PEG-6000模擬干旱對(duì)土荊芥種子萌發(fā)的影響

崔現(xiàn)亮 王桔紅 羅婭婷

摘要? ? 采用0（CK）、5%、10%、15%和20%濃度的PEG-6000溶液模擬干旱，測(cè)定不同干旱條件下土荊芥種子的萌發(fā)指標(biāo)及幼苗的初生根與胚芽的長度指標(biāo)，探討了干旱脅迫對(duì)土荊芥種子在15～25 ℃、12 h光暗周期條件下的萌發(fā)及幼苗生長的影響。結(jié)果表明，土荊芥種子能夠耐受輕中度的干旱（5%和10%PEG-6000濃度），在CK、5%、10%PEG-6000濃度下的萌發(fā)率均>88%、發(fā)芽指數(shù)較高，萌發(fā)開始時(shí)間早（2 d以內(nèi)），活力指數(shù)較高，達(dá)到最高日相對(duì)萌發(fā)率的時(shí)間早（第2天）;隨著干旱程度的增加，各萌發(fā)活力指標(biāo)受到顯著的抑制，但在20%PEG-6000濃度下的萌發(fā)率依然能達(dá)到23%。PEG-6000濃度處理對(duì)土荊芥種子的初生根和胚芽長度均具有低促高抑的作用?？傮w來看，土荊芥種子具有一定的抗旱能力，在干旱區(qū)具有生存的可能性。

關(guān)鍵詞? ? 土荊芥種子;干旱;萌發(fā)率;活力指數(shù);PEG-6000脅迫

中圖分類號(hào)? ? S512.12? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A

文章編號(hào)? ?1007-5739（2020）14-0165-01

土荊芥（Chenopodium ambrosioides）為藜科（Chenopodia-ceae）藜屬（Chenopodium）一年生或多年生草本植物。原產(chǎn)于熱帶美洲，現(xiàn)作為一種外來入侵植物，廣泛分布于熱帶、亞熱帶和溫帶地區(qū)[1]。關(guān)于土荊芥的研究非常多，主要集中在化學(xué)成分、入侵生物學(xué)、他感作用、藥用價(jià)值、逆境抗性等方面[1]。關(guān)于土荊芥種子萌發(fā)等方面也有研究。尹? 燦等[2]研究發(fā)現(xiàn)土荊芥種子萌發(fā)能耐受一定的鹽、堿脅迫;王? 云等[3]研究了光照、溫度和儲(chǔ)藏對(duì)土荊芥種子萌發(fā)的影響;劉? 麗等[4]對(duì)土荊芥種子在不同溫度下的萌發(fā)情況進(jìn)行了研究。但關(guān)于土荊芥種子萌發(fā)對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)還沒有人報(bào)道。本研究主要利用PEG-6000模擬干旱，測(cè)定不同干旱條件下土荊芥種子的萌發(fā)指標(biāo)及幼苗的初生根與胚芽的長度指標(biāo)，探討干旱脅迫對(duì)土荊芥種子萌發(fā)及幼苗生長的影響，以期為農(nóng)林業(yè)防治土荊芥入侵提供一定的理論基礎(chǔ)。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用土荊芥種子，于2018年12月采自于糯扎渡自然保護(hù)區(qū)糯扎渡鎮(zhèn)，海拔800～1 616 m。采集的成熟種子，至少來自30個(gè)植株，充分混勻（避免個(gè)體間的差異）并去除雜質(zhì)，裝入信封，室溫儲(chǔ)藏[5]。

1.2? ? 試驗(yàn)方法

2019年3月進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)。PEG-6000濃度設(shè)置為5%、10%、15%、20% 4個(gè)處理，以蒸餾水作為對(duì)照組（CK）[6-7]。每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取50粒飽滿種子，均勻放在鋪有2層濾紙的90 mm培養(yǎng)皿內(nèi)。放入人工氣候箱內(nèi)培養(yǎng)，溫度設(shè)為15/25 ℃變溫，光照條件為12 h光/12 h暗。期間每天加少量蒸餾水保證濾紙浸濕。每24 h查看萌發(fā)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)持續(xù)30 d，并測(cè)定幼苗的胚芽和初生根長度[8]。

1.3? ? 數(shù)據(jù)處理

采用最小顯著差異法（LSD）檢驗(yàn)在不同處理?xiàng)l件下的差異顯著性[5]。主要萌發(fā)指數(shù)：萌發(fā)率（%）=發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100;萌發(fā)開始時(shí)間：從播種到第1粒種子萌發(fā)所需的時(shí)間（d）;日相對(duì)萌發(fā)率（%）=相對(duì)各日正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100;發(fā)芽指數(shù)（GI）=∑（Gt/Dt），式中Gt為日發(fā)芽數(shù)，Dt為發(fā)芽天數(shù);活力指數(shù)（VI）=GI×lr，式中l(wèi)r為平均初生根長（cm）[8]。采用Excel繪圖，SPSS 17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 不同濃度PEG-6000處理對(duì)種子萌發(fā)進(jìn)程的影響

土荊芥種子在CK、5%、10%、15%和20%PEG-6000濃度處理下分別在第1.33、2.00、2.00、10.67、6.00天開始萌發(fā)，5%和10%PEG-6000濃度處理的種子萌發(fā)開始時(shí)間與CK沒有顯著差異，隨著PEG-6000濃度的增加萌發(fā)開始時(shí)間顯著推遲，但20%PEG-6000濃度處理下的萌發(fā)開始時(shí)間又比15%濃度處理的顯著提前（表1）。

土荊芥種子在CK、5%、10%、15%和20%PEG-6000濃度處理下分別在第2（28.67%）、2（17.33%）、2（20.67%）、21（19%）、7天（12%）達(dá)到最高日相對(duì)萌發(fā)率。5%和10%PEG-6000濃度處理的種子達(dá)到最高日相對(duì)萌發(fā)率的時(shí)間與CK相同，隨著PEG-6000濃度的增加達(dá)到最高日相對(duì)萌發(fā)率的時(shí)間明顯推遲，但20%PEG-6000濃度處理下的萌發(fā)開始時(shí)間又比15%濃度處理的顯著提前。

2.2? ? 不同濃度PEG-6000處理對(duì)種子萌發(fā)率的影響

CK、5%和10%濃度處理的種子萌發(fā)率均在88%以上，且3個(gè)處理間沒有顯著差異。隨著PEG-6000濃度增加到15%，萌發(fā)率顯著降低，當(dāng)濃度增加到20%，萌發(fā)率僅23%，即高濃度PEG-6000抑制了種子的萌發(fā)（表1）。

2.3? ? 不同濃度PEG-6000處理對(duì)種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的影響

PEG-6000處理的土荊芥種子的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均比CK顯著降低，隨PEG-6000濃度的增加降低得越明顯。也就是說，不同PEG-6000濃度對(duì)土荊芥種群種子的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)具有顯著的抑制作用（表1）。

2.4? ? 不同濃度PEG-6000處理對(duì)種子幼苗生長的影響

5%PEG-6000濃度處理種子的初生根和胚芽長度與CK相比均有顯著提高，隨著PEG-6000濃度的增加，又顯著降低。也就是說PEG-6000濃度處理對(duì)土荊芥種子的初生根和胚芽長度均具有低促高抑的作用（圖1）。

3? ? 結(jié)論與討論

種子萌發(fā)關(guān)系到幼苗的存活及后期種間的競(jìng)爭(zhēng)，就入侵植物而言，關(guān)系到其能否成功入侵。植物的生長離不開水，水分也是種子萌發(fā)必需的生態(tài)因子。種子萌發(fā)對(duì)水分有一定的需求范圍，只是種子耐旱性強(qiáng)弱不一樣。本研究的土荊芥種子在5%、10%PEG-6000濃度下的萌發(fā)率均>88%，15%PEG-6000濃度時(shí)萌發(fā)率也在73.33%，但隨著PEG-6000濃度繼續(xù)增加到20%，種子萌發(fā)受到顯著抑制，萌發(fā)率急劇下降到23%。說明在中低PEG-6000濃度時(shí)，土荊芥種子的萌發(fā)對(duì)干旱脅迫不敏感;當(dāng)PEG-6000濃度達(dá)到20%時(shí)，其萌發(fā)率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)等受到顯著抑制，這和魏波等對(duì)紅花種子的研究結(jié)果一致[9]。

一般來說，PEG-6000模擬水分脅迫通過抑制種子的吸水過程而抑制種子的萌發(fā)，而且種子萌發(fā)后胚根和胚芽的生長對(duì) PEG -6000脅迫的反應(yīng)更為敏感。但本研究卻發(fā)現(xiàn)，5%PEG-6000濃度處理對(duì)土荊芥種子的初生根和胚芽長度均有促進(jìn)的作用，這和史? 薇等[10]、李志萍等[11]的研究結(jié)果一致。輕度干旱脅迫對(duì)土荊芥初生根和胚芽表現(xiàn)出了增效效應(yīng)，可能激活了內(nèi)源滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的產(chǎn)生，激發(fā)抗氧化酶系統(tǒng)活性，說明土荊芥在輕度干旱脅迫下抗旱性較強(qiáng)[10]。

總體來看，土荊芥種子具有一定的抗旱能力，在干旱區(qū)具有生存的可能性。

4? ? 參考文獻(xiàn)

[1] 丁瑩，洪文秀，左勝鵬.外來植物土荊芥入侵的化學(xué)基礎(chǔ)探討[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2017，33（31）：127-131.

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[4] 劉麗，郭巧生，趙榮梅，等.土荊芥種子萌發(fā)特性的研究[J].中國中藥雜志，2007，32（13）：1346-1348.

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[9] 魏波，李丹丹，侯凱.PEG模擬干旱條件下紅花種子萌發(fā)特性的比較研究[J].植物生理學(xué)報(bào)，2018，54（6）：1137-1143.

[10] 史薇，徐海量，趙新風(fēng)，等.脹果甘草種子萌發(fā)對(duì)干旱脅迫的生理響應(yīng)[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2010，30（8）：2112-2117.

[11] 李志萍，張文輝，崔豫川.PEG模擬干旱脅迫對(duì)栓皮櫟種子萌發(fā)及生長生理的影響[J].西北植物學(xué)報(bào)，2013，33（10）：2043-2049.