外源水楊酸對長白山區(qū)月見草種子萌發(fā)的影響

姜云天，張家興，王銘宇，黃鑫，鄭博文

（通化師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，吉林 通化 134002）

月見草（Oenothera biennis L.）又名山芝麻、夜來香，柳葉菜科（Onagraceae）月見草屬（Oenothera）二年生草本植物，自然生長于長白山區(qū)海拔50～1 100 m的向陽山坡、荒草地、沙質(zhì)地及河岸砂礫地，常聚生成片生長[1]。其幼苗可食，花可提取芳香油，根和種子均可入藥，尤其是由種子提取的月見草油具有降脂、降糖、潤膚、抗衰老等功效，已作為原材料廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化妝品等行業(yè)[2-3]。月見草亦有較高的觀賞價值，因其花夜晚開放，花淺黃色或黃色，香氣怡人，常用作花壇、路旁、園林景觀配置。但因其野生資源儲量有限，加上近幾年人們在未成熟時就開始大量采集，致使野生月見草儲量逐年下降。因此，摸清野生藥用植物種子萌發(fā)特性，大力發(fā)展月見草人工栽培產(chǎn)業(yè)是保護長白山區(qū)野生月見草資源的一條有效途徑。目前部分學(xué)者已對黃花月見草（Oenothera glazioviana）、粉花月見草（Oenothera rosea）以及其他產(chǎn)區(qū)月見草（Oenothera biennis）種子萌發(fā)特性進行了探討，涉及溫度、光照、貯藏條件以及激素（GA3、NAA、6-BA）浸種方面[4-7]，并取得了一定成果。

水楊酸（Salicylic acid，SA）是近年在植物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的一種天然生長物質(zhì)，以極低的濃度即可參與調(diào)控植物的生長發(fā)育[8]。前人研究表明，適宜濃度的外源水楊酸浸種能促進側(cè)柏[9]、西葫蘆[10]、龍爪稷[11]、八月瓜[12]等種子萌發(fā)和幼苗生長，同時對部分生理指標的增加也有促進作用。目前，有關(guān)水楊酸浸種對長白山區(qū)野生月見草種子萌發(fā)方面的相關(guān)研究尚未見報道。該文以長白山區(qū)野生月見草種子為試材，研究不同濃度外源水楊酸浸種預(yù)處理對月見草種子萌發(fā)的影響，旨在探索一種提高月見草種子萌發(fā)率的有效方法，從而為月見草的推廣栽培及繁育提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

野生月見草的成熟種子采自吉林省撫松縣漫江鎮(zhèn)河岸邊。

1.2 方法

1.2.1 種子處理。選取大小基本一致、無病蟲害的月見草種子，用0.05%的KMnO4溶液浸泡8 min，蒸餾水沖洗數(shù)遍并用濾紙吸干水分備用。將消毒后的種子分別用0.25、0.5、1.0、1.5、2.5 mmol/L水楊酸（SA）浸種12 h，每個處理濃度3次重復(fù)。將浸種預(yù)處理后的種子分別放入鋪有雙層濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)（直徑12 cm），每個培養(yǎng)皿內(nèi)放入種子50粒，以蒸餾水浸種為對照（CK）。最后將培養(yǎng)皿置于光照培養(yǎng)箱內(nèi)進行培養(yǎng)，溫度25℃，光照12 h/d。

1.2.2 指標測定。每隔24 h記錄種子萌發(fā)情況，以胚根突破種皮、長出白嫩尖記為起始發(fā)芽標準[13]。第7天結(jié)束發(fā)芽試驗，測量胚芽、胚根長度，稱量苗鮮重，并計算相關(guān)萌發(fā)指標，公式如下：

1.2.3 外源水楊酸的調(diào)控作用綜合評價。采用隸屬函數(shù)法[14]，對不同濃度外源水楊酸處理的萌發(fā)指標和初始幼苗生長指標進行定量轉(zhuǎn)換，再將同一水楊酸濃度處理下的各項指標的隸屬函數(shù)值分別累加求平均值，隸屬函數(shù)值的平均值越大，則表示該濃度外源水楊酸處理對月見草種子萌發(fā)的促進效果愈佳。隸屬函數(shù)計算公式如下：U（Xi）＝（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin），式中Xi表示某一萌發(fā)指標和初始幼苗生長指標的測定值，Xmax和Xmin分別表示所測定指標的最大值和最小值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel2019和IBM SPSS Statistics 20.0對數(shù)據(jù)進行整理及方差分析，以S-N-K法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源水楊酸對月見草種子萌發(fā)進程的影響

從圖1可以看出，第1天僅1.00和1.50 mmol/L水楊酸浸種預(yù)處理的月見草種子有1～2粒萌發(fā)，其日發(fā)芽率分別為0.67%和2.67%；第2天，0.25和1.00 mmol/L水楊酸處理的種子日發(fā)芽率同時達到峰值，分別為21.33%和22.00%，且分別較CK（0.00 mmol/L）增加60.02%和65.04%，而0.50、1.50和2.50 mmol/L水楊酸處理的種子均已迅速萌發(fā)，日發(fā)芽率分別達到9.33%、11.33%和10.67%，但其值均低于CK（13.33%）。

圖1 外源水楊酸作用下月見草種子萌發(fā)的動態(tài)變化

當(dāng)發(fā)芽天數(shù)達到第3天時，0.50、1.50和2.50 mmol/L水楊酸處理的種子日發(fā)芽率同時達到峰值，且其值均高于CK（14.00%），分別較CK增加42.86%、33.36%和19.07%，而0.25和1.00 mmol/L水楊酸處理的種子日發(fā)芽率均呈下降趨勢，但其值仍高于CK，分別較CK增加28.57%和42.86%。當(dāng)發(fā)芽天數(shù)超過3 d后，CK及所有濃度外源水楊酸處理的種子日發(fā)芽率均呈下降趨勢。

2.2 外源水楊酸對月見草種子萌發(fā)指標的影響

從表1可以看出，0.25、1.00和1.50 mmol/L水楊酸處理的月見草種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)均顯著高于CK（P<0.05），但其增幅存在較大差異。其中，3個濃度處理下的發(fā)芽率分別較CK提高40.00%、46.68%和20.00%，而發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)分別較CK提高43.91%、56.13%、19.54%和43.48%、54.25%、26.91%。0.50和2.50 mmol/L水楊酸處理的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)則與CK均無顯著差異（P>0.05），且發(fā)芽率和發(fā)芽勢僅較CK提高5.00%、8.33%和7.32%、0.00%，而發(fā)芽指數(shù)則略低于CK，分別較CK下降0.85%和0.57%?；盍χ笖?shù)則在水楊酸濃度達到2.50 mmol/L時降至最低，相比對照下降19.66%，而其他4個水楊酸濃度處理下的活力指數(shù)均高于CK，且0.25 mmol/L水楊酸處理的活力指數(shù)與CK差異顯著（P<0.05），相比CK提高53.09%，而0.50、1.00和1.50 mmol/L水楊酸處理的活力指數(shù)則均與CK差異不顯著（P>0.05），其分別較CK提高4.49%、33.15%和7.02%。綜合各個萌發(fā)指標可知，外源水楊酸浸種預(yù)處理可有效提高月見草種子發(fā)芽率及萌發(fā)整齊度，而濃度過高并不利于種子萌發(fā)。

表1 外源水楊酸對月見草種子萌發(fā)指標的影響

2.3 外源水楊酸對月見草幼苗生長的影響

從表2可以看出，0.25～2.50 mmol/L外源水楊酸處理下的胚芽長均顯著低于對照（P<0.05），分別較對照下降8.06%、12.90%、17.74%、25.81%和19.35%。而胚根長則隨著水楊酸濃度的升高呈先升高后下降的趨勢，其中，0.25和0.50 mmol/L水楊酸處理的月見草種子胚根長與CK并無顯著差異（P>0.05），僅較CK增加5.88%和3.92%，而1.00、1.50和2.50 mmol/L水楊酸處理的月見草種子胚根長則與CK差異顯著（P<0.05），分別較CK下降13.73%、17.65%和19.61%，說明高濃度水楊酸對月見草胚根生長具有顯著抑制作用。苗鮮重則在水楊酸濃度為0.50 mmol/L時降至最低，其相比CK下降27.70%，而0.25和1.00 mmol/L水楊酸處理的月見草苗鮮重均顯著高于CK（P<0.05），分別較CK增加18.92%和32.21%；當(dāng)水楊酸濃度達到1.50和2.50 mmol/L時，苗鮮重相比CK均呈下降趨勢，但與CK無顯著差異（P>0.05），分別較CK下降10.81%和7.21%。

表2 外源水楊酸對月見草初始幼苗生長的影響

2.4 外源水楊酸對月見草種子萌發(fā)的綜合作用分析

從表3可以看出，在所有水楊酸濃度處理中，0.25 mmol/L水楊酸處理的隸屬函數(shù)平均值最大，2.50 mmol/L水楊酸處理的隸屬函數(shù)平均值最小。由此可見，0.25和1.00 mmol/L水楊酸浸種預(yù)處理均可有效促進月見草種子萌發(fā)和幼苗生長，而0.50、1.50、2.50 mmol/L水楊酸處理的隸屬函數(shù)平均值均低于CK，說明水楊酸浸種濃度過高并不利于月見草種子萌發(fā)，反而對月見草種子萌發(fā)和幼苗生長具有一定的抑制作用。

表3 外源水楊酸的調(diào)控作用綜合評價

3 結(jié)論與討論

該試驗結(jié)果表明，野生月見草種子經(jīng)水楊酸浸種預(yù)處理后，種子能夠在2～3 d內(nèi)達到萌發(fā)高峰，且峰值處的日發(fā)芽率均高于CK，說明外源SA處理可有效縮短月見草種子萌發(fā)周期，大大提高種子的萌發(fā)整齊度和一致性。從各處理濃度下的萌發(fā)指標變化來看，無論SA濃度高低，SA處理下的發(fā)芽率均比CK有所增加，且在SA濃度為0.25、1.00、1.50 mmol/L時產(chǎn)生顯著影響，而0.50和2.50 mmol/L外源SA處理下的4項萌發(fā)指標均低于其他3個SA濃度處理，說明水楊酸浸種存在明顯的濃度效應(yīng)，適宜濃度的SA引發(fā)處理可有效打破野生月見草種子的次生休眠狀態(tài)，能夠縮短種子萌發(fā)階段Ⅱ（遲滯期）的時間而使其迅速從水合階段過渡到胚根突破周圍組織[15]，進而加速種子的萌發(fā)，而濃度過低或過高則不同程度降低了種子萌發(fā)速度和一致性。水楊酸浸種對月見草胚芽和胚根生長也存在明顯的濃度效應(yīng)，以0.25 mmol/L水楊酸浸種濃度效果最佳，這與低濃度水楊酸促進華北落葉松[18]根系生長的結(jié)論相似。試驗結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，1.00 mmol/L水楊酸處理下的胚芽長和胚根長均低于CK，而該濃度處理下的苗鮮重達到最大值，相比CK顯著增加32.21%，說明1.00 mmol/L水楊酸雖然對胚芽和胚根長度生長具有抑制作用，但對苗鮮重增加具有促進作用，苗鮮重的增加可能與水楊酸促進胚芽、胚根橫向生長有關(guān)，這需要做進一步研究。因此，在生產(chǎn)中，建議可用0.25 mmol/L水楊酸浸種預(yù)處理來提高野生月見草種子發(fā)芽率。

種子是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最基本的生產(chǎn)資料，其質(zhì)量優(yōu)劣直接關(guān)乎作物出苗率和產(chǎn)量。在生產(chǎn)實際中，常用發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)等[12]指標來表征種子出苗率、發(fā)芽速度、發(fā)芽整齊度及幼苗長勢。長白山區(qū)野生月見草種子細小，且種皮透水性差，存在次生休眠現(xiàn)象，導(dǎo)致其種子自然發(fā)芽能力低，影響了該藥用植物資源向人工種植模式轉(zhuǎn)型的進程。因此，打破種子休眠，提高種子萌發(fā)率是解決月見草生產(chǎn)的實際問題。激素引發(fā)是播種前常用的種子預(yù)處理方法，此法不僅能打破種子休眠、加速發(fā)芽，而且能提高幼苗抗逆性[15]。有研究表明，側(cè)柏[9]經(jīng)1.5 mmol/L水楊酸浸種24 h處理可打破種子的輕度休眠，種子發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)顯著提高，并且對幼苗生長發(fā)育具有促進作用。楊若鵬等[16]研究發(fā)現(xiàn)，1.0～2.0 mmol/L水楊酸浸種對黃瓜品種北海道4號種子的萌發(fā)能力和幼苗生長均有促進作用，而3.0～4.0 mmol/L浸種濃度則抑制種子萌發(fā)。甘青青蘭[17]種子最佳SA浸種濃度為0.6 mmol/L，此濃度處理下的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均達最高，而八月瓜[12]種子在0.10 mmol/L水楊酸濃度浸泡處理下可有效促進其萌發(fā)，當(dāng)水楊酸濃度達到1.00 mmol/L時其發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)則大幅度降低。說明適宜濃度SA浸種可以促進種子萌發(fā)，但其最佳浸種濃度因植物種類、品種不同而各異。