24份(63%)材料根長為4.55～5.55 cm，各資源間的根長呈較大差異。38份資源的根長為S22>S31>S12>S11>S21>S27>S35>S24>S25>S3>S32>S4>S6>S15>S34>S7>S23>S19>S33>S2>S37>S8>S14>S20>S1>S9>S38>S30>S13>S5>S26>S36>S17>S16>S28>S18>S29>S10。

圖 2 38份貴州紫蘇資源的根長

2.2.2 苗長 如圖3所示，試驗第7天，38份資源的苗長為1.29～3.38 cm，其中S13最短，S36最長；30份(79%)材料苗長為1.5～2.5 cm。38份紫蘇資源的苗長為S13>S7>S35>S5>S25>S27>S32>S12>S6>S10>S2>S24>S3>S8>S1>S4>S23>S9>S11>S16>S26>S29>S19>S14>S30>S20>S21>S34>S38>S22>S15>S37>S33>S31>S17>S28>S18>S36。

圖 3 38份貴州紫蘇資源的苗長

2.2.3 根/苗比 如圖4所示，38份紫蘇資源的根/苗比值為1.15～3.96 cm，其中S36的根/苗比值最小，S7的根/苗比值最大，33份(87%)的材料根/苗比值大于2；38份紫蘇資源根/苗比值為S7>S35>S25>S32>S13>S27>S2>S5>S24>S12>S19>S8>S10>S29>S20>S11>S9>S16>S4>S38>S6>S1>S22>S34>S14>S30>S33>S21>S26>S3>S31>S15>S23>S28>S37>S18>S17>S36。

圖 4 38份貴州紫蘇資源的根/苗比

2.3 38份貴州紫蘇資源的鮮重

如圖5所示，試驗第7天，10株幼苗鮮重為0.11～0.24 g，其中S18和S24鮮重值最大，S6最輕；23份(60%)材料的鮮重為0.15～0.20 g。38份紫蘇資源的鮮重為S18=S22>S34>S36>S21>S30>S19>S28>S33>S38>S31>S14>S4>S15>S25>S32>S2>S17>S24>S27>S20>S37>S1>S16>S26>S9>S29>S3>S11>S8>S23>S5>S7>S10>S35>S12>S13>S6。

圖 5 38份貴州紫蘇資源的鮮重

2.4 38份貴州紫蘇資源的千粒重

如圖6所示，38份資源的千粒重為1.48～4.25 g，其中S36千粒重最重，S8的千粒重最輕；28份(73%)材料千粒重為2.0～3.5 g。38份紫蘇資源千粒重為S36>S7>S20>S34>S12>S19>S27>S9>S22>S10>S14>S29>S21>S6>S35>S32>S11>S4>S5>S2>S1>S38>S3>S17>S28>S24>S13>S16>S26>S31>S18>S15>S23>S30>S25>S33>S37>S8。

圖 6 38份貴州紫蘇資源的千粒重

2.5 38份貴州紫蘇資源的粗蛋白含量以及含油量

如圖7所示，38份紫蘇的蛋白質含量差異較小，為24.21%～32.66%，其中S25最低，S33最高。38份紫蘇資源粗蛋白含量為S33>S17>S20>S37>S36>S22>S30>S21>S14>S32>S29>S11>S8>S38>S5>S27>S26>S4>S19>S13>S31>S16>S7>S15>S34>S28>S9>S35>S23>S1>S3>S6>S2>S24>S12>S18>S10>S25。

圖 7 38份貴州紫蘇資源的粗蛋白含量

如圖8所示，38份紫蘇資源間的含油量差異較大，為9.54%～44.36%，其中S24含量最少，S14含量最大。38份紫蘇資源含油量為S14>S38>S10>S29>S6>S5>S12>S4>S27>S2>S11>S35>S37>S13>S9>S15>S30>S3>S1>S16>S26>S20>S21>S22>S17>S33>S8>S28>S19>S7>S31>S36>S32>S34>S18>S23>S25>S24。

圖 8 38份貴州紫蘇資源的含油量

2.6 38份貴州紫蘇資源種子萌發性狀的相關性分析

從表2可知，發芽率與鮮重、苗長呈顯著負相關，與根/芽、含油量呈極顯著正相關；千粒重與其他性狀間均為正相關，且無顯著相關性；鮮重與苗長呈極顯著正相關，與根/芽、含油量呈顯著負相關，與根長呈負相關，與蛋白含量呈正相關；根長與苗長呈顯著負相關，與粗蛋白含量和含油量呈負相關，與根/芽比呈正相關；苗長與根/芽比呈極顯著負相關，與粗蛋白含量呈顯著正相關；粗蛋白與含油量呈正相關。

表 2 38份紫蘇發芽性狀相關性分析

2.7 綜合評價

由表3可得出，38份資源的發芽率相關平均隸屬函數值為0.294～0.815，具有較大的差異；其中S12隸屬函數值最大，說明其種子萌發特性的綜合評價最高；S18的隸屬函數值最小，其種子萌發特性的綜合評價較差，其余的資源綜合評價位于中間。38份紫蘇資源的萌發特性相關綜合評價為S12>S7>S27>S35>S6>S2>S10>S4>S5>S19>S3>S1>S20>S34>S11>S22>S9>S14>S32>S25>S13>S21>S38>S29>S24>S36>S15>S16>S26>S31>S30>S8>S33>S37>S28>S23>S17>S18。

表 3 不同資源紫蘇種子萌發性狀綜合評價與排名

3 討論

發芽率是衡量種子萌發能力的重要指標，可以直接反應種子質量的優劣[11]，38份貴州紫蘇資源的發芽能力及其發芽率差異較大，其中，10份發芽率高于85%；20份發芽率為50%～85%，8份發芽率低于50%。表明，在良好的保存條件下，部分資源種子的室內發芽率偏低，在一定程度上反映部分紫蘇資源品種存在退化嚴重、種子活力較差的問題。

種子萌發是植物生長史的重要階段，直接影響后期的植株形態建成，試驗測定萌發相關的根長、苗長、鮮重等7個性狀，是反映種子萌發特性的有效指標。其中，根長、苗長及其比值是種子萌發過程中的重要指標，直接反映各紫蘇資源間的生長差異、生長速率以及優先發育部位。由相關性分析可知：發芽率與根/苗比呈極顯著正相關，該結果與劉淑霞等[8，10]研究結果一致，表明在萌發初期，幼苗主要依靠胚根吸收水分生長，胚根發育更強勢的資源，發芽較高，綜合評估表現更優秀。38份紫蘇資源的發芽率與粗脂肪含量呈極顯著正相關，而李海燕等[12]研究發現，觀賞辣椒種子發芽率與主要脂肪酸成分含量呈顯著負相關，與試驗結論相悖，推測可能油分組成對發芽率的影響存在物種差異性。

4 結論

由發芽率相關隸屬函數對38份紫蘇資源的評估結果可知，綜合評價排名前十位的資源為獨山縣S12(灰褐)>丹寨縣S7(淺褐)>平塘縣S27(灰黑)>正安縣S35(灰褐)>赤水縣S6(灰褐)>冊享縣S2(灰白)>獨山縣S10(褐)>冊享縣S4(黑褐)>冊享縣S5(黃褐)>開陽縣S19(灰白)；這部分資源包含不同籽粒顏色和不同來源的種質，為后續雜交育種的材料選擇提供參考依據。紫蘇作為嚴格的自花授粉作物，目前品種選育主要以常規育種為主，在田間表現較一致的條件下，以發芽率為參照的綜合評估為后續進一步選育高品質適合貴州山區種植的紫蘇品種提供理論依據。