溫度和光照對4種委陵菜種子萌發(fā)的影響

孫麗萍 宋利娜 衣彩潔 趙正楠 張華麗 周燕 梁芳 張華

摘要? 以朝天委陵菜、多莖委陵菜、蛇含委陵菜和腺毛委陵菜為試材，設(shè)置黑暗12 h，光照12 h，溫度分別為15、20、25、30 ℃，同時設(shè)25 ℃全黑暗處理，比較不同溫度和光照對其種子萌發(fā)的影響。結(jié)果表明：朝天委陵菜、腺毛委陵菜的種子萌發(fā)適宜溫度為25? ℃，多莖委陵菜的種子萌發(fā)適宜溫度在25～30 ℃，蛇含委陵菜的種子萌發(fā)適宜溫度為20? ℃。黑暗條件對朝天委陵菜、腺毛委陵菜種子萌發(fā)有抑制作用，對多莖委陵菜種子萌發(fā)抑制作用不明顯。

關(guān)鍵詞? 溫度；光照；委陵菜；萌發(fā)

中圖分類號? Q948? 文獻標識碼? A? 文章編號? 0517-6611（2024）09-0096-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.09.021

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

Effects of Temperature and Light on Seed Germination of Four Potentilla Species

SUN Li-ping，SONG Li-na，YI Cai-jie et al

（Beijing Academy of Forestry and Landscape Architecture/Beijing Key Laboratory of Greening Plants Breeding，Beijing 100102）

Abstract? Potentilla supine，Potentilla multicaulis，Potentilla kleiniana and Potentilla longifolia were used as experimental materials，darkness was set for 12 h，light was set for 12 h temperature was 15，20，25，30 ℃，respectively，and total darkness was set at 25 ℃，the effects of temperature and light on seed germination were studied.The results showed that the optimal germination temperature was 25 ℃ for Potentilla supine and Potentilla longifolia，the optimal germination temperature was 25-30 ℃ for Potentilla multicaulis，the optimal germination temperature was 20 ℃ for Potentilla kleiniana.Dark inhibited the seed germination of Potentilla supine and Potentilla longifolia，but dark had no effect on seed germination of Potentilla multicaulis.

Key words? Temperature;Light;Potentilla;Germination

基金項目? 北京市科技計劃項目（Z201100008020004）；北京市公園管理中心科技課題（zx2021028）。

作者簡介? 孫麗萍（1984—），女，山東威海人，高級工程師，碩士，從事宿根花卉栽培育種研究。

收稿日期? 2023-05-31

委陵菜屬（Potentilla）為薔薇科多年生或一年生草本，稀灌木。全世界約200余種，我國有88種（24個特有種），全國各地均產(chǎn)，但主要分布在東北、西北和西南各省區(qū)［1］。委陵菜屬植物是一個變異豐富多樣的植物類群，不少學(xué)者對委陵菜屬植物的分類、區(qū)系及果實、花粉、葉表皮特征、分子系統(tǒng)學(xué)進行了大量研究［2-22］，以求更合理的劃分。大部分委陵菜屬植物富有野趣，在養(yǎng)護管理方面簡單粗放，具有很大的園林應(yīng)用潛力，可應(yīng)用于地被或草坪鑲邊等［23］。

種子繁殖的第一階段是種子萌發(fā)，這個階段受多種生態(tài)因子的影響，其中溫度是重要因素之一［24］。溫度影響種子的萌發(fā)率和萌發(fā)速率等［25-27］，不同植物種子對萌發(fā)溫度的要求不同。徐立娜等［28］研究表明，委陵菜種子25? ℃時發(fā)芽率達50%，為其最適發(fā)芽溫度；張彥芬［29］對鵝絨委陵菜進行了引種馴化研究，結(jié)果表明，在15～30 ℃的變溫條件下鵝絨委陵菜種子的萌發(fā)率較高，100 μg/mL GA3溶液能提高種子的萌發(fā)率；李陽等［30-32］對二裂委陵菜、直立委陵菜、石生委陵菜種子萌發(fā)進行研究，結(jié)果表明：二裂委陵菜種子最適合在10 ℃發(fā)芽，直立委陵菜種子的最適萌發(fā)溫度在20～25 ℃，喜好長時間光照，石生委陵菜種子的最適萌發(fā)溫度為20 ℃，喜歡長時間光照。筆者研究不同溫度處理對4種委陵菜種子萌發(fā)的影響，旨在探討4種委陵菜種子發(fā)芽的最適溫度，為其開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1? 材料與方法

1.1? 試驗材料

腺毛委陵菜（Potentilla longifolia Willd.ex Schlecht.）種子于2021年10月收集于北京市延慶區(qū)；多莖委陵菜（Potentilla multicaulis Bge.）、朝天委陵菜（Potentilla supina L.）、蛇含委陵菜（Potentilla kleiniana Wight et Arn.）種子2022年5—6月收集于北京市園林綠化科學(xué)研究院。收集后的種子均放置于陰涼通風處保存。

1.2? 試驗方法

1.2.1? 種子測定。

（1）種子形態(tài)觀察：采用體式顯微鏡對種子大小、形狀、顏色、花紋進行測量觀察。測量50個數(shù)據(jù)，計算平均值。

（2）種子千粒重測定：采用百粒法測定［33］。隨機取凈種子100粒，用萬分之一電子天平稱重。3次重復(fù)，計算平均值。

1.2.2? 種子發(fā)芽溫度測定。

選取籽粒飽滿、大小均勻一致、無損傷的種子，將種子放置在鋪有雙層濾紙的培養(yǎng)皿中。將種子放置于光照培養(yǎng)箱中，設(shè)置黑暗12 h，光照12 h，溫度分別為15、20、25、30 ℃，同時設(shè)25 ℃全黑暗處理。種子萌發(fā)以胚根突破種皮2 mm，或者子葉從種皮中出現(xiàn)為準。根據(jù)實際情況每天在培養(yǎng)皿中添加蒸餾水，每處理3次重復(fù)，每次重復(fù)50粒種子。連續(xù)觀察培養(yǎng)皿中種子萌發(fā)情況，每天定時統(tǒng)計種子萌發(fā)數(shù)。當連續(xù)5 d無種子萌發(fā)則視為萌發(fā)結(jié)束。最后統(tǒng)計種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽勢。

種子發(fā)芽率=（萌發(fā)種子數(shù)／供試種子總數(shù)）×100％

種子發(fā)芽勢=（7 d萌發(fā)種子數(shù)／供試種子總數(shù)）×100％

種子發(fā)芽指數(shù)=（Gt/Dt）

式中：Gt為t天內(nèi)種子萌發(fā)數(shù)，Dt為種子萌發(fā)天數(shù)。

1.3? 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用SPSS和Excel軟件統(tǒng)計，單因子方差分析（P<0.05），多重比較用Duncan新復(fù)極差法。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 4種委陵菜種子的物理特征? 4種委陵菜種子的物理特征見表1。

2.2? 溫度和光照對朝天委陵菜種子萌發(fā)的影響

由表2可知，發(fā)芽溫度顯著影響朝天委陵菜種子的發(fā)芽勢，隨著溫度從15 ℃升高到30 ℃，朝天委陵菜種子的發(fā)芽勢呈先升高再下降的趨勢；25 ℃時發(fā)芽勢為82.00%，顯著高于其他溫度處理；15 ℃時發(fā)芽勢為0，顯著低于其他溫度處理；20、30 ℃時發(fā)芽勢分別是17.33%和18.00%，兩者之間無顯著差異。15 ℃時發(fā)芽率為2.00%，顯著低于其他溫度處理；20、25、30 ℃時發(fā)芽率分別為90.67%、88.00%和89.33%，三者間無顯著差異。

發(fā)芽溫度顯著影響朝天委陵菜種子的發(fā)芽指數(shù)，隨著溫度從15 ℃升高到30 ℃，朝天委陵菜種子的發(fā)芽指數(shù)呈先升高再下降的趨勢，25 ℃時發(fā)芽指數(shù)為8.43，顯著高于其他溫度處理；15 ℃時發(fā)芽指數(shù)為0.04，顯著低于其他溫度處理；20、30 ℃時發(fā)芽指數(shù)分別是5.43和5.40，兩者間無顯著差異。黑暗條件下，朝天委陵菜種子發(fā)芽勢為0，發(fā)芽率為20.00%，發(fā)芽指數(shù)為0.86，均顯著低于同溫度下的光照處理。

2.3? 溫度和光照對多莖委陵菜種子萌發(fā)的影響

由表3可知，隨著溫度從15 ℃升高到30 ℃，多莖委陵菜種子的發(fā)芽勢呈先升高再下降的趨勢，25、30 ℃時發(fā)芽勢分別為82.00%和78.00%，且兩者間無顯著差異，但均顯著高于15、20 ℃時的發(fā)芽勢；15 ℃時發(fā)芽勢為0，顯著低于其他溫度處理。15 ℃時發(fā)芽率為40.00%，顯著低于其他溫度處理；20、25、30 ℃時發(fā)芽率分別為89.33%、90.00%和83.33%，且三者間無顯著差異。

發(fā)芽溫度顯著影響多莖委陵菜種子的發(fā)芽指數(shù)，隨著溫度從15 ℃升高到30 ℃，多莖委陵菜種子的發(fā)芽指數(shù)呈先升高再下降的趨勢。25、30 ℃時發(fā)芽指數(shù)分別為10.90和10.56，且兩者間無顯著差異，但均顯著高于15、20 ℃時的發(fā)芽指數(shù)；15 ℃時發(fā)芽指數(shù)為1.05，顯著低于其他溫度處理。黑暗條件下多莖委陵菜種子發(fā)芽勢為75.33%，與25、30 ℃光照處理間差異不顯著；發(fā)芽率為79.33%，與20、25、30 ℃光照處理間差異不顯著；發(fā)芽指數(shù)為9.58，顯著低于同溫度下光照處理。

2.4? 溫度和光照對蛇含委陵菜種子萌發(fā)的影響

由表4可知，20 ℃時蛇含委陵菜種子發(fā)芽勢為45.33%，顯著高于其他溫度處理，15、25、30 ℃時發(fā)芽勢均為0。

15、20 ℃時蛇含委陵菜種子發(fā)芽率分別為90.67%和93.33%，且兩者間無顯著差異，但顯著高于25和30 ℃時種子發(fā)芽率，25和30 ℃種子發(fā)芽率均為0。20 ℃時蛇含委陵菜種子的發(fā)芽指數(shù)為6.15，顯著高于其他溫度處理；15 ℃時蛇含委陵菜種子發(fā)芽指數(shù)為2.26，顯著低于20 ℃時的發(fā)芽指數(shù)，顯著高于25和30 ℃時的發(fā)芽指數(shù)，25和30 ℃的發(fā)芽指數(shù)均為0。黑暗條件下，蛇含委陵菜種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)均為0。

2.5? 溫度和光照對腺毛委陵菜種子萌發(fā)的影響

表5表明，隨著溫度從15 ℃升高到30 ℃，腺毛委陵菜種子的發(fā)芽勢呈先升高再下降的趨勢，25、30 ℃時發(fā)芽勢分別為80.00%和75.33%，且兩者間無顯著差異，但均顯著高于15、20 ℃時的發(fā)芽勢；15 ℃時發(fā)芽勢為0，顯著低于其他溫度處理的發(fā)芽勢。

15 ℃時發(fā)芽率為9.33%，顯著低于其他溫度處理的發(fā)芽率；25 ℃時發(fā)芽率為86.00%，顯著高于15、30 ℃時的發(fā)芽率；20、30 ℃的發(fā)芽率分別為81.33%和78.67%，且兩者間無顯著差異。

發(fā)芽溫度顯著影響腺毛委陵菜種子的發(fā)芽指數(shù)，隨著溫度從15 ℃升高到30 ℃，腺毛委陵菜種子的發(fā)芽指數(shù)呈先升高再下降的趨勢，25 ℃時發(fā)芽指數(shù)為13.53，顯著高于其他溫度處理；15 ℃時發(fā)芽指數(shù)為0.31，顯著低于其他溫度處理；20 ℃時發(fā)芽指數(shù)為6.04，顯著高于15 ℃時發(fā)芽指數(shù)，顯著低于25和30 ℃時的發(fā)芽指數(shù)。黑暗條件下腺毛委陵菜種子發(fā)芽勢為64.67%，發(fā)芽率為72.67%，發(fā)芽指數(shù)為8.72，顯著低于同溫度下光照處理。

3? 結(jié)論與討論

種子萌發(fā)需要一定的內(nèi)部生理條件和外部環(huán)境條件，溫度作為外界條件對種子萌發(fā)起著至關(guān)重要的作用。不同的溫度處理能改變種子表面的結(jié)構(gòu)和種子內(nèi)部某些物質(zhì)（如酶等）的化學(xué)結(jié)構(gòu)及性質(zhì)，通過對這些物質(zhì)的作用影響種子的萌發(fā)［34］。通常認為，低溫環(huán)境抑制種子內(nèi)部酶的活性，從而影響種子萌發(fā)；同樣，高溫環(huán)境可以導(dǎo)致酶失活，進而抑制種子萌發(fā)。但是不同種子的最適萌發(fā)溫度不同，通常認為與物種原生境相關(guān)［35］。該研究發(fā)現(xiàn)，朝天委陵菜、多莖委陵菜、腺毛委陵菜在15 ℃溫度條件下雖有萌發(fā)，但其各項萌發(fā)指標均顯著低于在20、25、30 ℃萌發(fā)溫度下的各項萌發(fā)指標；朝天委陵菜在20、25、30 ℃萌發(fā)溫度下，發(fā)芽率無顯著差異，但是25 ℃時發(fā)芽勢最大，與其他溫度處理間差異顯著，這說明朝天委陵菜的種子萌發(fā)適宜溫度為25 ℃。多莖委陵菜在25、30 ℃萌發(fā)溫度下的各項萌發(fā)指標沒有明顯差異，這說明多莖委陵菜的種子萌發(fā)適宜溫度在25～30 ℃。腺毛委陵菜在25 ℃萌發(fā)溫度下的各項萌發(fā)指標均為最大，說明腺毛委陵菜的種子萌發(fā)適宜溫度為25 ℃。蛇含委陵菜在15? ℃時已經(jīng)開始萌發(fā)，20 ℃時各項萌發(fā)指標最高，而25 ℃時各項萌發(fā)指標均降為0，這說明蛇含委陵菜種子的萌發(fā)對溫度較為敏感，高溫環(huán)境易導(dǎo)致酶失活，進而抑制種子萌發(fā)。因此，在培育蛇含委陵菜時，要注意適當降低其萌發(fā)溫度，保證其出苗率。

光是調(diào)節(jié)種子萌發(fā)的重要環(huán)境信號［36］，但不同植物種子萌發(fā)所需要的光周期不同。研究發(fā)現(xiàn)，黑暗條件下朝天委陵菜、腺毛委陵菜各項萌發(fā)指標均顯著低于同溫度下的光照處理，多莖委陵菜種子千粒重大于朝天委陵菜和腺毛委陵菜，因此黑暗條件對多莖委陵菜種子萌發(fā)影響較小，這與較小種子的萌發(fā)需要長時間光照刺激［37］的觀點一致。作為比較小的種子，朝天委陵菜、腺毛委陵菜種子在萌發(fā)過程中表現(xiàn)出對長光照的喜好。這可能是由于小種子體內(nèi)所蘊含的養(yǎng)分物質(zhì)較少，對光周期信號的依賴性更強。在該研究中，蛇含委陵菜25 ℃萌發(fā)溫度下，各項萌發(fā)指標均為0，這有待進一步研究。

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