木薯種子休眠特性及破除方法研究

郭長(zhǎng)林 宋記明 駱凱 唐麗 符秀梅 陳銀華 張瑞

關(guān)鍵詞：木薯；種子休眠特性；萌發(fā)；休眠破除

木薯（ManihotesculentaCrantz）為大戟科（Euphorbiaceae）木薯屬植物，是世界三大薯類作物、全球第六大糧食作物之一，素有“地下糧倉(cāng)”“淀粉之王”和“特用作物”之譽(yù)稱，為全世界近6億人提供糧食保障[1-4]。我國(guó)于19世紀(jì)20年代對(duì)木薯進(jìn)行引種栽培，現(xiàn)已廣泛種植于廣西、廣東和海南等華南8?。▍^(qū)），種植面積約30.47萬(wàn)hm2。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及對(duì)生物能源需求的快速增長(zhǎng)，木薯作為我國(guó)燃料乙醇原料的非糧能源首選作物，已成為我國(guó)綠色能源發(fā)展戰(zhàn)略的新焦點(diǎn)[5]。

雜交育種是木薯種質(zhì)改良和品種選育的重要手段之一，可以保證后代遺傳的多樣性。然而，木薯種子存在種子萌發(fā)率低、發(fā)芽時(shí)間長(zhǎng)、出苗率低等問(wèn)題，嚴(yán)重影響木薯雜交后代優(yōu)良性狀的表達(dá)，極大地限制了木薯新品種的選育[4，6]。針對(duì)木薯種子萌發(fā)困難的問(wèn)題，前人開(kāi)展了一系列研究。MUMFORD等[7]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)含水量為1.9%～5.9%的木薯種子經(jīng)室內(nèi)貯藏6個(gè)月后，萌發(fā)率由80%下降至28%，故認(rèn)為木薯種子屬于頑拗型種子，但這一論斷很快被否定。EILLS等[8-9]研究證明木薯種子屬于正常型種子，即種子含水量處于6%～8%時(shí)，在5℃條件下安全貯藏7a，種子生活力未發(fā)生明顯變化。MARIN等[10]將含水量為6.1%的木薯種子密封保存在-20℃條件下，種子生活力在14a間基本保持不變，進(jìn)一步證實(shí)了該觀點(diǎn)。后續(xù)研究表明，木薯種子存在休眠是導(dǎo)致其不萌發(fā)的主要原因，且研究多集中在休眠破除方法上，如MARTIN[11]和NARTEY[12]研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)械破除、層積、硫酸處理、常溫或熱水浸泡均不能顯著提高木薯種子的發(fā)芽率。而PUJOL等[13]研究表明高溫干燥處理后木薯種子萌發(fā)率為55%；韋本輝等[14]發(fā)現(xiàn)經(jīng)低溫干燥貯藏或浸泡處理后木薯種子萌發(fā)率達(dá)20%～60%；此外，ddH2O和600mg/LGA3浸泡36h后，華南5號(hào)木薯種子萌發(fā)率由25%分別提高至40%和75%[6]；劃破處理+冷熱循環(huán)2次處理后，木薯種子萌發(fā)率達(dá)64%[15]。綜上，以往研究對(duì)木薯種子休眠最佳破除方法尚無(wú)一致看法。

針對(duì)木薯種子存在休眠這一關(guān)鍵問(wèn)題，一方面可以通過(guò)研發(fā)高效快捷的種子休眠破除技術(shù)來(lái)解決，另一方面，可通過(guò)選育低休眠率的種質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而明確木薯種子休眠特性是開(kāi)展以上2種解決途徑的關(guān)鍵和前提。不同于水稻、小麥、玉米等種子繁殖型的作物，木薯在生產(chǎn)上通常采用莖稈繁殖，且常規(guī)育種目標(biāo)主要聚焦于薯塊產(chǎn)量和品質(zhì)方面，尚未針對(duì)低休眠率特性研究以指導(dǎo)品種選育。因此，在明確木薯種子休眠特性的基礎(chǔ)上探究高效安全的休眠破除方法，是解決木薯種子萌發(fā)率低，提高雜交木薯育種進(jìn)程的重要途徑。基于此，本研究以華南124號(hào)母本自然結(jié)實(shí)種子為材料，通過(guò)種子形態(tài)結(jié)構(gòu)觀察、吸水率測(cè)定以及萌發(fā)試驗(yàn)對(duì)木薯種子休眠特性及休眠破除方法進(jìn)行探究，以期為木薯在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用推廣提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

供試木薯種子（華南124號(hào)母本自然結(jié)實(shí)種子）于2022年2月采自國(guó)家木薯產(chǎn)業(yè)體系保山綜合試驗(yàn)站示范基地西雙版納州勐?？h布朗山鄉(xiāng)（21°58′N，99°58′E，1261m），該地區(qū)年均溫為18～21℃，年均降水量為1374mm。在木薯蒴果成熟裂開(kāi)前，用透氣網(wǎng)袋（20cm×20cm）將其固定。待其自然開(kāi)裂后帶回實(shí)驗(yàn)室清選，獲得足量木薯種子。室溫干燥后裝入牛皮紙袋中，置于4℃冰箱貯藏備用。

1.2方法

1.2.1種子形態(tài)指標(biāo)測(cè)定隨機(jī)數(shù)取30粒飽滿的木薯種子，使用游標(biāo)卡尺測(cè)量種子長(zhǎng)、寬、高，取平均值，設(shè)置3次重復(fù)。隨后，參照TANG等[16]的方法，將木薯種子經(jīng)固定、脫水、干燥及導(dǎo)電處理后，使用掃描電子顯微鏡（HITACHIRegulus8100，Japan）分別對(duì)木薯種子的表面和橫切面進(jìn)行顯微結(jié)構(gòu)觀測(cè)，并采集圖片。

1.2.2種子百粒重測(cè)定從飽滿種子中隨機(jī)選取100粒種子，用萬(wàn)分之一電子天平進(jìn)行稱重，重復(fù)8次。

1.2.3種子生活力測(cè)定隨機(jī)選取25粒種子，4次重復(fù)。用溫水（30℃）浸泡24h，剝?nèi)シN皮后置于培養(yǎng)皿中，加入足量0.5%的2，3，5-氯化三苯基四氮唑（TTC）溶液使種子完全浸沒(méi)，隨后將其置于30℃恒溫培養(yǎng)箱避光培養(yǎng)12h，參考國(guó)際種子檢驗(yàn)規(guī)程[17]，將去種皮的種子縱切1/2露出胚，立即觀察種胚著色的情況，最后計(jì)算種子生活力。

1.2.4種子吸水率和吸水曲線測(cè)定選取未處理（CK）、去種阜和砂紙打磨發(fā)芽口處理的木薯種子各25粒作為1個(gè)重復(fù)，共設(shè)置4個(gè)重復(fù)，分別在30℃條件下浸泡于盛有50mL蒸餾水的培養(yǎng)皿（直徑11cm）中分別浸泡0、4、8、12、24、36、48、60、72、84、96h后取出，用吸水紙吸干種子表面水分，迅速稱重。當(dāng)出現(xiàn)種子胚根突破種皮時(shí)，吸水試驗(yàn)停止[18]。

種子吸水率=（種子吸水后重量-種子初始重量）/種子初始重量×100%。

1.2.5不同休眠破除方法處理木薯種子在不同休眠破除方法處理前，選取足量的木薯種子用10%的NaClO溶液浸泡1min，蒸餾水沖洗3～4次，室溫置于濾紙上晾干后立即使用。

（1）機(jī)械處理。a.去種阜。用鑷子固定種子后去除種阜（種阜部位如圖1所示）。b.劃破種皮。用砂紙打磨木薯外種皮（側(cè)部），直至露出白色內(nèi)種皮時(shí)停止。c.砂紙打磨發(fā)芽口。用砂紙輕拭發(fā)芽口，直至露出白色內(nèi)種皮時(shí)停止。d.去種皮。用鉗子輕微用力夾破種皮，盡量不劃傷種胚和胚乳，再用解剖刀緩慢剝除。

（2）濕熱處理。將種子置于50mL離心管后加滿蒸餾水，封口膜密封，放入80℃的熱水中分別浸種0（CK）、5、10min。

（3）冷熱循環(huán)處理。將未經(jīng)處理的種子和砂紙打磨發(fā)芽口的種子分別放入50mL離心管中，加滿蒸餾水，封口膜密封，以冰水靜置2h，隨后放入30℃的溫水2h作為1次循環(huán)，共進(jìn)行2次循環(huán)。

（4）赤霉素浸種處理。分別將種子浸泡在0（CK）、100、200mg/LGA3溶液中，35℃水浴8h。

（5）硝酸鉀浸種處理。分別將種子置于0（CK）、2%和4%硝酸鉀（KNO3）溶液中，35℃水浴8h。

1.2.6種子萌發(fā)試驗(yàn)（1）不同休眠破除方法對(duì)木薯種子萌發(fā)的影響。采用紙上萌發(fā)法，將1.2.5處理后的木薯種子置于培養(yǎng)皿中，在光照培養(yǎng)箱35℃（12h光/12h暗）條件下進(jìn)行培養(yǎng)，以未處理的木薯種子為對(duì)照。每處理25粒種子，4次重復(fù)。以胚根突破種皮作為判斷種子萌發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)，逐日統(tǒng)計(jì)各處理的萌發(fā)種子數(shù)，持續(xù)統(tǒng)計(jì)14d[19-20]。

萌發(fā)率（germinationpercentage，GP）=供試種子中萌發(fā)的種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%

萌發(fā)指數(shù)（germinationindex，GI）=ΣGt/Dt式中，Gt為萌發(fā)試驗(yàn)終期內(nèi)每日萌發(fā)數(shù)；Dt為萌發(fā)日數(shù)；Σ為總和。

（2）休眠破除后木薯種子萌發(fā)對(duì)溫度的響應(yīng)。選取適量最佳休眠破除方法處理后（砂紙打磨發(fā)芽口）的木薯種子，分別將其置于25、30、35、40℃（12h光/12h暗）條件下進(jìn)行培養(yǎng)，每處理25粒，4次重復(fù)。種子萌發(fā)統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及萌發(fā)指標(biāo)測(cè)定同1.2.6-（1）。

1.3數(shù)據(jù)處理

采用SPSS26.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用Duncans檢驗(yàn)對(duì)不同處理的平均值進(jìn)行多重比較，采用Excel2021軟件制作圖表。

2結(jié)果與分析

2.1木薯種子形態(tài)

新收獲的木薯種子呈卵圓形，其種皮、胚乳和胚部分如圖1所示。種皮包括外種皮、內(nèi)種皮和種阜；外種皮硬殼質(zhì)，表面光滑，有黑色和褐色斑紋，種脊與種子長(zhǎng)軸平行，位于種子腹側(cè)中央，種阜位于種子一端呈膨大的淺棕色隆起物；內(nèi)種皮半透明膜質(zhì)，與外種皮相連不易分開(kāi)。胚乳呈白色，光滑飽滿占種子體積絕大部分。胚由子葉、胚芽、胚軸及胚根組成，與胚乳在空間上分離。經(jīng)測(cè)定，供試木薯種子長(zhǎng)、寬、高分別為（10.17±0.13）、（5.94±0.08）、（3.74±0.05）mm，種子千粒重為（89.79±5.41）g，種子生活力為94.00%±2.40%。

顯微觀察結(jié)果顯示，木薯種子外表皮整體光滑（圖2A），多見(jiàn)大小不一的圓形小洞呈線性排在種脊處（圖2B），其余部位有些許裂縫。木薯種子種阜膨大呈海綿狀隆起（圖2C），表面皺縮（圖2D），中部有一個(gè)呈“Y”字型的種阜管道。掃描電鏡下，木薯種子子葉中部橫切面展示，胚乳占種子體積的大部分，以不同厚度包裹著種胚，胚乳外側(cè)依次由內(nèi)種皮和外種皮包裹（圖2E），其中種子外種皮各部分結(jié)構(gòu)基本相似，由外至內(nèi)依次為表皮層、海綿組織層和柵欄組織，且柵欄層細(xì)胞排列較為致密（圖2F）。

2.2種阜與種皮對(duì)木薯種子吸水率的影響

分別對(duì)去種阜、砂紙打磨發(fā)芽口和未處理種子進(jìn)行吸水率測(cè)定（圖3）。結(jié)果顯示，木薯種子吸水率在0～24h內(nèi)均快速增加，浸泡24h后，未處理種子和去種阜種子的吸水率開(kāi)始緩慢提升，隨后逐漸趨于平穩(wěn)，而砂紙打磨發(fā)芽口木薯種子在24h左右已開(kāi)始萌發(fā)。3種處理的木薯種子在吸水24h的吸水率分別為：CK（36.5%）>砂紙打磨發(fā)芽口（32.4%）>去種阜（24.0%），說(shuō)明種阜與種皮并不影響木薯種子吸水，但對(duì)種子吸水率有一定影響。對(duì)照組吸水率大于砂紙打磨發(fā)芽口和去種阜處理，是由于種阜是海綿狀的隆起物，其本身可吸收大量水分。

2.3不同休眠破除方法對(duì)木薯種子萌發(fā)的影響

2.3.1機(jī)械處理對(duì)木薯種子萌發(fā)的影響通過(guò)不同機(jī)械處理方法對(duì)木薯種子休眠破除的研究，結(jié)果表明，35℃培養(yǎng)14d后，木薯種子萌發(fā)率表現(xiàn)為砂紙打磨發(fā)芽口（88%）>去種皮（69%）>劃破種皮（29%）>去種阜（12%），均顯著高于CK（2%）（P<0.05），其中砂紙打磨發(fā)芽口（36.6）和去種皮（22.6）處理后木薯種子萌發(fā)指數(shù)顯著高于其他處理（P<0.05），而去種阜（1.9）和劃破種皮（4.4）處理后木薯種子萌發(fā)指數(shù)與CK組無(wú)顯著差異（圖4）。去種皮處理后木薯種子萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)顯著低于砂紙打磨發(fā)芽口處理，可能是由于在去除種皮的過(guò)程中易導(dǎo)致種胚損傷，加之去種皮處理相比砂紙打磨發(fā)芽口操作更為繁瑣。由此可見(jiàn)，種皮可能是導(dǎo)致木薯種子休眠或抑制種子萌發(fā)的關(guān)鍵因子，而砂紙打磨發(fā)芽口可直接減少胚根伸出的阻力，從而提高木薯種子萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)。

2.3.2濕熱處理對(duì)木薯種子萌發(fā)的影響濕熱處理能夠通過(guò)改變種皮結(jié)構(gòu)或透性影響種子萌發(fā)，采用不同時(shí)間濕熱處理（80℃）對(duì)木薯種子休眠破除進(jìn)行探究，結(jié)果如圖5所示，相比CK組，5min和10min濕熱處理能顯著提高木薯種子萌發(fā)率（19%和16%）和萌發(fā)指數(shù)（3.6和2.6），萌發(fā)率分別提高8.5倍和7.0倍，萌發(fā)指數(shù)分別提高3.5倍和2.5倍。而10min濕熱處理后，木薯種子萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)略低于5min濕熱處理，說(shuō)明濕熱處理提高木薯種子萌發(fā)的效果因處理時(shí)間而異，需控制好濕熱處理的時(shí)間。

2.3.3冷熱循環(huán)處理對(duì)木薯種子萌發(fā)的影響冷熱循環(huán)處理引起種子休眠破除的主要原因是由于溫度的急劇變化引起種皮開(kāi)裂，從而導(dǎo)致種皮透性增加。從圖6可知，未處理的種子和砂紙打磨發(fā)芽口后的種子經(jīng)冷熱循環(huán)處理后，種子萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)均顯著提高，其中砂紙打磨發(fā)芽口+冷熱循環(huán)2次處理后，木薯種子萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)分別達(dá)58%和24.3，顯著高于CK+冷熱循環(huán)兩次處理后的（25%和4.6）（P<0.05），說(shuō)明冷熱循環(huán)對(duì)引起種皮透性改變的程度不如機(jī)械處理更直接有效。

2.3.4赤霉素浸種處理對(duì)木薯種子萌發(fā)的影響由圖7可知，與CK相比，不同濃度赤霉素浸種處理后，木薯種子萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)無(wú)顯著差異，0（CK）、100、200mmol/LGA3浸種8h處理后種子萌發(fā)率分別為2%、1%和2%，萌發(fā)指數(shù)分別為0.9、0.2和0.5（圖7）?？赡苁怯捎谀臼矸N皮較為致密（圖2），赤霉素雖促進(jìn)胚生長(zhǎng)能力，但仍不足以突破種皮的機(jī)械障礙，導(dǎo)致其促進(jìn)萌發(fā)作用不顯著。

2.3.5硝酸鉀浸種處理對(duì)木薯種子萌發(fā)的影響硝酸鉀（KNO3）通過(guò)加速細(xì)胞代謝、提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或增強(qiáng)種子內(nèi)部酶活性打破植物種子休眠，促進(jìn)萌發(fā)。通過(guò)不同濃度硝酸鉀浸種處理對(duì)木薯種子萌發(fā)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)4%KNO3浸種8h能一定程度提高木薯種子的萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)，與CK相比，萌發(fā)率由2%提高至9%，萌發(fā)指數(shù)由0.1提高至1.8（圖8）。但是，整體效果不佳，可能的原因，一方面是由于KNO3濃度偏低，更可能是因?yàn)槟臼矸N皮柵欄層結(jié)構(gòu)致密，KNO3不易進(jìn)入種子內(nèi)部，導(dǎo)致其不能發(fā)揮作用。

2.3.6綜合比較根據(jù)上述不同休眠破除方法效果的比較，可看出砂紙打磨發(fā)芽口、砂紙打磨發(fā)芽口+冷熱循環(huán)、濕熱處理5min和4%KNO3處理后，木薯種子萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)均顯著高于CK，其中砂紙打磨發(fā)芽口處理效果最佳，其次為砂紙打磨發(fā)芽口+冷熱循環(huán)處理，而濕熱處理5min和4%KNO3處理效果不理想（圖9），進(jìn)一步說(shuō)明種皮是影響種子木薯種子萌發(fā)的關(guān)鍵因素，機(jī)械處理砂紙打磨發(fā)芽口處理效果佳，而濕熱處理可通過(guò)增加種皮的通透性，一定程度提高木薯種子萌發(fā)率。

2.4休眠破除后木薯種子萌發(fā)對(duì)溫度的響應(yīng)

最佳休眠破除方法處理后的木薯種子，萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)隨溫度的升高呈先增加后減小的趨勢(shì)，其中30℃和35℃條件下，木薯種子萌發(fā)率分別為84%和88%，顯著（P<0.05）高于25℃和40℃條件下的51%和0。種子萌發(fā)指數(shù)則表現(xiàn)為35℃（36.6）>30℃（36.0）>25℃（14.0）>40℃（0），35℃條件下種子萌發(fā)指數(shù)顯著高于其他溫度條件下，即萌發(fā)速度最快（圖10），表明35℃是休眠破除后木薯種子萌發(fā)的最適溫度。

3討論

3.1木薯種子的休眠機(jī)制

種子休眠是指具生活力的種子在適宜環(huán)境條件下一定時(shí)長(zhǎng)不能萌發(fā)的現(xiàn)象[21]。BASKIN等[22]在NIKOLAEVA[23]對(duì)種子休眠劃分類型的基礎(chǔ)上，將種子休眠劃分為物理休眠（PY）、生理休眠（PD）、形態(tài)休眠（MD）、形態(tài)生理休眠（MPD）和復(fù)合休眠（PY+PD）。吸水試驗(yàn)結(jié)果表明，新收獲的木薯種子能夠吸水，排除物理休眠和復(fù)合休眠；通過(guò)對(duì)新收獲木薯種子形態(tài)結(jié)構(gòu)觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)木薯種子成熟時(shí)種胚是發(fā)育完全的，即排除形態(tài)休眠和形態(tài)生理休眠，最終判定木薯種子存在生理休眠，即由于種胚生長(zhǎng)勢(shì)不足導(dǎo)致其無(wú)法順利穿過(guò)種胚包被物而引起的休眠。

BASKIN等[21]提出引起種子生理休眠的原因主要有以下幾種：（1）種子胚包被物通過(guò)減緩吸水、阻礙氣體交換或存在抑制物等阻礙種子萌發(fā)；（2）種子胚包被物的機(jī)械阻礙等；（3）種子胚包被物阻礙內(nèi)部抑制物質(zhì)的排出等。本研究結(jié)果表明，種阜與種皮雖減緩了木薯種子吸水速率，但并不阻礙種子本身吸水或影響種子萌發(fā)的最終吸水量，因此排除第一種可能原因。木薯種子去除種阜后，最終萌發(fā)率與對(duì)照無(wú)顯著差異（P>0.05），表明種阜不是抑制種子萌發(fā)或引起種子休眠的原因。郭學(xué)民等[24]對(duì)同為大戟科的蓖麻（Ricinuscommunis）種子進(jìn)行顯微結(jié)構(gòu)觀察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，蓖麻種子的發(fā)芽口并未被種阜所覆蓋，說(shuō)明種阜不存在誘導(dǎo)生理休眠的可能。木薯種子經(jīng)冷熱循環(huán)和濕熱處理后，萌發(fā)率均顯著高于CK，究其原因可能是由于冷熱循環(huán)和濕熱處理增加種皮的通透性，不僅能夠減弱種皮的機(jī)械阻礙作用，還有利于萌發(fā)抑制物的滲出[25-27]。通過(guò)顯微結(jié)構(gòu)觀察，發(fā)現(xiàn)木薯種子種皮柵欄層細(xì)胞排列較為致密，可能是引起木薯種子吸水緩慢和阻礙胚根伸出的原因所在。此外，本研究中砂紙打磨發(fā)芽口和去種皮處理后的木薯種子萌發(fā)率顯著高于其他處理，也進(jìn)一步驗(yàn)證了這一觀點(diǎn)。綜上所述，種皮的機(jī)械阻礙作用及內(nèi)源抑制物質(zhì)的存在是引起木薯種子休眠的主要原因，而具體抑制物質(zhì)的種類及其所在部位尚需進(jìn)一步探究。

3.2木薯種子的休眠破除方法

根據(jù)NIKOLAEVA[28]休眠劃分體系，由胚包被物機(jī)械阻礙引起的休眠屬于機(jī)械休眠，由萌發(fā)抑制物存在引起的休眠屬于化學(xué)休眠，其實(shí)質(zhì)均屬于BASKIN等[22]休眠劃分體系中的生理休眠類型，其表現(xiàn)形式為胚生長(zhǎng)勢(shì)不足，使胚根不易突破種皮束縛。對(duì)于此種休眠類型，通常采用機(jī)械處理如去種皮、劃破種皮、砂紙打磨種皮等，化學(xué)處理如KNO3、NaOH、濃硫酸等，激素處理如赤霉素（GA3）等，浸種處理、層積處理等方法進(jìn)行種子休眠破除[21，29-32]。研究表明，種皮的機(jī)械障礙和種皮內(nèi)源抑制物存在是皇后帝王花（Proteamanifica）種子休眠的可能原因，30min酸蝕（98%濃硫酸）處理可有效打破其種子休眠[20]。鄭廣進(jìn)等[33]研究發(fā)現(xiàn)，不同濃度的HCl、NaOH、KNO3及赤霉素（GA3）處理均不能有效打破龍爪茅（Dactylocteniumaegyptium）種子休眠，是由于種皮的完整性阻礙了KNO3和GA3進(jìn)入種胚，而摩擦種皮處理后低濃度的KNO3及GA3處理后萌發(fā)率顯著提高，因而其休眠主要是由種皮對(duì)種胚的束縛引起的機(jī)械阻礙造成的。與本研究結(jié)果類似，砂紙打磨發(fā)芽口處理后，木薯種子萌發(fā)率達(dá)88%，萌發(fā)速率最快（萌發(fā)指數(shù)達(dá)31），其破除休眠效果均優(yōu)于其他處理如KNO3和GA3浸種處理，是目前已報(bào)道最為有效的休眠破除方法。韋祖生等[6]研究表明ddH2O和600mg/LGA3浸泡36h后，華南5號(hào)木薯種子萌發(fā)率由25%分別提高至40%和75%，顯著高于本研究中蒸餾水和GA3浸種處理，其原因可能是：（1）二者所選用木薯種質(zhì)不同，其種皮結(jié)構(gòu)或化學(xué)成分存在差異；（2）可能是由于浸種時(shí)間存在差異。NWAKO等[15]研究結(jié)果表明劃破處理+冷熱循環(huán)2次處理后，木薯種子萌發(fā)率達(dá)64%，與本研究中砂紙打磨發(fā)芽口+冷熱循環(huán)處理結(jié)果基本一致，但均顯著低于本研究中砂紙打磨發(fā)芽口處理，可能是由于砂紙打磨發(fā)芽口處理時(shí)種皮被不同程度破壞，如若繼續(xù)進(jìn)行冷熱循環(huán)處理容易造成種胚損傷。去種皮處理后的木薯種子萌發(fā)率顯著低于砂紙打磨發(fā)芽口處理，可能也是由于在去種皮的過(guò)程中，易造成木薯種子胚或胚乳部分損傷，從而導(dǎo)致部分種子腐爛或死亡。此外，相比對(duì)照組，濕熱處理和冷熱循環(huán)能夠顯著提高木薯種子萌發(fā)率，是由于濕熱處理能夠通過(guò)改變種皮透性進(jìn)而促進(jìn)種子萌發(fā)，與布海麗且姆·阿卜杜熱合曼等[34]對(duì)準(zhǔn)噶爾無(wú)葉豆（Eremospartonsongoricum）、銀沙槐（Ammodendronbifolium）和烏拉爾甘草（Glycyrrhizauralensis）的研究一致，冷熱循環(huán)處理則是由于溫度的急劇變化使種皮既膨脹又收縮改變其透性，進(jìn)而促進(jìn)種子萌發(fā)，與TANG等[16]對(duì)含羞草（Mimosapudica）種子的研究結(jié)果一致。與本研究結(jié)果相似，上述4種植物種子種皮結(jié)構(gòu)均較為致密，胚根不足以突破種皮的束縛進(jìn)而萌發(fā)。

3.3木薯種子萌發(fā)對(duì)溫度的需求

種子萌發(fā)是種子植物生命周期最為關(guān)鍵的階段，易受溫度、光照、水分、鹽分、pH、埋深等多種環(huán)境因子綜合影響[21]。許多研究表明，溫度作為種子萌發(fā)最關(guān)鍵的環(huán)境信號(hào)之一，通過(guò)影響種子內(nèi)部相關(guān)酶活性和物質(zhì)代謝控制種子萌發(fā)，溫度過(guò)高或過(guò)低均不利于種子萌發(fā)[35]。一般來(lái)說(shuō)，種子萌發(fā)隨溫度的升高呈先增加后減小的趨勢(shì)，種子萌發(fā)的三基點(diǎn)溫度（最低溫、最適溫和最高溫）也證實(shí)了這一觀點(diǎn)[36-37]。本研究結(jié)果表明，木薯種子萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)在25～40℃范圍內(nèi)，呈先增加后減小的趨勢(shì)，與曹敏等[38]對(duì)熱帶牧草崖州硬皮豆（Macrotylomauniflorum‘Yazhou）的研究結(jié)果一致。木薯種子萌發(fā)最佳溫度為35℃，此溫度條件下萌發(fā)率最高且萌發(fā)速度最快，與梁振華等[39]對(duì)木薯種子的研究結(jié)果基本相似，35℃恒溫條件下，種子萌發(fā)最早，發(fā)芽速率最快。此外，本研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)木薯種子置于40℃溫度條件下培養(yǎng)時(shí)，由于萌發(fā)溫度過(guò)高，導(dǎo)致其胚根突破種皮時(shí)腐爛進(jìn)而發(fā)霉死亡。因此，35℃可作為木薯種子繁育的最佳育苗溫度。

綜上所述，木薯種子存在生理休眠，種皮的機(jī)械阻礙作用及種子內(nèi)部抑制物質(zhì)的存在是引起木薯種子休眠的主要原因。砂紙打磨發(fā)芽口可有效破除木薯種子休眠，休眠解除后的種子在35℃條件下萌發(fā)率最高、萌發(fā)速度最快。因此，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，將木薯種子采用砂紙打磨發(fā)芽口處理后在35℃條件下育苗，有利于其后期成功建植，但在操作的過(guò)程中，應(yīng)注意打磨力度，避免因傷害到胚根而影響種子萌發(fā)進(jìn)而形成不正常苗甚至死亡。