不同濃度赤霉素低溫浸種對紫蘇種子萌發的影響*

潘學勤 趙 碩 周浩偉 黃丹楓**

（1.上海惠和種業有限公司，上海 嘉定201899；2.上海交通大學農業與生物學院，上海 閔行200240）

紫蘇（PerillafrutescensL.）為唇形科紫蘇屬一年生草本植物[1-2]。紫蘇種子含油量豐富（出油率高達45%以上[3]），表皮組織結構致密，透水、透氣性差，休眠期長，發芽率低[4]。剛收獲的紫蘇種子處于中度或深度休眠狀態[5]，發芽率僅為30%，導致播種成本高，且使農產品銷售或出口延遲，嚴重影響經濟效益。赤霉素（gibberellins，GAs）是一類植物生長調節劑[6]，可打破種子休眠，提高種子發芽率。呂桂云等[7]研究發現，200 mg/L的赤霉素液可使紫蘇種子的發芽率提高到70%左右；張華等[8]研究發現，100 mg/L的赤霉素液可將紫蘇種子的發芽率提高至89%以上；余啟高[4]研究發現，采用200 mg/L赤霉素液浸種處理，紫蘇種子的發芽率為75%。前人主要研究了單一的赤霉素液或低溫處理對打破種子休眠的效果，本試驗在不同濃度赤霉素液處理上疊加低溫處理，研究其對紫蘇種子發芽勢、發芽率及打破種子休眠效果的影響，篩選赤霉素打破紫蘇種子休眠的最佳濃度，同時明確赤霉素對通過貯存已部分解除休眠的紫蘇種子萌發特性的改善作用，使紫蘇種子的發芽率達到企業標準、出口合同標準（不低于80%）。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試紫蘇為上海本地品種，簡稱為紫蘇1、紫蘇2（上海惠和種業有限公司提供）。紫蘇種子于2020年11月20日收獲，12月8日完成精選（晾曬、重力選、風篩選），純度不低于96.0%，凈度不低于98.0%，水分不高于9.0%，質量符合企業標準。處理前后的種子均儲存于溫度為15℃、濕度為35%的冷庫中。種子加工機器、儲存倉庫、質量檢測設備，均使用上海惠和種業有限公司現有的設施設備。

1.2 試驗方法

（1）赤霉素打破紫蘇種子（新種）休眠效果最佳的使用濃度試驗。紫蘇種子收獲后，于2020年12月分別用100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L、500 mg/L、1 000 mg/L赤霉素GA3浸種處理，用清水作對照（ck）。（2）赤霉素對紫蘇種子（老種）發芽率的影響試驗。紫蘇種子采收后儲存半年（臨近銷售或播種，休眠已減弱），于2021年5月分別用100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L、500 mg/L、1 000 mg/L赤霉素GA3浸種處理，用清水作對照（ck）。

每個濃度為1個處理，共設6個處理。將浸在不同濃度赤霉素GA3中的種子放入5℃冰箱低溫保存72 h，然后放入烘箱調溫至35℃烘24 h（種子達到恒重）。按照GB/T 3543.4—1995（農作物種子檢驗規程）的標準將種子放在恒溫培養箱中萌芽。各處理隨機選取100粒紫蘇種子，以10×10方式排列放置在透明發芽盒的紙上發芽床上，4次重復。培養箱溫度設置為20℃恒溫，光周期設置為8 h光照、16 h黑暗。

1.3 調查統計方法

1.3.1 種子發芽率測定

萌發第4 d調查發芽勢；萌發第6 d調查發芽率；萌發第10 d，每個處理隨機取樣，以20株為單位測定單株幼苗的平均長度，4次重復。

發芽勢（%）=（第4 d發芽數/種子總數）×100

發芽率（%）=（第6 d發芽數/種子總數）×100

發芽指數（GI）=Σ（Gt/>Dt）

活力指數（VI）=GI×S

式中，Gt：對應當天統計的發芽數目；Dt：對應統計發芽率的天數；S：第10 d單株幼苗平均長度（cm）。

1.3.2 種子游離脂肪酸含量測定

種子游離脂肪酸的代謝情況能反映出種子的休眠程度。游離脂肪酸含量越高，種子分解代謝越快，休眠越弱，反之則休眠越強。弱酸條件下，游離脂肪酸與銅鹽反應生成銅皂，在715 nm處有特征吸收峰，在一定范圍內游離脂肪酸含量與顯色程度呈線性關系[9]。根據2021年5月種子（老種）發芽率測定結果，從2個紫蘇品種中，分別挑選出500 mg/L赤霉素GA3、清水（ck）處理發芽指標相差較大的種子，每份0.6 g，3次重復，用游離脂肪酸試劑盒檢測種子游離脂肪酸含量。

1.4 數據分析

采用Excel 2010軟件整理數據，用SPSS19.0軟件進行顯著性差異分析，用Duncan’s新復極差法進行處理間均值多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同濃度赤霉素GA3低溫處理對紫蘇種子（新種）萌發特性的影響

不同濃度赤霉素GA3低溫處理對紫蘇種子（新種）萌發特性的影響見圖1。

圖1 不同濃度赤霉素GA3低溫處理對紫蘇種子（新種）萌發特性的影響

由圖1可知，不同濃度赤霉素GA3低溫浸種可打破紫蘇種子（新種）休眠，處理后的紫蘇種子（新種）發芽速度快，發芽勢、發芽率、種子活力高，幼苗生長快。其中200 mg/L赤霉素GA3處理種子（新種）的發芽勢較強，紫蘇1和紫蘇2種子（新種）的發芽勢分別為68%、82%，分別較清水（ck）處理提高20%、46%，1 000 mg/L赤霉素GA3處理種子（新種）的發芽勢較差；各濃度赤霉素GA3處理紫蘇2種子（新種）的發芽率均顯著高于清水（ck），200 mg/L、300 mg/L赤霉素GA3處理紫蘇1種子（新種）的發芽率較清水（ck）處理高，差異顯著。比較各項發芽指標可以發現，不同濃度赤霉素GA3低溫處理對紫蘇種子（新種）的活力指數影響最大，各濃度赤霉素GA3處理紫蘇1種子（新種）的活力指數分別較清水（ck）處理高14.1%、25.5%、15.1%、5.8%、6.1%，紫蘇2種子（新種）的活力指數分別較清水（ck）處理高38.4%、42.2%、30.3%、28.7%、21.9%。可見，不同濃度赤霉素GA3低溫處理可提高紫蘇種子（新種）的萌發速度和活力，尤以200 mg/L赤霉素GA3效果為好。

2.2 不同濃度赤霉素GA3低溫處理對紫蘇種子（老種）萌發特性的影響

不同濃度赤霉素GA3低溫處理對紫蘇種子（老種）萌發特性的影響見圖2。

圖2 不同濃度赤霉素GA3低溫處理對紫蘇種子（老種）萌發特性的影響

隨著貯存時間的延長，自然狀態下的種子休眠強度逐漸減弱，發芽率有所上升。由圖2可知，不同濃度赤霉素GA3低溫處理紫蘇種子（老種）的發芽勢、發芽率、發芽指數、活力指數較清水（ck）處理顯著提高。其中500 mg/L赤霉素GA3處理種子萌發更快、出苗更整齊，紫蘇1種子（老種）和紫蘇2種子（老種）的發芽勢分別為86%、89%（達到企業或合同不低于80%的標準），分別較清水（ck）處理高33%、28%。比較各項發芽指標可以發現，不同濃度赤霉素GA3低溫處理對紫蘇種子（老種）的活力指數影響最大，各濃度赤霉素GA3處理紫蘇1種子（老種）的活力指數分別較清水（ck）處理高28.7%、25.9%、21.0%、37.9%、33.8%，紫蘇2種子（老種）的活力指數分別較清水（ck）處理高30.2%、31.5%、24.3%、33.8%、27.7%。可見，不同濃度赤霉素GA3低溫處理可提高紫蘇種子（老種）的萌發速度和活力，尤以500 mg/L赤霉素GA3效果為好。

2.3 500 mg/L赤霉素GA3對紫蘇種子（老種）游離脂肪酸含量的影響

500 mg/L赤霉素GA3對紫蘇種子（老種）游離脂肪酸含量的影響見表1。

表1 500 mg/L赤霉素GA3對紫蘇種子（老種）游離脂肪酸含量的影響

由表1可知，500 mg/L赤霉素GA3處理紫蘇種子（老種）的游離脂肪酸含量顯著高于清水（ck）處理。紫蘇1種子（老種）和紫蘇2種子（老種）的游離脂肪酸含量分別較清水（ck）處理高226.047 nmol/g、106.227 nmol/g；紫蘇1種子（老種）的游離脂肪酸含量（258.555 nmol/g）顯著高于紫蘇2種子（老種）（108.663 nmol/g）。說明500 mg/L赤霉素GA3低溫處理打破紫蘇種子（老種）休眠效果明顯。

3 小結與討論

種子休眠是生物界普遍存在的一種現象，休眠時間長短與其生長習性、所處的氣候條件有關。秋季成熟的種子需經歷冬季低溫以打破休眠[10]。本試驗中，不同濃度赤霉素GA3低溫處理后紫蘇種子的發芽勢、發芽率、發芽指數、活力指數均高于清水（ck）。其中200 mg/L赤霉素GA3低溫處理對打破新種休眠效果顯著，紫蘇1和紫蘇2種子的發芽勢分別較清水（ck）高20%、46%，發芽率高9%、25%；500 mg/L赤霉素GA3低溫處理后老種的發芽活力提高顯著，紫蘇1和紫蘇2種子的發芽勢分別較清水（ck）處理高33%、28%。500 mg/L赤霉素GA3低溫處理后，紫蘇1、紫蘇2種子的游離脂肪酸含量顯著高于清水（ck），進一步說明赤霉素可打破休眠、促進紫蘇種子萌發，且高濃度的赤霉素處理打破老種休眠效果較好。

另外，與新種相比，貯存6個月后紫蘇1和紫蘇2的種子發芽勢分別提高5%、25%，發芽率分別提高11%、26%。可見，種子貯存一段時間后，自身休眠逐漸被打破，不做任何處理種子的發芽勢、發芽率也有所提高。該結果和劉慧娜等種子休眠與萌發研究基本一致。說明紫蘇種子屬于中度生理休眠，冷層積可以打破休眠[5，11]，

紫蘇種子受生長環境影響，成熟度不同，休眠情況可能會有差別，每次試驗前需根據紫蘇不同品種和種子發育情況篩選赤霉素處理的適宜濃度。如果新種收獲后，赤霉素GA3處理打破種子休眠效果不理想，可能是因為種子成熟度不夠，可將種子置于5℃低溫環境下貯藏2～3個月，待種子完成后熟再用赤霉素GA3處理，或能取得較好的打破休眠的效果。