貯藏時間、溫度及PEG脅迫對云南杜鵑種子萌發(fā)的影響

陳璐++蘇家樂++李暢++劉曉青++何麗斯++陳尚平++肖政

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2016.10.065

摘要：以云南杜鵑種子為材料，研究不同貯藏時間、不同萌發(fā)培養(yǎng)溫度及不同濃度聚乙二醇（PEG）模擬干旱脅迫對云南杜鵑種子發(fā)芽啟動時間、萌發(fā)高峰期、發(fā)芽持續(xù)時間、發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)的影響。結(jié)果表明，云南杜鵑種子無休眠特性，常溫下隨貯藏時間的延長，發(fā)芽啟動時間延遲，發(fā)芽持續(xù)時間延長，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)顯著下降；溫度越低，云南杜鵑種子發(fā)芽啟動時間越長、發(fā)芽持續(xù)時間越長，適宜云南杜鵑種子萌發(fā)的溫度為20～25 ℃；5%～25% PEG濃度范圍內(nèi)，隨干旱脅迫程度的加深，云南杜鵑種子的發(fā)芽啟動時間延遲，發(fā)芽持續(xù)時間延長，發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)顯著降低，25% PEG脅迫下未現(xiàn)種子萌發(fā)；杜鵑種子萌發(fā)的PEG脅迫半致死濃度為15.87%。

關(guān)鍵詞：云南杜鵑；種子萌發(fā)；貯藏時間；溫度；PEG脅迫

中圖分類號： S685.210.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2016）10-0240-02

收稿日期：2016-03-22

基金項目：國家科技支撐計劃（編號：2013BAD01B070403）；江蘇省自然科學(xué)基金（編號：BK2012789）；江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金[編號：CX（13）2016]。

作者簡介：陳璐（1982—），女，江蘇淮安人，碩士，助理研究員，主要從事花卉種質(zhì)資源與遺傳育種研究及科研單位行政管理工作。Tel：（025）84391695；E-mail：chenlu769@126.com。云南杜鵑（Rhododendron yunnanense）屬杜鵑花科杜鵑屬灌木或小喬木，主要分布在我國云南、陜西、四川、貴州、西藏及緬甸東北部海拔2 200～3 600 m的山坡雜木林、灌叢、松林、松櫟林、云杉或冷杉林緣，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和較廣的適應(yīng)范圍[1]。云南杜鵑花序傘形或短總狀，花3～6朵，頂生或同時枝頂腋生；花冠略呈兩側(cè)對稱，白色、淡紅色或淡紫色，內(nèi)有斑點(diǎn)；著花量大，花色清雅，葉有淡香，極具觀賞價值，是杜鵑花不可多得的遺傳育種材料[1-2]。

種子繁殖是杜鵑花自然條件下最主要的繁殖方式。實(shí)踐表明，從種子萌發(fā)獲得幼苗，可以適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂?，是一種行之有效的引種馴化手段[3-4]。近年來，有關(guān)杜鵑屬植物種子萌發(fā)的研究有不少[3-7]，但未見云南杜鵑種子萌發(fā)方面的報道。本試驗(yàn)研究不同貯藏時間、萌發(fā)溫度及不同濃度聚乙二醇（PEG）脅迫處理對云南杜鵑種子萌發(fā)的影響，以期揭示其種子萌發(fā)與貯藏時間、溫度的關(guān)系及對逆境的反應(yīng)能力，為云南杜鵑的引種栽培及園林應(yīng)用提供理論參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試的云南杜鵑種子采自云南轎子山野生植株，由云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研究所鑒定提供，室溫干燥器內(nèi)保存。種子除干癟空粒、雜質(zhì)，凈度達(dá)到100%。四分法[8]測得云南杜鵑種子千粒質(zhì)量為（0.096±0.009） g，TTC法[9]測得種子的活力為64%。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1種子處理設(shè)置貯藏時間、萌發(fā)溫度和PEG脅迫3個試驗(yàn)：（1）不同貯藏時間：室溫下，干燥器內(nèi)分別貯藏0（即采即播）、90、180、360 d；（2）不同萌發(fā)溫度：培養(yǎng)溫度分別為15、20、25、30 ℃；（3）不同濃度PEG脅迫：PEG濃度（m/V）分別為0（CK）、5%、10%、15%、20%、25%，與之相對應(yīng)的溶液水勢分別約為0、-0.07、-0.18、-0.35、-0.58、-0.85 MPa[10]。每處理100粒種子，重復(fù)3次。

1.2.2種子萌發(fā)測定采用培養(yǎng)皿濾紙法進(jìn)行試驗(yàn)。種子經(jīng)0.3% KMnO4溶液浸種消毒15 min，去離子水洗凈，吸干，均勻排布于墊有濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)，其中，不同貯藏時間及不同萌發(fā)溫度處理的濾紙用去離子水保持濕潤，PEG脅迫處理濾紙以相應(yīng)PEG的溶液保持濕潤；恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)，非萌發(fā)溫度處理組試驗(yàn)的溫度設(shè)定為25 ℃；以胚根長度達(dá)種子長度的1/2為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)，每24 h觀察記錄種子的發(fā)芽數(shù)，連續(xù)5 d無萌發(fā)種子視為萌發(fā)結(jié)束；發(fā)芽結(jié)束，按李暢等的方法[8]計算發(fā)芽啟動時間、萌發(fā)高峰期、發(fā)芽持續(xù)時間、發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)。

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計

測定結(jié)果取“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”，采用SPSS 18.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析和相關(guān)性分析，采用最小顯著差數(shù)法（LSD）比較差異顯著性，采用Excel 2003繪圖并擬合回歸方程。

2結(jié)果與分析

2.1不同貯藏時間對云南杜鵑種子萌發(fā)的影響

由表1可見，即采即播（貯藏0 d）的云南杜鵑種子發(fā)芽啟動時間為7.33 d，播種后10 d達(dá)到萌發(fā)高峰期，發(fā)芽持續(xù)時間為9.33 d，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)分別為52.33%、35.33%、24.82%；隨著貯藏時間的延長，云南杜鵑種子發(fā)芽啟動時間和萌發(fā)高峰期延遲，發(fā)芽持續(xù)時間延長，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)均較不經(jīng)貯藏的種子顯著降低，且處理間差異顯著；與不經(jīng)貯藏的種子相比，常溫貯藏360 d的種子發(fā)芽啟動時間延后4 d，發(fā)芽持續(xù)時間增加2 d，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)分別降低了62.41%、68.87%、71.68%，差異顯著。

2.2不同溫度對云南杜鵑種子萌發(fā)的影響

由表2可見，15～30 ℃范圍內(nèi)，隨萌發(fā)溫度的升高，云南杜鵑種子發(fā)芽啟動時間、萌發(fā)高峰期提前，發(fā)芽持續(xù)時間縮短，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)3個指標(biāo)呈先增加后降低的趨勢；30 ℃下云南杜鵑種子的發(fā)芽啟動時間較15 ℃提前5 d，發(fā)芽持續(xù)時間縮短7 d，差異顯著；萌發(fā)溫度為20 ℃時，云南杜鵑種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)均達(dá)到相對最高，分別為54.00%、37.00%、28.38%，與25 ℃下各相應(yīng)指標(biāo)差異不顯著，但與15、30 ℃下各相應(yīng)指標(biāo)差異顯著。

2.3不同濃度PEG脅迫對云南杜鵑種子萌發(fā)的影響

由表3可見，5%～20% PEG濃度范圍內(nèi)，不同濃度PEG脅迫均對云南杜鵑種子的萌發(fā)產(chǎn)生一定的延緩、抑制作用，具體表現(xiàn)為發(fā)芽啟動時間、萌發(fā)高峰期推遲，發(fā)芽持續(xù)時間延長，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)較CK顯著下降；隨PEG脅迫濃度升高，云南杜鵑種子的發(fā)芽啟動時間推遲越長、發(fā)芽持續(xù)時間延長越多，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)下降越明顯；PEG脅迫濃度≥15%時，云南杜鵑種子的發(fā)芽啟動時間、萌發(fā)高峰期、發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)與對照及其他處理間差異顯著；15% PEG脅迫下，云南杜鵑種子的發(fā)芽啟動時間較CK延遲2 d，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)分別降至CK的58.61%、5095%、45.65%，而在20% PEG脅迫下，3個指標(biāo)分別為CK的2230%、16.05%、11.02%；PEG脅迫濃度≥25%時，云南杜鵑種子萌發(fā)完全受抑制，27 d觀察期間內(nèi)未見種子萌發(fā)。經(jīng)Pearson相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)均與PEG脅迫濃度呈極顯著負(fù)相關(guān)。建立云南杜鵑相對發(fā)芽率與PEG脅迫濃度的回歸方程：y=-1 064.9x2-135.94x+98.407（r2=0.986 6），進(jìn)一步推算得出云南杜鵑種子的半致死PEG模擬干旱脅迫濃度為15.87%。

3結(jié)論與討論

在植物生活周期中，種子對外界極端環(huán)境的抵抗力最強(qiáng)，而幼苗卻極易受到如高溫、干旱等不利環(huán)境的影響，并有較高的死亡率。溫度是影響植物一生中最重要的環(huán)境因子，極大地影響著許多溫帶植物種子萌發(fā)的時機(jī)和速度[11]。本研究中，15 ℃低溫條件下云南杜鵑種子的發(fā)芽啟動時間、發(fā)芽持續(xù)時間長，這與陳雪梅等的報道[12]相一致；種子萌發(fā)適宜溫度為20～25 ℃，略高于雷山杜鵑、黃杯杜鵑[12-13]，與秀雅杜鵑、馬纓杜鵑[5-6]基本一致，這可能與杜鵑花本身的生境分布有關(guān)；云南杜鵑種子隨貯藏時間的延長，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)顯著下降，這說明云南杜鵑種子無休眠特性，只要環(huán)境條件適宜就可以萌發(fā)，在常溫下的耐儲性差，這與張樂華等研究結(jié)論[4，6，12]較為一致。

PEG是一種具有強(qiáng)親水性的大分子有機(jī)物，采用PEG溶液滲透模擬干旱脅迫，簡便易行，被廣泛應(yīng)用于植物種子萌發(fā)期的耐旱性研究。PEG模擬水分脅迫是通過抑制種子的吸水過程來抑制種子的萌發(fā)，且種子萌發(fā)后，其胚根和胚軸的生長對PEG脅迫的反應(yīng)更為敏感[14]。本研究中，云南杜鵑種子從5% PEG輕度干旱脅迫開始即對其萌發(fā)產(chǎn)生明顯的延緩、抑制作用，具體表現(xiàn)為隨著干旱脅迫強(qiáng)度的加強(qiáng)，發(fā)芽啟動時間推遲，發(fā)芽持續(xù)時間延長，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)顯著下降，但對輕度干旱脅迫和15%～20% PEG中度干旱脅迫仍具有一定的忍耐能力；25% PEG重度干旱脅迫下的種子萌

發(fā)則完全受到抑制。經(jīng)回歸分析推算，云南杜鵑種子的半致死PEG模擬干旱脅迫濃度為15.87%，對應(yīng)水勢約為 -0.40 MPa，這為云南杜鵑人工栽培土壤墑情及耐旱性育種提供指導(dǎo)。

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