不同外源激素對(duì)黃秋葵種子萌發(fā)的影響

趙歡蕊，李鮮花，劉 娟，趙仁杰，王曉榮

（榆林學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，陜西榆林719000）

0 引言

黃秋葵別名秋葵、羊角豆，錦葵科秋葵屬一年生草本植物，原產(chǎn)于非洲，廣泛生長于熱帶和地中海氣候地帶，目前，在全世界有幾百個(gè)品種[1-2]。中國從印度引進(jìn)黃秋葵，已經(jīng)種植了約60年[3]。中國地域遼闊，秋葵屬植物資源相對(duì)豐富，分布有世界范圍內(nèi)9種秋葵屬資源中的7種，因此，中國從事黃秋葵及其近緣種相關(guān)植物研究具有資源優(yōu)勢(shì)[4]。黃秋葵具有很高的食用價(jià)值和藥用價(jià)值，主要取食部位為嫩果，營養(yǎng)豐富[5]；黃秋葵籽油是一種營養(yǎng)極為豐富的高檔植物油[6]；黃秋葵的花中含有豐富的果膠、VA、Vc等多種營養(yǎng)成分和鈣、鐵、磷等多種礦物質(zhì)元素，其花中植物黃酮的含量在目前發(fā)現(xiàn)的花中排名第一，這些營養(yǎng)成分對(duì)人體具有重要的保健作用[7-9]。黃秋葵花大而艷麗，花期較長，株形挺拔秀麗，有很高的觀賞價(jià)值，無論在園林、庭院或是在花壇四周，還是在路旁、池邊，均可做綠化、美化材料[10]。

黃秋葵種皮堅(jiān)硬，種子存在硬實(shí)，導(dǎo)致其發(fā)芽率降低，從而產(chǎn)量降低。Balla[11]的研究表明種子萌發(fā)和種子硬實(shí)率之間的相關(guān)性非常顯著。因此，打破硬實(shí)是黃秋葵種子萌發(fā)的關(guān)鍵。赤霉素(GA3)是植物種子中的重要物質(zhì)。用赤霉素浸種可促進(jìn)種子發(fā)芽和提高種子發(fā)芽率，Kucer等[12]提出，赤霉素對(duì)種子的萌發(fā)有2個(gè)積極作用：（1）GA3能增強(qiáng)種胚的活力，促進(jìn)發(fā)芽；（2）GA3能使種子打破種皮及外種皮的束縛，弱化胚根周圍組織，從而促進(jìn)發(fā)芽。孟春芬等[13]的研究發(fā)現(xiàn)，赤霉素濃度為60 mg/L時(shí)，黃秋葵種子的發(fā)芽集中度最高，發(fā)芽所需時(shí)間最短。陳學(xué)好等[14]用過氧化氫和赤霉素處理黃秋葵種子可快速促進(jìn)種子萌發(fā)，顯著提高發(fā)芽率。陸紅葉等[15]研究赤霉素對(duì)珠芽魔芋種子萌發(fā)的影響，結(jié)果表明赤霉素能促進(jìn)種子內(nèi)有機(jī)物質(zhì)的分解，從而促進(jìn)種子萌發(fā)。α-萘乙酸(NAA)是一種植物生長調(diào)節(jié)劑中的生長素類似物，可促進(jìn)花卉生長，控制株型，誘導(dǎo)開花結(jié)果，防花病、防脫落等。賀紅早等[16]研究發(fā)現(xiàn)，一定濃度的NAA對(duì)半夏種子的發(fā)芽率具有促進(jìn)作用，當(dāng)NAA濃度為50 mg/L時(shí)，發(fā)芽率87%，比對(duì)照組高20%。胡能兵等[17]研究發(fā)現(xiàn)NAA濃度為0.01 g/L時(shí)，箭葉秋葵的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均達(dá)到最高。

前人對(duì)黃秋葵種子的萌發(fā)研究主要有鹽脅迫[18-19]、保存條件[20]、化學(xué)藥劑[21]、生長調(diào)節(jié)劑[22]和鋁脅迫[23]，利用外源激素進(jìn)行處理的相對(duì)較少，尤其利用NAA進(jìn)行處理的研究尚未見報(bào)道。本試驗(yàn)采用不同濃度的GA3和NAA對(duì)黃秋葵種子進(jìn)行處理，研究這2種激素對(duì)黃秋葵種子萌發(fā)的影響，從而確定不同激素處理的最適濃度，為黃秋葵高產(chǎn)和栽培技術(shù)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

黃秋葵品種分別為‘美人指’和‘凌云二號(hào)’，由陜西省蒲城縣種子站采購。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)前采用沉水法選取大小相近、籽粒飽滿的種子，用0.3%的高錳酸鉀溶液消毒30 min，用蒸餾水沖洗5～6遍。發(fā)芽試驗(yàn)采用濾紙培養(yǎng)皿發(fā)芽法，培養(yǎng)皿內(nèi)放置2層濾紙。赤霉素的濃度梯度為50、100、150、200、250 mg/L，α-萘乙酸(NAA)的濃度梯度為5、10、15、20、25 mg/L，蒸餾水用作對(duì)照(CK)。分別用各濃度激素浸泡黃秋葵種子12 h。每個(gè)處理設(shè)置3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)50粒種子，發(fā)芽溫度為25℃，試驗(yàn)過程中適量在濾紙上添加蒸餾水，保持濾紙濕潤。從培養(yǎng)的第1天開始，每24 h觀察并記錄發(fā)芽種子（種子萌發(fā)以胚根長度為種子長度的1/2作為發(fā)芽標(biāo)志）的數(shù)量，第7天結(jié)束，計(jì)算發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)，如式(1)～(3)。

式中，n指試驗(yàn)結(jié)束時(shí)相應(yīng)的萌發(fā)種子數(shù)，N指供試種子總數(shù)，m指3天內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)，Gt為在t日的發(fā)芽率，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均用Microsoft Excel 2010統(tǒng)計(jì)，應(yīng)用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)不同處理下的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 GA3處理對(duì)‘美人指’和‘凌云二號(hào)’種子萌發(fā)的影響

由表1可知，隨著GA3濃度的提高‘，美人指’種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)都呈先增后減的趨勢(shì)，50～150 mg/L的GA3處理可促進(jìn)‘美人指’種子的萌發(fā)，當(dāng)濃度增大至250 mg/L時(shí)各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)降至最低。其中100 mg/L的GA3處理顯著高于對(duì)照，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)分別比對(duì)照提高12.67%、12.67%、2.62%。50 mg/L的GA3處理未達(dá)到顯著水平，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)增加較小，分別增加了4.00%、3.34%和0.65%。

表1 不同濃度GA3處理對(duì)‘美人指’種子萌發(fā)的影響 %

由表2可知，隨著GA3濃度的提高‘，凌云二號(hào)’種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)都呈逐漸遞增的趨勢(shì)，150～250 mg/L的GA3處理均可不同程度地促進(jìn)‘凌云二號(hào)’種子的萌發(fā)，當(dāng)濃度增大至250 mg/L時(shí)各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)達(dá)到最高，這一規(guī)律與‘美人指’存在明顯差異。當(dāng)GA3濃度為50 mg/L和100 mg/L時(shí)，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)均低于對(duì)照；當(dāng)濃度增加至150～250 mg/L時(shí)，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)均高于對(duì)照，其中當(dāng)濃度為250 mg/L時(shí)，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)達(dá)到最高值，分別比對(duì)照提高12.00%、11.33%、3.47%。

表2 不同濃度GA3處理對(duì)‘凌云二號(hào)’種子萌發(fā)的影響 %

2.2 NAA處理對(duì)‘美人指’和‘凌云二號(hào)’種子萌發(fā)的影響

從表3可知，隨著NAA濃度的增加，‘美人指’種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)呈逐漸降低的趨勢(shì)。當(dāng)NAA濃度為5 mg/L時(shí)，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)均為本組最大值，但仍較對(duì)照降低8.00%、9.33%、3.22%。當(dāng)濃度增加到25 mg/L時(shí)，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)達(dá)到最低，分別降低了33.33%、34.00%、9.08%，且差異極顯著。

表3 不同濃度NAA處理對(duì)‘美人指’種子萌發(fā)的影響 %

由表4可知，5～10 mg/L的NAA處理，‘凌云二號(hào)’種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)均高于對(duì)照，隨著濃度的增加而呈現(xiàn)不斷減少的趨勢(shì)。其中5 mg/L的作用效果最為明顯，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)比對(duì)照分別增加了21.34%、17.33%和5.09%；10 mg/L的處理效果次之，除15 mg/L處理的發(fā)芽率沒有達(dá)到顯著水平外，其余都達(dá)到了顯著或極顯著水平。當(dāng)NAA的濃度增加到25 mg/L時(shí)，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)均達(dá)到最低值，分別降低了16.66%、16.67%和3.17%。

3 結(jié)論

當(dāng)GA3濃度為50～150 mg/L時(shí)，對(duì)‘美人指’種子的萌發(fā)具有促進(jìn)作用，其中100 mg/L為最適濃度，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)分別比對(duì)照增加12.67%、12.67%、2.62%。當(dāng)濃度≥200 mg/L會(huì)抑制‘美人指’種子萌發(fā)；對(duì)‘凌云二號(hào)’種子而言，當(dāng)濃度為150～250 mg/L時(shí)，會(huì)促進(jìn)其萌發(fā)，其中250 mg/L時(shí)3項(xiàng)指標(biāo)分別達(dá)到最大，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)分別比對(duì)照提高12.00%、11.33%、3.47%。試驗(yàn)所研究的NAA濃度(5～25 mg/L)均抑制了‘美人指’種子的萌發(fā)，且隨著NAA濃度的增加，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)逐漸降低；對(duì)‘凌云二號(hào)’種子，5、10 mg/L NAA會(huì)促進(jìn)萌發(fā)，其中5 mg/L的處理，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)分別達(dá)到最高值，較對(duì)照分別提高21.34%、17.33%、5.09%。另外，研究結(jié)果顯示同一種激素采用相同的濃度處理不同品種，其結(jié)果存在明顯差異，因此不同品種對(duì)激素的敏感程度存在較大差異。

表4 不同濃度NAA處理對(duì)‘凌云二號(hào)’種子萌發(fā)的影響 %

4 討論

在本試驗(yàn)中，50～150 mg/L GA3對(duì)‘美人指’種子的萌發(fā)具有促進(jìn)作用，150～250 mg/L GA3會(huì)促進(jìn)‘凌云二號(hào)’種子的萌發(fā)，在一定濃度范圍，提高赤霉素等激素濃度可以促使種子提前萌發(fā)，影響種子的生理和代謝活動(dòng)，這一現(xiàn)象與孟春芬等[13]利用GA3對(duì)黃秋葵種子發(fā)芽影響的研究結(jié)果是一致的。GA3浸種促進(jìn)種子的萌發(fā)，一方面可能是外源激素能夠解除種子休眠，如GA3可刺激胚芽的營養(yǎng)生長、松弛圍繞在胚周圍的胚乳層細(xì)胞、降低對(duì)胚生長的壓迫，還誘導(dǎo)種子中的淀粉酶合成，促進(jìn)了蛋白酶和其他水解酶的合成，促使種子內(nèi)部貯藏物質(zhì)的降解；另一方面，外源激素可調(diào)節(jié)種子內(nèi)部激素平衡，如GA3使內(nèi)源IAA含量增加，進(jìn)一步促使種子萌發(fā)。同時(shí)，種子休眠與否也常常決定于幾種內(nèi)源激素的相互作用，據(jù)研究顯示，在多種植物種子中，隨著休眠的解除，脫落酸等抑制萌發(fā)物質(zhì)含量水平下降，而細(xì)胞分裂素等促進(jìn)萌發(fā)物質(zhì)含量劇增[24]。

當(dāng)GA3濃度為200、250 mg/L時(shí)，‘美人指’種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)較對(duì)照有明顯降低，抑制了種子的萌發(fā)。這一現(xiàn)象與韋榮昌等[25]利用GA3對(duì)藥用黑草種子萌發(fā)特性影響的研究結(jié)果相似。植物激素在一定范圍內(nèi)才能夠提高種子的活力，促進(jìn)種子的萌發(fā)，當(dāng)激素濃度超出該范圍時(shí)，可能會(huì)促進(jìn)生長素增加，促使乙烯釋放，打破種子內(nèi)部生理平衡，對(duì)種子萌發(fā)產(chǎn)生抑制作用，甚至導(dǎo)致種子活力的喪失。此次試驗(yàn)利用GA3處理‘凌云二號(hào)’種子，當(dāng)濃度達(dá)到250 mg/L時(shí)，所測(cè)指標(biāo)均達(dá)到最大值，至于濃度再增加后是促進(jìn)還是抑制，還需進(jìn)一步研究。利用NAA處理‘凌云二號(hào)’種子，濃度5～10 mg/L對(duì)種子的發(fā)芽具有明顯的促進(jìn)作用，這一研究結(jié)果與廖建良等[26]的一致。但是本研究對(duì)‘美人指’種子萌發(fā)的影響，在所選的濃度梯度范圍內(nèi)，最佳結(jié)果為最小濃度5 mg/L，胡能兵等[17]研究發(fā)現(xiàn)在NAA濃度為0.01 g/L時(shí)，箭葉秋葵的3項(xiàng)發(fā)芽指標(biāo)最高，這與筆者對(duì)‘美人指’的研究結(jié)果具有相似性，因此在濃度5 mg/L以下對(duì)于‘凌云二號(hào)’種子是否存在最佳濃度也有待進(jìn)一步研究。

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