外源激素對(duì)紫薇種子萌發(fā)的影響

肖杰，薛歡，苑景淇，于忠亮，李成宏，王梅芳，周梅妹，杜鳳國(guó),2*

(1.北華大學(xué) 林學(xué)院，吉林 吉林 132013； 2.長(zhǎng)白山特色森林資源保育與高效利用國(guó)家林業(yè)局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林 吉林 132013)

紫薇(Lagerstroemiaindica)亦稱癢癢樹、海棠樹等，為千屈菜科(Lythraceae)紫薇屬(Lagerstroemia)的落葉灌木，原產(chǎn)于中國(guó)和澳洲，廣泛分布于我國(guó)廣東、福建、江西、浙江等省，吉林也有零星栽培。其花色豐富艷麗，且花期長(zhǎng)，是一種集觀賞和藥用于一體的珍貴經(jīng)濟(jì)樹種。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于紫薇的研究主要集中在種質(zhì)資源[1-3]、生理生態(tài)特性[4-7]、育種[8-10]與繁育技術(shù)[11-24]、開發(fā)與應(yīng)用[25-28]等方面。植物的生長(zhǎng)歷程大多從種子萌發(fā)開始，而紫薇種子具有生理休眠特性，因此，關(guān)于外源激素對(duì)紫薇種子萌發(fā)影響的研究尤為重要。馬有虎等[17]發(fā)現(xiàn)，GA3200 mg·L-1處理下，紫薇種子發(fā)芽率最高，為60.0%，均高于對(duì)照；宋平等[20]發(fā)現(xiàn)，6-BA 5 mg·L-1處理后，南紫薇發(fā)芽率與發(fā)芽勢(shì)均比對(duì)照提高，且處理效果最明顯；蒙真鋮等[22]發(fā)現(xiàn)，GA3200 mg·L-1、TDZ 0.02 mg·L-1、IAA 200 mg·L-1可顯著促進(jìn)毛萼紫薇種子的萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)。本研究對(duì)NAA、IBA和GA3等外源激素對(duì)3種紫薇品種種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)等指標(biāo)的影響進(jìn)行了研究，旨在為紫薇的引種繁育和栽培提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)在北華大學(xué)國(guó)家林業(yè)和草原局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。供試材料為2017年從江蘇宿遷地區(qū)采集的紅火箭(LagerstroemiaindicaRed Rocket)、紅火球(LagerstroemiaindicaDynamite)、百日紅(LagerstroemiaindicaHongtaiyang)3個(gè)紫薇栽培品種種子，試驗(yàn)前存于冰箱中，千粒重分別為1.721、1.535、1.246 g。

1.2 方法

挑選飽滿、大小一致的3個(gè)品種紫薇種子，分成16份，每份100粒。將3種外源激素(NAA、IBA、GA3)分別設(shè)5個(gè)濃度處理，即NAA和IBA均為1、5、10、15、20 mg·L-1，GA3為10、20、50、100、200 mg·L-1，以蒸餾水為對(duì)照(CK)。

將種子用蒸餾水浸泡24 h，再用3%高錳酸鉀溶液消毒15 min，用蒸餾水清洗3～4次，將種子放入不同濃度的外源激素溶液中浸泡12 h，取出后均勻放置在鋪墊3層紗布的培養(yǎng)皿中，置于培養(yǎng)箱中，光強(qiáng)2 000 lx，溫度22 ℃，全天光照，每隔1 d噴1次水，每天記錄1次發(fā)芽情況，重復(fù)3次，并記錄最終發(fā)芽結(jié)果。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2016對(duì)獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)差等，繪制試驗(yàn)表格和制圖。采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅火箭

由表1可知，隨著激素濃度的增加，紅火箭種子的發(fā)芽率均表現(xiàn)為先增長(zhǎng)后下降的趨勢(shì)，且總體為促進(jìn)作用。1～15 mg·L-1NAA處理的種子發(fā)芽率均高于對(duì)照。其中，1 mg·L-1NAA處理后的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)顯著高于對(duì)照和其他處理，且始萌發(fā)時(shí)間最短，1 mg·L-1NAA處理的萌發(fā)時(shí)間最短。

注：同列無相同小寫字母表示組間在0.05水平差異顯著，表2～3同。

1～20 mg·L-1IBA處理后的種子發(fā)芽率均高于對(duì)照，1～15 mg·L-1IBA處理種子后發(fā)芽勢(shì)均高于對(duì)照，5 mg·L-1IBA處理的起始萌發(fā)時(shí)間最短，10 mg·L-1IBA處理的萌發(fā)時(shí)間最短。其中，10 mg·L-1IBA處理后種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)顯著高于對(duì)照和其他處理。

10～200 mg·L-1GA3處理種子后發(fā)芽率均高于對(duì)照，20～200 mg·L-1GA3處理種子后發(fā)芽勢(shì)均高于對(duì)照，20、50 mg·L-1GA3處理的紅火箭種子起始萌發(fā)時(shí)間最短，20 mg·L-1GA3處理的紅火箭種子萌發(fā)時(shí)間最短。其中，20、50 mg·L-1GA3處理的種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)顯著高于對(duì)照和其他處理。

綜上說明，NAA 1 mg·L-1、IBA 10 mg·L-1、GA320 mg·L-1對(duì)紅火箭種子發(fā)芽效果較好，均可不同程度縮短紅火箭種子的萌發(fā)時(shí)間。

2.2 紅火球

由表2可知，隨著激素濃度的增加，NAA對(duì)紅火球種子萌發(fā)率的影響略有起伏，IBA和GA3處理下，紅火球種子萌發(fā)率表現(xiàn)為先抑制，接著促進(jìn)，最后再抑制。1～15 mg·L-1NAA處理種子的發(fā)芽率均低于對(duì)照，1、20 mg·L-1NAA處理的種子發(fā)芽勢(shì)均高于對(duì)照；10、20 mg·L-1NAA處理及對(duì)照的起始萌發(fā)時(shí)間最短，20 mg·L-1NAA和對(duì)照處理種子的萌發(fā)時(shí)間最短。其中，20 mg·L-1NAA處理后種子發(fā)芽率顯著高于1～15 mg·L-1NAA，高于對(duì)照但不顯著，可略微促進(jìn)發(fā)芽率的提高，同時(shí)顯著提高發(fā)芽勢(shì)。表明1～15 mg·L-1NAA對(duì)紅火球種子萌發(fā)起到一定抑制作用。

表2 不同激素處理對(duì)紅火球種子發(fā)芽的影響

10 mg·L-1IBA處理的種子發(fā)芽率顯著高于對(duì)照和1、5、20 mg·L-1IBA處理，15 mg·L-1IBA處理的種子發(fā)芽勢(shì)顯著高于對(duì)照和1、5、20 mg·L-1IBA處理，且10、15 mg·L-1IBA處理的種子起始萌發(fā)時(shí)間最短。10 mg·L-1IBA處理種子的萌發(fā)時(shí)間最短。表明10～15 mg·L-1IBA可以有效促進(jìn)紅火球種子萌發(fā)，而其他濃度均不同程度抑制紅火球種子萌發(fā)。

50、100 mg·L-1GA3處理的種子發(fā)芽率高于對(duì)照和其他處理，顯著高于200 mg·L-1GA3處理，發(fā)芽勢(shì)顯著高于對(duì)照和其他處理。50 mg·L-1GA3處理的種子萌發(fā)時(shí)間最短。表明50～100 mg·L-1GA3能促進(jìn)紅火球種子萌發(fā)，但總體不顯著，其余濃度均不同程度抑制紅火球種子萌發(fā)，200 mg·L-1GA3顯著抑制萌發(fā)。

綜上說明，NAA和GA3對(duì)紅火球種子的萌發(fā)影響較小，10 mg·L-1IBA對(duì)紅火球種子萌發(fā)促進(jìn)效果最明顯。

2.3 百日紅

由表3可知，隨著激素濃度的增加，NAA、GA3處理對(duì)百日紅種子發(fā)芽率的影響相比IBA小，IBA處理下百日紅種子發(fā)芽率表現(xiàn)為先促進(jìn)后抑制。NAA各處理的起始萌發(fā)時(shí)間與對(duì)照相同，1 mg·L-1NAA處理種子后萌發(fā)時(shí)間最短。1～15 mg·L-1NAA處理的百日紅種子發(fā)芽率均顯著高于20 mg·L-1和對(duì)照。1 mg·L-1NAA處理的百日紅種子發(fā)芽勢(shì)高于5、10 mg·L-1，但不顯著。

表3 不同激素處理對(duì)百日紅種子發(fā)芽率的影響

5、10 mg·L-1IBA處理的種子起始萌發(fā)時(shí)間和萌發(fā)時(shí)間最短，且其發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)顯著高于對(duì)照和其他處理。表明5、10 mg·L-1IBA濃度處理可極大提高百日紅種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)。

10 mg·L-1GA3處理的種子發(fā)芽率顯著高于對(duì)照和其他處理。10 mg·L-1GA3處理的種子發(fā)芽勢(shì)顯著高于對(duì)照及100、200 mg·L-1GA3處理；高于20、50 mg·L-1GA3處理，但不顯著。起始萌發(fā)時(shí)間最短的是50、100 mg·L-1GA3處理，萌發(fā)時(shí)間最短的是10 mg·L-1GA3處理，表明GA3各處理可明顯提高百日紅種子的發(fā)芽勢(shì)，使出苗整齊，且以10 mg·L-1GA3處理為最佳。

綜上說明，IBA 5 mg·L-1對(duì)百日紅種子的萌發(fā)率和發(fā)芽勢(shì)的提升最大，相比其他處理可最大程度縮短起始萌發(fā)時(shí)間和萌發(fā)時(shí)間。同時(shí)，3種外源激素均可不同程度的促進(jìn)百日紅種子發(fā)芽勢(shì)提高。

3 小結(jié)與討論

3.1 討論

激素處理植物種子是目前打破種子休眠應(yīng)用最廣泛的措施。一般有兩個(gè)作用：打破種子休眠和調(diào)控種子內(nèi)部激素平衡。在野外環(huán)境進(jìn)行紫薇種子播種出苗率較低，存在萌發(fā)時(shí)間長(zhǎng)且不整齊等問題。有研究報(bào)道指出，IAA、6-BA、NAA、TDZ、GA3等[19，23，25]均可打破紫薇種子休眠。馬有虎等[19，22]研究發(fā)現(xiàn)，200 mg·L-1GA3可顯著促進(jìn)毛萼紫薇種子萌發(fā)；胡國(guó)華[24]研究發(fā)現(xiàn)，300 mg·L-1GA3紫薇萌發(fā)的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到最高值；但孫寬瑩[19]等研究指出，1 000 mg·L-1GA3處理紫薇種子后萌發(fā)效果最佳，即同科屬但不同品種紫薇種子打破休眠的激素種類一般相同但濃度不同。這主要由于基因差異，再者是微環(huán)境差異導(dǎo)致。由本試驗(yàn)結(jié)果可知，50～200 mg·L-1GA3處理對(duì)紅火球種子萌發(fā)的影響說明，同種激素不同濃度可對(duì)同一品種種子萌發(fā)產(chǎn)生促進(jìn)或者抑制作用。1 mg·L-1NAA和20 mg·L-1GA3處理均顯著促進(jìn)紅火箭種子發(fā)芽，說明同一品種紫薇種子萌發(fā)最適宜的激素不止1種，將這兩種濃度的外源激素組合的研究將在下一階段進(jìn)行。

本研究中，紫薇種子發(fā)芽率要高于宋平等[20，22]研究結(jié)果，原因可能與品種、種子貯藏條件、培養(yǎng)環(huán)境以及激素種類和濃度不同有關(guān)。GA3對(duì)紅火箭和百日紅種子萌發(fā)的影響與馬有虎等[17]的研究結(jié)果相似，說明紫薇種子對(duì)GA3反應(yīng)較遲鈍。紅火箭種子的發(fā)芽率在NAA濃度最低時(shí)就達(dá)到最大，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對(duì)照，對(duì)此應(yīng)開展NAA更低濃度對(duì)紅火箭種子發(fā)芽率的研究。同樣，在NAA濃度最高時(shí)，紅火球的種子發(fā)芽率還有上升空間，故應(yīng)進(jìn)一步開展增高NAA濃度對(duì)紅火球種子發(fā)芽率的研究。此外，本試驗(yàn)所設(shè)溫度均為22 ℃，下階段還應(yīng)展開不同溫度結(jié)合外源激素來探討紫薇種子萌發(fā)情況。

3.2 小結(jié)

在無外源激素條件下，3個(gè)紫薇品種中，紅火球的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)均最高，分別為78.7%和55.3%，這可能是因?yàn)槠贩N不同，致使紅火球種子內(nèi)部含有刺激萌發(fā)的激素較為充足，以及所要求的微環(huán)境均不相同。

不同種類和濃度的外源激素處理種子后，對(duì)紫薇種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、萌發(fā)時(shí)間有不同影響。紅火箭種子的發(fā)芽率在NAA 1 mg·L-1、IBA 10 mg·L-1、GA320 mg·L-1、GA350 mg·L-1處理后達(dá)到最大值或較高值；紅火球種子的發(fā)芽率在NAA 20 mg·L-1、IBA 10和15 mg·L-1、GA350和100 mg·L-1處理后較高。其中，IBA 10 mg·L-1對(duì)紅火球種子萌發(fā)促進(jìn)作用最大；百日紅種子的發(fā)芽率在NAA1 mg·L-1、IBA 5 mg·L-1和10 mg·L-1、GA310 mg·L-1處理后都比較高。其中，IBA 5 mg·L-1對(duì)百日紅種子的萌發(fā)率促進(jìn)作用最大。

綜上，紅火箭種子發(fā)芽各項(xiàng)指標(biāo)均受到NAA、IBA和GA3激素的正向調(diào)控；紅火球和百日紅發(fā)芽主要受IBA調(diào)控。同種紫薇種子萌發(fā)可被多種外源激素所促進(jìn)，同種外源激素也可促進(jìn)不同品種紫薇種子萌發(fā)。IBA 10 mg·L-1可被這3個(gè)紫薇品種種子所接受，促進(jìn)萌發(fā)。