一種促進(jìn)短果杜鵑種子萌發(fā)的前處理方法——二次浸種法

李暢 蘇家樂 劉曉青 何麗斯 陳尚平 肖政

摘要 [目的]篩選出促進(jìn)短果杜鵑種子萌發(fā)的前處理方法，提高短果杜鵑種子發(fā)芽率。[方法] 采用培養(yǎng)皿濾紙法，比較不同濃度的GA3、聚乙二醇（PEG）浸種以及二者復(fù)合浸種（二次浸種）對(duì)短果杜鵑種子萌發(fā)的影響。[結(jié)果] 適宜濃度的GA3、PEG浸種及二次浸種均可有效促進(jìn)短果杜鵑種子萌發(fā)。其中，400 mg/L GA3與濃度10% PEG6000分別浸種24 h以及500 mg/L GA3與濃度10% PEG6000分別浸種24 h這2個(gè)組合處理的短果杜鵑種子萌發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)最高，在0.05水平顯著高于其他處理。[結(jié)論]二次浸種法（400 mg/L GA3與濃度10% PEG6000分別浸種24 h或500 mg/L GA3與濃度10% PEG6000分別浸種24 h）是促進(jìn)短果杜鵑種子萌發(fā)的最優(yōu)前處理方法。

關(guān)鍵詞 短果杜鵑;赤霉素;聚乙二醇;種子萌發(fā)

中圖分類號(hào) S685.21 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A ?文章編號(hào) 0517-6611（2014）34-12068-03

A Pretreatment Method on Seed Germination of Rhododendron brachycarpum — Double Soaking Method

LI Chang， SU Jiale*， LIU Xiaoqing et al

（Institute of Horticulture， Jiangsu Academy of Agricultural SciencesJiangsu Key Laboratory for Horticultural Crop Genetic Improvement， Nangjing， Jiangsu 210014）

Abstract [Objective] The objective of the experiment was to screen the pretreatment method and to improve the seed germination rate of Rhododendron brachycarpum. [Method] Petri dish with filter paper method was used to compare different concentrations of GA3 and PEG soaking and two seed soaking pretreatment on R. brachycarpum seed germination. [Result] The suitable concentrations of GA3 and PEG soaking and two seed soaking methods played an effective promotion role in seed germination of R. brachycarpum. The germination rate， germination energy and germination index of the two combinations that seed soaked for 24 h with 400 mg/L GA3 and 10% PEG6000 successively and 24 h with 500 mg/L GA3 and 10% PEG6000 successively were significantly higher than those of control.[Conclusion] The best pretreatment method to R. brachycarpum seed was ?two soaking method which were soaking for 24 h with 400 mg/L GA3 and 10% PEG6000 successively or 24 h with 500 mg/L GA3 and 10% PEG6000 successively.

Key words Rhododendron brachycarpum; GA3; Polyethylene glycol; Seed germination

短果杜鵑（Rhododendron brachycarpum）為杜鵑花科（Ericaceae）杜鵑花屬（Rhododendron）常綠小灌木，葉大色綠，花色潔白，極具觀賞價(jià)值，是不可多得的高山杜鵑耐寒抗病種質(zhì)資源[1]。但是，它在我國分布范圍狹窄，僅現(xiàn)于我國東北長(zhǎng)白山海拔1 000～1 300 m針葉混交林內(nèi)，且數(shù)量不足200株，是瀕危種[2]。所以，在保護(hù)現(xiàn)有野生資源的基礎(chǔ)上，如何引種馴化、繁育栽培及擴(kuò)大野外種群成為短果杜鵑保護(hù)和發(fā)展亟待解決的首要問題。

實(shí)生繁殖是杜鵑花主要繁殖方式之一?？蒲泄ぷ髡邆儚亩霹N花種子繁殖的實(shí)踐認(rèn)識(shí)到從種子萌發(fā)獲得的幼苗開始馴化，使之適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂颍且环N有效的引種馴化手段[3-4]。短果杜鵑種子萌發(fā)率極低，因此提高短果杜鵑種子萌發(fā)率具有重要的意義。目前，促進(jìn)種子萌發(fā)有機(jī)械、藥劑等方法。有報(bào)道表明，GA3[5-9]、聚乙二醇（PEG）[9-11]等藥劑可促進(jìn)一些植物種子萌發(fā)，GA3在杜鵑花屬其他野生種的種子萌發(fā)中也有應(yīng)用[5-8]，但在短果杜鵑種子萌發(fā)上如何促進(jìn)其種子萌發(fā)尚屬未知。筆者比較了不同濃度的GA3、PEG及二者復(fù)合處理對(duì)短果杜鵑種子萌發(fā)的影響，以期篩選出促進(jìn)短果杜鵑種子萌發(fā)的前處理方法，提高短果杜鵑種子發(fā)芽率，完善其種子繁殖技術(shù)，為其引種馴化以及種群生態(tài)恢復(fù)提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為籽粒飽滿、貯藏7個(gè)月的短果杜鵑自然結(jié)實(shí)種子。種子采自吉林長(zhǎng)白山自然保護(hù)區(qū)野生植株，由長(zhǎng)白山科學(xué)院植物研究組鑒定提供，室溫干燥器內(nèi)保存。

1.2 方法

1.2.1 種子前處理方法。共設(shè)置3種前處理方法：①用100、200、300、400、500、600、700、800 mg/L的GA3溶液于室溫下浸種24 h;②用濃度10%、15%、20%、25% PEG6000于室溫下浸種24 h;③二次浸種，即先用試驗(yàn)①篩選出的適宜濃度GA3浸種24 h，清水清洗、吸干水分后再用試驗(yàn)②篩選出的適宜濃度的PEG6000浸種24 h。以去離子水浸種24 h為對(duì)照。每個(gè)處理100粒種子，3次重復(fù)。

1.2.2 種子萌發(fā)測(cè)定。采用培養(yǎng)皿濾紙法，即將經(jīng)上述前處理的種子經(jīng)0.3%（m/V）KMnO4溶液浸種消毒15 min，去離子水充分洗凈、吸干后均勻排布于墊有濕潤(rùn)濾紙的培養(yǎng)皿中，置于光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行萌發(fā)培養(yǎng)。培養(yǎng)條件為溫度25 ℃，光照強(qiáng)度4 000 lx，光照時(shí)間12 h/d。參照《1996國際種子檢驗(yàn)規(guī)程》的鑒定標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)萌發(fā)情況，以連續(xù)5 d無萌發(fā)種子視為萌發(fā)結(jié)束。每隔24 h觀察、記錄種子發(fā)芽數(shù)，定期噴水保持種子濕潤(rùn)。

1.2.3 發(fā)芽指標(biāo)的測(cè)定。

萌發(fā)時(shí)滯，即發(fā)芽啟動(dòng)時(shí)間，指從發(fā)芽試驗(yàn)開始到第1粒種子開始萌發(fā)所需時(shí)間（天數(shù)）。

萌發(fā)高峰期指從試驗(yàn)開始日到發(fā)芽種子數(shù)達(dá)到最高峰時(shí)所需的天數(shù)。

發(fā)芽持續(xù)時(shí)間指種子開始萌發(fā)到最后一個(gè)萌發(fā)的總天數(shù)。

發(fā)芽率（GR）=種子發(fā)芽總數(shù)/供試種子總數(shù)（100粒）×100%

發(fā)芽勢(shì)（GE）=日發(fā)芽種子數(shù)達(dá)到高峰時(shí)發(fā)芽種子總數(shù)/供試種子總數(shù)（100粒）×100%

發(fā)芽指數(shù)（GI） =Σ（Gt/Dt）

式中，Gt為t日內(nèi)的發(fā)芽數(shù);Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 所有測(cè)定結(jié)果取平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。用DPS 7.05軟件進(jìn)行方差分析和相關(guān)性分析，使用最小顯著差數(shù)法（LSD）比較差異顯著性，Excel 2003下繪制圖表。

2 結(jié)果

2.1 GA3處理對(duì)短果杜鵑種子萌發(fā)的影響

由表1可知，100～800 mg/L GA3對(duì)短果杜鵑種子萌發(fā)的促進(jìn)效果明顯。經(jīng)不同濃度的GA3浸泡處理24 h，短果杜鵑種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)均在0.01水平顯著高于對(duì)照，萌發(fā)時(shí)滯、萌發(fā)高峰期均有所縮短。在100～800 mg/L GA3濃度范圍內(nèi)，隨著GA3濃度的增加，短果杜鵑種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)均呈先升后降的趨勢(shì)。其中，400、500、600 mg/L GA3浸泡處理小葉杜鵑種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)均在0.05水平顯著高于其他處理，萌發(fā)時(shí)滯、萌發(fā)高峰期、發(fā)芽持續(xù)時(shí)間比對(duì)照縮短了1～2 d，且幼苗株高明顯高于對(duì)照。

2.2 PEG6000處理對(duì)短果杜鵑種子萌發(fā)的影響

由表2可知，不同濃度PEG6000浸種24 h對(duì)短果杜鵑的發(fā)芽指標(biāo)

表1 不同濃度GA3浸種對(duì)短果杜鵑種子萌發(fā)的影響

GA3濃度∥mg/L發(fā)芽率∥%發(fā)芽勢(shì)∥%發(fā)芽指數(shù)萌發(fā)時(shí)滯∥d萌發(fā)高峰期∥d發(fā)芽持續(xù)時(shí)間∥d

015.33±1.15 eF8.33±0.58 gG6.28±0.31 dE898

10037.67±1.53 dE27.67±1.53 fF17.53±2.13 cD788

20058.33±2.08 cD45.33±2.08 eDE26.72±3.49 bC689

30066.33±2.08 bC49.67±1.15 dCD27.72±0.68 bBC688

40074.67±2.08 aAB59.00±1.73 cB35.89±2.91 aAB687

50078.33±3.06 aA67.00±1.53 aA36.74±3.81 aA786

60076.33±2.08 aA63.00±3.00 bAB34.87±4.42 aABC786

70070.33±1.53 bBC51.00±2.65 dC31.86±1.81 abABC787

80066.67±4.04 bC44.00±4.00 eE26.82±6.47 bC788

注：同列不同小寫和大寫字母分別表示在0.05和0.01水平上差異顯著。

產(chǎn)生不同的影響。在5%～20% PEG6000濃度范圍內(nèi)，隨著PEG6000濃度的增加，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì);當(dāng)PEG6000濃度≤10%時(shí)，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)在0.01水平顯著高于對(duì)照，發(fā)芽指數(shù)與對(duì)照相比亦在0.01水平顯著提高;當(dāng)PEG6000濃度≥15%時(shí)，萌發(fā)時(shí)滯、萌發(fā)高峰期均較對(duì)照延后，發(fā)芽持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng);當(dāng)PEG6000濃度≥20%時(shí)，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)均在0.01水平顯著低于對(duì)照，萌發(fā)受到抑制。

表2 ?不同濃度PEG-6000前處理對(duì)短果杜鵑種子萌發(fā)的影響

PEG600濃度∥%發(fā)芽率∥%發(fā)芽勢(shì)∥%發(fā)芽指數(shù)萌發(fā)時(shí)滯∥d萌發(fā)高峰期∥d發(fā)芽持續(xù)時(shí)間∥d

015.33±1.15 bB8.33±0.58 bB6.28±0.31 bA898

521.67±2.31 aA14.33±1.15 aA17.53±2.23 aA898

1020.67±1.53 aA12.33±1.15 aA26.72±0.18 aA898

1516.00±1.00 bB6.00±1.73 cBC27.72±1.18 bAB9109

209.67±2.08 cC3.33±0.58 dC35.89±0.78 cB101110

注：同列不同小寫和大寫字母分別表示在0.05和0.01水平上差異顯著。

2.3 GA3與PEG6000二次浸種對(duì)短果杜鵑種子萌發(fā)的影響

由圖1可知，經(jīng)400～600 mg/L GA3浸種24 h后再由5%～10% PEG6000浸種24 h后發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)均較對(duì)照在0.05水平顯著提高。其中，400 mg/L GA3與濃度10% PEG6000分別浸種24 h以及500 mg/L GA3與濃度10% PEG6000分別浸種24 h這2個(gè)組合的短果杜鵑種子萌發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)最高，發(fā)芽率分別達(dá)到82.67%、84.33%，發(fā)芽勢(shì)分別達(dá)到71.33%、73.33%，發(fā)芽指數(shù)分別達(dá)到46.45、45.15，均在0.05水平顯著高于其他處理，但二者差異不顯著，且經(jīng)二次浸種法得到的幼苗胚根粗壯，子葉較肥大。

3 結(jié)論與討論

短果杜鵑種子發(fā)芽率極低，常溫貯藏7個(gè)月的種子發(fā)芽率僅為15.33%，且種子發(fā)芽的一致度很低（發(fā)芽勢(shì)8.33%、發(fā)芽指數(shù)6.28）。極低的種子活力可能是短果杜鵑瀕危的重要原因。如何提高種子萌發(fā)，是短果有性繁殖面臨的首要問題。關(guān)于杜鵑花種子萌發(fā)的前處理方法，前人已采用GA3、硫酸、超聲波等進(jìn)行了探索。研究表明，采用有效的預(yù)處理方法可提高杜鵑花的發(fā)芽率等發(fā)芽指標(biāo)，但不同種類杜鵑花適宜的前處理?xiàng)l件有所不同[5-8，12-14]。

GA3作為一種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，因其可誘導(dǎo)種子淀粉酶等水解酶的合成，提高種子水解酶的活性，催化種子內(nèi)貯藏物質(zhì)的分解，以供胚的生長(zhǎng)發(fā)育所需，進(jìn)而促進(jìn)種子胚的發(fā)育與種子萌發(fā)，在生產(chǎn)研究中應(yīng)用較多[5-8]。試驗(yàn)結(jié)果表明，在100～800 mg/L濃度范圍內(nèi)，用GA3浸種處理24 h對(duì)短果杜鵑種子萌發(fā)起積極作用，可在0.01水平顯著提高短果杜鵑種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)，縮短萌發(fā)時(shí)滯和萌發(fā)高峰期所用時(shí)間;400～600 mg/L GA3浸種處理效果最佳。這再次證明一定濃度范圍的GA3浸種可顯著提高杜鵑種子的發(fā)芽率和發(fā)芽一致度[5-8]。

PEG是一種高分子滲壓劑，通過滲透調(diào)節(jié)作用，限制水

注：不同小寫字母表示差異在0.05水平顯著。

圖1 GA3與PEG6000二次浸種對(duì)短果杜鵑種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)的影響

分進(jìn)入種子的速率以減少吸漲過程中膜系統(tǒng)的損傷，進(jìn)而促進(jìn)種子萌發(fā)，在狗尾草[9]、煙草[10]、青稞[11]等作物上已有應(yīng)用報(bào)道。該試驗(yàn)結(jié)果表明，適宜濃度（5%～10%）PEG6000浸種處理可提高短果杜鵑種子活力。

在試驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)GA3浸種處理后短果杜鵑胚芽增長(zhǎng)效果明顯，而PEG6000浸種處理后胚根粗壯且增長(zhǎng)效果較明顯。這可能是因?yàn)镚A3可促進(jìn)莖的伸長(zhǎng)，而PEG則滲透調(diào)節(jié)根系吸收而伸長(zhǎng)，故設(shè)計(jì)GA3與PEG6000二次浸種法來探討其對(duì)短果杜鵑種子萌發(fā)的影響。結(jié)果表明，經(jīng)400～600 mg/L GA3浸種24 h后再由濃度5%～10%PEG6000浸種24 h可極顯著促進(jìn)短果杜鵑種子萌發(fā)，提高短果杜鵑種子活力，幼苗胚根增長(zhǎng)粗壯，胚芽伸長(zhǎng)，說明試驗(yàn)采用的二次浸種法是促進(jìn)短果杜鵑種子萌發(fā)行之有效的前處理方法。400 mg/L GA3與濃度10% PEG6000分別浸種24 h以及500 mg/L GA3與10% PEG6000分別浸種24 h這2個(gè)組合處理的短果杜鵑種子效果最佳，可在短果杜鵑的引種馴化和生態(tài)恢復(fù)中推廣應(yīng)用。

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