外源激素對(duì)苦草種子萌發(fā)影響的研究

李鵬程，夏明升，阮慧林，孫玉童，李中玉

（安徽省通源環(huán)境節(jié)能股份有限公司，安徽合肥 230001）

苦草隸屬于水鱉科，多年生無莖沉水植物，有藥用、觀賞、經(jīng)濟(jì)等多種價(jià)值，是世界廣布種，也是我國水體中常見的一種沉水植物。近年來，隨著國家對(duì)水環(huán)境的重視，環(huán)保行業(yè)對(duì)沉水植物的需求量越來越高，外購沉水植物的成本高昂且質(zhì)量不可控，自主研發(fā)沉水植物種苗培育技術(shù)有利于降低成本、提升種苗成活率，并增強(qiáng)公司的市場競爭力。自然狀態(tài)下的苦草種子萌發(fā)率較低，并且種子的萌發(fā)時(shí)間參差不齊，整體萌發(fā)所需要的時(shí)間較長，甚至長達(dá)49～56天[1-2]。本文以苦草種子為研究對(duì)象，以期為規(guī)?；N苗培育提供合理有效的方式方法。

目前有學(xué)者研究影響苦草種子萌發(fā)的因素，韓翠敏等[2]研究了不同水體條件和基質(zhì)類型對(duì)苦草種子萌發(fā)的影響。張瑄文等[3]研究了生物質(zhì)炭對(duì)苦草種子萌發(fā)與生長的影響，但利用外源激素處理苦草種子促進(jìn)萌發(fā)的研究鮮見報(bào)道。考慮到苦草生長在水下，并且根部需要著土，且實(shí)際生產(chǎn)過程中都是通過大面積水田、池塘進(jìn)行生產(chǎn)，因此本研究通過使用不同濃度蕓苔素、赤霉素處理苦草種子，并在此基礎(chǔ)上，增加泥球?qū)嶒?yàn)，統(tǒng)計(jì)不同情況下苦草種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

激素：蕓苔素、赤霉素、MS培養(yǎng)基，市購，其中蕓苔素母液濃度100 mg/L（有效成分含量0.01%），蕓苔素內(nèi)酯是一種新的植物內(nèi)源激素，它具有促進(jìn)作物生長，增加作物產(chǎn)量，提高作物抵抗低溫脅迫、高溫脅迫、干旱脅迫的能力[4-5]。赤霉素有效濃度75%，赤霉素有助于打破種子休眠，提高種子中水解酶、乙醛酸循環(huán)酶等酶的活性，促進(jìn)新陳代謝，為種子萌發(fā)提供碳水化合物和其他養(yǎng)分；同時(shí)其可以促進(jìn)植物細(xì)胞伸長、莖稈伸長、葉片擴(kuò)展等[6]。

苦草種子，自動(dòng)恒溫加熱棒，燒杯，透明塑料盆，市購；制作泥球的泥土取自合肥市郊。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 苦草種子處理

苦草種子去雜，選取大小均一、籽粒飽滿的種子置于10 mL燒杯中，在超凈工作臺(tái)內(nèi)使用75%乙醇將種子表面消毒40 s，棄乙醇后用無菌水洗滌5～6次。

1.2.2 研究方法

（1）蕓苔素組

所用激素均用100 mg/L蕓苔素母液進(jìn)行配制，其中蕓苔素的濃度梯度分別為：稀釋10倍（T1）、稀釋100倍（T2）、稀釋1 000倍（T3），蒸餾水用作對(duì)照組1（CK1），50 mg/L MS培養(yǎng)基用作對(duì)照組2（CK2），另設(shè)置一組黑暗組（T4），黑色塑料袋將燒杯纏繞封閉。各組均采用100 mL燒杯作為實(shí)驗(yàn)器皿，每個(gè)燒杯中加入蒸餾水60 mL，投放20粒經(jīng)處理過的苦草種子，各組燒杯置于塑料盆中，塑料盆水位低于燒杯水位，用自動(dòng)恒溫加熱棒加熱，維持實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度20℃，試驗(yàn)周期為28天。

（2）赤霉素組

所用激素均采用75%濃度赤霉素進(jìn)行配制，其中赤霉素的濃度梯度分別為5 mg/L（T1）、50 mg/L（T2）、500 mg/L（T3），蒸餾水用作對(duì)照組1（CK1），50 mg/L MS培養(yǎng)基用作對(duì)照組2（CK2），另設(shè)置一組黑暗組（T4），黑色塑料袋將燒杯纏繞封閉。各組均采用100 mL燒杯作為實(shí)驗(yàn)器皿，每個(gè)燒杯中加入蒸餾水60 mL，投放20粒經(jīng)處理過的苦草種子，各組燒杯置于塑料盆中，塑料盆水位低于燒杯水位，用自動(dòng)恒溫加熱棒加熱，維持實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度20℃，試驗(yàn)周期為28天。

（3）泥球包裹組

蕓苔素及赤霉素處理21天后，各實(shí)驗(yàn)組苦草種子已發(fā)芽完畢，并且已發(fā)芽的種子停止生長，大多數(shù)未分化出根和葉片，且溶液中產(chǎn)生了大量的霉菌斑塊。

在此基礎(chǔ)上，新增3個(gè)泥球?qū)嶒?yàn)組，用泥土制作直徑8 mm泥球，每個(gè)燒杯放4個(gè)泥球，每個(gè)泥球放5粒苦草種子，T1組的苦草種子被包裹在泥球內(nèi)部且不添加植物激素；T2組苦草種子被包裹在泥球內(nèi)部，添加500 mg/L的赤霉素；T3組的泥球添加淀粉，用于防止泥球崩解，將苦草種子粘附于泥球的表面，添加500 mg/L的赤霉素。

1.3 實(shí)驗(yàn)測定

每天對(duì)苦草種子的發(fā)芽情況進(jìn)行觀察，在進(jìn)行處理14天時(shí)統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢，21天時(shí)統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率。

2 結(jié)果與分析

2.1 蕓苔素對(duì)苦草種子萌發(fā)的影響

在進(jìn)行處理14天時(shí)，CK1、CK2、T1、T2、T3、T4組發(fā)芽粒數(shù)分別為：2、3、5、2、1、2，在進(jìn)行處理21天時(shí)，CK1、CK2、T1、T2、T3、T4組發(fā)芽粒數(shù)分別為：5、6、14、10、4、4，說明苦草種子經(jīng)過蕓苔素處理后，低濃度蕓苔素促進(jìn)苦草種子的萌發(fā)，高濃度起抑制作用，黑暗條件下，苦草種子的萌發(fā)受到抑制。

由圖1可以看出，CK2組發(fā)芽率比CK1組高5個(gè)百分點(diǎn)，MS培養(yǎng)基中含有少量生長素、細(xì)胞分裂素、氮磷鉀以及其他各種微量元素，對(duì)苦草種子的發(fā)芽率具有一定促進(jìn)作用，但效果不明顯。用蕓苔素處理苦草種子后，隨著蕓苔素濃度的增加，苦草種子的發(fā)芽率及發(fā)芽勢呈現(xiàn)下降的趨勢，蕓苔素濃度稀釋1 000倍時(shí)，苦草種子的發(fā)芽率最高，從CK1組的25%、CK2組的30%增長到70%，發(fā)芽勢從CK1組的10%、CK2組的15%增長到25%。隨著蕓苔素濃度的升高，苦草種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢逐漸降低，蕓苔素濃度稀釋10倍時(shí)，和對(duì)照組相比，對(duì)苦草種子的萌發(fā)起抑制作用。T4黑暗組的發(fā)芽率為20%，低于CK1組的苦草種子發(fā)芽率，說明苦草種子不適合在黑暗環(huán)境中萌發(fā)。陸寧海等[7]研究結(jié)果也表明蕓苔素內(nèi)酯在合適的劑量下拌種，有促進(jìn)種子萌發(fā)的作用。陳靚靚等[8]實(shí)驗(yàn)表明，蕓苔素內(nèi)酯浸種與催芽處理均能顯著提高陳化水稻種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率，縮短萌發(fā)所需時(shí)間。Sayed等[9]認(rèn)為蕓苔素具有雙重性，較低濃度的蕓苔素促進(jìn)植物的萌發(fā)和生長，而較高濃度的蕓苔素則延緩植物萌發(fā)并抑制幼苗生長。

圖1 不同濃度蕓苔素處理對(duì)苦草種子發(fā)芽率及發(fā)芽勢的影響

2.2 赤霉素對(duì)苦草種子萌發(fā)的影響

在進(jìn)行處理14天時(shí)，CK1、CK2、T1、T2、T3、T4組發(fā)芽粒數(shù)分別為：2、3、4、4、7、2，在進(jìn)行處理21天時(shí)，CK1、CK2、T1、T2、T3、T4組發(fā)芽粒數(shù)分別為：5、6、8、14、16、4，說明苦草種子經(jīng)過赤霉素處理后，隨著赤霉素濃度的升高，苦草種子的發(fā)芽率及發(fā)芽勢逐漸上升，黑暗條件下，苦草種子的萌發(fā)受到抑制。

由圖2可以看出，用赤霉素處理苦草種子后，對(duì)苦草種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率作用具有一致性，即隨著赤霉素濃度的升高，苦草種子的發(fā)芽率及發(fā)芽勢呈現(xiàn)上升的趨勢。與CK1組相比，在5 mg/L、50 mg/L、500 mg/L不同赤霉素濃度處理?xiàng)l件下，發(fā)芽率分別比對(duì)照組增加了15、45、55個(gè)百分點(diǎn)。在所有處理組中，500 mg/L赤霉素處理使苦草種子發(fā)芽率達(dá)到最高。隨著赤霉素濃度的升高，苦草種子的發(fā)芽率逐漸升高，該結(jié)果與李佳等[10]研究結(jié)果一致。田琳琳等[11]研究了赤霉素對(duì)藍(lán)花棘豆種子萌發(fā)的影響，也表明赤霉素溶液處理對(duì)藍(lán)花棘豆種子萌發(fā)具有促進(jìn)作用。T4黑暗處理組，苦草種子的發(fā)芽率最低，說明苦草種子不適合在無光照條件下萌發(fā)。

圖2 不同濃度赤霉素處理對(duì)苦草種子發(fā)芽率及發(fā)芽勢的影響

2.3 泥球包裹對(duì)苦草種子萌發(fā)的影響

蕓苔素及赤霉素?zé)o泥狀態(tài)下的各實(shí)驗(yàn)組苦草種子，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到21天時(shí)，各組可萌發(fā)的種子已經(jīng)萌發(fā)完畢，已萌發(fā)的苦草種子生長停滯，大多數(shù)未分化出根和葉片，且溶液中產(chǎn)生了大量的霉菌斑塊，說明苦草種子可以在含有適宜植物激素的水溶液中浸泡催芽，破除休眠，但不宜長時(shí)間浸泡在水溶液中，以免生長停滯，產(chǎn)生霉菌。在此基礎(chǔ)上，增加了泥球包裹對(duì)苦草種子萌發(fā)的實(shí)驗(yàn)。

在進(jìn)行處理14天時(shí)，CK1、CK2、T1、T2、T3、T4組發(fā)芽粒數(shù)分別為：2、3、1、3、13、2，在進(jìn)行處理21天時(shí)，CK1、CK2、T1、T2、T3、T4組發(fā)芽粒數(shù)分別為：5、6、2、5、16、4。

由圖3可以看出，T1組和T2組苦草種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢均未高于對(duì)照組，說明苦草種子置于泥球內(nèi)部，即使添加了赤霉素，發(fā)芽率依然受到抑制，T3組苦草種子的發(fā)芽率為85%，發(fā)芽勢為65%，高出CK1組發(fā)芽率60個(gè)百分點(diǎn)，發(fā)芽勢55個(gè)百分點(diǎn)，說明苦草種子適宜在底泥表層且有赤霉素的條件下萌發(fā)生長，為后期苦草種苗規(guī)?；L提供依據(jù)，這一結(jié)論與李佳等[10]研究的不同濃度赤霉素處理對(duì)杜仲種子萌發(fā)的影響結(jié)果一致，表明赤霉素能在一定范圍內(nèi)打破杜仲種子的休眠，從而促進(jìn)種子發(fā)芽，并且用土壤培養(yǎng)的方法更適合杜仲種子生長。

圖3 泥球包裹對(duì)苦草種子發(fā)芽率及發(fā)芽勢的影響

3 結(jié)論

（1）苦草種子在黑暗條件下發(fā)芽受到抑制。

（2）蕓苔素和赤霉素均能提高苦草種子的發(fā)芽率。

（3）濃度為500 mg/L的赤霉素溶液對(duì)苦草種子的發(fā)芽效果最佳，并且粘附于泥球表面，更適合苦草種子的萌發(fā)。