環(huán)境因子對(duì)山茱萸種子萌發(fā)的影響

李文楊+閻騰飛

摘要：采用不同機(jī)械處理、水分和鹽分等多因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，探討了不同環(huán)境條件對(duì)山茱萸（Macrocarpium officinale）種子萌發(fā)特性的影響。結(jié)果表明，機(jī)械處理后的種子萌發(fā)率是未處理的種子的5倍；采用機(jī)械損傷后的種子進(jìn)行水分和鹽分脅迫試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)水分脅迫下種子萌發(fā)率呈先下降后上升再下降的趨勢(shì)，在20% PEG6000處理?xiàng)l件下種子萌發(fā)率為52%，與無(wú)脅迫狀態(tài)發(fā)芽率53%數(shù)據(jù)相近，表現(xiàn)出恢復(fù)發(fā)芽能力現(xiàn)象；鹽分脅迫處理中，山茱萸種子在25 mmol/L NaCl處理?xiàng)l件下比未處理的空白對(duì)照的萌發(fā)率高5個(gè)百分點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：山茱萸（Macrocarpium officinale）；種子萌發(fā)；光照；機(jī)械處理；水分脅迫；鹽分脅迫

中圖分類號(hào)：S567；S351.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2017）17-3277-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.17.022

The Influences of Environmental Factors on Seed

Germination of Macrocarpium officinale

LI Wen-yang， YAN Teng-fei

（Department of Forestry， Xinyang College of Agriculture and Forestry， Xinyang 464000， Henan， China）

Abstract： The effects on Macrocarpium officinale seed germination characteristics were investigated by setting different mechanical damage，moisture and salt processing conditions. Under the condition of mechiaical damage，the result showed that M. officinale seed germination rate was five times of control. The influences of drought and salt stress on M. officinale seed germination were studied by using the mechanical injured seed. The data showed drought stress in the germination rate decreased firstly，and then increased，and finally decreased. The seed germination rate was 52% under 20% PEG6000 treatment， and the data was similar with the control（53%）， suggested that 20% PEG6000 could recover germination ability. Under 25 mmol/L NaCl treatment， the seed germination rate was five percentage point higher than the control.

Key words： Macrocarpium officinale； seed germination； light condition； mechanical damage； drought stress； NaCl stress

山茱萸（Macrocarpium officinale），別名蜀棗、棗皮、魁實(shí)、雞足、山萸肉等，為山茱萸科（Cornaceae）山茱萸屬（Macrocarpium）植物，天然分布主要在中國(guó)亞熱帶和北溫帶之間的暖溫帶地區(qū)，例如河南、浙江、陜西等省，河南產(chǎn)區(qū)主要集中在西峽縣，而在世界其他國(guó)家和地區(qū)分布稀少[1，2]。山茱萸是中國(guó)傳統(tǒng)珍貴中藥材，以干燥成熟果肉入藥，具有補(bǔ)益肝腎，澀精固脫，降血糖、抗衰老、增強(qiáng)免疫機(jī)能等作用，可用于治療糖尿病等多種疾病，藥用價(jià)值極高，是六味地黃丸、八味系列地黃丸的主要原料，也是全國(guó)40味主要大宗藥材品種。

山茱萸具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，是目前國(guó)內(nèi)國(guó)際市場(chǎng)上緊缺的藥材之一，也是豫南地區(qū)農(nóng)民致富的重要經(jīng)濟(jì)樹種。長(zhǎng)期以來(lái)，山茱萸多采用種子繁殖，但山茱萸從種子播種到開花結(jié)果一般需要8～10年[3]，而且種子萌發(fā)困難，在自然界中，山茱萸種子需要經(jīng)過(guò)至少12～15個(gè)月的漚化方能出芽，而且發(fā)芽率僅50%以下。此外，現(xiàn)有結(jié)果樹的質(zhì)量良莠不齊，產(chǎn)量高低不一，品質(zhì)差異較大，嚴(yán)重影響了山茱萸產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。如何提高山茱萸種子的萌發(fā)率是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。為此，試驗(yàn)擬通過(guò)機(jī)械處理、水分、鹽分等條件處理，對(duì)山茱萸種子萌發(fā)特性進(jìn)行研究，探討影響山茱萸種子萌發(fā)的各種限制因素，尋找最適培育條件，以期縮短育種年限，為山茱萸在豫南地區(qū)的栽培和繁育起到推動(dòng)作用。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料山茱萸種子于2015年11月采自河南省信陽(yáng)市，去除果肉，種子晾曬處理后置于4 ℃冷藏。

1.2 試驗(yàn)方法

用四分法取山茱萸純凈種子若干，用0.4%（W/V）的高錳酸鉀溶液浸2 h，取出用清水反復(fù)沖洗直至無(wú)高錳酸鉀溶液殘留；去離子水浸種24 h（水溫從 80 ℃始溫開始并自然冷卻），在培養(yǎng)皿中放入濾紙作床置種。自然光照室內(nèi)培養(yǎng)，日溫21 ℃，設(shè)置處理梯度，每個(gè)處理水平均設(shè)3個(gè)重復(fù)。對(duì)照采用蒸餾水培養(yǎng)，開始觀察幼苗發(fā)育的規(guī)律并做記錄。endprint

按照《國(guó)際種子發(fā)芽規(guī)程》（胚根突出種皮的長(zhǎng)度為種子長(zhǎng)度的一半即為發(fā)芽的種子），于20 d終止發(fā)芽試驗(yàn)，計(jì)算發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)以及發(fā)芽指數(shù)。

發(fā)芽率=發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%，發(fā)芽勢(shì)=7 d發(fā)芽種子總數(shù)/種子播種粒數(shù)×100%；發(fā)芽指數(shù)（GI）=∑GT/DT（GT為T日種子發(fā)芽數(shù)，DT為相應(yīng)種子發(fā)芽的天數(shù)）。

試驗(yàn)處理如下：

1）機(jī)械損傷處理。在室內(nèi)自然光條件下，采用機(jī)械損傷處理的山茱萸種子進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)。山茱萸種皮堅(jiān)硬，用手術(shù)剪僅破壞種子尖端小部分種皮，不傷及種胚，以未剪口的為對(duì)照[4]。

2）水分脅迫處理。水分脅迫采用不同濃度的PEG6000溶液進(jìn)行模擬，濃度分別為0%（CK）、5%、10%、15%、20%、30%共6個(gè)處理，其滲透勢(shì)[5]相當(dāng)于0、-0.09、-0.24、-0.43、-0.66、-1.20 MPa。用不同質(zhì)量濃度的PEG6000溶液滲透發(fā)芽床，每皿10 mL溶液，以后每天適量添加，保持不同水分脅迫處理梯度下水勢(shì)恒定。

3）鹽分脅迫處理。設(shè)置不同濃度NaCl溶液，濃度分別為0、25、50、100、150、200、300 mmol/L。每日定時(shí)補(bǔ)充適量溶液，使各處理鹽溶液濃度保持不變，保持種子濕潤(rùn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 機(jī)械損傷處理對(duì)山茱萸種子萌發(fā)的影響

機(jī)械損傷處理對(duì)山茱萸種子萌發(fā)的影響情況見(jiàn)表1。結(jié)果顯示，自然光照條件（對(duì)照）下，山茱萸種子萌發(fā)率極低，僅為13.33%，發(fā)芽試驗(yàn)第7天仍無(wú)發(fā)芽跡象；機(jī)械損傷條件下種子萌發(fā)率為66.67%，發(fā)芽勢(shì)為55.56%，發(fā)芽指數(shù)為17.5，與無(wú)機(jī)械損傷處理的山茱萸種子萌發(fā)相比差異顯著（P<0.05）；試驗(yàn)結(jié)果表明，機(jī)械損傷處理能夠顯著提升山茱萸種子的萌發(fā)率。

2.2 水分脅迫對(duì)山茱萸種子萌發(fā)的影響

不同濃度PEG6000處理對(duì)山茱萸種子萌發(fā)的影響見(jiàn)圖1。由圖1可見(jiàn)，隨PEG6000濃度的增加，萌發(fā)率表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢(shì)，20% PEG6000處理?xiàng)l件下山茱萸種子的萌發(fā)率最高，為52%；與無(wú)水分脅迫下山茱萸種子53%的萌發(fā)率相近，表現(xiàn)出恢復(fù)發(fā)芽能力的現(xiàn)象；隨著水分脅迫的加重，山茱萸種子的萌發(fā)率受到抑制，PEG6000濃度超過(guò)20%條件下的山茱萸種子萌發(fā)率急劇下降。

2.3 鹽分脅迫對(duì)山茱萸種子萌發(fā)的影響

不同NaCl濃度下山茱萸種子萌發(fā)率見(jiàn)圖2。由圖2可見(jiàn)，25 mmol/L NaCl的處理?xiàng)l件下對(duì)山茱萸種子萌發(fā)有促進(jìn)作用，萌發(fā)率為56%，比未處理的空白對(duì)照的萌發(fā)率高5個(gè)百分點(diǎn)。山茱萸種子發(fā)芽率先隨著NaCl濃度的增加而降低，到100～200 mmol/L NaCl濃度時(shí)發(fā)芽率又呈緩慢上升趨勢(shì)，超過(guò)200 mmol/L NaCl濃度時(shí)發(fā)芽率下降，300 mmol/L NaCl的條件下山茱萸種子萌發(fā)率為39%，總體來(lái)看，NaCl濃度對(duì)山茱萸種子萌發(fā)的影響不明顯。

3 小結(jié)

植物種子休眠是復(fù)雜的現(xiàn)象，引起種子休眠的原因有很多，可能是由一種因素造成，也有可能由多種因素所致，各因素之間相互制約共同調(diào)控著種子的休眠[6]。試驗(yàn)通過(guò)研究機(jī)械損傷、光照、水分和鹽分等條件對(duì)山茱萸種子萌發(fā)的影響，發(fā)現(xiàn)機(jī)械損傷處理對(duì)山茱萸種子萌發(fā)具有顯著的促進(jìn)作用。山茱萸種子厚而堅(jiān)硬，如不經(jīng)過(guò)機(jī)械損傷處理，種子萌發(fā)率極低。近年來(lái)研究表明種皮構(gòu)造與種子休眠有關(guān)系，劉雅帥[7]對(duì)山茱萸種子休眠機(jī)理的研究表明，種殼的透水、透氣性差及種皮的機(jī)械束縛是山茱萸種子休眠的主要原因之一；這也可能是本研究中機(jī)械處理后山茱萸種子萌發(fā)率顯著提高的原因。

種子是植物最重要的繁殖材料，發(fā)芽階段受到脅迫的表現(xiàn)在一定程度上反映了該樹種的耐受能力。本研究在水分和鹽分條件脅迫山茱萸種子萌發(fā)試驗(yàn)中，采用的材料都是機(jī)械損傷后的種子進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，水分脅迫比鹽分脅迫對(duì)山茱萸種子萌發(fā)的影響明顯。水分脅迫中萌發(fā)率呈下降后上升再下降趨勢(shì)，在20% PEG6000處理?xiàng)l件下種子萌發(fā)率為52%，與無(wú)脅迫狀態(tài)發(fā)芽率53%數(shù)據(jù)相近，表現(xiàn)出恢復(fù)發(fā)芽的能力；鹽分脅迫處理中山茱萸種子在25 mmol/L NaCl濃度時(shí)反而能促進(jìn)山茱萸種子的萌發(fā)。山茱萸種子水分和鹽分脅迫萌發(fā)試驗(yàn)與其他植物研究也有相似表現(xiàn)，如麥苗苗等[8]以連香樹種子為試驗(yàn)材料，研究不同質(zhì)量濃度PEG對(duì)種子萌發(fā)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)適宜質(zhì)量濃度（140～301 g/L）的PEG預(yù)處理連香樹種子，能促進(jìn)種子萌發(fā)和芽苗生長(zhǎng)；王瑞苓等[9]用NaCl脅迫華山松種子的發(fā)芽試驗(yàn)中，萌發(fā)率也呈現(xiàn)出先升高后降低的變化趨勢(shì)，NaCl溶液濃度為25 mmol/L時(shí)發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)與簡(jiǎn)易活力指數(shù)達(dá)到最大。種子受到一定程度的脅迫會(huì)激發(fā)本身的抵抗機(jī)制，從而導(dǎo)致生活力水平的提高，本研究中水分和鹽脅迫促進(jìn)山茱萸種子萌發(fā)的原因還需進(jìn)一步的研究。

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