微生物營(yíng)養(yǎng)劑對(duì)峨眉薔薇種子萌發(fā)的影響1)

韓倩 王澤翻 鄭燕 楊恒 曾凡景 李亞奇 趙惠恩

(北京林業(yè)大學(xué)，北京，100083)

趙世偉 劉恒星

(北京植物園)

峨眉薔薇(Rosa omeienisis)為薔薇科薔薇屬植物，分布區(qū)域廣泛，四川、湖北、陜西、寧夏、甘肅、青海、西藏地區(qū)均有發(fā)現(xiàn)，海拔750～4 000 m，多數(shù)生長(zhǎng)在山坡上、山腳下或者灌木叢中［1］。屬?gòu)V布種，適應(yīng)性強(qiáng)，抗病抗逆性強(qiáng)。直立灌木，株高3～4 m，枝、干、花、果各具特色，小枝紅褐色，皮刺寬扁透亮，十分特別;果倒卵形似棒槌狀，色澤鮮紅艷麗，又稱(chēng)山石榴、刺石榴?？捎糜谕ピ河^賞綠化，同時(shí)也是月季抗性育種的重要種質(zhì)資源。根、花和果實(shí)可供藥用，有止血、止痢等功效［2］;根皮含鞭質(zhì) 16%，可提制拷膠;花可提取芳香油，果實(shí)可食亦可釀酒，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高。因峨眉薔薇性狀優(yōu)良，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，目前野生資源被大量開(kāi)采，種群數(shù)量銳減，亟待保護(hù)［3］。韓益［4］研究發(fā)現(xiàn)，荷花薔薇及野薔薇的實(shí)生苗比扦插苗有更強(qiáng)的抗病性。薔薇實(shí)生苗可為月季生產(chǎn)提供良好的砧木，而砧木對(duì)月季切花的產(chǎn)量及品質(zhì)有很大的影響［5］。

種子是植物繁殖的重要器官，也是月季雜交育種的關(guān)鍵途徑之一，因此，研究峨眉薔薇種子萌發(fā)具有重要的實(shí)際意義。然而，由于種皮堅(jiān)硬及內(nèi)源激素的影響，薔薇屬種子具有較深的休眠，不易通過(guò)種子萌發(fā)獲得幼苗［6－8］。研究表明，冷藏對(duì)打破休眠促進(jìn)薔薇種子萌發(fā)具有重要作用［6］，［9－13］。

徐本美等［14］用濃硫酸處理峨眉薔薇種子，萌發(fā)率僅為1.3%，研究發(fā)現(xiàn)峨眉薔薇種殼占種子總質(zhì)量的85.5%，但透水性良好;張景峰［15］在試驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)峨眉薔薇種皮較厚，但種子仍舊可以吸水。通過(guò)進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，峨眉薔薇種皮及種胚中ABA(脫落酸)的含量偏高，分析認(rèn)為可能是導(dǎo)致種子休眠的重要原因，基于此，對(duì)種子進(jìn)行了一系列處理，種子萌發(fā)率有所提高，25%PEG浸種處理48 h，萌發(fā)率最高為15%，發(fā)芽率普遍偏低。目前尚未有人探究過(guò)微生物對(duì)峨眉薔薇種子萌發(fā)的影響。

Morpeth et al.［16］在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，適宜的條件下，微生物對(duì)月季種子萌發(fā)具有不可或缺的作用。但目前尚未有人針對(duì)峨眉薔薇種子上的微生物進(jìn)行研究處理，種子上帶有多種微生物，包括細(xì)菌、真菌等異養(yǎng)微生物，屬內(nèi)源微生物?；诖?，本試驗(yàn)首次通過(guò)探討適合微生物生長(zhǎng)繁殖的營(yíng)養(yǎng)劑配方，來(lái)促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)，增強(qiáng)其生命活動(dòng)，進(jìn)而促進(jìn)種子的萌發(fā)。本試驗(yàn)對(duì)營(yíng)養(yǎng)劑中碳源(蔗糖)及氮源(酵母膏)的質(zhì)量濃度組合進(jìn)行了探究，篩選出較合適的營(yíng)養(yǎng)劑配方，經(jīng)處理的峨眉薔薇種子萌發(fā)率普遍有顯著提高。從而為峨眉薔薇種子萌發(fā)提供了新技術(shù)，為人工播種育苗提供了理論基礎(chǔ)，且處理過(guò)程無(wú)污染，操作安全。

1 材料與方法

峨眉薔薇果實(shí)2010年8月份采集于西藏拉孜，隨后在國(guó)家花卉工程技術(shù)中心昌平基地進(jìn)行處理。去皮去肉后，將種子剝出，置于成水容器中，去除漂浮在水面的種子，其余種子取出備用。

2010年11月中旬將水選后的種子與濕沙(含水量30%)混合，混勻后裝于直徑20 cm的陶盆中，用報(bào)紙覆蓋盆口，埋于大田地下自然越冬，盆口距地面30 cm。2011年3月10日從基地取出沙藏種子，取3 000粒，分為30組，每組100粒，與濕沙混合，盛于直徑5 cm的小盆中，置于人工氣候箱中，溫度25℃，濕度70%，光照12 h，黑夜12 h，保持沙子濕潤(rùn)，做如下處理，營(yíng)養(yǎng)劑每20 d添加1次。每4 d統(tǒng)計(jì)1次萌發(fā)量，6月1日截止。

表1 峨眉薔薇生物營(yíng)養(yǎng)處理試驗(yàn)設(shè)計(jì)

如表1所示，完整營(yíng)養(yǎng)劑組合為AxByD，共9個(gè)組合，其中，D 為無(wú)機(jī)鹽配方:KH2PO41.5 g·L－1+FeSO4·7H2O 0.1 g·L－1+NH4NO30.7 g·L－1;對(duì)照組添加水，營(yíng)養(yǎng)劑每20 d施加1次。

C－對(duì)照組:不添加微生物營(yíng)養(yǎng)劑，試驗(yàn)條件同處理組;每組處理重復(fù)3次。

發(fā)芽率:發(fā)芽率=n/N×100%(其中:n為正常發(fā)芽粒數(shù);N為供試種子數(shù))。

發(fā)芽勢(shì):種子發(fā)芽達(dá)到高峰時(shí)正常發(fā)芽種子數(shù)與供試種子數(shù)的百分比，是衡量種子品質(zhì)的重要指標(biāo)，發(fā)芽率相同的種子，發(fā)芽勢(shì)高的處理效果好［17］。

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，對(duì)發(fā)芽量進(jìn)行方差分析和多重比較［18］29－41。

2 結(jié)果與分析

2.1 微生物對(duì)種子出苗時(shí)間的影響

2011年 3月 22日，處理組 A1B1D、A1B2D、A1B3D、A2B1D、A2B2D開(kāi)始萌發(fā)，3月28日處理組已全部開(kāi)始萌發(fā)，對(duì)照組4月6日開(kāi)始萌發(fā)。說(shuō)明微生物營(yíng)養(yǎng)劑對(duì)峨眉薔薇種子萌發(fā)具有顯著的促進(jìn)作用，可提前種子發(fā)芽的時(shí)間。此外，通過(guò)表2可以看出，處理組峨眉薔薇種子萌發(fā)率有了顯著的提高，對(duì)照組為 2.67%，與張景峰［15］及徐本美［14］等的試驗(yàn)結(jié)果一致;處理組則為5.67% ～39.67%，較兩人的試驗(yàn)結(jié)果15%、1.3%有了顯著地提高。

2.2 微生物營(yíng)養(yǎng)劑對(duì)種子發(fā)芽率的影響

分別統(tǒng)計(jì)各處理的種子萌發(fā)數(shù)量，各處理相應(yīng)的發(fā)芽率見(jiàn)表2。

表2 峨眉薔薇微生物處理發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)方差分析(表3)，微生物營(yíng)養(yǎng)劑中碳源(蔗糖)、氮源(酵母膏)對(duì)峨眉薔薇種子萌發(fā)的影響達(dá)到極顯著水平。其中碳源對(duì)種子萌發(fā)的影響比氮源的更為顯著，二者的交互效應(yīng)對(duì)種子萌發(fā)也有顯著的影響。根據(jù)方差分析的結(jié)果，為探討較適宜的蔗糖、酵母膏質(zhì)量濃度及二者的最佳組合，需對(duì)差異顯著的因子及交互作用進(jìn)行多重比較分析［18］35－40。

表3 微生物處理二因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)方差分析結(jié)果

2.2.1 A 因子多重比較

由表4可見(jiàn)，碳源對(duì)峨眉薔薇種子萌發(fā)率影響顯著，不同的蔗糖質(zhì)量濃度對(duì)萌發(fā)率的影響也有顯著差異。

最適蔗糖質(zhì)量濃度為 A1(5 g·L－1)，其次為A2、A3，隨著蔗糖質(zhì)量濃度的逐漸升高，萌發(fā)率逐漸降低，整體呈現(xiàn)一種反比的趨勢(shì)。

2.2.2 B 因子多重比較

由表4可見(jiàn)，氮源對(duì)峨眉薔薇種子萌發(fā)也有顯著影響，不同質(zhì)量濃度的酵母膏可顯著地增加種子的萌發(fā)率，B1(0.5 g·L－1)、B3(1.5 g·L－1)效果較好，二者間差異不顯著，B2(1 g·L－1)表現(xiàn)較前兩者差些，差異顯著。酵母膏的質(zhì)量濃度對(duì)種子萌發(fā)率的影響總體呈現(xiàn)先降后升的趨勢(shì)，適宜的酵母膏質(zhì)量濃度仍有待進(jìn)一步試驗(yàn)探討。

表4 A、B因子及AB交互作用多重比較

2.2.3 A×B處理組合的多重比較

由表4可見(jiàn)，不同質(zhì)量濃度的碳、氮組合對(duì)峨眉薔薇種子萌發(fā)率有顯著的促進(jìn)作用。A1B2、A1B1、A2B1組合表現(xiàn)較好，種子萌發(fā)率有了較大提高，與其他組合差異顯著;A3B3組合表現(xiàn)最差，而該組合中碳源、氮源質(zhì)量濃度分別為試驗(yàn)的最高值，這與單因子多重比較的結(jié)果一致，即較高的碳、氮質(zhì)量濃度不利于促進(jìn)峨眉薔薇種子萌發(fā)。其他組合間差異不顯著，但對(duì)種子萌發(fā)有一定的促進(jìn)作用。

3 結(jié)論與討論

本研究選用峨眉薔薇的種子做萌發(fā)研究，經(jīng)初步處理后低溫沙藏，自然越冬打破其休眠后，選用不同質(zhì)量濃度的微生物營(yíng)養(yǎng)劑進(jìn)行處理。結(jié)果顯示，經(jīng)營(yíng)養(yǎng)劑處理的種子部分組合在處理后12 d開(kāi)始萌發(fā)，最遲16 d各組合均有種子萌發(fā)，而對(duì)照組27 d后才始有萌發(fā)。處理組A1B1D、A1B2D、A1B3D等促使種子提前萌發(fā)11～15 d，有利于實(shí)生苗的健康生長(zhǎng)。

植物中分布著各種微生物，主要有細(xì)菌、真菌，屬有機(jī)化能異養(yǎng)微生物類(lèi)群，在植物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中起著促進(jìn)或阻礙作用。Morpeth et al.［16］的研究表明，月季種子中存在微生物，且對(duì)于種子的萌發(fā)具有關(guān)鍵作用:經(jīng)過(guò)滅菌處理的月季種子萌發(fā)率僅為2%;未經(jīng)滅菌處理的種子經(jīng)生物激活劑堆肥處理，萌發(fā)率高達(dá)95.2%;對(duì)于經(jīng)滅菌處理未萌發(fā)的種子，接種該月季種子本身內(nèi)源微生物后，經(jīng)堆肥處理后，萌發(fā)率約為50%。說(shuō)明微生物在月季種子萌發(fā)過(guò)程中是有著重要的作用。微生物在生命活動(dòng)過(guò)程中可以緩慢地降解月季種子的硬果皮，加速其開(kāi)裂，使種胚更易獲得水分和氧氣，種子中的抑制物質(zhì)更易滲出或分解，促進(jìn)種子萌發(fā)。但在自然或常規(guī)的沙藏處理情況下，沙子中不含任何營(yíng)養(yǎng)，只能保持濕潤(rùn)狀態(tài)，低溫冷藏也不利于微生物的生長(zhǎng)繁殖，限制了微生物對(duì)種子萌發(fā)過(guò)程的促進(jìn)作用。

基于微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)［19］的要求，本研究改進(jìn)了常規(guī)沙藏處理方法，設(shè)計(jì)了不同碳、氮質(zhì)量濃度的微生物營(yíng)養(yǎng)劑，處理低溫沙藏打破休眠后的種子。試驗(yàn)結(jié)果顯示，不同組合的營(yíng)養(yǎng)劑對(duì)峨眉薔薇種子萌發(fā)均有不同程度的促進(jìn)作用，3種蔗糖質(zhì)量濃度中，最低的效果最好;對(duì)于酵母膏也有相似的結(jié)論。最佳的處理組合為A1B2D、A1B1D、A2B1D，萌發(fā)率分別為 39.67%、31.00%、26.00%。推測(cè)在沙藏過(guò)程中，營(yíng)養(yǎng)劑的加入使得微生物擴(kuò)大了種群數(shù)量，生命活動(dòng)旺盛，分泌物增多，內(nèi)含物可能對(duì)種子內(nèi)源抑制物產(chǎn)生影響。此外，其中可能還含有多種降解種皮的酶類(lèi)，可加速降解種皮，如果外源營(yíng)養(yǎng)耗盡，微生物會(huì)以種皮為食物來(lái)源，進(jìn)一步降解種皮，進(jìn)而提高種子萌發(fā)率。但外源營(yíng)養(yǎng)物如果十分充足，則微生物對(duì)種子的綜合作用會(huì)減弱，這可能是導(dǎo)致A3B3組合萌發(fā)率較低的原因。

微生物營(yíng)養(yǎng)劑中碳、氮質(zhì)量濃度對(duì)種子萌發(fā)的促進(jìn)作用有明顯差異，較低濃度的營(yíng)養(yǎng)劑質(zhì)量濃度更有助于種子的萌發(fā)，最佳組合為A1－蔗糖5 g·L－1+B2－酵母膏1 g·L－1+D、A1－蔗糖5 g·L－1+B1－酵母膏0.5 g·L－1+D、A2－ 蔗糖 10 g·L－1+B1－酵母膏 0.5 g·L－1+D，各組合均不同程度提高了峨眉薔薇種子的萌發(fā)率。

本研究為峨眉薔薇種子萌發(fā)方法提供了新的簡(jiǎn)易有效的途徑，便于峨眉薔薇的推廣及應(yīng)用，也為月季等其他薔薇屬植物種子萌發(fā)研究提供了良好基礎(chǔ)。

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