3種火龍果種子萌發(fā)及其幼苗形態(tài)的比較研究

， ， ， ， ， ， (.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院?？趯?shí)驗(yàn)站， 海南 ?？?5700； .海南大學(xué)園藝園林學(xué)院， ?？?5708；.海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶果樹研究所/海南省熱帶果樹生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， ?？?5700)

3種火龍果種子萌發(fā)及其幼苗形態(tài)的比較研究

葛宇1，丁哲利1，程志號(hào)1，鄭偉1，曹劍秋2，胡福初3，韓麗娜1
(1.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院?？趯?shí)驗(yàn)站， 海南 ?？?570102； 2.海南大學(xué)園藝園林學(xué)院， 海口 570228；3.海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶果樹研究所/海南省熱帶果樹生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， ?？?571100)

紅皮白肉、紅皮紅肉及黃皮白肉火龍果均具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。對(duì)其種子萌發(fā)及幼苗形態(tài)的差異進(jìn)行分析，將有助于3種火龍果進(jìn)行高效的育種和育苗。本實(shí)驗(yàn)以上述3種火龍果種子為試驗(yàn)材料，進(jìn)行火龍果種子萌發(fā)及幼苗形態(tài)間差異的研究。結(jié)果表明：在相同處理?xiàng)l件下，紅皮白肉和紅皮紅肉火龍果種子的發(fā)芽率顯著高于黃皮白肉火龍果，但在發(fā)芽后第14天，它們的幼苗鮮重均顯著低于黃皮白肉火龍果。在幼苗移栽后第60天，黃皮白肉火龍果的幼苗鮮重和幼苗長(zhǎng)度均顯著高于紅皮白肉和紅皮紅肉火龍果，但幼苗根系總長(zhǎng)在3種火龍果之間差異不顯著。

種子發(fā)芽； 幼苗形態(tài)； 紅皮白肉火龍果； 紅皮紅肉火龍果； 黃皮白肉火龍果

Selenicereusmegalanthus

火龍果屬于仙人掌科(Cactaceae)蛇鞭柱屬(Selenicereus)和量天尺屬(Hylocereus)植物[1]?；瘕埞鹪从诿乐蓿且环N藤蔓類仙人掌，其源生地從佛羅里達(dá)海岸一直到巴西,遍布整個(gè)美洲大陸[2-3]。量天尺屬的火龍果通常具有紅色表皮，果肉味道清甜，顏色一般為白色、紅色或粉紅色，而蛇鞭柱屬的火龍果具有黃色帶刺表皮，果肉味道清甜回甘，為白色水晶狀[2,4-5]?；瘕埞麑?shí)含有葡萄糖、多糖、維生素、礦物質(zhì)、可溶性食用纖維及多種抗氧化物質(zhì)[6]。

種子發(fā)芽是植物整個(gè)生命周期的關(guān)鍵階段，是植物形態(tài)建成的第一步。能否在適宜的時(shí)間內(nèi)發(fā)芽，無(wú)論對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)還是物種生存都是很重要的事情，特別是仙人掌類植物的種子發(fā)芽常常需要特定的光、溫度和濕度條件[7-11]。本實(shí)驗(yàn)以紅皮白肉、紅皮紅肉及黃皮白肉火龍果種子為實(shí)驗(yàn)材料，在相同培養(yǎng)條件下，比較火龍果種子萌發(fā)及幼苗形態(tài)間的差異。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試材料為紅皮白肉、紅皮紅肉及黃皮白肉火龍果種子，火龍果果實(shí)均采集自海南省，每種3個(gè)果實(shí)。獲得當(dāng)天取出果肉，裝入沙布袋中反復(fù)揉搓，清洗果肉，取種涼干，每種3個(gè)果實(shí)種子混合。

1.2 種子發(fā)芽處理

選擇飽滿、均勻的火龍果種子，每種火龍果每次重復(fù)50粒，3次重復(fù)。將種子放入鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿中，在26 ℃的光照恒溫培養(yǎng)箱(PGX·250 C)中催芽，光周期為12 h，光照強(qiáng)度5 500 lx。不定期添加適量的蒸餾水，保持種子和濾紙的濕潤(rùn)。當(dāng)幼苗長(zhǎng)度為4.5～5 cm時(shí)移栽到育苗盤中(3 cm×3 cm×3 cm)，基質(zhì)為草炭、珍珠巖和蛭石，幼苗安置于冷棚中觀察。

1.3 方 法

發(fā)芽期間，每天記錄種子萌發(fā)情況及發(fā)芽粒數(shù)，一直到第14天。發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)為種子露白，胚根長(zhǎng)度 ≥2 mm。分別于播種第14天和幼苗移栽后第60天測(cè)定幼苗鮮重、幼苗長(zhǎng)度及幼苗根系總長(zhǎng)，每種火龍果隨機(jī)取10株，3次重復(fù)。播種第14天的幼苗鮮重取樣標(biāo)準(zhǔn)為胚根長(zhǎng)度≥2 mm的幼苗。

1.4 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析

采用SPSS 19.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和Duncan多重比較分析(p<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 3種火龍果種子發(fā)芽率比較

在整個(gè)發(fā)芽周期(14 d)中，紅皮紅肉火龍果種子發(fā)芽率一直高于紅皮白肉和黃皮白肉火龍果(圖1)。在發(fā)芽前期，紅皮白肉和紅皮紅肉火龍果種子發(fā)芽率增長(zhǎng)較快，此后，增速逐漸減慢，在播種后第12天到第13天時(shí)，2種火龍果所有種子均已發(fā)芽，發(fā)芽率達(dá)到(100±0.00)%(圖1)。黃皮白肉火龍果在播種后第4天以前未見種子發(fā)芽，此后一直到第14天，其發(fā)芽率增長(zhǎng)速度較其它2種火龍果一直較低(圖1)，最終發(fā)芽率僅為(62.67±0.58)%。

圖1 3種火龍果種子發(fā)芽率

2.2 3種火龍果幼苗形態(tài)差異顯著性分析

在播種后第14天，黃皮白肉火龍果幼苗鮮重顯著高于紅皮白肉和紅皮紅肉火龍果，其中紅皮白肉火龍果幼苗鮮重最低，3種火龍果之間幼苗鮮重差異顯著(表1)。在幼苗移栽后第60天，黃皮白肉火龍果幼苗鮮重和幼苗長(zhǎng)度顯著高于紅皮白肉和紅皮紅肉火龍果，但紅皮白肉和紅皮紅肉火龍果之間的幼苗鮮重和幼苗長(zhǎng)度差異不顯著(表2)。此外，3種火龍果之間的根系總長(zhǎng)差異不顯著(表2)。

表1 播種后第14天紅皮白肉、紅皮紅肉及黃皮白肉火龍果的幼苗鮮重差異顯著性分析

性狀物種紅皮白肉火龍果紅皮紅肉火龍果黃皮白肉火龍果幼苗鮮重(mg)25．57±2．41a34．23±0．25b59．50±0．20c

注:不同小寫字母表示差異顯著(Duncan多重比較分析，p<0.05)。下同。

表2 幼苗移栽后第60天紅皮白肉、紅皮紅肉及黃皮白肉火龍果的幼苗鮮重、幼苗長(zhǎng)度和根總長(zhǎng)度差異顯著性分析

性狀物種紅皮白肉火龍果紅皮紅肉火龍果黃皮白肉火龍果幼苗鮮重(mg)47．70±10．46a50．50±10．95a205．90±15．05b幼苗長(zhǎng)度(mg)21．66±4．92a15．46±4．35a39．57±11．27b根總長(zhǎng)度(mm)17．38±0．21a17．16±0．30a17．37±0．29a

3 結(jié)論與討論

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，3種火龍果的發(fā)芽率具有差異。前人實(shí)驗(yàn)研究表明，黃皮白肉火龍果為四倍體(2 n=4 x=44)，而紅皮白肉和紅皮紅肉火龍果為二倍體(2 n=2 x=22)[12-13]。多倍體植物的種子通常比二倍體植物的種子發(fā)芽率更高[14]，但本實(shí)驗(yàn)黃皮白肉火龍果種子發(fā)芽率低于紅皮白肉和紅皮紅肉火龍果。其原因可能是因?yàn)辄S皮白肉火龍果細(xì)胞在減數(shù)分裂后期染色體行為常常發(fā)生異常變化，使花粉和種子活力下降，甚至?xí)霈F(xiàn)畸形幼苗[1]，這種現(xiàn)象導(dǎo)致了黃皮白肉火龍果種子較之紅皮白肉和紅皮紅肉火龍果種子在生理、生化及分子層面產(chǎn)生紊亂，最終使得發(fā)芽延遲，發(fā)芽率低。

前人研究結(jié)果還顯示，多倍體植物在幼苗生長(zhǎng)階段要比二倍體植物具有更強(qiáng)的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)[14-16]，這一觀點(diǎn)在本實(shí)驗(yàn)中也得到了相應(yīng)證明。在幼苗移栽后第60天，黃皮白肉火龍果幼苗鮮重和幼苗長(zhǎng)度顯著高于紅皮白肉和紅皮紅肉火龍果。但在幼苗移栽后第60天，黃皮白肉火龍果根系總長(zhǎng)與紅皮白肉和紅皮紅肉火龍果之間差異并不顯著。大田栽培研究表明，以紅皮白肉或紅皮紅肉火龍果為砧木的黃皮白肉火龍果成年植株要比自生根的黃皮白肉火龍果成年植株生長(zhǎng)更加旺盛[12]，其原因是黃皮白肉火龍果成年植株根系較之紅皮白肉和紅皮紅肉火龍果并不發(fā)達(dá)。綜合上述研究，可以推測(cè)隨著幼苗的生長(zhǎng)，黃皮白肉火龍果的根系生長(zhǎng)勢(shì)將逐漸落后于紅皮白肉和紅皮紅肉火龍果，最終在植株成年時(shí)，其根系生長(zhǎng)量被其它2種火龍果超越。

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Seed Germination and Seedling Morphology of Three Cultivated Pitaya(Hylocereusundatus,Hylocereuspolyrhizus,andSelenicereusmegalanthus)

GEYu1,DINGZheli1,CHENGZhihao1,ZHENGWei1,CAOJianqiu2,HUFuchu3,HANLina1
(1.Haikou Experimental Station,Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences,Haikou 570102,China;2.College of Horticulture and Landscape Architecture,Hainan University,Haikou 570228,China；3.Institute of Tropical Fruit Tree/Key Laboratory of Tropical Fruit Tree Biology of Hainan Province,Hainan Academy of Agricultural Sciences,Haikou 571100,China)

Hylocereusundatus,H.polyrhizus,andSelenicereusmegalanthuspossessed higher economic value.Identification of the differences in seed germination and the seedling morphology will contribute to the efficient breeding and planting of three cultivated pitaya.A series of seed germination and seedling morphology experiments were conducted to investigate differences in the parameters among Hylocereus undatus,H.polyrhizus,and Selenicereus megalanthus.Results indicated thatH.undatusandH.polyrhizushad significantly higher seed germination percentage thanS.megalanthusunder the same treatment conditions,however they had significantly lower seedling fresh weight thanS.megalanthuson the 14thday after pregermination.Seedling fresh weight and seedling length ofS.megalanthuswere significantly higher than those ofH.undatusandH.polyrhizus,but no differences were presented in the root total length of the seedlings amongH.undatus,H.polyrhizus,andS.megalanthuson the 60thday after seedling transplantation.

seed germination; seedling morphology;Hylocereusundatus;Hylocereuspolyrhizus;

2017-01-09

海南自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“硝酸銨鈣對(duì)火龍果生長(zhǎng)及鈣利用效率的影響”(317227)；海南耕地改良關(guān)鍵技術(shù)研究與示范專項(xiàng)項(xiàng)目“耕地修復(fù)改良與高效施肥技術(shù)研究與示范推廣”(HNGDxf 2015)；海南省農(nóng)業(yè)科技服務(wù)體系建設(shè)專項(xiàng)項(xiàng)目“香蕉枯萎病綜合防控技術(shù)示范與推廣”(HNNYKJSJ 201544)。

葛 宇(1982—)，男，遼寧省鞍山市人；博士，助理研究員，研究方向：園藝植物生物技術(shù)；E-mail：geyu@catas.cn。

韓麗娜，主要從事新型肥料研制及高效栽培生理等方面研究；E-mail：lnhan412@163.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.07.022

Q 949.759.9

A

1001-4705(2017)07-0022-03