植物激素對冰葉日中花種子萌發(fā)的影響

王夢田 朱淑珠 石艷君

摘? 要：為探索冰葉日中花（Mesembryanthemum crystallinum Linn.）種子萌發(fā)過程中激素種類及濃度的調(diào)控作用，利用不同種類及濃度的植物激素（NAA、GA3：0、0.1、1、5、50、150、200mg/L;6-BA：0、0.05、0.5、1、5、9、15mg/L），檢測種子萌發(fā)率、發(fā)芽勢及發(fā)芽指數(shù)。結果表明：在適宜濃度下，3種激素對冰葉日中花種子的萌發(fā)都有促進作用。其中，6-BA在0.05mg/L時對種子萌發(fā)的促進作用最為明顯，萌發(fā)率達到61%，較對照組提高了18個百分點。

關鍵詞：冰葉日中花;種子萌發(fā);植物激素

中圖分類號 Q945.78文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）06-0147-03

Abstract：In order to explore the regulation of hormone species and concentration in the seed germination of Mesemryanthemum crystallinum L.，different types and concentrations of phytohormones （NAA，GA3：0，0.1，1，5，50，150，200mg/L;6-BA：0，0.05，0.5，1，5，9，15mg/L），were added? and then detected the? germination rate，germination potential and germination index of the seed.The results showed that under the appropriate concentration，the three hormones could promote the germination of the seeds.Among them，6-BA at 0.05mg/L had the most obvious effect on seed germination，and the germination rate reached 61%，which was 18% higher than the control group.

Key words：Mesembryanthemum crystallinum L.;Seed germination;Plant hormone

我國鹽漬化土地數(shù)量眾多，土壤鹽漬化是影響農(nóng)林生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境的主要因素[1]，因此，改善鹽漬化土地的生態(tài)環(huán)境已成為我國農(nóng)林生產(chǎn)中亟待解決的問題[2]。通過研究耐鹽植物的生理和分子機制，篩選出耐鹽性強的植物，改良作物的遺傳基因，提高植物的耐鹽性，是農(nóng)林業(yè)研究的一個重要領域[3]。在鹽漬化土壤中，種子萌發(fā)是植物生長的關鍵和敏感階段，增強種子的耐鹽性和萌發(fā)率是提高植物成活率的關鍵[4]。

冰葉日中花（Mesembryanthemum crystallinum L.）是植物耐鹽性研究的模式植物。目前，關于冰葉日中花種子萌發(fā)的研究大多集中于NaCl濃度的探究[5]，但關于激素種類及濃度對冰葉日中花種子發(fā)芽率的影響還未見報道。筆者通過冰葉日中花種子的萌發(fā)率、發(fā)芽勢及發(fā)芽指數(shù)等指標，研究植物激素對冰葉日中花種子萌發(fā)的影響[6]，為確定冰葉日中花無菌培養(yǎng)基質(zhì)的成分提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料 冰葉日中花種子購于山東省壽光米多農(nóng)業(yè)科技有限公司。赤霉素（GA3）、奈乙酸（NAA）、6-芐氨基嘌呤（6-BA）、NaCl均為分析純，購于國藥。所有培養(yǎng)材料均置于（25±1）°C、光照時間12h/d的恒溫培養(yǎng)室內(nèi)培養(yǎng)[7]。

1.2 試驗方法

1.2.1 種子消毒 選取大小均勻無病蟲害的冰葉日中花種子，用70%酒精浸泡2min，再用0.1%HgCl2浸泡2min消毒處理，然后用無菌水沖洗5次，用無菌濾紙吸干水分，接種于萌發(fā)培養(yǎng)基上，每個處理50顆種子，設3個重復[8]。

1.2.2 植物激素的處理 萌發(fā)培養(yǎng)基為MS培養(yǎng)基，瓊脂6g/L，pH5.8;另使用不同濃度的植物激素（NAA、GA3：0、0.1、1、5、50、150、200mg/L;6-BA：0、0.05、0.5、1、5、9、15mg/L）浸種4h后進行發(fā)芽處理[9]，以正常條件不加植物激素處理作對照。將消毒過的種子接入萌發(fā)培養(yǎng)基，暗室中培養(yǎng)2d后，進行光照培養(yǎng)。每日定時觀察統(tǒng)計種子萌發(fā)數(shù)，以第4d計算發(fā)芽勢，第7d計算發(fā)芽率及發(fā)芽指數(shù)[10]。

1.3 數(shù)據(jù)處理 以胚根長≥2mm時算作種子萌發(fā)。萌發(fā)率（GR）=n/N×100%（n為最終達到的正常發(fā)芽粒數(shù)，N為供試種子數(shù)）;發(fā)芽勢（GP）=規(guī)定時間內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù);發(fā)芽指數(shù)（GI）=∑（Gt/Dt）（Gt為第t天的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應的發(fā)芽天數(shù)）;相對鹽害率=（對照發(fā)芽率-處理發(fā)芽率）/對照發(fā)芽率×100%[11]。用Excel 2010軟件進行數(shù)據(jù)處理及單因素方差分析。

2 結果與分析

2.1 6-BA濃度對冰葉日中花種子萌發(fā)的影響 將經(jīng)0.1%HgCl2消毒2min的冰葉日中花種子分別浸種于0、0.05、0.5、1、5、9、15mg/L的6-BA溶液中，以正常條件不加植物激素處理作對照。上述處理的冰葉日中花種子均接種于MS培養(yǎng)基中。實驗發(fā)現(xiàn)，與空白對照組相比，隨著6-BA的濃度不斷升高，冰葉日中花種子的萌發(fā)率呈先上升后下降的趨勢，在0.05mg/L時萌發(fā)率最高，對種子萌發(fā)的促進作用達到了頂峰（圖1）。

2.2 NAA濃度對冰葉日中花種子萌發(fā)的影響 將經(jīng)0.1%HgCl2消毒2min的冰葉日中花種子分別浸于0、0.1、1、5、50、150、200mg/LNAA溶液，以正常條件不加植物激素處理作對照。上述處理的冰葉日中花種子均接種于MS培養(yǎng)基中。實驗發(fā)現(xiàn)，與空白對照組相比，冰葉日中花種子的萌發(fā)率、發(fā)芽勢及發(fā)芽指數(shù)在不同濃度NAA溶液處理后均呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，萌發(fā)率在NAA1mg/L時最高，而發(fā)芽勢及發(fā)芽指數(shù)在5mg/L時達到峰值（圖3、圖4）。

2.3 GA3濃度對冰葉日中花種子萌發(fā)的影響 將經(jīng)0.1%HgCl2消毒2min的冰葉日中花種子分別浸于0、0.1、1、5、50、150、200mg/L GA3溶液中，以正常條件不加植物激素處理作對照。上述處理的冰葉日中花種子均接種于MS培養(yǎng)基中。實驗發(fā)現(xiàn)，GA3的濃度對種子發(fā)芽率的影響并不明顯（P>0.05），隨著GA3濃度的升高，發(fā)芽率整體呈現(xiàn)微弱的上升趨勢（圖5）。在150mg/L時，種子的發(fā)芽勢較空白組提高了13個百分點，處于峰值;當濃度達到200mg/L時，種子萌發(fā)率最高，較空白組提升了11個百分點。

3 結論與討論

在進行植物組織培養(yǎng)時，萌發(fā)培養(yǎng)基的篩選是關鍵性的步驟之一。種子休眠是植物延遲萌發(fā)至理想生長條件的一種適應性機制，而解除休眠是內(nèi)外因素相互作用的結果。外因是指適當?shù)墓庹?、溫度、水分和氧氣，?nèi)因是指種子本身是否有足夠的儲備，以及在接收到外部信號后，利用這些儲備啟動各種生命活動相關的生化反應的能力。在種子的休眠和萌發(fā)過程中，激素起著非常重要的作用，它們可以通過信號轉導對種子內(nèi)部的各種生理變化作出反應，調(diào)節(jié)一系列蛋白質(zhì)和酶的代謝，從而調(diào)節(jié)種子的休眠和萌發(fā)[12]。

植物中各種激素種類對植物萌發(fā)及生長起著重要的調(diào)節(jié)作用，當細胞分裂素及生長素含量增加時，種子解除休眠，萌發(fā)率提高。GA3、NAA及6-BA作為重要的植物激素，可以刺激植物的分裂和生長，常用于解除種子休眠，提高萌發(fā)率。研究結果發(fā)現(xiàn)，MS培養(yǎng)基中所含的大量及微量元素有利于植物的生長，而合適濃度的植物激素的添加則明顯促進了冰葉日中花種子的萌發(fā);在激素的種類和添加方式上，3種激素均表現(xiàn)出明顯的促進作用，其中，0.05mg/L6-BA溶液浸種4h的處理對種子萌發(fā)的促進作用最大，萌發(fā)率達到61%，較對照組提高了18個百分點;5mg/LNAA溶液浸種4h的處理對種子活力提升的促進作用最大。但只有在一定范圍內(nèi)，植物激素才能提高種子活力，促進種子萌發(fā)。當激素濃度超過這個范圍時，可能會促進生長激素的增加，促進乙烯的釋放，打破種子內(nèi)部的生理平衡，抑制種子萌發(fā)，甚至導致種子活力的喪失[13]。

種子休眠的解除和種子萌發(fā)是多種激素相互作用的結果。某一激素的含量和敏感性的變化并不能完成這一復雜的生理過程，它需要各種激素和各種因素在外界環(huán)境中的綜合作用。為了解種子萌發(fā)的生理生化機制，僅考慮單一因素是不夠的。隨著分子生物學理論和技術的飛速發(fā)展，對種子休眠和萌發(fā)機制的研究將會更加深入，其生理生化機制將會更加清晰。

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（責編：徐世紅）