摘要:為探究日本野漆樹(Toxicodendron succedaneum)種子的休眠原因、解除休眠方法及萌發(fā)特性,以成熟的日本野漆樹種子為材料,觀測(cè)其形態(tài)結(jié)構(gòu)及吸水率,測(cè)定日本野漆樹種子不同部位的甲醇提取物對(duì)白菜種子發(fā)芽與生長的影響,比較不同脫蠟處理結(jié)合赤霉素浸泡對(duì)日本野漆樹種子萌發(fā)率的影響,測(cè)定日本野漆樹種子萌發(fā)過程中生理生化指標(biāo)的變化。結(jié)果表明,日本野漆樹種子透水性差,存在物理休眠現(xiàn)象,清水浸泡15 d吸水率僅34.17%,種子酸蝕處理后清水浸泡5 d已吸脹,吸水率達(dá)77.12%。日本野漆樹內(nèi)種皮提取物對(duì)白菜種子發(fā)芽與生長有顯著抑制作用,其內(nèi)種皮含有抑制發(fā)芽內(nèi)源物質(zhì),存在生理休眠現(xiàn)象。98% H2SO4脫蠟處理20 min結(jié)合300 mg/L赤霉素溶液浸種12 h,可打破日本野漆樹種子休眠,相比對(duì)照發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率顯著提高,且萌發(fā)早、發(fā)芽整齊,發(fā)芽勢(shì)達(dá)(54.33±0.58)%,發(fā)芽率達(dá)(97.67±2.52)%,第3天開始萌發(fā),第10天發(fā)齊。日本野漆樹種子萌發(fā)過程中可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量顯著降低,POD、α-淀粉酶活性顯著增強(qiáng),休眠期日本野漆樹種子ABA含量較高、GA3含量較低,種子吸脹階段GA3含量急劇增加,胚根長出后ABA和GA3含量顯著下降。
關(guān)鍵詞:日本野漆樹(Toxicodendron succedaneum);種子休眠;休眠解除;發(fā)芽率;萌發(fā)生理
中圖分類號(hào):S330.3+3;S794.2" " " " nbsp;文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):0439-8114(2023)07-0095-06
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2023.07.017 開放科學(xué)(資源服務(wù))標(biāo)識(shí)碼(OSID):
Abstract:In order to explore the dormancy causes, dormancy release methods and germination characteristics of Japanese wild lacquer(Toxicodendron succedaneum) seeds, mature Japanese wild lacquer seeds were used as materials to observe their morphological structure and water absorption, determine the effects of methanol extracts from different parts of Japanese wild lacquer seeds on the germination and growth of Chinese cabbage seeds, compare the effects of different dewaxing treatments combined with gibberellin soaking on the germination rate of Japanese wild lacquer seeds, and determine the changes of physiological and biochemical indexes during seed germination of Japanese wild lacquer. The results showed that, the seeds of Japanese wild lacquer tree had poor water permeability and physical dormancy. The water absorption rate was only 34.17% after soaking in clean water for 15 days, and the water absorption rate reached 77.12% after" acid etching treatment and soaking in clean water for 5 days. The endotesta extract of Japanese wild lacquer had a significant inhibitory effect on the germination and growth of Chinese cabbage seeds. The endotesta contained endogenous substances that inhibited germination and had physiological dormancy. 98% H2SO4 dewaxing treatment for 20 min combined with soaking seeds in 300 mg/L gibberellin solution for 12 h could break the seed dormancy of Japanese wild lacquer tree, significantly improve the germination potential and germination rate compared with the control, and make the germination early and neat. The seed germination potential reached (54.33±0.58)% and the germination rate reached (97.67±2.52)%. The seeds started to germinate on the 3rd day and all had germinated on the 10th day. During seed germination, the contents of soluble sugar and soluble protein decreased significantly, the activity of POD and α-amylase increased significantly. The contents of ABA and GA3 in the seeds of Japanese wild lacquer tree were higher and lower in the dormancy stage. The content of GA3 increased sharply in the imbibition stage. After the radicle grew, the contents of ABA and GA3 decreased significantly.
Key words:Toxicodendron succedaneum; seed dormancy; dormancy release; germination percentage; germination physiology
日本野漆樹(Toxicodendron succedaneum)又稱木蠟樹,屬漆樹科漆樹屬(Toxicodendron)落葉小喬木,是一種以采籽產(chǎn)蠟為主的特產(chǎn)經(jīng)濟(jì)樹種[1,2]。日本野漆樹種子含有的蠟質(zhì)品質(zhì)獨(dú)特,其中含有大量的二元羧酸及二元羧酸交聯(lián)的甘油酯[3],具有其他生物蠟難以比擬的柔韌度、細(xì)膩質(zhì)地、附著力、光澤度等優(yōu)良特性[4],故稱為“日本木蠟”。日本木蠟在化妝品、防水劑、涂料、粘接劑、潤滑劑、電子攝影調(diào)色劑、水果保鮮劑及蠟紡印花等輕化電子產(chǎn)業(yè)中顯示了巨大的潛力[5-7]。日本野漆樹樹形優(yōu)美,秋天葉色紅艷,在日本被廣泛用于公路及庭院綠化[8];其根系發(fā)達(dá),耐瘠薄、干旱,又是水土保持的優(yōu)良樹種[9]。
20世紀(jì)90年代,江西省從日本引進(jìn)日本野漆樹種植,取得較好的效果,建議將該樹種作為退耕還林工程中的重要經(jīng)濟(jì)樹種加以利用[8,10,11]。生產(chǎn)上日本野漆樹主要采取播種育苗,由于其種子富含蠟質(zhì),存在休眠現(xiàn)象,直接播種發(fā)芽困難,前人研究表明日本野漆樹種子種皮富含蠟質(zhì)、透水性差是其休眠的主要原因[12,13]。但日本野漆樹種子是否存在生理休眠尚不清楚,也鮮見關(guān)于日本野漆樹種子萌發(fā)生理特性的報(bào)道。為此,本研究對(duì)日本野漆樹種子休眠原因、解除休眠方法及萌發(fā)生理進(jìn)行研究,以期為日本野漆樹播種育苗和規(guī)?;a(chǎn)提供理論支持和技術(shù)指導(dǎo)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
日本野漆樹種子采自湖北匯弘生物科技開發(fā)有限公司日本野漆樹種植基地,位于湖北省京山市曹武鎮(zhèn)石橋村,日本野漆樹樹齡20年以上,2018年11月采集成熟種子,室溫下保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 種子生物學(xué)特性與透水性測(cè)定 顯微鏡下觀測(cè)種子的結(jié)構(gòu),用游標(biāo)卡尺測(cè)定種子橫徑、縱徑、厚度[14],按照《林木種子檢驗(yàn)規(guī)程》(GB 2722—1999)規(guī)定的方法檢驗(yàn)千粒重、含水率等指標(biāo),種子除掉外種皮后計(jì)算出籽率。掃描電鏡觀測(cè)日本野漆樹干種子和98%濃硫酸浸泡15 min后種子種皮構(gòu)造。
除去外種皮的種子在98% H2SO4中浸泡15 min,清水沖洗后瀝干稱重,記錄吸水前質(zhì)量。然后用去離子水浸泡,置于室內(nèi)常溫下吸水,每隔5 d取出種子,吸干種子表面浮水后稱重,再放入燒杯中繼續(xù)吸水,如此反復(fù),直至種子吸水至恒重。吸水率計(jì)算公式如下:吸水率=(吸水后質(zhì)量-吸水前質(zhì)量)/吸水前質(zhì)量×100%。以未經(jīng)處理的種子清水浸泡為對(duì)照,根據(jù)測(cè)定數(shù)據(jù)繪制吸水曲線。
1.2.2 種子抑制生物學(xué)測(cè)定 分別取日本野漆樹整粒種子、外種皮、內(nèi)種皮、種胚各5 g,采用甲醇提取法將不同部位提取浸提液分別配制成濃度為0.02、0.04、0.06、0.08、0.10 g/mL待用。白菜種子經(jīng)0.5%高錳酸鉀溶液浸泡消毒30 min,去離子水沖洗干凈后,分別取浸提液10 mL,浸泡白菜種子24 h,將浸泡的白菜種子播種在鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿中,置于25 ℃光照培養(yǎng)箱內(nèi)發(fā)芽。每個(gè)處理30粒白菜種子,重復(fù)3次,以去離子水處理的種子為對(duì)照。播種36 h后統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率,72 h后統(tǒng)計(jì)白菜苗高和根長[15]。發(fā)芽率=發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%。采用 SPSS 19.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
1.2.3 種子解除休眠方法 選擇成熟飽滿的日本野漆樹種子,經(jīng)50%多菌靈可濕性粉劑500倍液稀釋浸泡消毒1 h后用清水洗凈瀝干。按照表1設(shè)置試驗(yàn),分別用脫蠟處理的溶液浸泡種子,使用量以沒過種子1 cm高為宜,不斷攪拌使藥劑與種子充分接觸,每組30粒種子,重復(fù)3次。處理完后倒去藥劑溶液,置于流水下沖洗干凈,再用不同濃度的GA3溶液浸泡12 h,處理完后洗凈種子置于光照培養(yǎng)箱內(nèi),設(shè)定培養(yǎng)箱溫度20 ℃,光周期為16 h(光)/8 h(暗),光照度3 500 lx,每天檢查通氣并保持種子濕潤,觀測(cè)并統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì),以清水浸泡的種子為對(duì)照[16]。采用SPSS 19.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
發(fā)芽率=發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100% (1)
發(fā)芽勢(shì)=種子發(fā)芽數(shù)達(dá)到高峰時(shí)的發(fā)芽種子的總數(shù)/供試種子總數(shù)×100% " (2)
1.2.4 種子萌發(fā)生理指標(biāo)和激素含量測(cè)定 測(cè)定日本野漆樹種子萌發(fā)過程中3個(gè)時(shí)期的生理生化指標(biāo),第一時(shí)期為成熟的干種子;第二時(shí)期為自來水浸泡20~40 d后種皮開裂的種子;第三時(shí)期為已經(jīng)萌發(fā)且長出胚根的種子。3個(gè)時(shí)期的種子分別取樣進(jìn)行生理、生化指標(biāo)的測(cè)定。測(cè)定指標(biāo):可溶性糖含量、可溶性蛋白質(zhì)含量、粗脂肪含量、淀粉含量、α-淀粉酶活性、過氧化物酶(POD)活性、激素(GA3、IAA、ABA)含量。
可溶性糖含量測(cè)定采用蒽酮比色法[17];可溶性蛋白質(zhì)含量測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法[18];粗脂肪采用索氏提取法抽提后測(cè)定;α-淀粉酶活性測(cè)定采用3,5-二硝基水楊酸法[19];過氧化物酶(POD)活性采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定[20];采用乙腈溶液提取方法提取樣品中激素,以 QuEChERS方法凈化其中雜質(zhì),并以氮?dú)獯祾叻绞綕饪s樣品,采用高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法(HPLC-MS/MS)檢測(cè)GA3、IAA、ABA含量[21]。
2 結(jié)果與分析
2.1 日本野漆樹種子特性與透水性觀測(cè)
日本野漆樹種子俗稱為“漆籽”,種子呈扁圓形,黃褐色。用顯微鏡觀測(cè)日本野漆樹種子結(jié)構(gòu),種子外被一層致密的種皮,種胚褐色,由胚芽、胚根、胚軸組成(圖1),不含胚乳,胚芽肥大,有明顯種孔。經(jīng)掃描電鏡觀測(cè)(圖1),日本野漆樹種子種皮致密,細(xì)胞排列緊密,高度木質(zhì)化,酸蝕處理后種子表面出現(xiàn)裂紋和酸蝕孔洞,透水性增強(qiáng)。經(jīng)測(cè)定日本野漆樹種子千粒重為53.54 g,種子縱徑6.63 mm、橫徑4.77 mm,種子含水率5.36%,出籽率45.06%。
野漆樹種子透水性試驗(yàn)表明(圖2),用濃硫酸處理后種皮蠟質(zhì)被溶解,透水性大大增強(qiáng)。浸泡5 d后吸水率達(dá)77.12%,之后吸水率變化不大,表明濃硫酸處理后的種子浸泡5 d時(shí)已充分吸脹。而未進(jìn)行脫蠟處理的野漆樹種子吸水緩慢,第5天吸水率僅為19.81%,到第15天吸水率為34.17%,增長了14.36個(gè)百分點(diǎn),還未充分吸脹。浸泡15 d后,酸蝕處理的種子吸水率是未處理種子的1.26倍。結(jié)合日本野漆樹種子的顯微鏡和電鏡觀測(cè),日本野漆樹種子外被一層致密的種皮包圍,嚴(yán)重阻礙了種子的透水性,沒有處理的種子吸水緩慢,酸蝕處理后種子種皮蠟質(zhì)溶解,透水性顯著增強(qiáng)。由此可見,日本野漆樹種子透水性差,存在物理休眠現(xiàn)象。
2.2 日本野漆樹種子浸提液對(duì)白菜種子萌發(fā)與生長的影響
由表2可以看出,低濃度全種子甲醇浸提液(0.02、0.04 g/mL)、外種皮甲醇浸提液、種胚甲醇浸提液對(duì)白菜種子萌發(fā)無抑制作用,發(fā)芽率高,與對(duì)照無顯著差異。隨著全種子甲醇浸提液濃度的增大,白菜種子發(fā)芽率逐步下降。內(nèi)種皮甲醇浸提液處理白菜種子發(fā)芽率顯著低于其他部位甲醇浸提液,發(fā)芽率均在50%以下。隨著內(nèi)種皮甲醇浸提液濃度的增大,白菜種子發(fā)芽率下降趨勢(shì)明顯,當(dāng)內(nèi)種皮甲醇浸提液濃度為0.10 g/mL時(shí),白菜種子發(fā)芽率僅為18.22%,相比對(duì)照下降了60.67個(gè)百分點(diǎn),可見內(nèi)種皮甲醇浸提液對(duì)白菜種子萌發(fā)抑制明顯,隨著浸提液濃度的增大,抑制作用加強(qiáng)。
日本野漆樹種子不同部位浸提液對(duì)白菜生長影響存在差異,種胚甲醇浸提液處理的白菜幼苗根長、苗高與對(duì)照無顯著差異,種胚甲醇浸提液不抑制白菜幼苗生長。全種子、外種皮和內(nèi)種皮甲醇浸提液對(duì)白菜幼苗生長有不同程度的抑制,高濃度外種皮和全種子甲醇浸提液抑制白菜幼苗根生長,外種皮和全種子甲醇浸提液均抑制白菜幼苗高生長。內(nèi)種皮甲醇浸提液對(duì)白菜幼苗生長抑制明顯,其處理的白菜幼苗根長、苗高顯著低于其他處理,當(dāng)內(nèi)種皮甲醇浸提液濃度為0.10 g/mL時(shí),相比對(duì)照根長降低77.83%,苗高降低56.06%。
綜上所述,日本野漆樹種子內(nèi)種皮含有抑制發(fā)芽物質(zhì),種胚不含抑制發(fā)芽物質(zhì),外種皮甲醇浸提液對(duì)白菜種子萌發(fā)沒有明顯的抑制作用,但高濃度甲醇浸提液抑制白菜幼苗的生長,是否含有抑制發(fā)芽物質(zhì)還有待研究。生產(chǎn)中日本野漆樹播種育苗要除去外種皮再播種。
2.3 日本野漆樹種子休眠解除試驗(yàn)
與對(duì)照相比,不同脫蠟方法和赤霉素組合處理對(duì)日本野漆樹種子萌發(fā)影響顯著(表3)。“98% H2SO4+300 g/mL GA3”處理效果最好,種子發(fā)芽率達(dá)(97.67±2.52)%,相比對(duì)照提高90.43個(gè)百分點(diǎn),處理1 d后即有種子裂口破殼,第3天有種子露出胚根萌發(fā),發(fā)芽持續(xù)時(shí)間短,10 d后種子全部發(fā)齊,幼苗生長健壯良好,出苗整齊一致?!?%小蘇打+300 g/mL GA3”處理的發(fā)芽率僅為(32.33±2.52)%,第8天有種子萌發(fā),發(fā)芽持續(xù)時(shí)間12 d,出苗較整齊?!?%洗衣粉+300 g/mL GA3”處理發(fā)芽率為(28.00±2.00)%,第10天有種子萌發(fā),發(fā)芽持續(xù)時(shí)間15 d,出苗不整齊;對(duì)照清水浸泡的發(fā)芽率僅為(7.33±1.53)%,第21天才有種子萌發(fā),發(fā)芽持續(xù)時(shí)間長達(dá)30 d,且出苗不整齊。由此可見,98%濃硫酸結(jié)合赤霉素處理可打破日本野漆樹種子休眠,濃硫酸可打破種皮的機(jī)械障礙,促進(jìn)種子吸水膨脹,處理后及時(shí)沖洗干凈,種子不會(huì)受到濃硫酸危害,赤霉素處理可打破生理休眠,處理過的種子裂口破殼率高,發(fā)芽時(shí)間短,發(fā)芽率高,幼苗生長狀態(tài)良好,成苗率高。濃硫酸處理較小蘇打和洗衣粉的處理可提早發(fā)芽7~10 d,較清水浸泡處理可提早發(fā)芽20多天[16]。
2.4 日本野漆樹種子萌發(fā)生理生化指標(biāo)的變化
日本野漆樹種子從休眠期到吸脹裂口期、胚根萌發(fā)期,可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量呈顯著下降趨勢(shì)(表4)。休眠期野漆樹種子可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量均處于較高水平;吸脹裂口期,可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量迅速下降,其中可溶性糖含量僅為休眠期的29.13%,可溶性蛋白質(zhì)含量為休眠期的62.16%;胚根萌發(fā)后,可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量持續(xù)降低,可溶性糖含量降至2.77 mg/g,僅為休眠期的12.01%,可溶性蛋白質(zhì)含量降至16.82 mg/g,僅為休眠期的25.18%,主要是種子萌發(fā)消耗營養(yǎng)所致。酶活性是影響種子萌發(fā)的重要因素,從休眠期到吸脹裂口期、胚根萌發(fā)期,POD和α-淀粉酶活性呈顯著上升趨勢(shì),休眠期POD和α-淀粉酶含量較低,活性差;吸脹裂口期POD和α-淀粉酶活性顯著上升;胚根萌發(fā)期POD活性達(dá)(32 118.99±474.55) U/g,α-淀粉酶活性達(dá)(26.04±0.85) mg/(min·g)。
日本野漆樹種子從休眠期到吸脹裂口期、胚根萌發(fā)期,GA3、ABA含量均呈先上升后下降趨勢(shì)(表4)。休眠期的日本野漆樹種子GA3含量較低,種子萌發(fā)啟動(dòng)后種子吸水膨脹過程中大量積累,而胚根伸長之后,其激素含量又迅速下降,說明發(fā)芽過程中消耗了GA3。ABA對(duì)種子萌發(fā)有抑制作用,休眠期的日本野漆樹種子ABA含量較高,一定程度上抑制了日本野漆樹種子萌發(fā),在種子吸水膨脹階段ABA含量有小幅上升,胚根萌發(fā)階段ABA含量顯著降低,僅為休眠期的7.66%。
3 小結(jié)與討論
3.1 日本野漆樹種子休眠的原因
種子休眠主要分為物理休眠(Physical dormancy,PY)、生理休眠(Physiological dormancy,PD)、形態(tài)休眠(Morphological dormancy,MD)、形態(tài)生理休眠(Morphophysiological dormancy,MPD)及組合休眠(Combinational dormancy,CD)5種類型[22, 23]。本研究表明日本野漆樹種皮致密、富含蠟質(zhì),未經(jīng)過脫蠟處理的種子吸水緩慢,存在物理休眠現(xiàn)象,這與楊靜靜[12]、袁雅琪等[13]的研究結(jié)果一致。通過種子發(fā)芽抑制生物學(xué)試驗(yàn),表明日本野漆樹種子含有抑制種子發(fā)芽物質(zhì),抑制發(fā)芽物質(zhì)存在于內(nèi)種皮中,表明日本野漆樹同時(shí)存在生理休眠現(xiàn)象,屬組合休眠類型。
3.2 解除種子休眠的方法
打破休眠方法主要有物理方法、變溫處理、化學(xué)試劑處理、層積、后熟與激素刺激等促進(jìn)種子萌發(fā)[24]。日本野漆樹種子屬組合休眠類型,解除休眠首先要解除物理休眠,然后解除生理休眠。日本野漆樹種子內(nèi)種皮富含蠟質(zhì),打破其物理休眠必須進(jìn)行脫蠟處理。漆樹生產(chǎn)育苗普遍采用堿水、洗衣粉或草木灰脫蠟處理[25]。本研究采用1%洗衣粉、1%小蘇打溶液和98% H2SO4進(jìn)行脫蠟處理,結(jié)果表明98% H2SO4脫蠟效果好,發(fā)芽率高,發(fā)芽勢(shì)強(qiáng)。具有生理休眠的種子一般要經(jīng)過層積、后熟、激素刺激等促進(jìn)種子萌發(fā)。袁雅琪等[13]研究發(fā)現(xiàn),采用“98% H2S04處理30 min+400 mg/L GA3處理120 min+沙藏20 d”組合處理日本野漆樹種子,發(fā)芽率達(dá)78.34%。唐麗等[26]研究表明,400 mg/L GA3處理120 min發(fā)芽率達(dá)70.67%,98% H2SO4處理15 min發(fā)芽率達(dá)73.77%。本研究先用98% H2SO4處理20 min打破物理休眠,然后用300 mg/L GA3處理12 h打破生理休眠,發(fā)芽率高達(dá)(97.67±2.52)%,相比唐麗等[26]、袁雅琪等[13]的研究,無需沙藏或低溫層積處理,大大縮短了育苗時(shí)間,發(fā)芽率大幅提高,處理后第3天即可萌發(fā),且出苗整齊一致,該方法可推廣應(yīng)用于日本野漆樹播種育苗生產(chǎn)[16]。
3.3 種子萌發(fā)生理
關(guān)于日本野漆樹種子萌發(fā)的生理特性鮮見報(bào)道。本研究表明,野漆樹種子萌發(fā)過程中可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖含量不斷下降??扇苄蕴鞘呛粑x的直接底物,可由淀粉、脂肪轉(zhuǎn)化而來,種子萌發(fā)過程中胚快速發(fā)育,需要消耗大量的可溶性糖,可溶性蛋白質(zhì)可以水解為氨基酸,為種子萌發(fā)提供氮素營養(yǎng)[27]。種子休眠的解除和萌發(fā)是一個(gè)需要大量能量的過程,這些變化必須有酶的作用,淀粉酶和過氧化物酶(POD)是參與種子萌發(fā)的主要酶類。淀粉酶是種子萌發(fā)過程中最重要的水解酶類,也是糖類分解代謝過程中重要的調(diào)控酶。本研究表明,日本野漆樹種子萌發(fā)過程中α-淀粉酶含量顯著增加,促進(jìn)了淀粉等糖類水解,為種子萌發(fā)提供能量。
激素能通過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)控種子的休眠與萌發(fā)[28],與種子萌發(fā)有關(guān)的植物激素主要是赤霉素(GA)和脫落酸(ABA)[29]。GA能有效促進(jìn)大分子物質(zhì)降解,進(jìn)而打破休眠,ABA誘導(dǎo)種子休眠,抑制萌發(fā)[24]。GA3通過誘導(dǎo)種子內(nèi)部淀粉酶等水解酶的合成,從而提高種子水解酶的活性,以達(dá)到催化種子內(nèi)貯藏物質(zhì)分解的效果,進(jìn)而為胚生長發(fā)育提供所需的營養(yǎng),提高種子萌發(fā)率[30]。日本野漆樹種子從休眠期到吸脹開裂期,GA3含量顯著上升。ABA和GA3在生物學(xué)功能方面存在拮抗作用[25],ABA可以抑制GA的生物合成和信號(hào)傳導(dǎo)[24]。本研究中,日本野漆樹種子休眠到萌發(fā)ABA含量先小幅上升,在胚芽萌發(fā)期含量顯著下降,這與張謙[31]、蘇海蘭等[32]以及Ali-rachedi等[33]的研究結(jié)果相似。
綜上所述,日本野漆樹種子休眠屬組合休眠類型,其種皮致密、富含蠟質(zhì)造成物理休眠,內(nèi)種皮含有抑制發(fā)芽物質(zhì)造成生理休眠。采用98% H2SO4處理20 min,然后用300 mg/L GA3處理12 h,可解除日本野漆樹種子休眠,種子發(fā)芽勢(shì)強(qiáng),發(fā)芽率高,發(fā)芽早且整齊一致。日本野漆樹種子萌發(fā)過程中內(nèi)源激素、理化成分含量變化顯著,休眠期ABA含量高、GA3含量低,種子吸脹階段GA3含量急劇增加,可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)大量消耗,POD和α-淀粉酶活性顯著上升,胚根萌發(fā)后ABA和GA3含量顯著下降。本研究發(fā)現(xiàn)日本野漆樹種子存在抑制發(fā)芽物質(zhì),但對(duì)抑制發(fā)芽物質(zhì)成分有待進(jìn)一步研究,日本野漆樹種子采用濃硫酸脫蠟的方法在生產(chǎn)應(yīng)用中存在安全隱患,今后需要探索更安全有效的脫蠟技術(shù),為日本野漆樹種子生產(chǎn)與種苗繁育提供理論參考。
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