溫度和光照對長春花種子萌發(fā)和幼苗生長的影響

潘 玲， 張 燁， 李 真， 席貽龍

（安徽師范大學生命科學學院，安徽高校生物環(huán)境與生態(tài)安全省級重點實驗室，安徽蕪湖 241000）

溫度和光照對長春花種子萌發(fā)和幼苗生長的影響

潘 玲， 張 燁， 李 真， 席貽龍

（安徽師范大學生命科學學院，安徽高校生物環(huán)境與生態(tài)安全省級重點實驗室，安徽蕪湖 241000）

長春花是重要的觀賞和藥用植物.為了探索適宜長春花種子萌發(fā)及幼苗生長的溫度和光照條件，研究了溫度（20℃、24℃、28℃和30℃）和光照條件（每日連續(xù)光照14h和全黑暗）對經自來水浸種24h后的長春花種子發(fā)芽和幼苗生長的影響.結果表明，種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)、幼苗的芽長和干重均受光照條件、溫度以及兩者間交互作用的顯著影響（P＜0.01），種子的發(fā)芽勢、幼苗的鮮重受光照條件以及光照條件和溫度間交互作用的顯著影響（P＜0.01），幼苗的根長僅受溫度的顯著影響（P＜0.01）.各光照和溫度條件組合間，種子在黑暗、20℃－28℃下的發(fā)芽率和發(fā)芽勢均最高，在黑暗、24℃和28℃下的發(fā)芽指數(shù)最高；幼苗的根在光照和28℃以及黑暗和24℃下較長，芽在黑暗、24℃－30℃下最長，鮮重在光照和24℃以及黑暗和20℃－30℃下最大，干重在光照、24℃下最大.黑暗、24℃是長春花種子萌發(fā)和幼苗生長的最適條件.

溫度；光照；種子發(fā)芽；幼苗生長

前 言

長春花（Catharanthus roseus）隸屬夾竹桃科長春花屬，別名日日春、日日新、日春花、四時春、五瓣梅、雁來紅，為多年生草本或半灌木，原產于馬達加斯加和印度等國，目前我國各省市從國外引進不少長春花的新品種，用于盆栽和栽植觀賞.由于抗熱性強，花期長，色彩鮮艷等，長春花在草本花卉中已占有一定位置.長春花也是一種重要的藥用植物，它的次生代謝產物中含有100多種吲哚生物堿［1］，其中的長春堿和長春新堿對急性白血病、惡性淋巴腫瘤等也具有很好的療效［2］.長春花中還含有多種營養(yǎng)成分，其中至少含有17種氨基酸［3］.鑒于長春花在觀賞和藥用等方面的潛在價值，對其種子萌發(fā)和幼苗生長條件進行研究將具有重要的意義.然而，目前有關此方面的研究尚未見報道.為此，本實驗通過設計不同的溫度和光照對長春花種子萌發(fā)和幼苗生長的影響.旨在探究縮短長春花育苗周期，提高發(fā)芽率，選出種子萌發(fā)和幼苗生長的適宜條件，以便為大量快速培育長春花種苗提供理論依據(jù).

1　材料與方法

1.1材料

供試的長春花種子采集于安徽師范大學園藝實習基地，為當年采收的長春花種子，30%的H2O2消毒1min后用大量自來水沖洗，之后在培養(yǎng)皿中用自來水浸種24h后用于本實驗研究.

1.2方法

實驗在PGX－350B智能光照培養(yǎng)箱中進行，設兩個光照條件（每日連續(xù)光照14h、光強為12000lx，24h全黑暗）和四個溫度梯度（20℃、24℃、28℃和30℃）.每個光照和溫度條件組合下使用30粒種子，并設置3個重復.實驗過程中，每天觀察并補加因蒸發(fā)而減少的水分；置床次日逐日觀察、記錄發(fā)芽情況，以胚根伸出種子一半長作為種子萌發(fā)的標準；實驗第4天統(tǒng)計發(fā)芽勢，第7天統(tǒng)計發(fā)芽指數(shù)和發(fā)芽率［4］，第10天測量幼苗的根長和芽長；第16天時種皮全部自然脫落后，AB104－N分析天平稱量幼苗的鮮重；在32℃恒溫箱中干燥12h后，稱量幼苗的干重.

1.3計算公式

發(fā)芽率（%）＝（發(fā)芽種子數(shù)／試驗種子數(shù)）×100

發(fā)芽勢（%）＝（逐日發(fā)芽量達到峰值時種子數(shù)／試驗種子數(shù)）×100

發(fā)芽指數(shù) ＝ ∑（逐日發(fā)芽數(shù)／相應的天數(shù)）

采用SPSS16.0統(tǒng)計分析軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析.對種子萌發(fā)和幼苗生長的各參數(shù)進行正態(tài)分布檢驗后，對符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)進行方差分析以揭示溫度、光照條件以及兩者間的交互作用對各參數(shù)影響的顯著性，對有顯著影響的各參數(shù)組間差異顯著性進行多重比較.

2　結果與分析

2.1光照和溫度對長春花種子萌發(fā)的影響

雙因素方差分析結果表明，光照條件、溫度以及兩者間的交互作用均對種子的萌發(fā)有顯著的影響（P＜0.05）（表1）.多重比較結果表明，暗條件下種子的發(fā)芽率顯著高于光照條件下；光照20℃條件下種子的發(fā)芽率最高，而其它三個溫度下種子的發(fā)芽率最低且相互間無顯著的差異.各光照和溫度條件組合間，種子在黑暗、20℃－28℃下的發(fā)芽率最高（表2）.

表1　溫度和光照對長春花種子發(fā)芽的影響（雙因素分析）Table 1 Effects of temperature and illumination condition on the seed germination and seedling growth of C.roseus（Two－way ANOVA）

光照條件以及光照條件和溫度間的交互作用均對種子的發(fā)芽勢有極顯著的影響（P＜0.01），而溫度對其卻無顯著的影響（P＞0.05）.黑暗條件下種子的發(fā)芽勢顯著高于光照條件下.各光照和溫度條件組合間，種子在黑暗、20℃－28℃下的發(fā)芽勢最高（表2）.

光照條件、溫度以及兩者間的交互作用均對種子的發(fā)芽指數(shù)有極顯著的影響（P＜0.01）.黑暗條件下種子的發(fā)芽指數(shù)顯著高于光照條件下；20℃下種子的發(fā)芽指數(shù)較低，而其它三個溫度下種子的發(fā)芽指數(shù)較高且相互間無顯著的差異.各光照和溫度條件組合間，種子在黑暗、24℃和28℃下的發(fā)芽指數(shù)最高（表2）.

表2　溫度和光照對長春花種子發(fā)芽的影響（平均數(shù)±標準差）Table 2 Effects of temperature and illumination condition on the seed germination of C.roseus（Mean±SE）

2.2光照和溫度對幼苗根長和芽長的影響

雙因素方差分析結果表明，溫度對幼苗的根長具有極顯著的影響（P＜0.01），而光照條件以及溫度和光照條件之間的交互作用均對幼苗的根長無顯著的影響（P＞0.05），光照條件和溫度對幼苗的芽長均有極顯著的影響（P＜0.01）（表1）.結果表明，幼苗的根在20℃下最短，28℃下最長.黑暗條件下幼苗的芽長顯著大于光照條件下，幼苗的芽長隨著溫度的升高而逐漸顯著地增大.各光照和溫度條件組合間，幼苗的芽長在黑暗、24℃－30℃下最大（表4）.

2.3光照和溫度對幼苗鮮重和干重的影響

光照條件以及光照條件和溫度間的交互作用均對幼苗的鮮重有極顯著的影響（P＜0.01），而溫度對其卻無顯著的影響（P＞0.05）（表1）.黑暗條件下幼苗的鮮重顯著高于光照條件下（表3）.各光照和溫度條件組合間，幼苗的鮮重在光照和24℃以及黑暗和20℃－30℃下最大（表3）.

光照條件、溫度以及兩者間的交互作用均對幼苗的干重有極顯著的影響（P＜0.01）（表1）.黑暗條件下幼苗的干重顯著小于光照條件下，24℃下幼苗的干重最大，而30℃下幼苗的干重最小.各光照和溫度條件組合間，幼苗的干重在光照、24℃下最大（表3）.

表3　溫度和光照對幼苗生長的影響（平均數(shù)±標準差）Table 4 Effects of temperature and illumination condition on the seedling growth of C.roseus（Mean±SE）

3　討論與結論

根據(jù)種子萌發(fā)時對光的需求情況，可以將種子分為需光種子和需暗種子.需光種子包括煙草、紫蘇、胡蘿卜、樺木以及多數(shù)野生植物的種子，需暗種子包括蔥、韭菜、莧菜、茄子、南瓜等植物的種子.另外，番茄、黃瓜、萵苣等作物的種子，不論在光照或黑暗條件下都能發(fā)芽［5］.本研究結果表明，長春花種子屬于需暗種子.

種子萌發(fā)過程包括種子吸脹、萌動和發(fā)芽三個階段.吸脹階段為種子物理吸水過程，只要滿足一定的溫度和濕度條件就會進行；后兩個階段是生物化學過程，種子內部將開始一系列酶促反應，由于酶的活性受溫度的顯著影響，因此種子萌發(fā)也受溫度的顯著影響.已有的研究結果表明，黃芪種子的最佳發(fā)芽溫度為65℃［4］，油松種子萌發(fā)的適合溫度為25℃和30℃［6］，在15℃－40℃范圍內，膏桐種子的最適萌發(fā)溫度是25℃［7］.本研究中，從長春花種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)三因素來看，24℃－28℃、黑暗條件是長春花種子萌發(fā)的適宜條件.

已有的研究結果表明，不同溫度、光照條件對幼苗生長的影響程度不同［8］.本研究發(fā)現(xiàn)，光照條件、溫度以及兩者間的交互作用均對幼苗干物質的積累有極顯著的影響，光照條件以及光照條件和溫度間的交互作用均對幼苗的鮮重有極顯著的影響，而溫度對幼苗的鮮重沒有顯著影響.各光照和溫度條件組合間，幼苗的鮮重在光照和24℃以及黑暗和20℃－30℃下最大；幼苗的干重在光照、24℃下最大.從胚根伸出種子至子葉未脫落（未長出真葉）之前，幼苗生長為異養(yǎng)，由子葉提供營養(yǎng)物質.綜上所述，本研究結果表明，光照、24℃為幼苗生長的最適條件.

［1］ 張向飛，張榮濤，曹嵐，等.不同因子對長春花愈傷組織中藥用成分積累的影響［J］.中國藥學雜志，2004，39（11）：817－819.

［2］ KUTNEY JP，CHOI LSL，NAKANO J，et al.A highly efficient and commercially important synthesis of antitumor Catharanthus alkaloids vinblastine and leurosidine from catharanthine and vindoline［J］.Heterocycles，1988，27：1845－1849.

［3］ 楊波，鐘惠民，許泳吉，等.野生植物長春花的營養(yǎng)成分［J］.氨基酸和生物資源，2003，25（3）：12－13.

［4］ 陳藝齊，段曰湯，張德，等.不同溫度處理對黃氏種子發(fā)芽率的影響［J］.種子，2010，29（9）：77－78.

［5］ 王三根.漫談種子需光［J］.種子世界，1985，（5）：36－37.

［6］ 邊銀霞.溫度和光照對油松種子萌發(fā)的影響［J］.安徽農業(yè)科學，2010，38（31）：17571－17573.

［7］ 何承忠，李旦，彭科，等.能源植物膏桐種子萌發(fā)溫度研究［J］.安徽農業(yè)科學，2009，37（4）：1447－1448.

［8］ 胡倩芳，葉勇.不同灘面高程和光照條件下白骨壤幼苗的早期生長差異.福建林業(yè)科技，2009，36（1）：106－110.

Effects of Temperature and Illumination on Seed Germination and Aeedling Growth of Catharanthus roseus

PAN Ling， ZHANG Ye， LI Zhen， XI Yi－long
（Provincial Key Laboratory of Biotic Environment and Ecological Safety，College of Life Sciences，Anhui Normal University；Wuhu 241000，China）

Catharanthus roseus is a species of ornamental and medicinal plant.In order to investigate optimal temperature and illumination conditions for seed germination and seedling growth of C.roseus，the effects of temperature（20℃，24℃，28℃and 30℃）and illumination condition（light：dark＝14：10and complete dark）on the germination of seed soaked in tap－water for 24hand the growth of seedling of C.roseus.The results showed that the germination capacity，the germination index，the bud length and the dry weight of seedling were all significantly affected by illumination condition，temperature and their interaction（P＜0.01），the vigor of germination and the wet weight of seedling were both markedly affected by illumination condition and the interaction between illumination condition and temperature（P＜0.01），and the root length of seedling was only affected by temperature（P＜0.01）.Among all the illumination and temperature combinations，the germination capacity and the vigor of germination at dark and 20℃－28℃were both the highest，the germination index at dark，and 24℃and 28℃was the highest.The root of seedling at the illumination condition of light：dark＝14：10and 28℃as well as at dark and 24℃was longer，the bud at dark and 24℃－30℃was the longest，the wet weight at the illumination condition of light：dark＝14：10and 24℃as well as at dark and 20℃－30℃was the biggest，and the dry weight at the illumination condition of light：dark＝14：10and 24℃was the biggest.Dark and 20℃were the optimal combination for seed germination and seedling growth of C.roseus.

temperature；illumination condition；seed germination；seedling growth；Catharanthus roseus

S3515

A

1001－2443（2016）03－0260－04

10.14182／J.cnki.1001－2443.2016.03.010

2015－03－03

國家自然科學基金（31170395）；重要生物資源保護和利用研究安徽省重點實驗室專項基金；安徽師范大學生命科學學院本科生科技創(chuàng)新基金.

潘玲（1989－），女，安徽肥東人，博士研究生；通訊作者：席貽龍（1965－），男，安徽肥東人，教授，博士生.

引用格式：潘玲，張燁，李真，等.溫度和光照對長春花種子萌發(fā)和幼苗生長的影響［J］.安徽師范大學學報：自然科學版，2016，39（3）：260－263.