低溫冷藏對桃砧木Nemaguard種子萌發(fā)及幼苗生長的影響

徐慧敏　郭磊　馬瑞娟　沈志軍　許建蘭　楊軍　俞明亮

摘要： 以桃砧木品種Nemaguard為試驗材料，采收七成熟至十成熟4個成熟度的果實后取種，研究4 ℃冷藏處理對不同成熟度桃砧木種子在常溫（25 ℃）下萌發(fā)及對幼苗生長的影響。結果表明，隨冷藏時間延長，不同成熟度果實種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)均提高，種子的萌發(fā)速度和整齊度顯著提高，當冷藏時間為60 d時，不同成熟度果實種子的發(fā)芽率達最大值，為73.33%至100.00%;在相同冷藏時間下，九成熟果實種子的各發(fā)芽指標總體高于其他成熟度，低溫冷藏30 d發(fā)芽率即可達100.00%;低溫冷藏對播種后幼苗的營養(yǎng)生長有較大影響，不同成熟度果實種子萌發(fā)后的幼苗總體表現(xiàn)為株高與莖粗隨冷藏時間延長而緩慢增加，在低溫60 d時達到最大值，其中九成熟果實種子萌發(fā)后的幼苗株高總體高于七成熟與十成熟;種子低溫冷藏時間同時影響幼苗葉片發(fā)育，當種子冷藏時間少于30 d時，不同成熟度果實種子播種后幼苗蓮座葉現(xiàn)象明顯，冷藏時間達50 d后，幼苗蓮座葉現(xiàn)象消失。

關鍵詞： 桃砧木;種子;低溫冷藏;成熟度;發(fā)芽率

中圖分類號： S723.1 文獻標識碼： A 文章編號： 1000-4440（2022）01-0200-07

Abstract： The seeds of peach rootstock cultivar Nemaguard with four different fruit maturities （70% maturity to 100% maturity） were used to study the effects of cold storage treatment at 4 ℃ on the germination and seedling growth of seeds with different maturities at room temperature （25 ℃）. The results showed that， the germination rate， germination potential and germination index of seeds of different fruit maturities were all increased with the extension of cold storage time， and the germination speed and uniformity of seeds were also increased significantly. The germination rates of all seeds of different fruit maturities reached the maximum value and ranged from 73.33% to 100.00% when the cold storage time was 60 d. The germination indicators of the seeds of 90% fruit maturity were generally higher than the seeds of other fruit maturities under the same cold storage time， and the germination rate could reach 100.00% after 30 d of low temperature treatment. Cold storage showed great impact on the vegetative growth of seedlings after sowing， and the plant height and stem diameter of seedlings germinated from seeds of different fruit maturities generally increased slowly with the extension of cold storage time， which reached the maximum after low temperature treatment for 60 d. The plant height of seedlings germinated from seeds of 90% fruit maturity was generally higher than those of 70% and 100% fruit maturities. Development of seedling leaves was affected by cold storage time of seeds. Rosette leaf phenomenon of seedlings was obvious when the cold storage time of seeds was less than 30 d. When the cold storage time of seeds reached 50 d， the rosette leaf phenomenon of all seedlings disappeared.

Key words： peach rootstock;seed;cold storage;maturity;germination rate

桃是薔薇科李屬植物，花可觀賞，果實可食，具有較高的營養(yǎng)價值和經(jīng)濟效益。桃在生產中一般采用實生砧木嫁接繁殖，砧木苗的質量對嫁接成活率及嫁接苗的質量有重要影響。受種殼阻礙、種皮中抑制物質的抑制作用以及種胚需完成生理后熟等因素影響，桃種子存在休眠現(xiàn)象[1-2]。生產中一般將種子作層積處理，通過層積處理提高相關酶活性和水解作用，促進種子內部抑制休眠的物質分解，從而破除休眠[3-4]。目前中國專業(yè)從事桃砧木種子生產的企業(yè)和單位很少，育苗過程中砧木種子的采收和利用相對粗放。由于砧木種子采收時期不合適或層積時間、層積溫度控制不合理等原因造成的砧木種子不發(fā)芽、發(fā)芽率低或隔年發(fā)芽的現(xiàn)象時有發(fā)生，嚴重影響了正常育苗工作。優(yōu)質砧木是培育優(yōu)質苗木的基礎，因此，提高砧木種子發(fā)芽率和整齊度、培育營養(yǎng)生長良好的砧木幼苗進行后期的苗木（嫁接）繁育是桃產業(yè)中急需解決的現(xiàn)實問題[5]。已有的關于桃種子破除休眠的報道多數(shù)集中在對桃種子采收時期或低溫冷藏時間的單個因素的研究[6-10]，關于采收成熟度和冷藏時間2個因素對桃砧木種子的綜合影響鮮有報道。因此，本研究針對生產中桃砧木種子發(fā)芽率低、萌發(fā)不整齊、幼苗生長一致性差等問題，通過對不同成熟度桃果實的種子進行低溫處理，測定種子發(fā)芽指標和幼苗生長指標，綜合分析影響桃種子休眠與萌發(fā)、幼苗展葉與生長的因素，以期為桃生產育苗提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2020年在江蘇省農業(yè)科學院果樹研究所桃試驗園進行。試驗品種為桃優(yōu)良砧木品種Nemaguard，于2020年8月5日采摘不同成熟度、未受病蟲危害的果實，成熟度分別選取七成熟（底色綠色或綠色開始減退）、八成熟（果頂綠色明顯減退，果實稍硬）、九成熟（果面呈黃綠色或淡黃色，果實軟化明顯）、十成熟（正常成熟后因非病蟲害原因落地）。果實采收后去除果肉留種備用。

1.2 試驗方法

1.2.1 種子低溫冷藏處理 使用專用剪刀將Nemaguard種殼（桃內果皮）破開，在超凈工作臺上將取出的新鮮種子用75%乙醇消毒2 min，用無菌水清洗6遍備用。無菌培養(yǎng)皿底部放置濕潤無菌濾紙保濕，將大小、顏色一致的30粒種子放置于培養(yǎng)皿中，用保鮮膜將培養(yǎng)皿封口，置于4 ℃冷庫中。定期觀察培養(yǎng)皿內濾紙的濕潤程度，缺水時補充無菌水。

1.2.2 種子催芽處理 從冷藏第10 d開始，每隔10 d從各處理中隨機取出9個培養(yǎng)皿（3次重復共270粒種子），轉入組培室[（25±2） ℃]內遮光催芽，共取樣6次。對應冷藏時間分別為10 d、20 d、30 d、40 d、50 d、60 d，以未冷藏種子為對照。自種子萌發(fā)開始每天拍照記錄發(fā)芽情況，種子催芽14 d后統(tǒng)計最終發(fā)芽率。

1.2.3 幼苗生長監(jiān)測 將培養(yǎng)皿中生根、發(fā)育基本一致的種子播種于穴盤中育苗，播種深度2～3 cm，穴盤基質為純泥炭土。播種后的穴盤置于玻璃溫室內正常培養(yǎng)，設置溫度（25±2） ℃。播種30 d后調查幼苗形態(tài)指標，冷藏10 d和20 d的處理，每個成熟度調查幼苗9株（發(fā)芽率低導致幼苗數(shù)量偏少）;冷藏30 d、40 d、50 d、60 d的處理，每個成熟度調查幼苗30株，設3次重復，使用卷尺與游標卡尺測量幼苗株高及莖粗，拍照記錄，統(tǒng)計畸形葉比例。

1.3 指標測定方法

從種子發(fā)芽第1 d開始，記錄每天的發(fā)芽數(shù)與對應時間，計算發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)。發(fā)芽率=第14 d發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%，發(fā)芽勢=第7 d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：Dt為發(fā)芽試驗第t d;Gt為第t d的發(fā)芽數(shù)。播種30 d后統(tǒng)計各成熟度處理組的幼苗平均高度與莖粗。拍攝和觀察幼苗葉片，評估生長狀況。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010和SPSS 22.0軟件對數(shù)據(jù)進行分析和處理。

2 結果與分析

2.1 低溫冷藏對桃砧木種子萌發(fā)的影響

在本試驗中，Nemaguard種子若不經(jīng)低溫冷藏處理，不同成熟度果實種子的發(fā)芽率均為0。低溫冷藏處理可有效打破種子休眠，發(fā)芽率總體隨冷藏時間延長呈上升趨勢，但不同成熟度果實種子發(fā)芽情況出現(xiàn)差異（圖1）。由圖2可知，當?shù)蜏乩洳?0 d時，九成熟果實種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢與發(fā)芽指數(shù)分別為73.33%、70.00%和6.83，顯著高于其他處理。至冷藏第30 d，九成熟果實種子全部發(fā)芽;隨冷藏時間延長，不同成熟度果實種子間的發(fā)芽率差距逐漸縮小。當冷藏時間達50 d時，除七成熟果實種子外，其他成熟度果實種子的發(fā)芽率達96.67%至100.00%，發(fā)芽勢達93.67%至96.67%，差異均不顯著。七成熟果實種子總體發(fā)芽情況最差，冷藏30 d后發(fā)芽率僅為20.00%，當冷藏時間延長至60 d時，發(fā)芽率也僅為73.33%，與其他成熟度果實種子相比差異顯著。值得注意的是，當果實成熟度達十成熟時，Nemaguard種子發(fā)芽指數(shù)反而下降（圖2）。

2.2 冷藏時間對桃砧木種子萌發(fā)進程的影響

低溫冷藏時間不同導致桃砧木種子萌發(fā)進程出現(xiàn)差異（圖3）?？傮w來看，種子冷藏時間越長，種子轉入室溫后開始萌發(fā)所需的時間越短，種子萌發(fā)整齊度也越高。當冷藏時間少于20 d時，只有九成熟果實種子在轉入室溫的第5 d開始萌發(fā);隨著種子冷藏時間延長，種子萌發(fā)開始時間與結束時間都相應提前，發(fā)芽速度顯著加快。當冷藏時間達40 d時，所有種子置于常溫第2 d即可萌發(fā)，持續(xù)至第10 d結束;而冷藏處理60 d后所有種子在冷藏第1 d即開始萌發(fā)，第8 d萌發(fā)結束。不同成熟度果實種子在相同冷藏時長下，萌發(fā)的整齊度差異較大，其中九成熟果實種子萌發(fā)時間最集中，而七成熟果實種子萌發(fā)整齊度稍差。

2.3 低溫冷藏對播種后桃砧木幼苗營養(yǎng)生長的影響

不同成熟度果實種子播種后長出的幼苗，營養(yǎng)生長情況也不盡相同。株高總體隨種子低溫處理時間延長呈上升趨勢（圖4）。當種子低溫冷藏時間為10 d和20 d時，種子播種后長出的幼苗株高差異較大，其中，九成熟果實種子播種后幼苗株高總體高于七成熟和十成熟果實種子;隨低溫冷藏時間延長，不同成熟度果實種子長出的幼苗株高差異逐漸縮小，當種子低溫冷藏60 d后，各處理幼苗株高均達到最高值，且各成熟度果實種子的幼苗間株高差異不顯著。幼苗莖粗隨種子冷藏時間延長呈緩慢增長趨勢，當種子冷藏時間超過30 d后，所有處理的幼苗莖粗均達到了0.18 cm。

2.4 低溫冷藏對桃砧木種子播種后幼苗畸形葉發(fā)生的影響

在對Nemaguard種苗進行為期30 d的生長監(jiān)測后發(fā)現(xiàn)，種子播種后的14 d內，所有處理幼苗植株生長正常，葉片較舒展。播種14 d后，不同冷藏時間桃砧木種子發(fā)育成的幼苗葉片生長出現(xiàn)差異。當種子冷藏時間少于30 d時，播種14 d后幼苗出現(xiàn)蓮座葉，總體表現(xiàn)為植株頂部葉片卷曲，不能正常展葉生長，至播種后30 d，所有處理種子發(fā)育成的幼苗葉片畸形現(xiàn)象明顯，超過50%植株出現(xiàn)蓮座葉。隨種子低溫冷藏時間的延長，不同處理幼苗畸形葉比例均開始降低，至種子冷藏時間達40 d時，只有七成熟果實種子長成的幼苗出現(xiàn)少量蓮座葉。當種子冷藏時間超過50 d時，所有處理幼苗葉片生長均正常，無蓮座葉，說明冷藏時間長有利于播種后幼苗葉片的正常生長（圖5）。

3 討論

種子休眠大致分為兩類，即由外源因素引起的種皮休眠和由內源因素引起的胚休眠[11]，不同類型種子存在不同的休眠機理，解除休眠的措施也各不相同[12-15]。桃種子屬于綜合性休眠，種胚成熟狀態(tài)、種皮中抑制物質的抑制作用以及種殼機械阻礙等都影響桃種子的萌發(fā)。由于種胚的成熟形態(tài)與種子活力密切相關，因此果實成熟度不僅影響種子發(fā)芽力和整齊度， 還進一步影響幼苗的健壯度和生長狀況，總體成熟度高的種子發(fā)芽相對整齊迅速[16]。張懷龍等[17]的研究結果表明，不同采收期對核桃種子的發(fā)芽率影響極大，9月份采收的種子發(fā)芽率明顯高于8月份采收的種子。許建蘭等[7]以10個中熟桃品種為材料，結果發(fā)現(xiàn)相同品種隨果實成熟度提高，種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率均不同程度增加。本試驗發(fā)現(xiàn)，當Nemaguard果實成熟度達到九至十成熟時，種子經(jīng)低溫處理30 d，發(fā)芽率即可達90%以上，而七成熟果實種子低溫處理60 d的發(fā)芽率也僅為73.33%，這再次驗證了果實成熟度對種子發(fā)芽率的重要影響。但孫群等[18]認為，隨著種子成熟度提高，種子發(fā)芽率及種子活力提高，當達到生理完全成熟后，種子活力開始出現(xiàn)下降。值得注意的是，本試驗中，當Nemaguard果實成熟度達十成熟時取種冷藏，種子發(fā)芽指數(shù)低于九成熟種子，且十成熟果實取種冷藏過程中的霉變率高于其他成熟度，說明利用Nemaguard種子作為砧木時，果實采收時期也并非越晚越好，當果實九成熟時采收獲取的種子冷藏后播種的效果最好。目前桃生產中使用的砧木種子有相當一部分是通過收集砧木品種落果后去除果肉獲取的，甚至個別種子是通過將果實埋土堆漚去除果肉后獲取的[19]，這可能是生產中桃砧木種子發(fā)芽率低、發(fā)芽不整齊的原因之一。因此建議育苗中盡量選用新鮮采摘的、成熟度高的砧木種子。

桃種皮內存在的化學抑制物質是造成種皮障礙的主要原因之一[2]。陶俊等[20]研究發(fā)現(xiàn)，桃種皮中存在含量顯著高于種胚的脫落酸可能是桃種子休眠的重要因素。低溫層積對存在萌發(fā)抑制物質和生理后熟因素引起生理休眠的種子破除休眠效果顯著[21]，大量植物種子通過低溫破眠的研究結果都支持該觀點[22-26]。已有的通過低溫層積處理打破桃種子休眠的報道中，關于層積時間長短的結果不同。王貴元等[27]研究發(fā)現(xiàn)，在0～120 d的層積時間內，桃種子萌發(fā)率隨層積時間的延長而提高。杜紀紅等[28]研究發(fā)現(xiàn)，將桃種子與不同基質混合放入冰箱冷藏，78 d后大部分種子均可萌發(fā)。郭磊等[29]發(fā)現(xiàn)新鮮毛桃種子破殼后在4 ℃條件下冷藏49 d即可滿足播種要求。本試驗中，若不經(jīng)低溫冷藏處理，Nemaguard所有成熟度果實種子均不萌發(fā)。而只要果實采收成熟度超過七成，當種子冷藏時間達50 d，發(fā)芽率即可超96%。且隨種子冷藏時間的延長幼苗蓮座葉現(xiàn)象逐漸消失，高度與莖粗都有所增長，與許建蘭等[30]以栽培桃品種的種子為材料的研究結果一致。

綜上，Nemaguard果實的采收成熟度影響種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢，九成熟果實取種低溫處理后播種，各萌發(fā)指標總體高于七成熟、八成熟和十成熟果實。冷藏時間對所有成熟度桃果實種子在常溫下萌發(fā)和幼苗的生長有重要影響，當冷藏時間達50 d時，八成熟以上的桃果實種子的發(fā)芽率均超過96%，且所有處理砧木幼苗在生長過程中無蓮座葉現(xiàn)象。利用Nemaguard作為砧木繁育桃樹苗時，應選擇新鮮采摘的、成熟度八成以上的果實種子，且有效層積時間應超過50 d。

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（責任編輯：陳海霞）

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