不同濃度蔗糖和山梨醇對(duì)萬壽菊種子萌發(fā)的影響

慕彪彪

摘要：以萬壽菊的種子為試驗(yàn)材料，用10、20、50、100、150、200 mmol/L的蔗糖溶液和10、50、200 mmol/L的山梨醇溶液對(duì)萬壽菊種子進(jìn)行浸種處理，結(jié)果表明，10～50 mmol/L的蔗糖溶液可顯著提高萬壽菊種子的發(fā)芽率，50～100 mmol/L的蔗糖溶液延緩萬壽菊種子的萌發(fā)進(jìn)程，150、200 mmol/L的蔗糖溶液阻礙萬壽菊種子萌發(fā)；10、50、200 mmol/L的山梨醇溶液均抑制萬壽菊種子萌發(fā)，隨著山梨醇濃度增大，其抑制作用越強(qiáng)。通過與同濃度的山梨醇對(duì)比可知，不同濃度的蔗糖溶液對(duì)萬壽菊種子萌發(fā)進(jìn)程影響不同，且不完全由滲透壓的變化引起。

關(guān)鍵詞：萬壽菊；種子萌發(fā)；蔗糖；山梨醇

中圖分類號(hào)：S681.9 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-1463（2018）10-0051-04

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2018.10.016

Effects of Sucrose and Sorbitol of Different Concentrations on Germination of Marigold Seeds

MU Biaobiao

（Lanzhou Ecological Forestry Experiment Site， Lanzhou Gansu 730030， China）

Abstract：Marigold seeds used as test materials were soaked in 10， 20， 50， 100， 150， 200 mmol/L sucrose solution and 10， 50， 200 mmol/L sorbitol solution. The results showed that 10～50 mmol/L sucrose significantly increased the germination rate of marigold seed， 50～100 mmol/L sucrose delayed the germination process of marigold seed， 150，200 mmol/L sucrose blocked marigold seed germination； 10， 50 mmol/L sorbitol solution innibited the germination of marigold seeds with the increase of the concentration of sorbitol， the inhibitory effect was stronger. By comparing with the same concentration of sorbitol，it can be seen that different concentrations of sucrose have different effects on the germination process of marigold seeds， and are not completely caused by changes in osmotic pressure.

Key words：Marigold；Seed germination；Sucrose；Sorbitol

萬壽菊（Tagetes erecta）屬菊科萬壽菊屬一年生草本植物[1 - 2 ]，別名臭芙蓉、蜂窩菊、金盞花等[3 ]，原產(chǎn)墨西哥及美洲地區(qū)。萬壽菊葉呈羽狀分裂，頭狀花序單生，花期為7—10月份[4 - 5 ]。其花可入藥，味苦性涼，可化痰止咳、祛風(fēng)保健、具有清熱解毒的功效，是我國(guó)傳統(tǒng)的中藥材[6 ]。萬壽菊還可以補(bǔ)充人體所需的多種微量元素，對(duì)機(jī)體細(xì)胞的新陳代謝和酶調(diào)節(jié)具有一定影響[7 ]。萬壽菊無臭、無污染及無毒副作用，被廣泛運(yùn)用于建筑業(yè)、化工業(yè)、裝修、食品飲料及洗滌化妝業(yè)[8 ]，因此提高萬壽菊種子的萌芽率有著很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和研究?jī)r(jià)值[9 ] 。

目前，有學(xué)者對(duì)萬壽菊種子發(fā)芽進(jìn)行了研究，如模擬酸雨、融雪劑、沼澤浸種、CO2濃度升高、鹽分及溫度對(duì)萬壽菊種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)的影 響[5 - 6，10 - 12 ]，而對(duì)外源蔗糖和山梨醇對(duì)萬壽菊種子萌發(fā)的影響研究較少。有研究表明，通過外源物質(zhì)浸種可以調(diào)控種子萌發(fā)，植物種子萌發(fā)后，植株是否正常生長(zhǎng)則視其自養(yǎng)生長(zhǎng)的能力而定。在植物自養(yǎng)和異養(yǎng)的轉(zhuǎn)折期間，光合機(jī)構(gòu)雖然已有光合能力，但植物仍以異養(yǎng)的方式生長(zhǎng)，這一轉(zhuǎn)折階段是植物生長(zhǎng)的一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期，在種子萌發(fā)期間，儲(chǔ)藏物質(zhì)的分解要保證正在發(fā)育的幼苗的能量和碳架供應(yīng)[13 ]，而蔗糖和山梨醇作為植物體內(nèi)非結(jié)構(gòu)性碳水化合物，能調(diào)節(jié)細(xì)胞的滲透勢(shì)，為植物提供能量，利于其正常生長(zhǎng)[14 ]。外源蔗糖和山梨醇作為植物體內(nèi)信號(hào)分子和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)對(duì)植物種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生一定影響。山梨醇作為一種重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，對(duì)植物種子萌發(fā)具有一定影響[15 ]；蔗糖作為信號(hào)分子可以調(diào)控種子的萌發(fā)過程，并且會(huì)對(duì)早期幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生影響[16 ]。筆者用不同濃度蔗糖溶液浸種處理來調(diào)控萬壽菊種子的萌發(fā)，以期為外源蔗糖對(duì)萬壽菊種子萌發(fā)的適宜浸種濃度提供參考，并且為考究外源蔗糖對(duì)萬壽菊種子萌發(fā)的影響是否由滲透壓引起，同時(shí)進(jìn)行了不同濃度山梨醇溶液對(duì)萬壽菊種子浸種的發(fā)芽試驗(yàn)，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試萬壽菊種子由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供，千粒重為（0.363±0.004）g。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 種子處理 選取籽粒相對(duì)飽滿且完整的萬壽菊種子，用1 g/L的KMnO4溶液浸泡消毒30 min，蒸餾水沖洗3遍，放入大燒杯在35～40 ℃溫水中浸泡2 h [17 ]。隨后晾干備用。

1.2.2 蔗糖溶液浸種 蔗糖溶液濃度依次為10、20、50、100、150、200 mmol/L，以蒸餾水浸種為對(duì)照（CK），共7個(gè)處理。浸種8 h后用蒸餾水洗凈，播種在鋪有濾紙的培養(yǎng)皿中，置于室內(nèi)恒溫25 ℃條件下進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，各處理均3次重復(fù)，每重復(fù)50粒種子。

1.2.3 山梨醇溶液浸種 選取濃度為10、50、200 mmol/L的山梨醇溶液浸種，以蒸餾水浸種為對(duì)照（CK），共4個(gè)處理。浸種8 h后用蒸餾水洗凈，播種在鋪有濾紙的培養(yǎng)皿中，置于室內(nèi)恒溫25 ℃條件下進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，各處理均3次重復(fù)，每重復(fù)50粒種子。

1.2.4 觀測(cè)指標(biāo) 分別在催芽12、24、36、48、60 h時(shí)統(tǒng)計(jì)發(fā)芽種子數(shù)目，發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)為胚根長(zhǎng)1 mm，計(jì)算發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)。

發(fā)芽率=（發(fā)芽種子數(shù)/參試種子數(shù)） ×100%

發(fā)芽指數(shù)=∑（Gt/Dt），其中Gt為處理后第t日的發(fā)芽數(shù)，Dt為相對(duì)應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，分別對(duì)不同濃度蔗糖溶液和山梨醇溶液的處理結(jié)果進(jìn)行方差分析，并用Excel 2003繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度蔗糖溶液對(duì)萬壽菊種子萌發(fā)的影響

2.1.1 對(duì)種子發(fā)芽率的影響 由表1可見，蔗糖溶液濃度為10、20 mmol/L時(shí)可顯著提高萬壽菊種子的發(fā)芽率，尤其蔗糖溶液濃度為10、20 mmol/L時(shí)對(duì)萬壽菊種子萌發(fā)的促進(jìn)作用最強(qiáng)。蔗糖溶液濃度為50、100 mmol/L時(shí)延緩了萬壽菊種子的萌發(fā)進(jìn)程；蔗糖溶液濃度為150、200 mmol/L時(shí)阻礙萬壽菊種子萌發(fā)，發(fā)芽率明顯降低。

2.1.2 對(duì)種子發(fā)芽指數(shù)的影響 由圖1可見，10～50 mmol/L的蔗糖濃度下的萬壽菊種子發(fā)芽指數(shù)變化明顯，且幅度較大。其中以20 mmol/L蔗糖濃度下的發(fā)芽指數(shù)最高，50～200 mmol/L的蔗糖濃度下發(fā)芽指數(shù)變化緩慢。

2.2 不同濃度山梨醇溶液對(duì)萬壽菊種子萌發(fā)的影響

2.2.1 對(duì)種子發(fā)芽率的影響 由表2可見，在催芽12～24 h和48～60 h時(shí)，各處理萬壽菊種子的發(fā)芽率變化最大；催芽60 h后，山梨醇溶液濃度為10、50 mmol/L時(shí)的種子發(fā)芽率與對(duì)照無顯著差異，而山梨醇溶液濃度為200 mmol/L時(shí)種子發(fā)芽率比對(duì)照顯著降低，說明用該濃度山梨醇溶液浸種抑制了種子的發(fā)芽過程。

2.2.2 對(duì)種子發(fā)芽指數(shù)的影響 由圖2可見，催芽1.5～2.5 d時(shí)，萬壽菊種子的發(fā)芽指數(shù)變化較明顯，2.0～2.5 d時(shí)間段發(fā)芽指數(shù)增長(zhǎng)幅度最大。整個(gè)催芽過程中，50 mmol/L山梨醇溶液浸種的種子發(fā)芽指數(shù)與對(duì)照差異不大，而200 mmol/L山梨醇溶液比對(duì)照顯著降低，說明該濃度對(duì)種子萌發(fā)過程具有一定的抑制作用。

3 小結(jié)與討論

蔗糖不僅是植物光合同化物與能量運(yùn)輸及儲(chǔ)藏的形式，而且能被植物細(xì)胞感知，進(jìn)而調(diào)控基因和影響生理生化過程[18 ]，調(diào)控種子的萌發(fā)過 程[19 ]。研究表明，外源蔗糖對(duì)種子萌發(fā)兼有抑制和促進(jìn)兩種效應(yīng)[14 ]。本研究發(fā)現(xiàn)整個(gè)催芽過程中，外源蔗糖濃度在10 mmol/L和20 mmol/L時(shí)種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)均顯著高于蒸餾水對(duì)照，50 mmol/L蔗糖處理的種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)與蒸餾水對(duì)照相比無顯著差異。100～200 mmol/L下種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)顯著低于蒸餾水對(duì)照。即蔗糖濃度為10～50 mmol/L時(shí)的各處理都不同程度促進(jìn)了萬壽菊種子萌發(fā)進(jìn)程，在高濃度蔗糖處理100～200 mmol/L時(shí)才表現(xiàn)出推遲種子萌發(fā)效應(yīng)。

與同濃度蔗糖溶液處理相比，濃度為10、50 mmol/L的山梨醇溶液浸種后種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)并未高于蒸餾水對(duì)照，對(duì)萬壽菊種子萌發(fā)并無明顯的促進(jìn)作用。且10 mmol/L山梨醇處理下各指標(biāo)與對(duì)照無差異，50 mmol/L山梨醇溶液浸種后反而對(duì)萬壽菊種子萌發(fā)的進(jìn)程有一定的抑制作用，200 mmol/L的山梨醇溶液浸種后種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)均顯著低于蒸餾水對(duì)照，對(duì)種子萌發(fā)抑制作用最強(qiáng)。

比較不同濃度外源蔗糖溶液和山梨醇溶液對(duì)萬壽菊種子的發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)果可以看出，山梨醇溶液浸種后種子所表現(xiàn)的促進(jìn)與延遲效應(yīng)與同濃度的蔗糖溶液浸種不同。這與劉麗萍[14 ]報(bào)道高濃度外源蔗糖不能阻止種子萌發(fā)，但能顯著延遲種子萌發(fā)進(jìn)程的結(jié)果有所差異。用同濃度的山梨醇溶液處理種子卻無此現(xiàn)象，說明外源蔗糖影響萬壽菊種子萌發(fā)不完全由滲透壓決定。不同濃度的蔗糖溶液浸種對(duì)萬壽菊種子萌發(fā)進(jìn)程影響不同，其中以濃度為10、20 mmol/L時(shí)對(duì)萬壽菊種子萌發(fā)的促進(jìn)作用最強(qiáng)，且萬壽菊種子萌發(fā)不完全由滲透壓的變化引起，這與To JPC等[20 ]、Ullah H等[21 ]報(bào)道的蔗糖對(duì)種子萌發(fā)的影響不完全是由滲透壓變化引起的結(jié)果一致。

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（本文責(zé)編：鄭立龍）