22份紫蘇資源種子萌發(fā)特性的研究

， ， ， ， ， 程新， ， ，

(1.黑龍江省科學(xué)院大慶分院， 黑龍江 大慶 163319； 2.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)， 黑龍江 大慶 163319；3.中央農(nóng)業(yè)廣播學(xué)校黑龍江省肇州分校， 黑龍江 肇州 166400)Study on the Seed Germination Characteristics of 22 Perilla ResourcesLIU Shuxia1,2, WANG Xiaofei1, GUO Yongxia2, XIAO Yu1, GUO Mengqiao1,CHENG Xinyu1, GUAN Xiangjun1, WEI Guojiang1, ZHAO Weihua3

紫蘇(PerillafrutescensL.)屬于唇形科紫蘇屬一年生草本植物，是中國傳統(tǒng)的藥食兼用型植物，其莖、葉和種子均可入藥，幼苗及嫩葉香味獨(dú)特，是東亞各國較為喜愛的蔬菜及調(diào)味品[1-2]。近年來研究發(fā)現(xiàn)，紫蘇種子油中α-亞麻酸(人體必需脂肪酸)含量高達(dá)65%，具有促進(jìn)大腦發(fā)育和治療心腦血管疾病等多種保健功效，對其研究和開發(fā)已受到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注[3-4]。目前對于紫蘇的研究國內(nèi)外主要集中在藥理作用、藥用成分提取及人工栽培等方面[5-8]，而關(guān)于紫蘇資源種子的萌發(fā)特性的研究則鮮有報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)從生物學(xué)的角度, 對來自國內(nèi)外的22份紫蘇資源種子的萌發(fā)特性進(jìn)行研究，以期為紫蘇新品種的選育提供重要的理論依據(jù)，為紫蘇的引種栽培和育種實(shí)踐提供必要的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

22份紫蘇資源(表1)于2017年3月由黑龍江省科學(xué)院大慶分院區(qū)域資源與環(huán)境研究所從我國、日本和韓國搜集而來， 放置在種質(zhì)資源保存柜中室溫下通風(fēng)干燥，貯藏備用。

表1 22份紫蘇資源材料

序號(hào)品種代碼顏色來源序號(hào)品種代碼顏色來源1SU-5灰色哈爾濱12HZ29灰褐色徐州2HZ27深灰色蘭州13HZ23棕色樺南3HZ44灰色松原14HZ32棕色寧安4HZ48棕色阿城15HZ34棕色尚志5HZ30棕色壽光16SU-9棕色克東6HZ47灰褐色宿遷17HZ33棕色拜泉7HZ49咖啡色雙城18HZ54棕色昆明8HZ24咖啡色牡丹江19HZ53棕色貴陽9SU-8灰色甘肅20SU-6咖啡色大慶10HZ46灰褐色宿遷21HZ-8灰褐色韓國11HZ26棕色濟(jì)南22HZ71咖啡色日本

1.2 方 法

1.2.1 紫蘇資源發(fā)芽情況測定

選取大小和色澤一致，飽滿的紫蘇資源種子100粒，放置在平鋪有3層定性濾紙直徑為9 cm的玻璃培養(yǎng)皿中，加10 mL的dH2O，每個(gè)紫蘇資源設(shè)置3次重復(fù)，置于人工氣候培養(yǎng)箱中，25 ℃光照16 h，黑暗8 h交替出現(xiàn)的條件下進(jìn)行培養(yǎng)。培養(yǎng)3 d開始統(tǒng)計(jì)，每天統(tǒng)計(jì)正常種苗數(shù)、不正常種苗數(shù)和死亡種子數(shù)，連續(xù)統(tǒng)計(jì)7 d，并計(jì)算不同紫蘇資源種子的發(fā)芽率。

發(fā)芽率(%)=(7 d正常發(fā)芽種苗數(shù)/供試種子總數(shù))×100%。

1.2.2 根長和苗長的測定

在22份紫蘇資源培養(yǎng)第10天時(shí)進(jìn)行根長和苗長的測定，每個(gè)培養(yǎng)皿隨機(jī)選取10株苗，3次重復(fù)。測定每株紫蘇幼苗的根長和苗長，以平均值表示。

1.2.3 根鮮重和苗鮮重的測定

22份紫蘇資源在培養(yǎng)第10天時(shí)進(jìn)行根鮮重和苗鮮重的測定，每個(gè)培養(yǎng)皿隨機(jī)選取10株苗，3次重復(fù)，測定10株紫蘇的根鮮重和苗鮮重，以平均值表示。

1.2.4 千粒重測定

將供試的22份紫蘇資源隨機(jī)選取1 000粒紫蘇種子進(jìn)行稱重測量，設(shè)3次重復(fù)，以平均值表示。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)利用Excel 2010及SPSS 19.0軟件進(jìn)行分析處理。對22份不同紫蘇資源材料發(fā)芽期間的根長、苗長、根鮮重、苗鮮重、千粒重、發(fā)芽率、根鮮重/苗鮮重和根長/苗長共計(jì)8個(gè)主要性狀指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析和模糊數(shù)學(xué)中的隸屬函數(shù)法分析，綜合評價(jià)不同紫蘇資源的萌發(fā)特性[9-13]。

2 結(jié)果與分析

2.1 22份紫蘇資源的發(fā)芽率

22份紫蘇資源的發(fā)芽率在34%～100%之間，品種間出現(xiàn)顯著性差異，如圖1所示。其中發(fā)芽率達(dá)到90%以上的有8個(gè)資源，資源HZ 44和SU 9發(fā)芽率最高，達(dá)100%，顯著高于其他資源(p<0.01)；發(fā)芽率小于50%的有5個(gè)資源，其中資源HZ 26的發(fā)芽率最低，為28%，顯著低于其他資源(p<0.01)。22個(gè)紫蘇資源發(fā)芽率從大到小依次為HZ 44>SU-9>HZ 8>SU-5>SU-8>HZ 27>HZ 71>HZ 47>HZ 29>HZ 46>HZ 24>SU-6>HZ 49>HZ 23>HZ 53>HZ 33>HZ 48>HZ 34>HZ 32>HZ 30>HZ 54>HZ 26。

圖1 22份紫蘇資源的發(fā)芽率

2.2 22份紫蘇資源的根長、苗長及其比值

紫蘇資源種子的根長、苗長和其比值是紫蘇資源在萌發(fā)過程中的重要性狀，能夠直接反映出不同資源在生長過程中的生長差異性以及發(fā)育過程中不同器官的發(fā)育速度。供試的22份紫蘇資源培養(yǎng)10 d時(shí)根長范圍在3.0～7.6 cm之間，各資源間存在明顯差異，如圖2所示。其中根長最長的HZ 44，達(dá)7.6 cm，顯著高于其他資源；資源SU-6的根長最短，為3.1 cm，顯著低于其他21個(gè)資源。22個(gè)紫蘇資源根長從大到小依次為HZ 44>HZ 8>SU-9>SU-5>SU-8>HZ 27>HZ 47>HZ 71>HZ 46>HZ 29>HZ 24>HZ 49>HZ 23>HZ 48>HZ 33>HZ 34>HZ 32>HZ 30>HZ 26>HZ 54>HZ 53>SU-6。

圖2 22份紫蘇資源的根長

如圖3所示，培養(yǎng)第10天，22份紫蘇資源的苗長出現(xiàn)顯著性差異，苗長范圍在1.5～3.3 cm之間。其中苗長最長的資源為SU-5，達(dá)3.3 cm，顯著高于其他資源；資源HZ 54苗長最短，為1.5 cm，顯著低于其他21個(gè)資源。22個(gè)紫蘇資源苗長從大到小依次為SU-5>HZ 8>SU-9>HZ 44>SU-8>HZ 47>HZ 27>HZ 71>HZ 29>HZ 46>HZ 24>SU-6>HZ 49>HZ 23>HZ 48>HZ 33>HZ 53>HZ 30>HZ 34>HZ 26>HZ 32>HZ 54。

圖3 22份紫蘇資源的苗長

22份紫蘇資源的根長/苗長比值存在顯著性差異，如圖4所示。資源HZ 34根長/苗長比值最大，達(dá)2.56；資源SU-6根長/苗長比值最小，為1.35。22份紫蘇資源的根長/苗長比值均大于1，由此可見供試的22份紫蘇資源根的生長均好于紫蘇苗的生長。

圖4 不同紫蘇資源根長/苗長比值

2.3 22份紫蘇資源的根鮮重、苗鮮重及其比值

如圖5所示，培養(yǎng)第10天，22份紫蘇資源的根鮮重出現(xiàn)顯著性差異，根鮮重范圍在5.2～8.1 g之間。其中根鮮重最重的資源為HZ 44和SU-9，均達(dá)8.1 g，顯著高于其他資源；資源HZ 32根鮮重最輕，為5.2 g，顯著低于其他21個(gè)資源。22份紫蘇資源根鮮重從重到輕依次為HZ 44>SU-9>SU-8>SU-5>HZ 27>HZ 8>HZ 47>HZ 71>HZ 46>HZ 29>HZ 24>HZ 49>HZ 23>SU-6>HZ 53>HZ 33>HZ 48>HZ 34>HZ 30>HZ 26>HZ 54>HZ 32。

圖5 22份紫蘇資源的根鮮重

供試的22份紫蘇資源培養(yǎng)第10天，苗鮮重出現(xiàn)顯著性差異，苗鮮重范圍在1.7～5.8 g之間，如圖6所示。其中根鮮重最重的資源為HZ 23和HZ 32，均達(dá)5.8 g，顯著高于其他資源；資源HZ 48根鮮重最輕，為1.7 g，顯著低于其他21個(gè)資源。22個(gè)紫蘇資源根鮮重從重到輕依次為HZ 32>HZ 34>HZ 30>HZ 26>HZ 54>HZ 44>SU-9>SU-8>SU-5>HZ 47>HZ 27>HZ 8>HZ 71>HZ 29>HZ 46>HZ 49>HZ 24>SU-6>HZ 53>HZ 23>HZ 33>HZ 48。

圖6 22份紫蘇資源的苗鮮重

圖7 不同紫蘇資源根鮮重/苗鮮重比值

根重和鮮重是考察農(nóng)作物的主要農(nóng)藝性狀，根鮮重/苗鮮重是反映作物種子萌發(fā)過程中生物量的重要指標(biāo)。22份紫蘇資源根鮮重/苗鮮重比值存在顯著性差異，如圖7所示。資源HZ 48和HZ 23的根鮮重/苗鮮重比值最大，均為3.40；資源HZ 32的根鮮重/苗鮮重比值為0.91。由此可見，與其他資源相比，資源HZ 48和HZ 23在發(fā)芽過程中，根的生長好于苗。HZ 54、HZ 26、HZ 30、HZ 34和HZ 32共5個(gè)資源的根鮮重/苗鮮重比值小于1，說明這5個(gè)紫蘇資源的苗生長的要優(yōu)于根。

表1 紫蘇資源主要發(fā)芽性狀相關(guān)性分析

性狀根長 苗長根鮮重苗鮮重千粒重發(fā)芽率根鮮重/苗鮮重根長/苗長根長1苗長0.95**1根鮮重0.96**0.99**1苗鮮重-0.39-0.50*-0.48*1千粒重0.92**0.95**0.95**-0.55**1發(fā)芽率0.90**0.96**0.95**-0.64**0.98**1根鮮重/苗鮮重0.49*0.59**0.58**-0.99**0.64**0.72**1根長/苗長0.43*0.130.210.240.180.10-0.161.00

注：“*”表示顯著相關(guān)(p<0.05)，“**”表示極顯著相關(guān)(p<0.01)。

表2 22份紫蘇資源種子萌發(fā)主要性狀綜合評價(jià)與排名

紫蘇 資源 隸屬函數(shù)值根長苗長根鮮重苗鮮重千粒重發(fā)芽率根鮮重/苗重根長/苗長隸屬函數(shù)平均值排名SU-50.9661.0000.9650.2540.9570.9720.8110.7410.8333HZ270.9210.8330.9190.2380.7880.9170.8200.8730.7897HZ441.0000.9631.0000.2781.0281.0000.7830.8170.8591HZ480.2170.1850.1870.0000.0950.3061.0000.7230.33915HZ300.0790.0560.0240.9660.0070.0830.0140.6740.23819HZ470.8990.8890.8720.2381.0020.8890.8000.7810.7966HZ490.4490.4440.3730.0980.5170.6390.8410.7230.51113HZ240.4570.5370.3730.0900.5500.6670.8600.6070.51812SU-80.9360.9440.9770.2540.9840.9440.8160.7650.8284HZ460.6890.5740.6280.1720.6770.8060.8130.9010.6589HZ260.0750.0190.0240.9090.0000.0000.0300.7390.22421HZ290.6520.5740.6170.1720.7190.8060.8080.8460.64910HZ230.4160.2780.3030.0250.7310.6390.9990.9380.54111HZ320.0970.0190.0010.9990.0400.1390.0000.7940.26118HZ340.2020.0370.0480.9910.1340.2220.0111.0000.33116SU-90.9740.9631.0000.2620.9951.0000.8110.7880.8492HZ330.2170.1850.1410.0160.1280.3190.9220.7210.33116HZ540.0670.0000.0130.9010.0070.0280.0300.7670.22720HZ530.0300.1480.2330.0410.2380.3890.9050.4010.29817SU-60.0000.4440.3030.0740.5100.6670.8620.0000.35814HZ80.9890.9810.8840.2210.8750.9810.8350.7880.8195HZ710.8760.7780.8260.1800.9100.9070.8900.8840.7818

2.4 22份紫蘇資源的千粒重

千粒重是體現(xiàn)種子大小與飽滿程度的一項(xiàng)指標(biāo)，是檢驗(yàn)種子質(zhì)量和考察作物農(nóng)藝性狀的主要指標(biāo)，也是種子用于田間生產(chǎn)后預(yù)測產(chǎn)量的重要依據(jù)。供試的22份紫蘇資源千粒重范圍在1.8～3.8 g之間。其中資源HZ 44的千粒重最重，達(dá)3.8 g，顯著高于其他資源；資源HZ 26的千粒重最輕，為1.8 g，顯著低于其他21個(gè)資源。22個(gè)紫蘇資源千粒重從重到輕依次為HZ 44>HZ 47>SU-9>SU-8>SU-5>HZ 71>HZ 8>HZ 27>HZ 23>HZ 29>HZ 46>HZ 24>HZ 49>SU-6>HZ 53>HZ 34>HZ 33>HZ 48>HZ 32>HZ 54>HZ 30>HZ 26。

圖8 22份紫蘇資源的千粒重

2.5 22份紫蘇資源萌發(fā)期性狀的相關(guān)性分析

對供試的22份紫蘇資源在發(fā)芽期間的根長、苗長、根鮮重、苗鮮重、千粒重、發(fā)芽率、根鮮重/苗鮮重和根長/苗長共8個(gè)主要性狀指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，由表1可以看出，供試的22份紫蘇資源在萌發(fā)期8個(gè)主要性狀的相關(guān)性差異較大。根長與苗長、根鮮重、千粒重和發(fā)芽率極顯著正相關(guān)，與根鮮重/苗鮮重和根長/苗長呈現(xiàn)顯著正相關(guān)；苗長與根長、根鮮重、千粒重、發(fā)芽率和根鮮重/苗鮮重極顯著正相關(guān)，與苗鮮重顯著負(fù)相關(guān)；根鮮重與根長、苗長、千粒重、發(fā)芽率和根鮮重/苗鮮重極顯著正相關(guān)，與苗鮮重顯著負(fù)相關(guān)；苗鮮重與千粒重、發(fā)芽率和根鮮重/苗鮮重極顯著負(fù)相關(guān)，與苗長和根鮮重顯著負(fù)相關(guān)；千粒重與根長、苗長、根鮮重、發(fā)芽率和根鮮重/苗鮮重極顯著正相關(guān)，與苗鮮重極顯著負(fù)相關(guān)；發(fā)芽率與根長、苗長、根鮮重、千粒重和根鮮重/苗鮮重顯著正相關(guān)，與苗鮮重極顯著負(fù)相關(guān)；根鮮重/苗鮮重與苗長、根鮮重、千粒重和發(fā)芽率極顯著正相關(guān)，與根長顯著相關(guān)，與苗鮮重極顯著負(fù)相關(guān)；根長/苗長與根長顯著相關(guān)，與苗長、根鮮重、苗鮮重、千粒重和發(fā)芽率正相關(guān)不顯著，與根鮮重/苗鮮重為負(fù)相關(guān)不顯著。

2.6 綜合評價(jià)

為了比較全面和真實(shí)的反映從國內(nèi)外引進(jìn)的22份紫蘇資源種子萌發(fā)過程中的特性，本研究采用了模糊數(shù)學(xué)中的隸屬函數(shù)法對根長、苗長、根鮮重、苗鮮重、千粒重、發(fā)芽率、根鮮重/苗鮮重和根長/苗長共8個(gè)指標(biāo)進(jìn)行了綜合評價(jià)，如表2所示。平均隸屬函數(shù)值的大小直接反映種子的萌發(fā)狀況，由表2可以看出，資源HZ 44的隸屬函數(shù)值最大，其種子的萌發(fā)特性較高；資源HZ 26的平均隸屬函數(shù)值最小，其種子的萌發(fā)性質(zhì)比較差；其余紫蘇資源萌發(fā)特性的綜合評價(jià)位于中間。

3 討 論

種子的根長、苗長、根鮮重、苗鮮重、千粒重、發(fā)芽率、根鮮重/苗鮮重和根長/苗長等指標(biāo)是反映種子發(fā)芽能力和活力的重要指標(biāo)，是直接反映種子萌發(fā)特性的有效指標(biāo)[14-15]。

引進(jìn)的22份紫蘇資源發(fā)芽率是品種選育、田間生產(chǎn)和室內(nèi)試驗(yàn)過程中考慮的首要指標(biāo)，本研究針對22份紫蘇資源的根長、苗長、根鮮重、苗鮮重、千粒重、發(fā)芽率、根鮮重/苗鮮重和根長/苗長共8個(gè)主要性狀進(jìn)行測定，對各性狀進(jìn)行了相關(guān)性分析，研究結(jié)果表明，供試的22份紫蘇資源在萌發(fā)期8個(gè)主要性狀的相關(guān)性差異較大；發(fā)芽率與根長、苗長、根鮮重、千粒重和根鮮重/苗鮮重顯著正相關(guān)，與苗鮮重極顯著負(fù)相關(guān)。這說明紫蘇資源種子千粒重越大貯存營養(yǎng)物質(zhì)越多，越利于種子的萌發(fā)，該結(jié)論與孔令琪等[16]的研究結(jié)論相悖，與朱旭海等[17]的研究結(jié)論一致。

紫蘇根鮮重/苗鮮重和根長/苗長比值的大小是反映紫蘇幼苗健壯程度的主要特征，比值越大根部越發(fā)達(dá)，利于紫蘇在生長過程中營養(yǎng)物質(zhì)和水分的吸收，進(jìn)而提高其抗逆性。此外，根鮮重/苗鮮重和根長/苗長比值的大小是否與紫蘇的產(chǎn)量和質(zhì)量性狀存在相關(guān)性，有待進(jìn)一步研究。

表1 試驗(yàn)材料基本信息

種名 組花期(月)海拔(m)1寬裂掌葉報(bào)春 (P.latisecta)指葉報(bào)春組 (Sect.Cortusoides)5月—6月31712暗紫脆朔報(bào)春 (P.calderiana)脆蒴報(bào)春組 (Sect.Petiolares)4月中—6月44693中甸燈臺(tái)報(bào)春(P.chungensis)燈臺(tái)報(bào)春組 (Sect.Proliferae)5月初—7月初31034雜色鐘報(bào)春(P.alpicola)鐘花報(bào)春組(Sect.Sikkimensis)5月—7月31565巨傘鐘報(bào)春(P.florindae)鐘花報(bào)春組(Sect.Sikkimensis)6月中—7月37406林芝報(bào)春(P.ninguida)雪山報(bào)春組(Sect.Crystallophlomis)5月—6月44697折瓣雪山報(bào)春(P.advena)雪山報(bào)春組(Sect.Crystallophlomis)6月中—7月42618西藏報(bào)春(P.tibetica)粉報(bào)春組(Sect.Aleuritia)5月—6月35079白心球花報(bào)春(P.atrodentata)球花報(bào)春組(Sect.Denticulata)4月中—6月初4261