外界因素處理對吊瓜種子發(fā)芽率的影響

孫慧仙，郝培應(yīng)，王為民，陳華夫

（1.中國計量學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，浙江杭州，310018；2.浙江諸暨市華夫吊瓜研究所）

外界因素處理對吊瓜種子發(fā)芽率的影響

孫慧仙1，郝培應(yīng)1，王為民1，陳華夫2

（1.中國計量學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，浙江杭州，310018；2.浙江諸暨市華夫吊瓜研究所）

針對生產(chǎn)中吊瓜籽萌發(fā)困難的問題，利用室內(nèi)模擬試驗，研究了種皮、光照、溫度、赤霉素（GA3）、聚乙二醇（PEG）以及吊瓜種子提取物等因素對吊瓜種子發(fā)芽率的影響，以期探討適宜吊瓜種子發(fā)芽的最佳條件。研究結(jié)果表明，吊瓜種子的提取物對吊瓜種子的萌發(fā)無抑制作用，光照對吊瓜種子萌發(fā)有顯著抑制作用，GA3和 PEG浸種處理對去皮吊瓜種子萌發(fā)有一定促進作用；去除種皮結(jié)合25℃～35℃變溫處理最有利于吊瓜種子的萌發(fā)，萌發(fā)率達82.3%。

吊瓜；發(fā)芽率；光照；溫度；赤霉素；聚乙二醇；種子提取物

吊瓜，學(xué)名栝樓 （Trichosanthes kirilowiiMaxim），屬葫蘆科，多年生草質(zhì)藤本植物，雌雄異株，生長在海拔100～1 800 m，氣候溫潤的山谷密林和坡地灌叢中。據(jù)《本草綱目》、《中藥大辭典》等中醫(yī)藥文獻記載，吊瓜籽、果實、根均可入藥。吊瓜果實入藥稱全栝樓，有潤肺祛痰、利氣寬胸等功效[1]；吊瓜籽入藥稱栝樓仁，具有散結(jié)消癰、潤腸通便的功效；塊根入藥稱天花粉，具有清熱瀉火、生津止渴、排膿消腫的功效[2]。

吊瓜籽含有豐富的角鯊烯（22.7%），其籽油中亞油酸含量約為33.6%，顯著高于橄欖油（8.48%）和菜籽油（13.03%），是一種優(yōu)良的保健食品[3]。由于吊瓜藥食同源，經(jīng)濟價值高，開發(fā)潛力大，近年來在浙江湖州、長興等地已大面積種植。但生產(chǎn)中利用吊瓜種子進行繁殖時，存在種子萌發(fā)困難、發(fā)芽時間長、出芽不齊等問題，此外，浸種過程中易造成二次休眠。目前種植區(qū)多采用無性分根繁殖，然而無性繁殖存在著繁殖系數(shù)低、種質(zhì)易退化等缺點。針對吊瓜種子萌發(fā)困難的問題，本試驗研究了種皮、光照、溫度、赤霉素、聚乙二醇以及種子提取物對吊瓜種子發(fā)芽率的影響，以期探討適宜吊瓜種子發(fā)芽的最佳條件，從而為吊瓜的規(guī)范化栽培提供一定的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為吊瓜種子花山2號，由浙江省諸暨市華夫吊瓜研究所提供。供試藥劑為TTC（2，3，5-三苯基氯化四唑），GA3（赤霉素），PEG（聚乙二醇），均為國產(chǎn)試劑。

1.2 試驗方法

參照國際種子檢驗協(xié)會（ISTA1996）規(guī)定的方法，用0.5%TTC（pH值6.8）于30℃下染色1 h后統(tǒng)計種子的染色情況[4]，測定種子的生活力。

①種皮、溫度、光照對種子發(fā)芽率的影響 設(shè)置完整種子（A）和去皮種子（B）2組處理，每組處理各取一半的種子，進行不同溫度的浸種和發(fā)芽處理：a.室溫水浸泡24 h后，將種子分別置于25℃進行恒溫培養(yǎng)（AC1、BC1）和變溫培養(yǎng)（AC2、BC2）。b.40℃水浴浸泡4 h→室溫水浸泡24 h→室內(nèi)晾干種子后，將種子分別置于30℃進行恒溫培養(yǎng)（AD1、BD1）和變溫培養(yǎng)（AD2、BD2）。變溫培養(yǎng)循環(huán)周期為24 h，每個循環(huán)周期溫度設(shè)置為25℃（6 h）、30℃（6 h）、35℃（6 h）、30℃（6 h）。每一組的種子再平均分成2個處理組，分別為光照組和避光培養(yǎng)組。

②GA3處理對吊瓜種子萌發(fā)的影響 在試驗①的基礎(chǔ)上，選擇發(fā)芽率最高的處理，用不同濃度的 GA3（0，25，50，100，200，400 mg/L）處理后進行測試。將種子分成2組：a.從浸種到培養(yǎng)整個過程均使用GA3溶液處理；b.僅浸種時用GA3溶液處理，培養(yǎng)時則改用蒸餾水。每天定時觀察發(fā)芽粒數(shù)，25 d后，計算種子萌發(fā)率。

表1 溫度、光照和去種皮處理對吊瓜種子發(fā)芽率的影響

③PEG處理對吊瓜種子發(fā)芽率的影響 在試驗①的基礎(chǔ)上，選擇發(fā)芽率最高的處理組，分別用濃度為0.05，0.15，0.30 g/mL的 PEG-600和 PEG-6000溶液對吊瓜種子進行浸種處理。每天定時觀察發(fā)芽粒數(shù)，25 d后計算種子發(fā)芽率。

④吊瓜種子內(nèi)源抑制物活性測定 取去皮的吊瓜種子20 g，磨碎后分別用蒸餾水、石油醚和乙酸乙酯提取。石油醚和乙酸乙酯采用索氏提煉法，減壓蒸餾濃縮除去溶劑，然后加水定容至100 mL（可加少許吐溫80乳化），提取液濃度為0.2 g/mL。蒸餾水提取時，室溫振蕩 2 h后用普通濾紙過濾，取濾液備用，以等量水加少許吐溫80作為對照。將對照、石油醚提取液、乙酸乙酯提取液和水提取液分別倒入直徑為90 mm的培養(yǎng)皿中，每皿100粒吊瓜種子，置于25℃恒溫培養(yǎng)箱中避光培養(yǎng)24 h后，測定發(fā)芽率。另取前述萌發(fā)試驗中發(fā)芽率最高處理組吊瓜種子作為試驗材料進行萌發(fā)抑制物試驗。每個處理3次重復(fù)。

⑤發(fā)芽率計算 發(fā)芽率/%=（發(fā)芽種子粒數(shù)/總粒數(shù)）×100%。試驗數(shù)據(jù)用 SPSS 11.5軟件進行Tukey顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 吊瓜種子活力測定

TTC法因不受種子休眠狀態(tài)影響，能夠簡便、準(zhǔn)確、快速地測出種子活力，被廣泛應(yīng)用。經(jīng)檢驗，供試種子活力達100%，其原因可能是試驗所用種子為華夫吊瓜研究所當(dāng)季收獲精選的留種用種子。

2.2 溫度、光照和去皮處理對吊瓜種子發(fā)芽率的影響

如表1所示，與完整種子 A組相比，去皮處理（B組）能夠顯著提高吊瓜種子的發(fā)芽率。在避光條件下，去皮種子用變溫浸種加變溫培養(yǎng)（BD2）后，發(fā)芽率達 82.3%；在光照處理條件下，發(fā)芽率最高的BD2處理組發(fā)芽率也顯著降低，僅有38.9%，說明光照對吊瓜種子萌發(fā)有顯著的抑制作用。溫度對吊瓜種子的萌發(fā)也有顯著的影響，40℃高溫浸種結(jié)合25～35℃變溫處理，種子發(fā)芽率顯著高于 25℃恒溫培養(yǎng)的處理，并且對去皮吊瓜種子的促進作用顯著高于完整種皮組。

2.3 GA3處理對吊瓜種子發(fā)芽率的影響

如圖1A所示，與對照（81.2%）相比，避光條件下，用不同濃度GA3浸種，再用蒸餾水培養(yǎng)對吊瓜種子萌發(fā)無顯著促進作用。而浸種萌發(fā)過程中均使用GA3的處理條件下，僅25 mg/L GA3處理對吊瓜種子的萌發(fā)（85.7%）有促進作用，其他處理組隨著GA3濃度的提高，對吊瓜種子萌發(fā)的抑制作用逐漸加強，濃度大于200 mg/L的GA3處理基本抑制了種子萌發(fā)（圖1B）。

2.4 PEG處理對吊瓜種子發(fā)芽率的影響

以不同分子量和不同濃度PEG溶液對吊瓜種子進行浸種處理，0.15 g/mL PEG-6000處理的效果最好，萌發(fā)率達到83.6%，但與對照組（81.2%）相比無顯著性差異（圖2）。

圖1 GA3處理對吊瓜種子發(fā)芽率的影響

圖2 PEG處理對吊瓜種子萌發(fā)的影響

2.5 吊瓜種子內(nèi)源抑制物活性測定

觀測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與對照相比，水提取物、乙酸乙酯提取物及石油醚提取物對吊瓜種子的萌發(fā)無明顯的抑制作用。

3 結(jié)論與討論

充足的水分、適宜的溫度和足夠的氧氣是種子發(fā)芽必不可少的3個基本條件。活種子在適宜的萌發(fā)條件下仍不能發(fā)芽的現(xiàn)象稱為種子休眠，是植物重要的適應(yīng)特性之一。種子休眠的原因一是內(nèi)源性休眠，即胚本身的原因造成的，包括胚發(fā)育未完成、缺少必須的激素或存在抑制萌發(fā)的化學(xué)物質(zhì)，用低溫層積、變溫處理、干燥、激素處理等方法可解除。二是外源性休眠，大多是因為種皮不透水、不透氣或機械阻力等造成，這類種子只要在適宜的水分、溫度和氧氣條件下，種子很快就能發(fā)芽。三是綜合類休眠，是由內(nèi)外源因素相互作用導(dǎo)致[6]。多數(shù)具有堅硬外殼的種子，萌發(fā)相對困難，在生產(chǎn)上表現(xiàn)為種子萌發(fā)質(zhì)量不高、發(fā)芽率低等。本試驗結(jié)果表明，去皮吊瓜種子的最大萌發(fā)率為82.3%，顯著高于相同條件下完整種子的萌發(fā)率（38.9%）；而內(nèi)源抑制性物質(zhì)試驗表明，吊瓜種子中基本不含有抑制萌發(fā)的物質(zhì)存在。以此可以推斷出外種皮的機械阻礙作用是導(dǎo)致吊瓜種子萌發(fā)困難的主要原因。

種子萌發(fā)是植物生命的初始階段，其發(fā)育初期形態(tài)建成和器官發(fā)育分化所需的能量和原料主要依賴于自身儲備營養(yǎng)物質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化等代謝，而這些轉(zhuǎn)化都必須以水的適度供應(yīng)為前提。采用變溫浸種處理種子，可促進種皮破裂，改變其透氣性，以滿足種子吸脹階段所需要的水分和氧氣，從而促進種子內(nèi)部的生理生化進程，最終起到促進發(fā)芽的作用。試驗結(jié)果表明，在避光條件下，變溫浸種的完整種子和去皮種子的萌發(fā)率分別為38.9%和82.3%，顯著高于常溫浸種處理中完整種子13.9%和去皮種子52.8%的萌發(fā)率。

水是種子萌發(fā)的必備條件之一，水分滲入種子的動態(tài)進程影響種子萌發(fā)。PEG浸種后，可以降低種子萌發(fā)最初的水勢，改變水分滲透平衡，從而起到改變種子某些萌發(fā)生理生化反應(yīng)，促進萌發(fā)。試驗結(jié)果表明，與對照（82.3%）比較，15%PEG-6000處理對吊瓜種子的萌發(fā)（83.6%）具有一定的促進作用。

影響種子休眠或發(fā)芽的內(nèi)因，與種子本身是否發(fā)育完全、是否含有內(nèi)源性抑制物質(zhì)，以及與內(nèi)源激素如GA3、生長素（IAA）、細(xì)胞分裂素（CK）和萌發(fā)抑制物質(zhì)脫落酸（ABA）的平衡和消長有關(guān)。已有的研究表明，GA3可以通過誘導(dǎo)與萌發(fā)相關(guān)基因的表達，如促進種子糊粉層中 α-淀粉酶的新合成，加速淀粉的水解等作用促進種子萌發(fā)[7,8]。本試驗僅發(fā)現(xiàn)用25 mg/L GA3持續(xù)培養(yǎng)處理對去皮吊瓜種子的萌發(fā)有輕微（85.7%）的促進作用，而其他較高濃度的GA3處理對吊瓜種子的萌發(fā)有明顯的抑制作用，可能是外源的 GA3擾亂了吊瓜種子內(nèi)部的激素平衡。

通過去皮結(jié)合變溫處理，吊瓜種子的萌發(fā)率最高，為82.3%，但仍不能達到100%，而種子活力測定為100%，可能因為試驗用種子為當(dāng)季收獲的種子，其胚本身發(fā)育不完全。

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Effects of External Factor Treatments on Seeds Germination Rate of Trichosanthes kirilowiiMaxim

SUN Huixian1,HAO Peiying1,WANG Weimin1,CHEN Huafu2
(1.College of Life Science,China Jiliang University,Hangzhou 31008; 2.Huafu Trichosanthes kirilowii Maxim Research Institute)

To explore suitable conditions for germination ofTrichosanthes kirilowiiMaxim seeds,some factors,such as,removing the seed testa,light,temperature,gibberellin (GA3),polyethylene glycol(PEG),seed extraction,and so on,were studied in room condition.The results showed that the treatment of seed extraction had no effect on seed germination, however,in contrast to the light that inhibited the germination of seed,GA3and PEG played a certain role in promoting the seed germinate.The seeds germination rate reached the highest level of 82.3%,when seeds were removed the testa and given a suitable temperature of 25℃-35℃.

Trichosanthes kirilowii Maxim;Germination rate;Light;Temperature;GA3;PEG;Seed extraction

10.3865/j.issn.1001-3547.2011.08.011

孫慧仙（1988-），女，本科，研究方向為生物工程

王為民（1970-），通信作者，男，博士，副教授，研究方向為藥學(xué)，電話：0571-86914442，13605819942，E-mail：wwm@cjlu.edu.cn

2011-03-25