PEG模擬干旱脅迫對大花金雞菊、桂圓菊和賽菊芋種子萌發(fā)的影響

(東北林業(yè)大學 園林學院，黑龍江 哈爾濱 150000)

大花金雞菊(Coreopsisgrandiflora)花大，顏色亮黃，花葉疏散，花姿輕盈；桂圓菊(Spilanthespaniculata)花朵小巧奇特，形似桂圓，花枝緊湊，低矮，花量多，花期長；賽菊芋(Heliopsishelianthoides)開花早，花枯萎后也能保持花姿，與觀賞草一起營造景觀野態(tài)十足，是3種優(yōu)良的園林綠化植物，具有較高的觀賞價值。

在我國，干旱及半干旱地區(qū)約占52.5%的國土面積，世界上地球陸地面積約1/3是干旱和半干旱地區(qū)[1]。干旱的發(fā)生不僅在干旱及半干旱地區(qū)，降水充沛的地區(qū)也會因雨量分配不均或氣候的變化而出現(xiàn)干旱的情況[2]。干旱不僅影響作物的生長發(fā)育，也極大地限制了園林綠化植物的生長和觀賞效果。近幾年來，人們對周圍城市景觀的要求越來越高，增加城市景觀植物的多樣性，選育出觀賞效果好，具有較強耐受性的園林植物已成為園林植物學家的重要研究方向之一，目前干旱脅迫對三葉草[3]、大花萱草[4]、冬櫻花[5]、紫丁香[6]、歐報春[7]、風箱果[8]等觀賞植物已有很多研究，對大花金雞菊、桂圓菊和賽菊芋這3種植物的相關研究較少，多體現(xiàn)在引種栽培、化學成分及藥理作用等方面[9-15]。本試驗以PEG-6000模擬干旱脅迫，觀察記錄大花金雞菊、桂圓菊和賽菊芋種子萌發(fā)的各項萌發(fā)指標，分析其耐干旱能力，為干旱地區(qū)選育耐旱的園林綠化材料提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

大花金雞菊、桂圓菊和賽菊芋的種子采摘于東北林業(yè)大學園林學院苗圃，采摘后放在干燥陰涼處保存。在去除種皮及其他雜質(zhì)后，篩選出飽滿且大小相對一致的種子進行試驗。

1.2 種子預處理

分別選取好大花金雞菊、桂圓菊和賽菊芋的種子，用75%濃度的酒精清洗消毒0.2 min，蒸餾水沖洗至無味后自然晾干備用。將墊好脫脂棉及2層濾紙的玻璃培養(yǎng)皿(120 mm)用高壓滅菌鍋進行消毒滅菌，并在烘箱中烘干備用。

1.3 發(fā)芽試驗

在烘干好的培養(yǎng)皿中，均勻的放置60粒大花金雞菊、桂圓菊和賽菊芋的種子，并做好標記，分別向培養(yǎng)皿中加入10 mL蒸餾水(ck)以及5%、10%、15%、20%、25%濃度的PEG-6000溶液。放入濕度為65%，溫度(24±1)℃恒溫培養(yǎng)箱中連續(xù)暗培養(yǎng)，每隔2 d補充1次溶液，以維持恒定的溶液濃度。10 d后結束發(fā)芽實驗。參照GB/T 18247.4-2000國家標準，第5天統(tǒng)計發(fā)芽勢、第10天統(tǒng)計發(fā)芽率，計算發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)以及生長指標的測定(胚根長度、胚芽長度、胚根與胚芽的比值和鮮重)[16-17]。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2007軟件和SPSS 19.0軟件進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析。

2 結果與分析

2.1 干旱脅迫對大花金雞菊、桂圓菊和賽菊芋種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢的影響

由圖1和圖2可以看出，大花金雞菊、桂圓菊和賽菊芋種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢隨著PEG濃度的增加整體呈下降趨勢，但不同植物對干旱脅迫的響應有差別。大花金雞菊在0～15%PEG濃度之間發(fā)芽率與發(fā)芽勢先上升后下降，在5% PEG濃度脅迫時最高，發(fā)芽率為93.33%，發(fā)芽勢為53.33%，整體發(fā)芽率較其他植物低。桂圓菊的發(fā)芽率介于大花金雞菊和賽菊芋之間，發(fā)芽勢高于其他2種植物。賽菊芋在0～10%PEG濃度之間，發(fā)芽率均為100%，發(fā)芽勢低于其他2種植物。當PEG濃度≥20%時，3種植物的發(fā)芽率和發(fā)芽勢都較低，當PEG濃度25%時大花金雞菊的發(fā)芽率為3.33%，桂圓菊和賽菊芋的發(fā)芽率和發(fā)芽勢均為0。

圖1 不同PEG-6000濃度下大花金雞菊、桂圓菊和賽菊芋種子的發(fā)芽率

圖2 不同PEG濃度下大花金雞菊、桂圓菊和賽菊芋種子的發(fā)芽勢

2.2 干旱脅迫對大花金雞菊、桂圓菊和賽菊芋種子發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)的影響

種子發(fā)芽指數(shù)與種子活力指數(shù)是衡量種子活力大小的2個主要指標[18-20]。由圖3和圖4可以看出，5%與10% PEG濃度提高了大花金雞菊和賽菊芋發(fā)芽指數(shù)與活力指數(shù)，在5%PEG濃度時最高，隨著PEG濃度的上升，大花金雞菊和賽菊芋種子的發(fā)芽指數(shù)與活力指數(shù)呈下降趨勢。桂圓菊種子在 PEG濃度脅迫下，發(fā)芽指數(shù)與活力指數(shù)均低于ck組。當PEG濃度≥20%時，大花金雞菊、桂圓菊和賽菊芋種子的發(fā)芽指數(shù)與活力指數(shù)都受到了較強的抑制。

圖3 不同PEG濃度下大花金雞菊、桂圓菊和賽菊芋種子的發(fā)芽指數(shù)

圖4 不同PEG濃度下大花金雞菊、桂圓菊和賽菊芋種子的活力指數(shù)

2.3 干旱脅迫對大花金雞菊、桂圓菊和賽菊芋種子萌發(fā)生長指標的影響

由表1可以看出，大花金雞菊和賽菊芋的胚根平均長度在5% PEG濃度下最長，分別為33.7 mm和15 mm，其中賽菊芋在5%～15%PEG干旱脅迫下胚根的長度都大于ck組，桂圓菊的胚根平均長度在ck時最長。隨著PEG濃度的上升，大花金雞菊、桂圓菊和賽菊芋胚芽的長度無顯著差異。

由表2可以看出，大花金雞菊胚根與胚芽的比值較大，其中在5%PEG濃度時最高比值為10.53，5%～10%PEG濃度下 胚根與胚芽的比值都大于ck組。桂圓菊和賽菊芋胚根與胚芽的比值都較低。賽菊芋的整體鮮重最高，賽菊芋和桂圓菊ck組時鮮重最大，隨著PEG濃度升高鮮重逐漸降低，未發(fā)芽的種子分別為9 mg和1 mg。大花金雞菊在5%PEG濃度下最高。

表1 不同PEG濃度下大花金雞菊、桂圓菊和賽菊芋的胚根與胚芽的長度

注：同列不同的字母表示存在極顯著差異(p<0.01)。下同。

表2 不同PEG濃度下大花金雞菊、桂圓菊和賽菊芋胚根與胚芽的比值和鮮重

3 結果與討論

大花金雞菊、桂圓菊和賽菊芋，是現(xiàn)在園林綠化中新興的觀賞植物，尤其是桂圓菊和賽菊芋還未廣泛應用于園林綠化之中，所以研究干旱脅迫對大花金雞菊、桂圓菊和賽菊芋種子萌發(fā)的影響，對園林綠化植物引種的選擇和保證景觀效果的播種量的計算具有重要的意義。

PEG(聚乙二醇)對植物的毒性較小，可以使植物組織和細胞處于類似干旱的水脅迫之中，已經(jīng)廣泛應用到牧草、農(nóng)作物、觀賞植物等的抗旱研究上[21-26]。本研究利用5種不同濃度的PEG模擬干旱脅迫，分析了大花金雞菊、桂圓菊和賽菊芋種子萌發(fā)特性。結果顯示，低濃度的干旱脅迫有助于大花金雞菊和賽菊芋種子的萌發(fā)，這與楊旭東[27]、凌敏[28]、李文鶴[29]的研究結果一致。桂圓菊種子的發(fā)芽指標隨PEG質(zhì)量濃度的升高呈下降趨勢，桂圓菊種子萌發(fā)受到抑制，這與李淑梅[30]、鄭云鳳[7]許翩翩[31]的研究結果相似。

大花金雞菊和賽菊芋有較強的抗旱能力，在生產(chǎn)實踐中，播種時可以通過適度的干旱促進種子的萌發(fā)，在非干旱和半干旱地區(qū)應用時可適當?shù)拇址殴芾?。桂圓菊有一定的耐旱性，但耐旱性不強，在干旱和半干旱地區(qū)應用時需加強養(yǎng)護。