正交設(shè)計優(yōu)化舞草種子萌發(fā)及幼苗生長研究

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(綿陽師范學(xué)院生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，　四川 綿陽 621000)

舞草(Codariocalyxmotorius(Houtt.) Ohashi)別名情人草、補血草，屬多年生蝶形花科木本豆科植物，直立小葉灌木，是對一定頻率和強度的聲波極富感應(yīng)性植物。在氣溫不低于22 ℃時，特別是在陽光下，受到聲波刺激時會隨之連續(xù)不斷地上下擺動，猶如飛行中輕舞雙翅的蝴蝶，又似舞臺上輕盈起舞的少女，于是因此而得名。舞草株型美觀，花色持久，是一種具有較高觀賞價值的植物，是制作盆景的優(yōu)良材料。據(jù)《本草綱目》的記載，跳舞草全株可以供藥用，該草具有去瘀、舒筋活絡(luò)之功效[1]。舞草生長周期長，具有大量不孕枝，種子結(jié)實少萌發(fā)率低，難以滿足人們的觀賞和藥用需求。

目前已有對舞草栽培和快速繁殖技術(shù)方面的研究[2-6]，植物生長調(diào)節(jié)劑對舞草種子萌發(fā)特性的影響因素研究目前尚少報道。由于舞草在野外的種子萌發(fā)率很低，所以致使該植物逐漸瀕危。本研究采用L 9正交設(shè)計法，以6-BA、NAA、GA3為影響因素，分析了植物生長調(diào)節(jié)劑對舞草種子萌發(fā)及幼苗生長的影響，篩選出最適合舞草萌發(fā)及生長的生長調(diào)節(jié)劑及濃度，為進(jìn)行大量人工繁殖舞草提供理論基礎(chǔ)，解決舞草種子萌發(fā)率低的問題。

1　材料與方法

1.1　實驗材料

1.1.1舞草種子

本實驗舞草種子購于明軒格花卉種子公司，購回后陰涼處保存待用。

1.1.2主要試劑

6-BA、NAA、GA3、無水乙醇、升汞，純度均為分析純。

1.2　實驗方法

1.2.1種子預(yù)處理

選取籽粒飽滿、大小一致的舞草種子播種前用砂紙打磨6～8 min，打磨掉種子表皮的蠟質(zhì)，使外種皮微磨破，打磨至種子表皮無光澤為止。80%濃硫酸浸泡處理4 min，40 ℃水浴泡種30 min。

1.2.2種子消毒方案實驗設(shè)計

將處理好的舞草種子進(jìn)行75%酒精消毒30 s，無菌水清洗3～5次后，用0.1%升汞溶液分別消毒3，4，5 min，無菌水清洗數(shù)次后置于培養(yǎng)皿中進(jìn)行培養(yǎng)。第7、10、20天分別統(tǒng)計污染率、發(fā)芽率和幼苗生長情況，篩選最佳消毒方案。

1.2.3植物生長調(diào)節(jié)劑實驗設(shè)計

圖1　植物生長調(diào)節(jié)劑對舞草種子萌發(fā)的動態(tài)影響

采用最佳消毒方案消毒，選取6-BA、NAA、GA3為供試植物生長調(diào)節(jié)劑，進(jìn)行L 9正交實驗設(shè)計，因素水平表見表1。第10天分別測定萌發(fā)率，發(fā)芽的標(biāo)準(zhǔn)為種子露白，20 d隨機(jī)每組選取10株苗測定幼苗平均鮮重、平均干重、平均苗高、幼苗生長情況。

1.2.4培養(yǎng)條件

消毒后的種子均勻地放置于培養(yǎng)皿(每個培養(yǎng)皿鋪2層濾紙、1層紗布，無菌水或植物生長調(diào)節(jié)劑濕潤)，每培養(yǎng)皿接種10粒舞草種子，對準(zhǔn)種子編號1～10，每個方案50粒種子，每天定時定量添加相應(yīng)濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑溶液以保持濕潤。培養(yǎng)皿置于培養(yǎng)室內(nèi)，溫度(25±1)℃，日光燈照明，光照強度為1 500～2 000 lx，光照10 h/d，3次重復(fù)。

1.2.5數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2003、SPSS 16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法如下：

污染率(%)=污染數(shù)/接種數(shù)×100%；

萌發(fā)率(%)=萌發(fā)數(shù)/接種數(shù)×100%。

表1生長調(diào)節(jié)劑配比因素水平表

水平A6?BA(mg/L)BNAA(mg/L)CGA3(mg/L)10．500．521．00．21．032．00．52．0

2　結(jié)果與分析

2.1　升汞消毒時間對污染率及發(fā)芽率的影響

從表2可看出，不同的消毒方案對污染率影響較大。隨著0.1%升汞消毒時間增加，污染率呈下降再上升的趨勢，當(dāng)0.1%升汞消毒時間為4 min時，污染率最低，發(fā)芽率最高。0.1%升汞消毒3 min的污染率最高，為16.7%，差異顯著，出芽率相對較低，為80.7%，幼苗瘦弱，子葉呈黃色。0.1%升汞消毒4 min和消毒5 min在污染率和出芽率的差異不明顯。0.1%升汞消毒4 min的幼苗子葉較大，莖段較粗壯，根部側(cè)根較多，幼苗生長正常。0.1%升汞消毒5 min的幼苗部分出現(xiàn)根部黃化或黑化現(xiàn)象，影響后期生長。

2.2　植物生長調(diào)節(jié)劑對舞草種子萌發(fā)率的影響

從表3可以看出，在舞草種子萌發(fā)過程中3種植物生長調(diào)節(jié)劑對其的影響不同，極差分析表明，3種植物生長調(diào)節(jié)劑的影響舞草種子萌發(fā)重要性為：6-BA>NAA>GA3。最優(yōu)組合為A2B1C2，即6-BA 1.0 mg/L+NAA 0 mg/L+GA31.0 mg/L，在本實驗中該組合的萌發(fā)率達(dá)到96%。方差分析結(jié)果(表4)表明，α=0.05水平下，6-BA對舞草種子萌發(fā)有顯著影響，NAA和GA3對舞草種子萌發(fā)率影響不顯著，與極差分析的結(jié)果一致。

表2消毒時間對出芽的影響

升汞消毒時間(min)污染率(%)出芽率(%)316．7a80．7a45．3b88ab58bc86bc

注：相同小寫字母表示差異不顯著(p<0.05)。

表3舞草種子正交設(shè)計萌發(fā)率極差分析

實驗號A6?BA(mg/L)BNAA(mg/L)CGA3(mg/L)D萌發(fā)率(%)方案10．500．5184方案20．50．21．0292方案30．50．52．0382方案41．001．0396方案51．00．22．0186方案61．00．50．5288方案72．002．0284方案82．00．20．5380方案92．00．51．0172k10．8600．8800．8400．807k20．9000．8600．8670．880k30．7870．8070．8400．860極差0．1130．0730．0270．073

2.3　植物生長調(diào)節(jié)劑對舞草種子萌發(fā)的動態(tài)影響

由圖1可知，播種第2天部分種子開始啟動，以赤霉素濃度較高的方案3、方案5、方案7的啟動數(shù)量最多，萌發(fā)前期添加赤霉素對舞草種子萌發(fā)有促進(jìn)作用。第4天開始，大量種子開始萌發(fā)，主要呈白色或者淡黃色，基本在第6天或第7天達(dá)到峰值，7 d后基本不再有新芽萌出，幼苗顏色逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色。10 d后幼苗多生長出1～2個莖節(jié)，頂端子葉較大。

表4舞草種子萌發(fā)率方差分析

影響因素平方和自由度F值顯著性6?BA0．02022．000?NAA0．00920．900GA30．00120．100誤差0．036

2.4　植物生長調(diào)節(jié)劑對幼苗生長的影響

置種20 d后，平均單株鮮重及干重最高的組合為6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.5 mg/L+GA31.0 mg/L，鮮重達(dá)到0.52 g，干重達(dá)到0.039。鮮重及干重實驗數(shù)據(jù)表明，較高濃度的GA3處理有利于物質(zhì)的積累，且幼苗粗壯，利于幼苗后期生長，平均苗高最高達(dá)5.44 cm。低濃度的NAA添加對幼苗苗長的增長有一點的促進(jìn)作用，濃度為0.2 mg/L的NAA處理苗長較長。由表5可知，影響因素GA3和NAA對幼苗的平均鮮重有顯著影響，6-BA影響不顯著，平均鮮重影響效力為NAA>GA3>6-BA。GA3對幼苗的平均干重有顯著影響，NAA和6-BA無顯著影響。對平均苗長影響顯著的是NAA和GA3，6-BA則影響不顯著，平均苗長影響效力為NAA>GA3>6-BA。

表5舞草種子幼苗生長方差分析

測定指標(biāo)影響因素平方和自由度F值顯著性平均鮮重6?BA0．00120．200NAA0．01122．200?GA30．03320．600?誤差0．016平均干重6?BA0．00120．429NAA0．00120．429GA30．00522．143?誤差0．016平均干重6?BA0．01420．025NAA1．53122．716?GA30．14620．259?誤差1．6906

3　結(jié)論與討論

升汞能有效殺死外植體表面的細(xì)菌及真菌芽孢，是一種滅菌效果極好的滅菌劑，但殘留的汞不易除去[7]。有研究表明，Hg2+能降低植株中POD、SOD的活性[8]，使細(xì)胞染色體產(chǎn)生畸變[9]，影響植株正常的生長發(fā)育。本研究中，0.1%升汞溶液消毒5 min出現(xiàn)根部變黃或變黑的現(xiàn)象，可能與消毒時間過長，汞的殘留較多有關(guān)。

舞草種子表皮堅硬，外表蠟質(zhì)，自然繁殖率不高[5]，物理及化學(xué)處理表皮后，結(jié)合適當(dāng)濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑刺激，有利于種子的發(fā)育和萌發(fā)。GA3是一種常用的植物生長調(diào)節(jié)劑，主要作用是促進(jìn)作物的生長發(fā)育，解除脫落酸的抑制作用，打破種子休眠[10]。本研究中，GA3對舞草種子及幼苗的發(fā)育有促進(jìn)作用，GA3濃度過高或者過低都具有抑制作用，其濃度應(yīng)控制在1.0～2.0 mg/L。6-BA可促進(jìn)細(xì)胞分裂及不定芽生長，促進(jìn)種子的萌發(fā)[11]，本研究中，6-BA對舞草種子萌發(fā)的激素影響最大，最適濃度為1.0 mg/L。低濃度NAA對舞草幼苗的生長有促進(jìn)作用，本研究設(shè)置NAA濃度為最低0.2 mg/L，最高0.5 mg/L，低于0.2 mg/L及高于0.5 mg/L的結(jié)果還有待進(jìn)一步驗證。

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