不同濃度赤霉素對(duì)野生金蓮花種子發(fā)芽率及生長(zhǎng)性狀的影響

張 娟，劉佳星，王建民，張雅楠，蘇慧明，張向軍

（內(nèi)蒙古自治區(qū)園藝研究院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010100）

金蓮花（Trollius chinensis Bunge）又稱旱荷、旱金蓮、陸地蓮等，為毛茛科金蓮花屬一年生或多年生草本植物[1]，多生長(zhǎng)在海拔1 800 m 以上的高山草甸或疏林地帶[2]。金蓮花具有廣譜抑菌作用，尤其對(duì)革蘭氏陽(yáng)性球菌及陰性桿菌[3]，其總黃酮對(duì)PM2.5 致大鼠肺纖維化有防治作用[4]。金蓮花藥渣經(jīng)發(fā)酵處理后蛋白質(zhì)含量高，可制備牲畜飼料[5]。劉斯琪等[6]采用高效液相色譜-電噴霧電離-串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)（LC-ESI-MS）對(duì)金蓮花提取物靜脈給藥后的血液移行成分進(jìn)行了鑒定和代謝途徑分析。金蓮花自然狀態(tài)下根再生能力差，僅靠種子繁殖，而藥用部位花被采摘后會(huì)導(dǎo)致無(wú)種子可收，易造成種質(zhì)資源的流失[7]。裸根苗培育較容易，花費(fèi)的人力物力也較小，但是栽植的成活率不高[8]。有研究者[9]通過花藥培養(yǎng)技術(shù)獲得單倍體植株，將發(fā)育到特定階段的花蕾摘下，取出花藥，通過無(wú)菌操作接種于誘導(dǎo)愈傷的培養(yǎng)基，改變?cè)械陌l(fā)育途徑，使其誘導(dǎo)出胚狀體或愈傷組織，從而發(fā)育成完整植株。金蓮花大多采用種子繁殖[10]，但金蓮花種子存在生理休眠現(xiàn)象，新采種子需經(jīng)低溫濕砂貯藏或高濃度赤霉素處理，才可打破休眠[11]。近年來，人們對(duì)金蓮花的盲目采摘以及景區(qū)旅游人數(shù)的增多，使金蓮花的生長(zhǎng)環(huán)境受到嚴(yán)重威脅。雖然位于內(nèi)蒙古高原的塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)、森林公園和保護(hù)區(qū)加大了野生金蓮花資源保護(hù)力度，但是塞罕壩野生金蓮花資源現(xiàn)狀仍不容樂觀，有逐年惡化的趨勢(shì)[12]。由于金蓮花是高山花卉，不適應(yīng)炎熱氣候，簡(jiǎn)單引種后，雖能成活，但越夏困難。因此，隨著人們對(duì)金蓮花觀賞價(jià)值認(rèn)識(shí)的提高[13-14]，研究其引種馴化的意義更為深遠(yuǎn)。研究顯示，采取赤霉素（GA3）處理方法可有效解除種子休眠[11]。為探究赤霉素處理金蓮花種子發(fā)芽的最適濃度以及后續(xù)植株長(zhǎng)勢(shì)，筆者進(jìn)行了不同濃度赤霉素對(duì)野生金蓮花種子發(fā)芽率及生長(zhǎng)性狀的影響試驗(yàn)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為野生金蓮花種子，采集地點(diǎn)為內(nèi)蒙古錫林郭勒盟正藍(lán)旗；植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑為赤霉素（GA3）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1種子發(fā)芽試驗(yàn) 試驗(yàn)采用赤霉素（GA3）處理金蓮花種子，共設(shè)4個(gè)處理，用70%酒精溶解GA3，加蒸餾水，分別配制成濃度為400、500、600 mg/L的GA3溶液，蒸餾水為對(duì)照（CK），每個(gè)處理1 000粒種子，3次重復(fù)，使用75%酒精消毒30 s，用無(wú)菌水沖洗3次，在室溫下用配好的溶液分別浸泡種子10 h。

1.2.2種子吸脹過程觀測(cè) 在室溫下用蒸餾水浸泡金蓮花種子，每1 h 取出浸泡的種子，用濾紙吸干表面殘留水分稱重、記錄。

1.2.3 播種育苗 將浸泡后的金蓮花種子播種于內(nèi)蒙古自治區(qū)園藝研究院溫室，土壤pH值為7.2，黏質(zhì)土。播種時(shí)間為2019年1月20日，采用條播方式，每個(gè)處理種3行，行距10 cm。溫室內(nèi)平均溫度25℃，3 d 左右用噴壺澆1次水，保持土壤濕潤(rùn)。

1.2.4 田間管理 待溫室內(nèi)培育150 d，金蓮花幼苗長(zhǎng)勢(shì)穩(wěn)定后，將其移栽到內(nèi)蒙古自治區(qū)園藝研究院蒙藥材資源圃。資源圃年均氣溫2～14℃，1月平均氣溫-10℃，7月平均氣溫24℃，夏季多雨，冬季寒冷，為典型的溫帶大陸性氣候。試驗(yàn)面積為20 m2，移栽行間距為20 cm，觀察期間做好水肥管理，及時(shí)除雜草。

1.3 調(diào)查及測(cè)定的指標(biāo)

物候期：調(diào)查出苗期、展葉期、現(xiàn)蕾期、開花期、花盛期、種子成熟期、葉片枯黃期。

株高、莖粗、葉寬、葉長(zhǎng)、花直徑測(cè)定：采用游標(biāo)卡尺及直尺測(cè)量，增長(zhǎng)量的測(cè)量時(shí)間為2019年7月20日—8月20日。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)種子發(fā)芽率的影響

由表1可知，蒸餾水處理下的種子發(fā)芽率為1%，成活率為0，濃度600 mg/L 處理的種子發(fā)芽率最高，為55%，而濃度400、500 mg/L 處理的種子發(fā)芽率分別為29%、40%。這說明GA3能有效打破金蓮花種子的深度休眠，且在適宜濃度范圍內(nèi)隨著GA3溶液濃度的升高，金蓮花種子的發(fā)芽率明顯提高。

表1 不同濃度赤霉素對(duì)金蓮花種子發(fā)芽率的影響

2.2 不同處理對(duì)物候期的影響

由表2可知，1月20日播種，金蓮花的出苗期較長(zhǎng)，20 d 左右；4月初植株出現(xiàn)2～3片平展葉，苗高4～6 cm，進(jìn)入展葉期；7月中旬進(jìn)入現(xiàn)蕾期，植株高度達(dá)15～25 cm，葉片深綠色；8月中旬進(jìn)入花盛期，花朵色澤艷麗，呈現(xiàn)金黃色，花朵平均直徑為4.1～5.5 cm；10月中上旬，種子成熟，基部葉片黃枯，其余葉片仍呈現(xiàn)綠色；11月上旬進(jìn)入葉片枯黃期。

此外，600 mg/L 處理的金蓮花種子7月29日開花，比400、500 mg/L 處理的開花期提前2～3 d；其余物候期基本一致。

表2 不同濃度赤霉素對(duì)金蓮花物候期的影響 單位：月-日

2.3 不同處理對(duì)金蓮花生長(zhǎng)性狀的影響

由表3可知，不同處理對(duì)株高增長(zhǎng)量和最高開花數(shù)的影響較為明顯。400、600 mg/L 處理的株高增長(zhǎng)量顯著高于500 mg/L 處理（P<0.05），但兩者差異不顯著（P＞0.05）；600 mg/L 處理的最高開花數(shù)顯著高于400、500 mg/L 處理（P<0.05），但后兩者差異不顯著（P＞0.05）；不同處理下的莖粗增長(zhǎng)量、最大葉長(zhǎng)、最大葉寬差異不顯著（P＞0.05）。但也可以看出，600 mg/L 處理下的植株長(zhǎng)勢(shì)最好，500 mg/L 處理下的植株長(zhǎng)勢(shì)最差。不同處理對(duì)結(jié)果的影響并未看出有線性相關(guān)關(guān)系。

表3 不同處理對(duì)金蓮花生長(zhǎng)性狀的影響

2.4 金蓮花的其他特性

2.4.1 金蓮花種子吸脹過程及活力種子吸水膨脹是發(fā)芽的先決條件，干燥種子的內(nèi)部幾乎所有組織都呈皺縮狀態(tài)，細(xì)胞內(nèi)含物具有很強(qiáng)的黏滯性，當(dāng)水分進(jìn)入種子后，細(xì)胞體積增大而呈緊張狀態(tài)。種子吸水的階段性亦即種子萌發(fā)過程，吸水明顯分為3個(gè)階段。金蓮花種子浸泡3 h后開始進(jìn)行物理性吸水，在12 h后到達(dá)平臺(tái)期，為80.6%。試驗(yàn)結(jié)果表明，金蓮花種子透水性良好，吸水不存在障礙，不是影響金蓮花種子萌發(fā)的主要因素（圖1）。

2.4.2 野生金蓮花的變異性 由表4可知，群體內(nèi)6個(gè)性狀均產(chǎn)生了不同程度的變異，變異系數(shù)為4.70%～36.90%?；ㄖ睆阶儺愊禂?shù)最大，為36.90%，株高、花被數(shù)、冠幅的變異系數(shù)分別為23.50%、21.10%、18.90%，變異系數(shù)較小的性狀是側(cè)枝數(shù)和主莖數(shù)，分別為8.30%、4.70%。這表明野生金蓮花具有較強(qiáng)的變異性。

表4 600 mg/L 赤霉素處理下金蓮花各性狀的均值、極值、變異系數(shù)

3 討論與結(jié)論

溫度是影響種子萌發(fā)和出苗的關(guān)鍵因素，在合適的溫度范圍內(nèi)，種子的萌發(fā)效果會(huì)隨著溫度發(fā)生變化，原因是溫度會(huì)影響種子內(nèi)酶的活性[15]。而海拔是一個(gè)復(fù)合型的環(huán)境因子，研究表明，低海拔金蓮花種子發(fā)芽率顯著高于高海拔[16]。本試驗(yàn)中，金蓮花種子吸水情況良好，吸水并非是影響其萌發(fā)的主要因素，因此，不同濃度赤霉素處理下金蓮花種子發(fā)芽率偏低可能與內(nèi)蒙古呼和浩特市的氣溫和海拔有關(guān)。在選取的3個(gè)濃度中，600 mg/L 赤霉素對(duì)野生金蓮花種子萌發(fā)產(chǎn)生的效果最顯著，發(fā)芽率最高，但其對(duì)植株后續(xù)長(zhǎng)勢(shì)的影響并非正相關(guān)。

赤霉素在植物的生長(zhǎng)過程中起到廣泛的調(diào)節(jié)作用，不同濃度赤霉素在打破種子休眠的過程中對(duì)植株幼苗的生長(zhǎng)影響也有較大差異[17]。從本試驗(yàn)可初步看出，不同濃度赤霉素對(duì)金蓮花植株長(zhǎng)勢(shì)也會(huì)產(chǎn)生不同的影響，研究結(jié)果可為金蓮花馴化提供方向和理論依據(jù)。

李勇等[18]對(duì)河北、山西、北京郊區(qū)以及藥用植物研究所引種栽培的8份金蓮花種質(zhì)開展了AFLP 遺傳多樣性分析，結(jié)果表明，地理位置較近的金蓮花種質(zhì)，遺傳相似系數(shù)較高；引種可造成金蓮花種質(zhì)的遺傳結(jié)構(gòu)發(fā)生變異。本試驗(yàn)測(cè)得的金蓮花性狀變異系數(shù)較大，與其研究結(jié)果相符，說明野生金蓮花種子不適合規(guī)?；N植，需要進(jìn)一步篩選育種，并需進(jìn)行長(zhǎng)期培養(yǎng)，以提高其穩(wěn)定性。

在試驗(yàn)觀測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)，金蓮花喜濕怕澇，為典型的林下植物，且有較強(qiáng)的分蘗性，在引種過程中具有較強(qiáng)的抗性，植株長(zhǎng)勢(shì)良好，花色艷麗，花期較長(zhǎng)，具有一定的園林觀賞價(jià)值。