H2O2和種皮處理對馬檳榔種子萌發(fā)和幼苗生長的影響

， ， ， ，

(1.云南省紅河熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所， 云南 河口 661399； 2.云南省河口縣農(nóng)科局， 云南 河口 661399)

馬檳榔(Capparismasaikai)為山柑科(Capparaceac)山柑屬(Capparis)植物，是中國特有的甜蛋白植物，其種子中所含的植物甜蛋白馬賓靈Ⅱ(MabinlinⅡ)在同等質(zhì)量比下是蔗糖甜度的375倍，具有甜度高、熱量低、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，可被消化降解為人體所需的天然氨基酸，在食品甜味劑領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景[1]。自然條件下馬檳榔可以開花結(jié)果，但是其種子的自然繁殖率極低，屬瀕危物種，人工擴(kuò)大繁殖是增加馬檳榔種群數(shù)量，保護(hù)該物種，開發(fā)利用這一珍貴植物資源的基礎(chǔ)。馬檳榔種子種皮較厚可能是束縛其萌發(fā)的主要因素，顏啟傳研究認(rèn)為，種皮的細(xì)胞層次和排列方式，表面蠟質(zhì)層、半纖維層等物質(zhì)的沉積，是導(dǎo)致種皮堅(jiān)硬不通透的主要原因[2]。硬實(shí)性種子種皮很堅(jiān)硬，限制了種子水分和營養(yǎng)物質(zhì)的交換，阻礙氧氣的進(jìn)入和二氧化碳的排除，限制種子的呼吸作用，從而限制種子的萌發(fā)。因此，去除種皮束縛是促進(jìn)種子萌發(fā)的重要途徑之一，閆興福等在對遼東櫟種子萌發(fā)研究后認(rèn)為，種皮對遼東櫟種子萌發(fā)具有明顯的抑制作用，去除種皮后，種子萌發(fā)率顯著升高[5]。盧明艷等對天山鳶尾種子休眠與萌發(fā)特性研究表明，種皮的透水性透氣性差是天山鳶尾種子萌發(fā)困難的主要原因之一，適當(dāng)?shù)慕g處理可以破除種皮的束縛促進(jìn)種子的萌發(fā)[6]。劉葉瓊等研究顯示，在25 ℃下，雙氧水浸種可以顯著提高茄子種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)，而且在低濃度處理下效果較好，以0.3%雙氧水浸種3 h，可以使發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)達(dá)到最高[7]。目前對馬檳榔人工繁育研究極少，僅見張超等[8]對馬檳榔常規(guī)繁育技術(shù)研究的報(bào)道。趙東興等研究表明，使用1 000 mg/L GA3浸種24 h是促進(jìn)馬檳榔種子萌發(fā)和幼苗生長的最佳條件[9]。當(dāng)前對馬檳榔種子繁育研究較少，使用機(jī)械破除種皮和H2O2浸泡侵蝕種皮，達(dá)到促進(jìn)物質(zhì)交換，促使種子萌發(fā)和幼苗生長的研究尚屬首次。本實(shí)驗(yàn)研究了破殼和打磨種皮以及不同濃度的雙氧水浸種24 h對馬檳榔種子萌發(fā)和幼苗生長的影響，以期篩選出適合規(guī)?；幚眈R檳榔種子的方法，為馬檳榔的人工擴(kuò)繁提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

馬檳榔種子采自云南省屏邊縣大圍山自然保護(hù)區(qū)。果實(shí)去除果皮和果肉，取出種子反復(fù)漂洗干凈，選取成熟飽滿，大小均勻的種子，于通風(fēng)處吹干外種皮備用。雙氧水為分析純。

1.2 方 法

1.2.1 浸種處理

配制濃度為0，1，2，3，4 mg/L的H2O2溶液，每個(gè)濃度設(shè)3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)選取30粒種子，以蒸餾水為對照，浸種時(shí)間為24 h。

1.2.2 破皮處理

破皮時(shí)用單面刀片從種皮基部將種皮劃開一條縫隙即可，以未破皮處理為對照。

1.2.3 打磨種皮

種皮打磨處理采用任永權(quán)等[10]的方法，用砂紙打磨，取2張80目的砂紙，將種子置于2張砂紙中間，砂紙水平相對旋轉(zhuǎn)，使種皮產(chǎn)生一定程度的擦傷，以不用砂紙打磨處理為對照。

1.2.4 實(shí)驗(yàn)方法

將打磨、破殼和H2O2浸泡的種子條播于沙床上，覆蓋相應(yīng)厚度的濕潤河沙，在25 ℃自然光照條件下進(jìn)行培養(yǎng)。以幼苗第1片真葉出現(xiàn)作為萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，開始萌芽每隔24 h進(jìn)行1次觀察，記錄種子發(fā)芽數(shù)，連續(xù)4 d沒有萌芽即為萌芽結(jié)束。待萌發(fā)結(jié)束，每個(gè)處理剔除5株最高和最低的幼苗，隨機(jī)抽取10株幼苗，測量其株高和根長并做記錄。

1.2.5 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 19.0數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行分析，并使用Duncan法比較不同處理對各生長指標(biāo)的影響，用字母標(biāo)記法進(jìn)行標(biāo)記。使用以下公式計(jì)算發(fā)芽率和發(fā)芽勢：

發(fā)芽率(%)=種子發(fā)芽數(shù)/供試種子總數(shù)×100%；

發(fā)芽勢(%)=規(guī)定時(shí)間內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對馬檳榔種子發(fā)芽率的影響

從圖1可看出，不同濃度的H2O2浸種處理都顯著提高馬檳榔種子的發(fā)芽率，其中以4 mg/L的濃度處理發(fā)芽率最高，為96.67%；打磨后的馬檳榔種子發(fā)芽率高于空白處理，但未達(dá)到顯著差異。開口處理的馬檳榔種子發(fā)芽率顯著低于空白處理，發(fā)芽率下降。

2.2 不同處理對馬檳榔種子發(fā)芽勢的影響

從圖2可以看出，經(jīng)過H2O2浸種處理的馬檳榔種子發(fā)芽勢顯著提高，發(fā)芽勢與H2O2濃度呈正相關(guān)，當(dāng)H2O2濃度為4 mg/L時(shí)，發(fā)芽勢最高，達(dá)77%。打磨處理的馬檳榔種子發(fā)芽勢為73.33%，開口處理的馬檳榔種子發(fā)芽勢為83.33%。3種處理效果為：開口>打磨>4 mg/L H2O2，開口處理馬檳榔種子的初始萌發(fā)時(shí)間較空白處理提前9 d。

圖1 不同處理對馬檳榔種子發(fā)芽率的影響

圖2 不同處理對馬檳榔種子發(fā)芽勢的影響

2.3 不同處理對馬檳榔幼苗株高的影響

從圖3可以看出，對照和H2O2浸種處理均能顯著促進(jìn)馬檳榔幼苗株高的生長，低濃度的H2O2處理效果較好，當(dāng)H2O2濃度為1 mg/L時(shí)馬檳榔的幼苗株高最高，之后隨著H2O2濃度的增加，馬檳榔株高絕對值呈下降趨勢。打磨和開口處理對馬檳榔幼苗的生長也有顯著的促進(jìn)作用，在2個(gè)處理方法中開口處理效果顯著優(yōu)于打磨。開口和低濃度H2O2浸種處理都顯著促進(jìn)馬檳榔幼苗生長，但兩者之間的差異并不顯著。

圖3 不同處理對馬檳榔幼苗株高的影響

2.4 不同處理對馬檳榔根長的影響

從圖4可以看出，1 mg/L H2O2處理顯著地促進(jìn)了馬檳榔根長的生長，此后隨著H2O2濃度的升高，馬檳榔根生長在逐漸減弱，與空白處理無顯著差異；打磨和開口處理顯著促進(jìn)馬檳榔根的生長，其中開口處理的根長最長，效果最好。

圖4 不同處理對馬檳榔根長的影響

3 討 論

閆興富等研究指出，多數(shù)頑拗性種子普遍存在因?yàn)閳?jiān)硬種皮的束縛表現(xiàn)出休眠特征，甚至部分極端頑拗性種子，可能表現(xiàn)出一定程度的生理性休眠[11-12]。目前，由于種皮的束縛作用導(dǎo)致馬檳榔種子休眠的相關(guān)研究未見報(bào)道，本試驗(yàn)結(jié)果表明，種皮對馬檳榔種子萌發(fā)具有明顯的束縛作用，去除種皮后，種子萌發(fā)時(shí)間縮短，發(fā)芽勢得到顯著提高，株高和根長顯著增加，這與劉艷等[13]的研究結(jié)論一致。經(jīng)過開口處理，去除種皮束縛的馬檳榔種子發(fā)芽時(shí)間較空白處理提前9 d，發(fā)芽進(jìn)程縮短，發(fā)芽勢顯著提高，幼苗株高和根長顯著高于對照，說明馬檳榔種皮對種子的萌發(fā)具有較強(qiáng)的束縛作用，去除種皮在減少了種皮機(jī)械束縛的同時(shí)也更利于水分和其他物質(zhì)的交換，從而促進(jìn)種子的萌發(fā)。另外，馬檳榔種子經(jīng)過開口處理，發(fā)芽率顯著低于未經(jīng)處理的種子，這可能是種子種皮破裂，極易被微生物侵染腐爛，降低種子發(fā)芽率；此外，在野外資源調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，馬檳榔果實(shí)成熟掉落后，果肉迅速霉變腐爛，種子種皮多開口破裂，種胚也多腐爛，這可能是導(dǎo)致馬檳榔自然繁殖率低的關(guān)鍵原因之一。H2O2是強(qiáng)氧化劑，具有殺菌消毒的作用，在種子浸泡過程中能軟化種皮，使種皮表面蠟質(zhì)層消失，種皮變粗糙空隙變大，種皮變薄， 降低種皮的束縛強(qiáng)度，改善了種皮的透氣性，促進(jìn)水分、礦物質(zhì)和氣體的交換，從而減弱甚至破除種子的休眠，促進(jìn)種子萌發(fā)。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同處理方法對馬檳榔種子萌發(fā)和幼苗生長的影響存在較大差異，使用1 mg/L H2O2浸種24 h的發(fā)芽率為93%，發(fā)芽勢為40%，發(fā)芽率高、出苗整齊，是促進(jìn)馬檳榔種子萌發(fā)和幼苗生長最理想的處理方法，而且操作方便。