不同溶液對橡膠草種子發(fā)芽能力的影響

王文帆，杜 倩，梁素鈺，田松巖，遲德富

(1.東北林業(yè)大學，黑龍江哈爾濱 150040；2黑龍江牡丹江森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究站，黑龍江牡丹江 157011；3.黑龍江省森林工程與環(huán)境研究所，黑龍江哈爾濱 150040)

蒲公英青橡膠草(Taraxacumkok-saghyzRodin)又稱為俄國蒲公英，或者叫TKS，在我國通常稱橡膠草，是菊科蒲公英屬(Taraxacum)多年生草本植物，是世界上主要的產膠植物之一[1-2]。和普通蒲公英非常相似，兩者都有很多乳汁，但是橡膠草的根中含20%以上的橡膠，乳膠性能略低于巴西橡膠樹的膠乳，而蒲公英完全沒有橡膠。2006年美國農業(yè)部也支持德爾塔公司的橡膠草開發(fā)計劃，我國的熱帶農業(yè)科學院也在研究利用橡膠草作轉基因鑒定平臺來研究產膠相關基因。從橡膠草根部萃取戰(zhàn)略橡膠的同時，可以獲得大量清潔能源乙純和保健品菊糖，一舉多得，可以成為重要的能源戰(zhàn)略資源[3-4]。在當今提倡低碳環(huán)保的時代里，橡膠草植物資源的綜合利用，符合循環(huán)經濟與低碳環(huán)保經濟發(fā)展的理念。

不同處理方法在蒲公英、翅果油、牧草、大豆、蘇丹草、沙打旺、五芒雀麥、紫花苜蓿等植物種子應用中效果明顯，能顯著提高種子發(fā)芽率，且能增強抗逆性，從而間接節(jié)約種子，降低成本，提高效益[5-10]。為此，筆者研究一定濃度赤霉素、聚乙二醇(PEG6000)和高錳酸鉀溶液滲透處理橡膠草種子對其萌發(fā)及相關生理指標的影響，分析橡膠草種子萌發(fā)和幼苗生長與水分脅迫的關系，旨在研究引發(fā)并促進橡膠草供種萌發(fā)和活力的效應。因為橡膠草培育工作是研究工作的起始點，所以該研究可為橡膠草的良種生產、大田馴化以及播種的選擇提供參考依據，并為今后播種工作提供理論基礎，對后續(xù)推廣有重要意義。

1 材料與方法

1.1材料以橡膠草種子和赤霉素、高錳酸鉀、聚乙二醇(PEG6000)為試驗材料。橡膠草種子源于實驗室種植收獲；赤霉素購自上海生工生物工程技術有限公司(GB0738-25g)；聚乙二醇6000為天津市化學試劑批發(fā)部進口分裝的日本純品；高錳酸鉀購自哈爾濱森泓化工經銷有限公司。試驗于2013年在黑龍江省林業(yè)科學院森林工程與環(huán)境研究所實驗室進行。

1.2試驗方法

1.2.1種子及其處理。參照《國際種子檢驗規(guī)程》[11]，選擇大小色澤一致、飽滿、種皮完好的橡膠草種子，按每份100粒裝入紗布袋中。系緊袋口，用0.1%HgCl2溶液消毒20 min，無菌水沖洗干凈，分別將橡膠草種子浸泡于50、100、150、200、250 mg/L的赤霉素溶液，質量分數為1%、5%、10%、15%(W/V)的聚乙二醇(PEG6000)溶液，質量分數為0.01%、0.02%、0.05%、0.10%的高錳酸鉀溶液，用去離子水作對照。浸泡12 h，每個處理設3個重復，每個重復100粒橡膠草種子，浸種結束后用重蒸水沖洗種子5次，濾紙吸干種子表面水分，在實驗室室溫24 ℃進行栽培試驗，每天定時適量補水，逐日觀察發(fā)芽情況并記錄。

1.2.2橡膠草發(fā)芽能力指標測定。試驗開始后5 d測定種子發(fā)芽勢，12 d統(tǒng)計其發(fā)芽率，并同時測定單株鮮重，重復3次，計算發(fā)芽指數。具體公式如下：發(fā)芽勢(%)=第5天發(fā)芽種子數/供試種子數×100%；發(fā)芽率(%)=供試種子的發(fā)芽數/供試種子數×100%；發(fā)芽指數(GI)=ΣGt/Dt(Gt為t時間內的發(fā)芽數，Dt為相應的發(fā)芽天數)。

1.3數據分析將橡膠草種植試驗的原始數據采集完成后，取3次重復平均值，運用Excel 2013、SPSS 18.0等統(tǒng)計軟件進行分析，將數據整理為圖表形式。

2 結果與分析

2.1不同濃度赤霉素對橡膠草種子萌發(fā)的影響由表1可知，以恒溫24 ℃培養(yǎng)橡膠草種子，以赤霉素濃度為50、100、150、200 mg/L引發(fā)種子，早期萌動迅速。當赤霉素濃度達到150 mg/L時，出現(xiàn)較高的發(fā)芽勢和發(fā)芽率，發(fā)芽率為78%，發(fā)芽指數為21.22%，在不同濃度赤霉素處理中效果最好，與CK相比差異顯著(P<0.05)。

表1 不同濃度赤霉素處理對橡膠草種子萌發(fā)的影響 %

注：在水中浸泡橡膠草種子時，赤霉素的濃度為0 mg/L。表中數據后無相同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.2不同濃度聚乙二醇對橡膠草種子萌發(fā)的影響由表2可知，以恒溫24 ℃培養(yǎng)橡膠草種子，以聚乙二醇(PEG6000)濃度為1%、5%、10%、15%引發(fā)種子，早期萌動迅速。當聚乙二醇濃度為15%時，出現(xiàn)較高的發(fā)芽勢和發(fā)芽率，發(fā)芽勢為72%，發(fā)芽率為85%，發(fā)芽指數為22.08%，不同濃度聚乙二醇處理中效果最好，發(fā)芽勢高于CK 26個百分點，與CK相比差異顯著(P<0.05)。

2.3不同濃度高錳酸鉀對橡膠草種子萌發(fā)的影響由表3可知，以恒溫24 ℃培養(yǎng)橡膠草種子，以高錳酸鉀濃度為0.01%、0.02%、0.05%、0.15%引發(fā)種子，早期萌動迅速。當高錳酸鉀濃度為0.02%時最好，發(fā)芽指數和發(fā)芽率較高，發(fā)芽勢為50%，發(fā)芽率為84%，發(fā)芽指數為19.23%，在不同濃度高錳酸鉀處理中效果最好，發(fā)芽勢高于CK 4個百分點，發(fā)芽指數高于CK 1.95個百分點，與CK相比差異顯著(P<0.05)，發(fā)芽率也高于CK。

表2 不同濃度PEG處理對橡膠草種子發(fā)芽能力的影響 %

注：在水中浸泡橡膠草種子時，PEG濃度為0%。表中數據后無相同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

表3 不同濃度高錳酸鉀處理對橡膠草種子發(fā)芽能力的影響 %

注：在水中浸泡橡膠草種子時，高錳酸鉀的濃度為0%。表中數據后無相同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

3 結論與討論

該研究結果表明，赤霉素處理橡膠草種子后，當赤霉素濃度為150 mg/L時，比CK發(fā)芽勢高出26個百分點，發(fā)芽率為78%，發(fā)芽指數為21.22%，均高于CK。因為赤霉素能誘導淀粉酶、蛋白酶等的形成或已存在的酶的活化，有加快種子呼吸代謝和物質代謝的作用[12-13]，可以起到打破種子休眠的作用。試驗中的橡膠草種子為前年種子，雖然在試驗室干燥妥善保管，但經過赤霉素浸泡后種子打破休眠效果得到了明顯的提升。

高錳酸鉀可以促進水分或其他物質進入種子，從而減輕甚至解除種子的休眠[14-16]。聚乙二醇是一種高分子滲壓劑，用PEG對谷稗種子預處理時起到滲透調節(jié)作用，能緩解種子吸水速度和降低細胞內水勢差，常用于農作物及一些老化種子的處理，可以提高種子初期的滲透壓，可較未處理的種子提前萌發(fā)且出土整齊，提高種子發(fā)芽率和萌發(fā)速度[17-20]。種子在吸收初始期吸收壓高于PEG溶液的滲透壓，種子正常吸水，而當吸收壓與PEG溶液的滲透壓平衡時，吸水停止，抑制細胞伸長，當處理后的谷稗種子在萌發(fā)時就可在前階段萌發(fā)的基礎上繼續(xù)吸水，可較未處理的種子提前萌發(fā)且出土整齊，提高種子發(fā)芽率和萌發(fā)速度，這與PEG滲透處理油菜、煙草等種子效果相一致[17-20]。

該試驗中，3種處理方法中以聚乙二醇濃度為15%時處理效果最好，發(fā)芽勢為72%，發(fā)芽率為85%，發(fā)芽指數為22.08%，與CK相比差異極顯著(P<0.01)，建議推廣使用。該試驗過程中均在實驗室中進行，保證了種子的無菌環(huán)境和水分及溫濕度，田間試驗有待于下一步深入研究。

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