天山櫻桃種子萌發(fā)特性研究

彭 妮，周 龍，王 超，張 鑫

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)與園藝學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052）

天山櫻桃種子萌發(fā)特性研究

彭 妮，周 龍，王 超，張 鑫

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)與園藝學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052）

為了探討天山櫻桃在新疆伊犁西天山野果林內(nèi)其種群自然更新困難的原因及其種子在萌發(fā)階段對環(huán)境的特殊要求，以期提高種子的萌發(fā)率，以天山櫻桃種子為試驗(yàn)材料，以中井櫻桃種子為對照，對帶殼與去殼的兩類種子采用不同濃度的GA3和不同時間的低溫層積處理，并對種子發(fā)芽率與胚根生長量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。結(jié)果表明：（1）天山櫻桃種子的發(fā)芽率隨著層積時間的延長而提高，去殼種子的發(fā)芽率最高為90.0%；在相同的層積和浸種條件下，去殼種子的胚根生長量最長為28.59 mm。（2）天山櫻桃去殼種子的發(fā)芽率隨GA3濃度的升高而降低，低溫層積70 d以上的天山櫻桃去殼種子，以GA3浸種24 h的胚根生長量最長為53.40 mm。

天山櫻桃；中井櫻桃；GA3；低溫層積；發(fā)芽率

天山櫻桃Cerasus tianschanicaPojark俗稱野櫻桃，屬于薔薇科Rosaceae櫻桃屬Cerasus矮生櫻亞屬植物，目前僅分布在新疆地區(qū)[1]。天山櫻桃地處荒野，種子易被鳥食，散落到地上的種子大部分不能正常萌發(fā)，在自然條件下其種子發(fā)芽率很低，需要深度休眠和長時間的層積，因此不易育成苗木。但種子繁殖方法簡便，易于掌握，種子來源多，便于大量繁殖，且其根系發(fā)達(dá)，對環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)而后代變異較少。因此，了解天山櫻桃種子休眠的規(guī)律，掌握促進(jìn)種子萌發(fā)的方法，對于縮短雜交育種周期和提早育苗均有重要意義。薔薇科植物種子具有低溫休眠特性[2]，低溫層積和以赤霉素浸種是最常用的打破種子休眠的方法[3]，在打破薔薇科植物種子休眠上也有良好的效果[4]。張義等人在打破山櫻種子休眠的試驗(yàn)中得出，低溫層積可促其發(fā)芽[5]；在層積前用GA3浸泡能顯著縮短層積時間，提高種子發(fā)芽率。周金梅等人則用不同藥劑代替低溫層積以促進(jìn)山桃稠李種子萌發(fā)，試驗(yàn)效果顯著[6]。李會芳等人在研究野生櫻桃李種子發(fā)芽率時發(fā)現(xiàn)，GA3對帶殼種子的萌發(fā)有一定作用，但解除休眠、促進(jìn)萌發(fā)的效果并不明顯[7]。丁俊男等人研究了NaCl、Na2SO4兩種中性鹽和NaHCO3、Na2CO3兩種堿性鹽對桑樹種子萌發(fā)的影響情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鹽度是影響桑樹種子萌發(fā)過程的主導(dǎo)因素[8]。天山櫻桃作為一種野生種質(zhì)資源，實(shí)生繁殖困難。為了進(jìn)一步了解天山櫻桃種子休眠的規(guī)律，以天山櫻桃種子為試驗(yàn)材料，采用低溫層積和GA3浸種相結(jié)合的處理方法進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)，以期摸索出提高天山櫻桃實(shí)生繁殖的有效途徑，為新疆特有野生果樹資源天山櫻桃的深入研究和持續(xù)利用打下基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材 料

2013年8月采集新疆伊犁西天山野果林的天山櫻桃和吐魯番地區(qū)鄯善縣的中井櫻桃成熟果實(shí)，除去果肉取出帶殼種子，用清水沖洗干凈，通風(fēng)條件下自然陰干。所得種子一部分帶殼待用，另一部分用錘子輕輕砸開除去種殼。

1.2 方 法

1.2.1 GA3處理種子

將待用的種子用1%的次氯酸鈉消毒10 min后用無菌水沖洗干凈。將天山櫻桃和中井櫻桃種子分別分為帶殼和去殼兩組進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)，用濃度分別為200、600、1 000 mg/L的GA3浸種，浸種時間分別為12和24 h，以清水為對照。天山櫻桃種子稀缺，故每處理10粒種子；中井櫻桃，每處理30粒種子。

1.2.2 層積處理

將經(jīng)GA3處理后的種子均勻混合置于濕潤河沙中，在（4±2）℃下進(jìn)行低溫層積處理，層積時間分別設(shè)為60、70、80、90和100 d，每隔10 d檢查河沙水分缺失情況；層積處理完畢后，分別將種子取出放入鋪有濾紙的培養(yǎng)皿中，并置于（25±2）℃的避光恒溫箱中進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)。試驗(yàn)6 d后統(tǒng)計(jì)其發(fā)芽率（種子發(fā)芽以胚根突出種皮并達(dá)種子長的1/2為標(biāo)準(zhǔn)），并測定胚根平均生長量。

發(fā)芽率（%）＝發(fā)芽種子粒數(shù)/供試種子粒數(shù)×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 種殼對天山櫻桃種子萌發(fā)率的影響

種殼對天山櫻桃種子萌發(fā)率的影響情況如表1。由表1可知，兩種櫻桃種子的發(fā)芽率均隨層積時間的延長而提高，去殼種子的發(fā)芽率遠(yuǎn)高于帶殼種子。去殼種子的發(fā)芽率，最高的是清水浸種12 h、低溫層積100 d的天山櫻桃和清水浸種24 h、低溫層積100 d的中井櫻桃，其發(fā)芽率分別為90.0%和63%；遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于帶殼的天山櫻桃和中井櫻桃種子的發(fā)芽率30.0%和10.0%。

2.2 種殼對天山櫻桃種子胚根生長的影響

種殼對天山櫻桃種子胚根生長的影響情況如表2。由表2可知，在層積時間和浸種時間相同的條件下，兩種櫻桃去殼種子的胚根平均生長量均高于其帶殼種子的。去殼種子的胚根平均生長量最大的是清水浸種12 h、低溫層積80 d的天山櫻桃和清水浸種24 h、低溫層積100 d的中井櫻桃，其胚根平均生長量分別為38.59和36.11 mm，比同梯度下帶殼種子的胚根平均生長量分別高出1.85和36.11 mm。

2.3 GA3處理對天山櫻桃種子發(fā)芽率的影響

不同濃度的GA3處理對天山櫻桃種子萌發(fā)的影響情況如表3。由表3可知，GA3并不能明顯提高天山櫻桃和中井櫻桃種子的發(fā)芽率。和清水對照的相比較，低溫層積100 d、清水浸種12 h的天山櫻桃種子和中井櫻桃種子的發(fā)芽率分別達(dá)到90.0%和83.3%；均明顯高于以濃度分別為200、600、1 000 mg/L的GA3浸種的發(fā)芽率，不同濃度GA3處理的種子發(fā)芽率，最高的是以200 mg/L 的GA3浸種24 h、低溫層積90 與 100 d的天山櫻桃和以1 000 mg/L 的GA3浸種24 h、低溫層積 100 d的中井櫻桃，其發(fā)芽率均為80.0%。

表2 種殼對天山櫻桃種子胚根生長的影響Table 2 Effect of seed shell on growth of seed radicles in C. tianschanica

表3 不同濃度的GA3處理對天山櫻桃種子萌發(fā)的影響Table 3 Effect of different concentrations treatments of GA3 on seed germination in C. tianschanica

2.4 GA3處理對天山櫻桃種子胚根生長量的影響

不同濃度的GA3處理對天山櫻桃種子胚根生長的影響情況如表4。由表4可知，種子萌發(fā)后，GA3浸種處理能明顯地促進(jìn)種子胚根的生長。通過測量種子的平均胚根生長量可以發(fā)現(xiàn)，天山櫻桃和中井櫻桃清水對照的種子其胚根生長量最大分別為28.59和36.11 mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于GA3浸種處理的53.40和40.97 mm。GA3浸種處理對不同種子胚根生長量的影響，不僅與種子的種類有關(guān)，還與層積時間和GA3的處理濃度有關(guān)。對天山櫻桃種子胚根生長量影響最大的處理分別是以600 mg/L的GA3浸種24 h、低溫層積60 d（其胚根平均長度僅為4.27 mm）和以1 000 mg/L的GA3浸種24 h、低溫層積80 d（其胚根平均長度高達(dá)53.40 mm）。對中井櫻桃種子胚根生長量影響最大的處理分別是以600 mg/L的GA3浸種12 h、低溫層積100 d（其胚根平均長度僅為12.69 mm）和以1 000 mg/L的GA3浸種24 h、低溫層積90 d（其胚根平均長度高達(dá)40.97 mm）。

表4 不同濃度的GA3處理對天山櫻桃種子胚根生長的影響Table 4 Effect of different concentration treatments of GA3 on radicle growth of seeds in C. tianschanica

3 討 論

3.1 種殼對種子萌發(fā)和胚根生長量的影響

種殼的機(jī)械阻礙、不透水性、不透氣性及種殼中存在的抑制萌發(fā)的物質(zhì)對種子的萌發(fā)有很大的阻礙作用。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，種殼是阻礙這兩種櫻桃種子萌發(fā)的主要因素。天山櫻桃種子的發(fā)芽率，隨著層積時間的延長而提高，其去殼種子的發(fā)芽率（90.0%）高于其帶殼種子的發(fā)芽率（30.0%）。馬小衛(wèi)等人研究長柄扁桃休眠因素時也發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致扁桃休眠的主要原因是其木質(zhì)化的堅(jiān)硬核殼[9]。楊軍等人研究中國李時發(fā)現(xiàn)，中國李帶內(nèi)果皮種子低溫層積所需時間較長，而去內(nèi)果皮后低溫層積時間明顯縮短，其發(fā)芽率也顯著提高[4]。此外，王旭軍等人還認(rèn)為，發(fā)芽率與種子是否變異及其分布區(qū)的光照、溫度、海拔等環(huán)境因素相關(guān)[10]。本研究認(rèn)為，堅(jiān)硬種殼的機(jī)械阻力和透氣性是導(dǎo)致天山櫻桃種子休眠的重要因素之一。

3.2 GA3處理及浸種時間對種子萌發(fā)和胚根生長量的影響

GA3是打破多種植物休眠的有效激素，一直以來被廣泛使用。在適宜的GA3濃度范圍內(nèi)，層積時間越長，種子活力越高[11]。尹章文等人認(rèn)為，不同濃度的GA3處理間存在著一定的差異[12]。王蕾等人在野山杏研究中發(fā)現(xiàn)，GA3與低溫層積相結(jié)合的處理方法對打破野生甜仁杏種子休眠、提高其發(fā)芽率及胚根生長量均有極顯著的促進(jìn)作用[13]。本研究發(fā)現(xiàn)，天山櫻桃去殼種子在清水浸種12 h和低溫層積100 d的發(fā)芽率為90.0%，明顯高于以200、600、1 000 mg/L的GA3浸種的發(fā)芽率。這一試驗(yàn)結(jié)果初步說明，GA3對天山櫻桃種子的萌發(fā)有一定的抑制作用，但是比較不同層積時間的處理效果又發(fā)現(xiàn)，GA3的抑制作用伴隨層積時間和浸種時間的延長會逐漸減小，而種子萌發(fā)后GA3浸種明顯促進(jìn)了種子的胚根生長。關(guān)于這一點(diǎn)李欣欣等人研究發(fā)現(xiàn)，低濃度的GA3處理可促使大豆總根長增加，但是隨著GA3處理濃度的增加總根長、主根和側(cè)根生長都會受到抑制[14]。

4 結(jié) 論

天山櫻桃種子的種殼對種子的萌發(fā)有極強(qiáng)的抑制和阻礙作用，種殼是阻礙其萌發(fā)和休眠的主要因素之一。與帶殼種子相比，去除種殼后的種子可提前發(fā)芽且發(fā)芽率大大提高，發(fā)芽率最高的是清水浸種12 h、低溫層積100 d的，其發(fā)芽率高達(dá)90.0%；而帶殼種子的最高發(fā)芽率僅為30.0%。不同濃度的GA3對天山櫻桃種子的萌發(fā)均有一定的抑制作用，但GA3適宜濃度處理對天山櫻桃種子的胚根生長具有促進(jìn)作用。以濃度為1 000 mg/L的GA3浸種24 h、低溫層積80 d的種子，其胚根最長可達(dá)53.40 mm。中井櫻桃和天山櫻桃雖然同為矮生櫻亞屬植物，但其種子萌發(fā)特性、對GA3處理的反應(yīng)等方面存在明顯的差異。

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Study on germination characteristics of seeds inCerasus tianschanica

PENG Ni, ZHOU Long, WANG Chao, ZHANG Xin
(College of Forestry and Horticulture, Xinjiang Agricultural University, Urumqi, 830052, Xinjiang, China)

In order to investigate the reason thatCerasus tianschanicapopulations was difficult to naturally regenerate in wild fruit forests of western Tianshan and the special requirements for environments during seed germination, and to improve seed germination, takingC. tianschanicaseeds as materials andC. nakaiiseeds as CK, the seeds with shell and without shelling were treated by using different concentrations of GA3for different time of cold stratification, and the seed germination rate and radicle increment were counted. The results showed that the germination rate ofC. tianschanicawas increased with stratification time prolonged, and the highest germination rate of seeds without shell reached 90.0%. In the same conditions of stratification and soaking seed time, the longest increment of radicle in seed without shell was 28.59 mm. The germination rate of seeds without shell inC. tianschanicawas decreased with GA3concentration increased, and the highest increment of radicle could reach 53.40 mm when seeds were soaked in GA3for 24 hours in the seeds without shell and stratified for over 70 days at low temperature.

Cerasus tianschanica;Cerasus nakaii; GA3; cold stratification; germination rate

10.14067/j.cnki.1003-8981.2015.03.027 http: //qks.csuft.edu.cn

2014-03-28

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31260466）；新疆維吾爾自治區(qū)果樹學(xué)重點(diǎn)學(xué)科資助項(xiàng)目。

彭 妮，碩士研究生。

周 龍，副教授，博士。E-mail：zhoulong2004@126.com

彭 妮,周 龍,王 超,等.天山櫻桃種子萌發(fā)特性研究[J].經(jīng)濟(jì)林研究,2015,33(3):145－149.

S662.3

A

1003—8981(2015)03—0145—05

[本文編校：伍敏濤]