不同質(zhì)量濃度的IAA、NAA處理對尤加利種子萌發(fā)的影響

張偉艷，朱濱杰，時 健，韓陽瑞，朱秀秀，范玉朋，*

（1.南通科技職業(yè)學院園藝與景觀工程學院，江蘇南通 226007；2.淮北師范大學生命科學學院，安徽淮北 235000）

尤加利，學名桉樹(Eucalyptus robusta)，屬桃金娘科桉屬，其生長最適溫度為15～25 ℃。尤加利具有較高的經(jīng)濟價值，2014 年，尤加利切葉進入中國市場并大受歡迎，成為花藝設(shè)計的主要配材，為云南、廣東、廣西及四川等地區(qū)帶來了一定的經(jīng)濟效益，成為當?shù)刂饕慕?jīng)濟樹種之一。但長期種植下，尤加利容易出現(xiàn)品種老化、品質(zhì)下滑等情況。目前國內(nèi)對于使用尤加利種子進行催芽、育苗、育種的研究較少，且尤加利進口種子價格較高、種子細小，不易萌發(fā)。播種育苗的過程中，可以用激素催芽，打破休眠，利于種子的出芽和后期的出苗。植物生長素是一類可以調(diào)節(jié)植物細胞生長分裂的植物激素，是一類重要的天然合成激素[1-5]。IAA，吲哚乙酸(indole-3-acetic acid)，植物生長素，可以給種子催芽，嫁接前準備，扦插前浸泡促進生根；IAA 同時可以促進性別分化[6]。NAA，萘乙酸[7-8](1-Naphthaleneacetic acid)，主要作用是促進細胞伸長，促進生根；低質(zhì)量濃度可誘導形成不定根。

本試驗使用不同質(zhì)量濃度的IAA 和NAA 對尤加利種子進行不同浸種時間的處理，探究其對尤加利種子萌發(fā)特性的影響，為以后探究尤加利種子育苗育種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以2021年收獲的尤加利銀元和尤加利藍寶貝種子為材料。

1.2 試驗設(shè)計

本試驗分別對尤加利銀元和尤加利藍寶貝種子進行兩組正交試驗，每個正交試驗含有3 個影響因素，即生長素的種類、生長素的質(zhì)量濃度和生長素浸種時間。其中生長素種類包含3 個水平，分別為IAA、NAA 和蒸餾水。生長素質(zhì)量濃度包含4 個水平，分別為0.3、3、30、120 mg·L-1。生長素處理時間包含4 個水平，分別為1.5、3、4.5、6 h。

1.3 試驗過程

選取無病蟲害、顆粒飽滿、大小相似的尤加利銀元(以尤加利銀元為例，尤加利藍寶貝步驟同尤加利銀元)種子，共810 粒。將其分成9 份，平均每份90 粒。選擇洗凈培養(yǎng)皿9 個，烘干后于培養(yǎng)皿內(nèi)鋪放兩層濾紙，上面一層濾紙使用鉛筆將其平均分成3 個區(qū)域。將已經(jīng)平均分好的90 粒尤加利銀元種子放入培養(yǎng)皿中，每個區(qū)域放30 粒，確保其生長條件一致，3 組重復。

全部分配完成后，使用移液槍分別抽取4 種不同質(zhì)量濃度的生長素注射到相應(yīng)培養(yǎng)皿中的3 個區(qū)域，每個區(qū)域2 mL，確保生長素的總量一致。然后貼好標簽放入18 ℃的恒溫箱中進行植物生長素浸種處理。

記錄好時間，分別在生長素處理1.5、3、4.5、6 h時，將相應(yīng)的培養(yǎng)皿從恒溫箱中拿出來，進行換水。使用無菌水沖洗掉培養(yǎng)皿中和種子上的生長激素，并更換新的濾紙，重新劃分好3 個等大區(qū)域，將沖洗好的種子放入培養(yǎng)皿中。培養(yǎng)皿中每個區(qū)域依然放置之前在同一培養(yǎng)皿、同一區(qū)域的30粒種子。然后使用移液槍在每個區(qū)域內(nèi)注射2 mL 的無菌水，繼續(xù)放到18 ℃恒溫箱中培養(yǎng)。

每天早晚各換水1 次，并觀察、及時記錄種子的萌發(fā)情況，持續(xù)觀察7～10 d，將萌發(fā)的種子種植到培養(yǎng)盤中，貼好標簽進行觀察培養(yǎng)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用SPSS16.0 軟件對數(shù)據(jù)進行極差統(tǒng)計分析。差異顯著性分析應(yīng)用Duncan法進行多重比較檢驗。

發(fā)芽啟動時間定義為從發(fā)芽試驗開始到第1 粒種子開始萌發(fā)所需天數(shù)(d)。

發(fā)芽率=(種子發(fā)芽數(shù)/試驗種子數(shù))×100%；

相對發(fā)芽率=(處理組發(fā)芽數(shù)/對照組發(fā)芽數(shù))×100%；

發(fā)芽勢=(規(guī)定時間內(nèi)發(fā)芽種子總數(shù)/供試種子總數(shù))×100%；

2 結(jié)果與分析

2.1 激素種類、質(zhì)量濃度和處理時間對尤加利銀元種子發(fā)芽的影響

統(tǒng)計試驗數(shù)據(jù)，根據(jù)SPSSAU 試驗極差分析得到尤加利銀元種子發(fā)芽率與各因子平均值關(guān)系圖(見圖1)。從數(shù)據(jù)統(tǒng)計可知，尤加利銀元種子最快萌發(fā)的處理方法，即使用3 mg·L-1或30 mg·L-1的生長素IAA對尤加利銀元進行1.5 h的浸種，然后再換水將其放入18 ℃恒溫箱中培養(yǎng)。

圖1 尤加利銀元種子發(fā)芽率與各因子平均值關(guān)系圖

在使用IAA 進行催芽處理時，其激素質(zhì)量濃度在0、0.3、3 mg·L-1時，催芽效果會隨著激素質(zhì)量濃度的升高而不斷提高(表1)。但是在種子萌發(fā)過程中，當IAA 質(zhì)量濃度高于30 mg/L 時，IAA 的催芽效果會隨著生長素質(zhì)量濃度的提高而降低，會出現(xiàn)很明顯的抑制作用。

表1 尤加利銀元種子發(fā)芽數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

NAA 作為一種常見的植物生長激素，對于打破種子休眠、萌芽、生長發(fā)育都有較大的影響，但是在本試驗中，NAA 對于尤加利銀元的催芽效果總體表現(xiàn)為抑制作用。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)種子萌發(fā)過程中NAA 在0.3 mg·L-1時，其發(fā)芽率和發(fā)芽勢是優(yōu)于CK 組(表1)。在NAA 質(zhì)量濃度低于0.3 mg·L-1或者高于0.3 mg·L-1小于30 mg·L-1時，其發(fā)芽率和發(fā)芽勢是否會更好，尤加利銀元的發(fā)芽率和發(fā)芽勢是否會變得更高，還需要進一步探究。

從時間維度來看，激素處理時間不宜過長。對尤加利銀元的激素浸種，時間控制在1.5 h左右最好。相較于生長素種類和生長素質(zhì)量濃度，浸種時間對于尤加利銀元的影響相對較小。

2.2 激素種類、質(zhì)量濃度和處理時間對尤加利藍寶貝種子發(fā)芽的影響

根據(jù)試驗數(shù)據(jù)，對尤加利藍寶貝種子進行SPSSAU 的試驗極差數(shù)據(jù)分析得到尤加利藍寶貝種子發(fā)芽率與各因子平均值關(guān)系(見圖2)。試驗中用到的激素對于尤加利藍寶貝的浸種平均水平都高于CK組，其中最佳的催芽方式是使用30 mg·L-1的生長激素NAA 對尤加利藍寶貝進行1.5 h 的浸種處理，然后將其清洗再用無菌水對其浸種處理并放入18℃的恒溫箱中進行培養(yǎng)。

圖2 尤加利藍寶貝種子發(fā)芽率與各因子平均值關(guān)系圖

對尤加利藍寶貝種子發(fā)芽率與各因子平均值關(guān)系(圖2)分析可以得知，IAA 和NAA 濃度在3 mg·L-1和30 mg·L-1時，其催芽效果是隨著質(zhì)量濃度的升高而不斷變好。在生長素質(zhì)量濃度高于30 mg·L-1低于120 mg·L-1時，其催芽效果隨著生長素質(zhì)量濃度的升高呈現(xiàn)下降的趨勢。但是在30～120 mg·L-1是否存在一個催芽效率更高的點，依然需要進一步的試驗分析。

分析試驗數(shù)據(jù)(表2)，可以發(fā)現(xiàn)使用激素浸種時間和催芽效果的關(guān)系不是很明顯。在激素種類、激素質(zhì)量濃度和浸種時間3 個水平上，浸種時間影響占到的比重最小。跟尤加利銀元一樣，使用激素浸種的最佳時間在1.5 h 左右，相同激素相同質(zhì)量濃度的情況下，超過3 h 的浸種時間，其浸種效果會明顯比浸種1.5 h左右的浸種效果差。

表2 尤加利藍寶貝種子發(fā)芽數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

利用單因素方差分析去研究發(fā)芽率對于激素種類、激素質(zhì)量濃度、處理時間3項的差異性，從表3可以看出：不同發(fā)芽率樣本對于激素質(zhì)量濃度、處理時間不會表現(xiàn)出顯著性差異(p＞0.05)，意味著不同發(fā)芽率樣本對于激素質(zhì)量濃度和處理時間全部表現(xiàn)出一致性，并沒有顯著差異。另外發(fā)芽率樣本對于激素種類呈現(xiàn)出顯著性(p＜0.05)，意味著不同發(fā)芽率樣本對于激素種類有著顯著差異性。具體分析可知：發(fā)芽率對于激素種類呈現(xiàn)出0.01水平顯著性(F=13.200，p=0.003)。

表3 尤加利藍寶貝種子發(fā)芽率與各因子的方差分析

總結(jié)可知：不同發(fā)芽率樣本對于激素質(zhì)量濃度、處理時間不會表現(xiàn)出顯著性差異，另外發(fā)芽率樣本對于激素種類呈現(xiàn)出顯著性差異。

3 結(jié)論與討論

種子萌發(fā)需要種子內(nèi)各種活性酶[9]進行調(diào)節(jié)，人們無法去改變種子內(nèi)部已有的營養(yǎng)組成成分和種子內(nèi)部酶的活性及成分。但是人們可以使用植物激素，如IAA 和NAA 等來打破種子的休眠。前人研究發(fā)現(xiàn)，使用植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)浸種0～6 h 是比較好的處理時長。本試驗通過設(shè)計正交試驗來探究兩種植物生長激素IAA 和NAA 與兩種尤加利種子的浸種發(fā)芽率之間的關(guān)系。從試驗數(shù)據(jù)分析尋找兩種尤加利種子催芽最適合的植物生長激素的種類、質(zhì)量濃度和浸種時間。

從試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計表和試驗極差數(shù)據(jù)分析圖來看，使用IAA 激素對兩種尤加利種子進行催芽浸種更加合適。這與李小飛等[5]的結(jié)論相一致，即植物激素處理對薄殼山核桃種子萌發(fā)具有一定的促進作用；然而浸種時間對其種子萌發(fā)無顯著影響；不同質(zhì)量濃度的激素組處理薄殼山核桃種子之間的發(fā)芽率差異極顯著，不同的激素種類對其發(fā)芽率的影響相對較小。

與IAA 相比，植物生長激素NAA 對兩種尤加利種子的催芽效果不顯著，而且受激素質(zhì)量濃度影響較大。在對尤加利銀元和尤加利藍寶貝催芽試驗中，使用120 mg·L-1的植物生長激素NAA 浸種處理，并不能有效地打破兩種尤加利種子的休眠狀態(tài)。在尤加利藍寶貝的催芽試驗中，甚至還出現(xiàn)了比較嚴重的出芽抑制情況。這與陳雪等[2]在月季雜交種子快速催芽方法初探中得到的結(jié)論一致，即NAA 的催芽效果具有兩重性，既可促進發(fā)芽，也可抑制發(fā)芽。

另外，使用NAA 對兩種尤加利種子進行浸種還特別需要注意激素浸種時間。在尤加利銀元的催芽試驗中，使用3 mg·L-1的NAA 對尤加利銀元種子進行6 h浸種處理，后續(xù)的生長狀況極差，發(fā)芽率明顯低于CK 組。楊運英等[10]認為，NAA 對飛燕草種子的發(fā)芽有明顯促進作用，可以提高種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢，縮短發(fā)芽進程，有利于幼苗的生長，同時NAA 的質(zhì)量濃度過高不利于種子的萌發(fā)[11-12]。其中，以0.5 mg·L-1NAA處理種子效果最好。這與本試驗中NAA的最佳質(zhì)量濃度應(yīng)該在0.3～30 mg·L-1相一致。

在曼陀羅種子的發(fā)芽及幼苗的生長研究中，NAA處理后，也表現(xiàn)出低質(zhì)量濃度時促進，高質(zhì)量濃度時抑制的現(xiàn)象。而IAA 處理后野生種和栽培種曼陀羅種子的發(fā)芽率和幼苗各項指標在質(zhì)量濃度為25 mg·L-1時達到最大值，與本試驗30 mg·L-1的IAA 最佳質(zhì)量濃度基本相一致。同時吲哚乙酸、吲哚丁酸是影響云南松種子發(fā)芽期胚軸與根長的主要激素。在對仙客來種子發(fā)芽與生長的影響研究中，IAA 與NAA 的理想質(zhì)量濃度分別為25、17 mg·L-1。

綜合以上試驗數(shù)據(jù)，可以得出結(jié)論，本試驗中的4 種IAA 質(zhì)量濃度，對打破尤加利銀元和尤加利藍寶貝的休眠狀態(tài)都有較大的促進作用，本試驗中得到的激素催芽尤加利種子最合適的質(zhì)量濃度都是30 mg·L-1，IAA 的催芽作用在浸種時間為1.5～6 h 比較穩(wěn)定，并且方便試驗操作和日常使用。植物生長激素NAA 則需要選擇較合適的激素質(zhì)量濃度，在0.3～30 mg·L-1之間最佳，浸種時間為1.5～4.5 h 最佳。但是其催芽效果對于尤加利藍寶貝和尤加利銀元兩種材料都不是特別顯著，所以在日常的試驗和生產(chǎn)實踐中不建議使用。