







摘要 [目的]研究外源物浸種對小葉鼠李種子發芽的影響。[方法]采用赤霉素3(GA)、6-芐氨基嘌呤(6-BA)、殼寡糖(COS)、吲哚乙酸(IAA)、萘乙酸(NAA)5種外源物浸泡小葉鼠李種子,暗光浸種12 h后播種。[結果]播種11 d后開始發芽,發芽持續大約40 d。0.5~3.5 mmol/L的GA浸種,隨著濃度增加,催芽效果越明顯;3.5 mmol/L的GA作用效果最佳,發芽率、發芽勢、發芽指數分別為31.1%、12.1%、0.33粒/d,均極顯著優于蒸餾水浸種的對照組(14.4%、3.3%、0.16粒/d)。0.5 mmol/L 6-BA浸種,發芽率、發芽勢、發芽指數分別為71.1%、17.8%、0.89粒/d,均極顯著優于對照組,發芽時間提前2.6 d;1.5~3.5 mmol/L的6-BA對種子發芽作用不明顯。0.025%~0.150%的COS浸種對種子發芽具有促進作用,其中0.100%的COS效果最佳,發芽率、發芽勢、發芽指數分別為84.4%、22.2%、1.28粒/d,均極顯著優于對照組;0.150%的COS效果次之,發芽率、發芽勢、發芽指數均極顯著或顯著優于對照組;且兩組處理的種子發芽時間比對照組提前6~8 d。0.75~3.00 mmol/L的IAA和0.2~0.8 mmol/L的NAA浸種對種子發芽均呈現不同程度的抑制作用,濃度越高抑制作用越明顯。發芽率、發芽勢、發芽指數、發芽時間4個指標的偏相關分析顯示,前3個指標呈現相互促進關系,而3個指標與發芽時間呈現負相關,提升發芽率、發芽勢、發芽指數是縮短發芽時間的關鍵。[結論]在小葉鼠李種子培育中,建議采用0.100% COS和0.5 mmol/L 6-BA的溶液浸種促芽。
關鍵詞 小葉鼠李;外源物;種子發芽
中圖分類號 S 722 文獻標識碼 A
文章編號 0517-6611(2024)16-0149-04
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.16.032
開放科學(資源服務)標識碼(OSID):
Effects of Soaking Seed with Five Exogenous Substances on Seed Germination of Rhamnus parvifolia
YANG Yong-mei,QU Rui-fang,GUO Zhi-lin
(Hohhot Vocational College,Hohhot,Inner Mongolia 010010)
Abstract [Objective]To study the effect of soaking seeds with exogenous substances on the germination of Rhamnus parvifolia seeds.[Method]Rhamnus parvifolia seeds were soaked for 12 h with five kinds of exogenous substances,including gibberellin acid 3 (GA),6-benzylaminopurine (6-BA),chitosan oligosaccharide (COS),indoleacetic acid (IAA) and naphthylacetic acid (NAA),and then sowed.[Result]Rhamnus parvifolia seeds began to germinate after 11 days of sowing,and lasted about 40 days.With the rise of GA concentration (0.5-3.5 mmol/L),germination increased.Germination rate(GR),germination energy (GE) and germination index(GI) of the treatment with 3.5 mmol/L GA were 31.1%,12.1% and 0.33 seeds/d,which were significantly higher than those of group in distilled water (14.4%,3.3% and 0.16 seeds/d) (P<0.01).0.5 mmol/L 6-BA was quite good.GR,GE and GI of it were 71.1%,17.8% and 0.8 seeds/d,respectively,which presented significantly higher than those of control group(P<0.01),and germination time (GT) was earlier 2.6 days than the control group.Seeds soaked with 1.5-3.5 mmol/L 6-BA had little effect.Seeds soaked with 0.025%-0.150% COS could accelerate germination.The treatment with 0.100% COS was the best,of which GR,GE and GI were 84.4%,22.2% and 1.28 seeds/d,and presented significantly higher than those of control group(P<0.01).The treatment with 0.150% COS was the second,of which GR,GE and GI were higher than those of control group (P<0.01 or P<0.05).GT of the two treatments was earlier 6-8 days than the control group.Seeds soaked with 0.75-3.00 mmol/L IAA and 0.2-0.8 mmol/L NAA inhibited seed germination.The partial correlation analysis of four indicators,including GR,GE GI and GT,showed that there was a promoting relationship among the first three indexes,while they all had a negative correlation with GT.The key to shortening GT was improving GR,GE and GI.[Conclusion]0.100% COS and 0.5 mmol/L 6-BA were recommended for seed soaking in Rhamnus parvifolia seedlings rearing.
Key words Rhamnus parvifolia;Exogenous substance;Seed germination
基金項目 內蒙古自治區高等學??茖W研究項目(NJZY22273)。
作者簡介 楊永梅(1975—),女,內蒙古包頭人,教授,博士,從事植物培育研究。
收稿日期 2023-09-06
小葉鼠李屬于鼠李科鼠李屬植物,是內蒙古大青山的一種鄉土灌木,分布于半陽坡,根系發達,生長于巖石縫隙中。小葉鼠李兼具藥用和觀賞價值,其果實是一種重要的中藥材,煎湯可以解毒,防止多種毒素對人類皮膚產生毒害,對治療便秘、疥癬、瘡毒、皮膚痛癢等病癥具有特別好的療效[1]。小葉鼠李與雀梅同科,形似雀梅,外形優美,可以作為大青山南麓城市園林綠化和生態建設的優選植物。
小葉鼠李種子成熟于9—10月,內蒙古北方地區屬于干旱到半干旱氣候過渡帶,冬季寒冷干旱,春季多風少雨,惡劣的氣候使得天然保苗率低和結實率低,需要人工輔助培育,其中種子催芽環節較為關鍵。赤霉素3(GA)、6-芐氨基嘌呤(6-BA)、殼寡糖(COS)、吲哚乙酸(IAA)、萘乙酸(NAA)等外源物對種子發芽具有促進作用。GA能夠打破種子休眠,對促進杜鵑紅山茶、西葫蘆、芹菜、滇油杉種子萌發具有較好的作用[2-5]。6-BA是人工合成的細胞分裂素,能夠促進細胞分裂、種子發芽,誘導休眠芽生長;6-BA對大花銀蓮花種子、關蒼術種子發芽效果較好[6-7]。COS通過誘導植物的抗病性從而促進種子發芽;COS可縮短小麥、花生和玉米種子發芽時間,具有用量小、作用效果好的特點[8-10]。IAA和NAA能夠促進種子萌發、誘導休眠芽生長和促進細胞分裂。IAA對山韭菜、鐵線蓮種子萌發具有較好的效果[11-12],NAA對青蒿種子、距瓣尾囊草種子具有較好的效果[13-14]。顏衛東等[15]研究了沙藏對小葉鼠李種子的播種效果。關于外源物浸種對該種子發芽的影響鮮見相關報道。筆者采用GA、6-BA、COS、IAA和NAA這5種外源物對小葉鼠李種子進行催芽處理,旨在提高其人工育苗成活率。
1 材料與方法
1.1 供試材料
小葉鼠李供試果實于2021年10月中旬采自大青山小井溝。采收以后,淘洗干凈,除去果皮雜質,置于通風陰涼處晾干,挑選飽滿種子貯藏以備試驗。在試驗前將種子置于-18 ℃冰箱冷凍15 d,完成春化作用。
1.2 研究方法
試驗包括GA、6-BA、COS、IAA和NAA這5個因素,每個因素含4個濃度梯度(表1),均以蒸餾水為對照。種子在實驗室內培養,采用壁厚2 cm、內徑50 cm×40 cm×20 cm的泡沫箱裝15 cm厚森林營養土基質。GA、6-BA、COS、IAA和NAA均采用上海麥克林生化科技有限公司生產的粉劑。
小葉鼠李種子用0.2%的高錳酸鉀浸泡0.5 h,蒸餾水沖洗干凈,將種子放置于培養皿內,每個培養皿30粒種子,3次重復,加入各因素處理溶液(表1)。種子在暗光下浸種12 h,浸種后的種子晾至不黏手即可播種,播種深度 0.5 cm。種子發芽期間適時澆水保持土壤濕潤。自發芽開始,記錄發芽情況,每2 d觀察統計1次發芽情況。
與發芽相關的指標主要包括發芽率、發芽勢、發芽指數和發芽時間。發芽率和發芽勢是衡量種子總體發芽情況和發芽整齊度的指標,發芽時間和發芽指數是衡量種子發芽所用時間和種79004e89487c20c262a3e6858aa73a9f子活力的指標。發芽指標計算公式如下:
式中:n為發芽粒數;N為播種粒數,共30粒;N為發芽高峰期日發芽最大種子數;Dt為浸種至種子當日發芽所需的天數;Gt為當日發芽粒數。
1.3 數據處理 利用Excel和SPSS軟件對試驗數據進行統計分析。
2 結果與分析
2.1 浸種對種子發芽的影響
小葉鼠李播種后第11天開始發芽,51 d后所有處理發芽基本結束,發芽大約持續40 d。GA、6-BA、COS、IAA、NAA這5種外源物對小葉鼠李種子發芽的作用效果不同。
2.1.1 GA對種子發芽的影響。由表2可知,對照組蒸餾水浸種,小葉鼠李種子的發芽率、發芽勢和發芽指數分別為14.4%、3.3%和0.16粒/d,說明不添加外源物,該種子的整體發芽情況比較差,發芽不整齊,種子活力較低。0.5~3.5 mmol/L 的GA浸種對小葉鼠李種子發芽具有促進作用,隨著GA濃度增加,催芽效果越明顯。其中1.5和2.5 mmol/L處理的發芽率、發芽勢、發芽指數均比對照組高,但是沒有達到統計學的顯著水平(P>0.05)。3.5 mmol/L處理的發芽率、發芽勢和發芽指數分別為31.1%、12.1%、0.33粒/d,分別比對照組增加了16.7百分點、8.8百分點、0.17粒/d,均達到極顯著水平(P<0.01)。幾個處理的發芽時間沒有明顯變化。說明小葉鼠李種子對高濃度的GA較為敏感,低濃度GA對其作用效果不明顯。
2.1.2 6-BA對種子發芽的影響。
由表3可知,0.5~3.5 mmol/L 的6-BA浸種對小葉鼠李種子發芽具有促進作用。其中0.5 mmol/L的 6-BA浸種對小葉鼠李種子的發芽效果最佳,發芽率、發芽勢和發芽指數分別為71.1%、17.8%、0.89粒/d,分別比對照組增加了56.7百分點、14.5百分點、0.73粒/d,差異達極顯著水平(P<0.01),縮短種子發芽時間2.6 d;1.5~3.5 mmol/L的6-BA處理,發芽率、發芽勢和發芽指數比對照組均高,但是沒有達到統計學的顯著水平(P>0.05)。說明小葉鼠李種子對低濃度的6-BA較為敏感。
2.1.3 COS對種子發芽的影響。
由表4可知,0.025%~0.150%的COS浸種對小葉鼠李種子發芽具有促進作用,隨著COS濃度升高,發芽率、發芽勢和發芽指數呈現先增加后減少的趨勢,發芽時間縮短。其中0.100%的COS效果最好,發芽率、發芽勢、發芽指數分別為84.4%、22.2%、1.28粒/d,分別比對照組增加了70.0百分點、18.9百分點、1.12粒/d,均達極顯著水平(P<0.01);0.150%的COS作用效果次之,發芽率和發芽勢分別比對照組增加了33.4百分點和12.3百分點,達極顯著水平(P<0.01),發芽指數比對照組增加了0.58粒/d,達顯著水平(P<0.05);且2個處理的種子發芽時間明顯縮短,縮短時間為6~8 d。0.025%和0.050% 處理對種子的發芽具有促進作用,發芽率和發芽勢顯著優于對照組。說明COS浸種可以促進小葉鼠李種子發芽,提升種子活力。
2.1.4 IAA對種子發芽的影響。
由表5可知,0.75~3.00 mmol/L的IAA浸種對小葉鼠李種子發芽呈現不同程度的抑制作用,隨著IAA濃度增加,抑制作用越明顯。0.75 mmol/L處理的發芽率、發芽指數比對照組低,但沒有達到統計學顯著水平(P>0.05)。1.50~3.00 mmol/L的處理對種子發芽抑制作用明顯,其中,3.00 mmol/L 處理最為明顯,發芽率和發芽指數分別比對照組下降了8.8百分點和0.10粒/d。IAA浸種總體發芽粒數較少,在發芽勢和發芽時間上差異不明顯。說明0.75~3.00 mmol/L的IAA浸種不適于小葉鼠李種子發芽。
2.1.5 NAA對種子發芽的影響。
由表6可知,0.2~0.8 mmol/L的NAA浸種對小葉鼠李種子發芽呈現不同程度的抑制作用,隨著NAA濃度增加,抑制作用越明顯。其中0.4~0.6 mmol/L的NAA處理與對照組比較,發芽率、發芽指數均比對照組低,且發芽率沒有達到統計學顯著水平(P>0.05)。0.8 mmol/L的NAA對種子發芽抑制作用較為明顯,發芽率和發芽指數分別比對照組下降了6.6百分點和0.06粒/d,達顯著水平(P<0.05)。IAA浸種總體發芽粒數很少,在發芽勢和發芽時間上表現不明顯。說明0.2~0.8 mmol/L的IAA浸種不適于小葉鼠李發芽。
2.2 發芽指標之間的相關性分析
發芽率、發芽勢、發芽指數和發芽時間之間存在一定的內在聯系,對4個指標進行偏相關分析,結果見表7。發芽率與發芽勢、發芽指數的相關系數分別為0.881、0.957,呈現正相關關系,達極顯著水平;發芽勢與發芽指數的相關系數為0.860,呈現正相關關系,達極顯著水平;發芽時間與發芽率、發芽勢、發芽指數的相關系數分別為-0.337、-0.379、-0.491,呈現負相關關系,達極顯著水平。偏相關分析結果表明,小葉鼠李種子發芽過程中,發芽率、發芽勢、發芽指數3指標趨勢一致,呈現相互促進的關系;發芽時間與發芽率、發芽勢、發芽指數呈現負相關,說明隨著發芽時間延長,發芽率、發芽勢和發芽指數均呈現下降趨勢??s短發芽時間的關鍵是提升發芽率、發芽勢和發芽指數。
3 討論
不同種子對GA最適濃度的反應差異很大。趙歡蕊等[16]研究顯示,GA對黃秋葵種子的最適濃度為100 mg/L;殷武平等[4]研究顯示,100~400 mg/L的GA浸種芹菜種子,能極顯著提高發芽率,其中最佳濃度為250 mg/L;曹麗娜等[6]研究顯示,GA對大花銀蓮花種子的最適濃度是400 mL/L;李先民等[2]研究顯示,GA對杜鵑紅山茶種子的最適濃度是600 mg/L;龍治堅等[14]研究顯示,GA對瓣尾囊草種子的最佳濃度是800 mg/L;鄒竣竹等[17]研究顯示,GA對野牛草種子發芽的最適濃度高達2.0 g/L。同一物種不同品種對GA的反應差異也很大,如王非等[12]研究顯示,GA對齒葉鐵線蓮種子萌發的最佳濃度是5 mg/L,高于50 mg/L對種子發芽具有抑制作用;GA對鈴鐺鐵線蓮種子的最適濃度是50 mg/L,低于30 mg/L和高于80 mg/L的浸種效果均不如對照組;GA對棉團鐵線蓮、褐毛鐵線蓮種子的最佳濃度是500 mg/L。可見,不同種子對GA最適濃度差異很大,而且最適濃度范圍較小。該試驗GA的濃度是0.5~3.5 mmol/L,隨著GA濃度增加,催芽效果越明顯,3.5 mmol/L取得了較好的效果。
不同種子對6-BA最適濃度的反應差異很大。龍治堅等[14]研究顯示,1 mg/L 的6-BA浸種瓣尾囊草種子效果最佳;王悅等[7]研究顯示,1.5 mg/L的6-BA對關蒼術種子的浸種效果最好;楊藝等[18]研究顯示,5 mg/L 的6-BA浸種棉團鐵線蓮種子效果最好,10 mg/L的6-BA浸種大葉鐵線蓮種子效果最好,30 mg/L的6-BA對鈴鐺鐵線蓮種子效果最好;曹麗娜等[6]研究顯示,300 mg/L的6-BA對大花銀蓮花種子的效果最佳;李先民等[2]研究顯示,600 mg/L的6-BA浸種杜鵑紅山茶種子效果最優。該試驗6-BA的濃度是0.5~3.5 mmol/L,低濃度(0.5 mmol/L)的6-BA作用效果最優。
不同種子對COS最適濃度的反應差異很大。石欣隆等[9]研究顯示,250 mg/L的COS浸種花生種子,顯著提高了低溫下種子的發芽力;王婷婷等[19]研究顯示,0.025%的COS浸種大麥種子,利于幼苗生長;趙肖瓊等[10]研究顯示,COS對PEG脅迫下的小麥種子萌發具有促進作用,以0.01%濃度效果最佳;顧麗嬙[20]研究顯示,COS對番茄種子萌發的最適濃度為0.015%;姜若超等[5]研究顯示,0.05%的COS浸種滇油杉種子效果較好。該試驗COS的濃度是0.025~0.150%,0.100%效果最佳,0.150%效果次之。
不同種子對IAA最適濃度的反應差異很大。王非等[12]研究顯示,20 mg/L的IAA對林地鐵線蓮種子催芽效果最佳;閆艷華[21]研究顯示,IAA對曼陀羅種子的最適濃度為25 mg/L;李韋瑤等[11]研究顯示,IAA對山韭種子的萌發和形態有顯著促進作用的濃度是100 mg/L;鄒竣竹等[17]研究顯示,IAA對野牛草種子的浸種最適濃度為450 mg/L;李先民等[2]研究顯示,IAA對杜鵑紅山茶種子發芽沒有明顯效果。該試驗IAA的濃度是0.75~3.00 mmol/L,對小葉鼠李種子發芽具有不同程度的抑制作用,濃度越大,抑制作用越明顯。
不同種子對NAA最適濃度的反應差異很大。閆艷華[22]研究得出,2 mg/L NAA對曼陀羅種子浸種有較好的效果,5~25 mg/L NAA均抑制了曼陀羅種子的發芽。趙歡蕊等[16]研究顯示,NAA對“凌云二號”黃秋葵種子的最佳濃度是5 mg/L,10~25 mg/L均抑制了種子發芽。廖建良等[13]研究顯示,10 mg/L的NAA對青蒿種子的發芽特性和幼苗生長優于其他處理。龍治堅等[14]研究顯示,100 mg /L 的NAA對瓣尾囊草種子具有明顯的促進作用。NAA對山韭、“美人指”黃秋葵種子發芽沒有效果[11,16],對羊草種子發芽具有明顯的抑制作用[23]。該試驗NAA設置了4個濃度梯度,濃度是0.2~0.8 mmol/L,對小葉鼠李種子發芽具有不同程度的抑制作用。
4 結論
(1)不添加外源物,小葉鼠李種子的發芽率、發芽勢、發芽指數分別為14.4%、3.3%、0.16粒/d,發芽不整齊,活力較差,發芽時間長。
(2)0.5~3.5 mmol/L的GA浸種,隨著濃度增加,催芽效果明顯。3.5 mmol/L的GA浸種,種子發芽率、發芽勢、發芽指數分別為31.1%、12.1%、0.33粒/d,均極顯著優于對照組。
(3)0.5 mmol/L 的6-BA浸種,種子發芽率、發芽勢、發芽指數分別為71.1%、17.8%、0.89粒/d,均極顯著優于對照組,發芽時間提前2.6 d;1.5~3.5 mmol/L的6-BA對種子發芽作用不明顯。
(4)0.025%~0.150%的COS浸種對種子發芽具有促進作用,其中0.100%的COS效果最佳,種子發芽率、發芽勢、發芽指數分別為84.4%、22.2%、1.28粒/d,均極顯著優于對照組,發芽時間提前6.4 d;0.150%的COS效果次之,發芽率、發芽勢和發芽指數均顯著優于對照組;這2組處理的種子發芽時間比對照組提前6~8 h。
(5)0.75~3.00 mmol/L的IAA和0.2~0.8 mmol/L的NAA浸種對種子發芽均呈不同程度的抑制作用,濃度越高抑制作用越明顯。
(6)發芽率、發芽勢、發芽指數3個指標之間呈現相互促進關系,3個指標與發芽時間呈現負相關關系,縮短發芽時間的關鍵是提升發芽率、發芽勢、發芽指數。
(7)在小葉鼠李苗木培育中,建議采用0.100%COS和0.5 mmol/L 6-BA的溶液浸種。
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