溫度、光照及PEG－6000脅迫對綿棗兒種子萌發(fā)的影響1)

岳 樺 原英東 李玉珠

(東北林業(yè)大學，哈爾濱，150040)

綿棗兒(Scilla scilloides)又名石棗兒、天蒜、地蘭、鮮白頭、獨葉芹等，為百合科(Liliaceae)綿棗兒屬(Scilla)多年生草本植物，分布于我國東北、華北、華中以及四川、云南、廣東北部、江西、江蘇、浙江和臺灣等地，朝鮮、日本也有分布［1］。野生于2 600 m以下山坡、草地、路旁或林緣，鱗莖卵圓形，可藥用，亦可食用［2］。葉片狹線型，基生，花莖直立，總狀花序，淡粉紫色，花期8—9月份，病蟲害較少，是良好的地被觀花植物。云南省農業(yè)科學院瞿素萍等［3］建立的綿棗兒葉片植株再生體系，為綿棗兒的規(guī)?；敝澈团可a提供了一條可能更有效的途徑。孝感學院孟志卿等［4］對綿棗兒葉片、假鱗莖、根等外植體進行組織培養(yǎng)，為綿棗兒三峽庫區(qū)植被重建及規(guī)?；敝澈团可a提供有效的依據。為探討與構建綿棗兒高質量種子育苗技術流程，本試驗通過對不同光、溫、PEG－6000脅迫處理條件下綿棗兒種子萌發(fā)情況的研究，初步評價種子繁殖能力及抗旱性［5－6］，為綿棗兒產業(yè)化提供技術支持。

1 材料與方法

綿棗兒種源于2010年9月份采于黑龍江省森林植物園，于冰箱中4℃保存。試驗于2011年3月份在東北林業(yè)大學園林學院進行。

選取飽滿種子，利用解剖鏡對其進行外部形態(tài)特征的觀測:

根據國際種子檢驗規(guī)程［7］，從洗凈種子中隨機選取100粒用0.1%分辨率的電子天平稱質量，同時進行8次重復稱量，按8次重復的平均數計算千粒質量。

將已稱量種子放入帶蓋樣品盒，置于烘箱內(103±2)℃烘18 h后，放入干燥器內冷卻，再次稱量樣品，3次重復，計算處理前后質量差值。水分以質量百分率表示［8］。

光照及溫度處理對綿棗兒種子萌發(fā)的影響:試驗設 2 個光照時間梯度，0(無光照)、24 h·d－1，每個梯度下每組50粒種子，3次重復。放入12 cm培養(yǎng)皿中，以雙層濾紙為發(fā)芽床，于人工變溫光照培養(yǎng)箱中分15、20、25、30℃ 4個梯度進行萌發(fā)試驗。每天8:00記錄種子萌發(fā)情況，根據需要適量滴加蒸餾水，保持濾紙濕潤。

試驗設變溫(20 ℃ 10 h·d－1、30 ℃ 14 h·d－1)，光照24 h，每組50粒種子，3 次重復，放入12 cm培養(yǎng)皿中，以雙層濾紙為發(fā)芽床，于人工變溫光照培養(yǎng)箱中進行萌發(fā)試驗。每天8:00觀察并記錄種子萌發(fā)情況，保持濾紙濕潤。

PEG－6000處理對綿棗兒種子萌發(fā)的影響:精選籽粒飽滿、大小一致種子，用75%的酒精消毒5 min，蒸餾水沖洗干凈。進行5個水平處理，分別為0(蒸餾水對照)、5%、10%、15%、20%的 PEG－6000溶液。分別加入3 mL的PEG－6000溶液模擬干旱脅迫處理，對照加入等量蒸餾水，每組50粒種子，3次重復。將供試種子放入12 cm培養(yǎng)皿中，以單層濾紙為發(fā)芽床，于25℃，無光照人工變溫光照培養(yǎng)箱中進行萌發(fā)試驗。每天每個培養(yǎng)皿中加入1 mL處理液，每2 d換1次濾紙，每7 d換1次培養(yǎng)皿，每天上午8:00觀察并記錄種子萌發(fā)情況，保持濾紙濕潤，萌發(fā)結束后測定6個最長胚芽長度［9］。

脅迫處理結束后，將未萌發(fā)種子用蒸餾水沖洗干凈，繼續(xù)進行萌發(fā)試驗，試驗方法同對照，萌發(fā)結束后測定6個最長胚芽長度［9］。

以種子露白為萌發(fā)標志，萌發(fā)末期連續(xù)3 d萌發(fā)粒數不足供試種子總數的1%，記為萌發(fā)結束［10］。

種子活力的測定:

種子發(fā)芽率(GR)=(發(fā)芽種子數/供試種子數)×100%;

發(fā)芽指數(GI)=∑(Gt/Dt);活力指數(VI)=GI×S。

式中:Gt為t日發(fā)芽數;Dt為相應的時間(以d計);S為芽鮮質量;GI為發(fā)芽指數。

試驗數據采用SPASS17.0，Excel軟件進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 種子形態(tài)特征

綿棗兒種子表皮黑色，長卵形，種子腹面中央部位有明顯種脊，與種子等長，測量采收后種子橫徑3.81 ～4.23 mm，縱徑1.55 ～1.69 mm，厚度 0.82 ～0.93 mm;種子表面有光澤，種皮上有多條縱棱。種子千粒質量為2.965 8 g，屬小粒種子。成熟時種子相對含水量為19.17%。

2.2 不同光照及溫度對種子萌發(fā)的影響

不同光照對綿棗兒種子萌發(fā)影響不同(表1)，無光照處理在15、20、25、30℃萌發(fā)率分別為12%、47%、60%、67%;而24 h·d－1光照處理下種子萌發(fā)率有明顯下降，分別為9%、33%、35%、40%。單因素方差分析表明，與無光照相比，24 h·d－1光照處理對種子的萌發(fā)影響極顯著，表明全光照對綿棗兒種子萌發(fā)有抑制作用。

不同溫度對綿棗兒種子萌發(fā)影響顯著(表1)，在無光照處理下，15℃時發(fā)芽率最低，僅為12%，與20、25、30℃下發(fā)芽率相比有極顯著差異(p＜0.01);25℃與30℃下發(fā)芽率無顯著性差異(p＞0.05);15 ℃時發(fā)芽速度最慢，與 20、25、30 ℃ 時的發(fā)芽指數相比呈極顯著差異(p＜0.01)，第18 d開始萌發(fā)(圖1);25℃與30℃下發(fā)芽指數無顯著性差異(p＞0.05)，均在第5 d 開始萌發(fā)(圖1)。同樣，24 h·d－1光照處理下，變化水平與無光照處理下幾乎相同，15℃下的發(fā)芽率與發(fā)芽指數與20、25、30℃時的分別達到極顯著差異(p＜0.01)，發(fā)芽率最低，發(fā)芽速度最慢(圖1)，表明低溫抑制綿棗兒種子萌發(fā);變溫20～25℃，24 h·d－1光照處理下，綿棗兒種子發(fā)芽率最高，與其他溫度梯度下發(fā)芽率呈極顯著差異(p＜0.01)，可以達到99%，表明決定綿棗兒種子萌發(fā)的因素是溫度，變溫促進發(fā)芽，溫度合適，光照并不能抑制其萌發(fā)，所以，綿棗兒種子是光中性種子，20～30℃變溫，既提高發(fā)芽率又縮短了發(fā)芽時間(圖1)，為生產上的適宜溫度。

表1 光照及溫度對綿棗兒種子萌發(fā)的影響

2.3 PEG－6000處理對綿棗兒種子萌發(fā)的影響

PEG－6000脅迫下綿棗兒種子的萌發(fā)特性(表2)，隨PEG－6000溶液質量濃度的升高，綿棗兒種子發(fā)芽率的變化趨勢是先增高后降低，其他的發(fā)芽指數、活力指數均呈降低的趨勢。為確定脅迫質量濃度大小對種子發(fā)芽的影響，對發(fā)芽情況進行方差分析，結果表明，對照與5、10 g·L－1質量濃度下的發(fā)芽率無顯著差異(p＞0.05)，均在60%左右;20、25 g·L－1的發(fā)芽率下降幅度較大，與對照均呈極顯著差異(p＜0.01)。從發(fā)芽指數看，對照的發(fā)芽指數與5、10 g·L－1下的無顯著差異(p＞0.05);與 15、20、25 g·L－1下的發(fā)芽指數呈極顯著差異(p＜0.01)。說明PEG－6000質量濃度升高抑制發(fā)芽速度。從活力指數看，對照組活力指數最高，其他處理與對照均呈極顯著差異(p＜0.01)，說明干旱抑制綿棗兒幼苗的生長。綜上所述，綿棗兒具有抗旱能力，低質量濃度PEG－6000脅迫促進種子萌發(fā)，高質量濃度PEG－6000脅迫不利于種子萌發(fā)。但在生長期，干旱抑制綿棗兒的生長。20 g·L－1處理與其他處理之間存在顯著差異，25 g·L－1下各項指標幾乎均為0，由此可知，20 g·L－1質量濃度干旱處理是綿棗兒各項指標的臨界值。

圖1 不同光照及溫度對綿棗兒種子萌發(fā)的影響

表2 PEG－6000處理對綿棗兒種子萌發(fā)的影響

脅迫結束后復水，PEG－6000質量濃度25 g·L－1的發(fā)芽率與對照組及其他處理的發(fā)芽率達到極顯著差異(p＜0.01)，達到 98%(表 3)，對照與質量濃度5、10、15 g·L－1處理的均未有萌發(fā)，表明綿棗兒種子經過質量濃度25%PEG－6000脅迫后復水萌發(fā)有利于提高發(fā)芽率。對照(8 cm左右，表4)與PEG－6000處理在胚芽長度上呈極顯著差異(p＜0.01)，且胚芽長度不一致;經PEG－6000質量濃度25 g·L－1處理后復水種子萌發(fā)整齊，胚芽均在4.50 cm左右，表明綿棗兒種子萌發(fā)前進行干旱處理，有利于出苗整齊，矮化種苗。

表3 PEG－6000處理后復水對綿棗兒種子萌發(fā)的影響

3 結束語

綿棗兒種子屬小粒種子，種子千粒質量為2.965 8 g，成熟時種子相對含水量為19.17%。

種子繁殖途徑是引種綿棗兒野生資源適宜的繁殖方式之一。研究結果表明，綿棗兒種子萌發(fā)的需光性為不敏感的中性，在有無光照條件下種子都能夠萌發(fā)。溫度是綿棗兒種子萌發(fā)的主要因素，恒溫抑制種子萌發(fā)，15℃以下低溫種子萌發(fā)率僅為10%左右，20～30℃變溫為綿棗兒種子萌發(fā)最適溫度，發(fā)芽率可達99%。

表4 PEG－6000處理及復水對綿棗兒胚芽長度的影響

綿棗兒具有一定的抗旱能力，隨著PEG－6000質量濃度的升高，綿棗兒種子發(fā)芽率先升高后降低，發(fā)芽指數、活力指數降低，說明輕度干旱可促進綿棗兒種子萌發(fā)，但是萌發(fā)期干旱抑制幼苗生長。綿棗兒種子經過質量濃度為25 g·L－1PEG－6000脅迫后復水萌發(fā)有助于提高種子發(fā)芽率，且得到整齊、矮化綿棗兒幼苗，因此，綿棗兒種子萌發(fā)的優(yōu)化條件為20～30℃變溫與干旱處理相結合，生產上可得到高質量種苗。

［1］中國科學院中國植物志編輯委員會.中國植物志:14卷［M］.北京:科學出版社，1980:166－168.

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