油用牡丹‘鳳丹'種子的生根技術(shù)研究

尹 靜,易雪平,陳 越,倪 穗

(1.寧波大學(xué) 海洋學(xué)院，浙江 寧波 315211；2.寧波植物園，浙江 寧波 315000)

‘鳳丹’(Paeoniaostii‘Fengdan’)又名銅陵牡丹、銅陵鳳丹，屬江南品種群，是我國著名的觀賞與藥用牡丹品種之一。其花單瓣，白色或粉紅色，雌蕊多數(shù)，心皮5—8，蓇葖果，種子卵球形或橢圓形，褐色或黑色，種皮革質(zhì)堅硬，4月中下旬開花，8—9月結(jié)籽，結(jié)實率高，適應(yīng)性強。近年來發(fā)現(xiàn)其種子含油量高達20%，油中含有92%的不飽和脂肪酸，其中α-亞麻酸含量多達49%，是普通食用油的數(shù)十倍。2011年3月22日，中華人民共和國衛(wèi)生部第9號公報批準牡丹籽油作為新資源食品，牡丹籽油正式進入“法定”植物食用油行列，油用牡丹產(chǎn)業(yè)發(fā)展迎來了蓬勃生機。在原衛(wèi)生部的批復(fù)文件中，明確‘鳳丹’和‘紫斑’(Paeoniarockii)兩個品種可以用于加工牡丹籽油。‘鳳丹’因其結(jié)實量大且適應(yīng)性強是當前油用牡丹的主栽品種。

牡丹是專性有性繁殖，繁殖方法有播種、嫁接或分株等，最常見的是播種繁殖。但‘鳳丹’種子從播種到萌發(fā)歷時半年以上，因其種子具有雙休眠的特性。

首先需要打破種子下胚軸的休眠，長出根，而且要待根長到一定長度才能進入上胚軸生長，也就是發(fā)芽階段。因為‘鳳丹’種子的這個特異性，自然狀態(tài)下其種子發(fā)芽特別不一致，一部分種子由于胚根的休眠沒有及時打破導(dǎo)致一直不能發(fā)芽。這就使得目前無法實現(xiàn)油用牡丹的高效、高品質(zhì)生產(chǎn)，嚴重阻礙了油用牡丹的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。因此，要實現(xiàn)油用牡丹的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，首先要解決‘鳳丹’種子生根的難題。

張玉剛等[1]認為GA3處理能夠打破牡丹種子的休眠；成仿云等[2]認為低溫處理對鳳丹牡丹種子生根、萌發(fā)和幼苗生長具有促進效果。至今，低溫結(jié)合GA3處理是提高‘鳳丹’種子生根的有效手段，但由于試驗材料和研究條件的差異，打破‘鳳丹’種子下胚軸休眠的最適GA3濃度和溫度及其處理時間等關(guān)鍵技術(shù)目前尚無報道。本研究采用不同溫度、赤霉素(GA3)不同濃度和不同處理時間處理‘鳳丹’種子，獲得‘鳳丹’種子生根的最佳條件；為‘鳳丹’種苗產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供技術(shù)支持，對促進我國油用牡丹的發(fā)展具有較大的意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

‘鳳丹’種子，采自安徽銅陵油用牡丹栽培基地。挑選無疤、粒大、飽滿的‘鳳丹’種子，待用。

1.2 研究方法

1.2.1 浸種

清水浸種1 h后，取出飽滿下沉的種子，用體積分數(shù)為0.5%的高錳酸鉀對種子消毒2 h，之后清洗數(shù)次，以達到潔凈。再用45 ℃的水對消毒過后的種子進行浸種，浸種時間為48 h。

1.2.2 GA3處理

把浸種結(jié)束的種子分別浸泡在100 mg·L-1、200 mg·L-1、300 mg·L-1的GA3溶液中24 h、34 h、44 h，對照組清水浸種。每處理70粒，3個重復(fù)。

1.2.3 生根試驗

將經(jīng)過不同濃度和不同時間GA3處理后的種子分別放在15 ℃、20 ℃、25 ℃的溫度下進行生根試驗。種子與沙體積比為1∶3，沙的濕度為沙子最大持水量的50%(手握成團不滴水，松手一觸即散)，沙子先用濃度為0.3%的次氯酸鈉消毒。

一個月后觀察生根情況，并記錄。

生根率=(生根種子數(shù)/種子總數(shù)量)×100%。

2 結(jié)果與分析

圖1是‘鳳丹’種子在經(jīng)過GA3不同濃度和不同浸泡時間處理，又經(jīng)30天不同溫度沙藏后的生根率。

圖1 不同處理下‘鳳丹’種子的生根率

2.1 GA3濃度對‘鳳丹’種子生根的影響

由圖1可知，相同溫度、相同處理時間條件下，‘鳳丹’種子的生根率隨GA3質(zhì)量濃度升高先升高后下降，當GA3濃度為200 mg·L-1時‘鳳丹’種子的生根率均達到最大，而后隨著GA3濃度的增大，種子生根率則均呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢?？梢?，高濃度的GA3對‘鳳丹’種子生根有抑制作用，‘鳳丹’生根率由高至低的轉(zhuǎn)折點在200 mg·L-1GA3。所以，在相同沙藏溫度和處理時間條件下GA3質(zhì)量濃度為200 mg·L-1時，‘鳳丹’種子的生根率最高。

2.2 GA3處理時間對‘鳳丹’種子生根的影響

由圖1可知，相同沙藏溫度、相同GA3質(zhì)量濃度條件下，‘鳳丹’種子的生根率隨處理時間的延長先升高后下降，總體來看當處理時間為24 h時‘鳳丹’種子的生根率均達到最大，而后隨著處理時間的增加，種子生根率則均呈現(xiàn)出下降及變化不大的情況。所以，24 h為其最佳處理時間。

2.3 溫度對GA3處理的‘鳳丹’種子生根的影響

由圖1可知，在經(jīng)過相同的GA3處理時間和相同的GA3處理濃度處理后，‘鳳丹’種子的生根率均隨著沙藏溫度的提高出現(xiàn)先升高后下降，沙藏溫度為15 ℃時，‘鳳丹’種子的生根率均達到最大，而后隨著沙藏溫度的提高，其種子生根率則均呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢。

相同溫度、相同處理時間條件下，各濃度梯度下的生根率差異顯著，隨著溫度的升高與GA3處理時間的增加，各濃度梯度下的生根率差異顯著性下降。所以‘鳳丹’種子在經(jīng)過濃度為200 mg·L-1的GA3處理24 h后，在15 ℃的溫度沙藏30天其生根率最高，達到67.14%。

綜上，‘鳳丹’種子生根的最佳條件為：濃度為200 mg·L-1的GA3處理24 h，然后在15 ℃的條件下中沙藏30天。

2.4 多元線性回歸分析

從以上研究可知，沙藏溫度、GA3處理時間、GA3濃度3因素對‘鳳丹’種子生根都有較大的影響，如表1所示。對其進行多元線性回歸分析，以確定它們在‘鳳丹’種子生根過程中所起的作用大小。

表1 不同處理條件下‘鳳丹’種子的生根率

設(shè)定三個自變量指標分別為：沙藏溫度X1，GA3處理時間X2、GA3濃度X3，‘鳳丹’種子生根率Y作為因變量，并建立如下的多元線性回歸模型：

Y=β0+β1X1+β2X2+β3X3+ε

其中β0，β1，β2，β3分別為未知參數(shù)，ε為剩余殘差，與三個自變量無關(guān),服從(0，σ2)。

2.5 數(shù)據(jù)處理

表2 模型的擬合度檢驗

a.預(yù)測變量:(常量),濃度,時間,溫度。b.因變量:生根率

由表可2知，R=0.923，R2=0.851，都較接近1，所以其擬合度較高。

表3 模型的方差顯著性檢驗

a.預(yù)測變量:(常量),濃度,時間,溫度。b.因變量:生根率

表4 模型的變量顯著性檢驗

a.因變量:生根率

由表3與表4可得方程的顯著性檢驗顯示線性回歸方程高度顯著，變量的顯著性檢驗通過。

所以可以建立三元回歸模型：Y=104.357-2.655X1-0.393X2-0.039X3

由上式可知，沙藏溫度對‘鳳丹’種子的生根率影響最大，其次是GA3處理時間，最后是GA3的濃度大小。

3 討 論

沙藏溫度對‘鳳丹’種子的生根率影響最大，‘鳳丹’種子在15℃的處理條件下生根率最高；其次是GA3處理時間，‘鳳丹’種子在GA3處理24 h后生根率最高；最后是GA3的濃度，‘風(fēng)丹’種子在濃度為200 mg·L-1的處理的生根率最高，為67.14%；100 mg·L-1處理的生根率大于300、400、500 mg·L-1處理的生根率，因此使用低濃度GA3處理(100～200 mg·L-1)可促進‘鳳丹’種子生根和提高生根質(zhì)量。

牡丹種子休眠需要在不同的溫度條件下才能解除，表現(xiàn)為暖溫下生根、低溫后長芽。在自然狀態(tài)下，冬季低溫來臨之前的溫暖是‘風(fēng)丹’種子根生長的前提。GA3處理不僅能使牡丹種子生根時間提前，生根速度加快，提前完成生根過程，而且低濃度可以提高生根率，高濃度則對生根有抑制作用。成仿云[2]研究低溫和赤霉素處理對‘鳳丹’牡丹種子萌發(fā)和幼苗生長的影響，指出100～200 mg·L-1低濃度的赤霉素處理有利于提高生根率和生根質(zhì)量。谷勇[3]分析了不同低溫處理和赤霉素處理對解除稷山矮牡丹種子休眠的影響，指出了最適宜的低溫處理條件和最適宜的赤霉素濃度。這些研究的結(jié)果都和本研究的結(jié)果一致。通過本研究確定了打破‘鳳丹’種子下胚軸休眠的最適GA3濃度和溫度及其處理時間3個關(guān)鍵因子，獲得了‘鳳丹’種子生根的最佳條件為：濃度為200 mg·L-1的GA3處理24 h后，在15 ℃的恒溫箱中沙藏30天。

油用牡丹作為未來國際上重要的食用油生產(chǎn)新資源之一，大力發(fā)展該產(chǎn)業(yè)有助于維護糧油安全、改善生態(tài)環(huán)境以及提高經(jīng)濟效益。本研究獲得的‘鳳丹’種子破除下胚軸休眠的關(guān)鍵技術(shù)，可為‘鳳丹’種苗產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供技術(shù)支持，將推動我國油用牡丹產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，對我國油用牡丹大面積生產(chǎn)具有重要的意義。