GA3、溫度、光照對薄皮木種子萌發(fā)的影響

孔欣然，于雅慧，張 蓉，董開茂，鄭 健

(北京農(nóng)學院園林學院，北京 102206)

薄皮木Leptodermis oblongaBge.為茜草科Rubiaceae薄皮木屬LeptodermisWall.落葉小灌木，因其枝條表皮薄且呈片狀剝落而得名。薄皮木花形似木犀科Oleaceae中的丁香花SyringaLinn.，常呈3～7朵簇生狀生于其枝頂，花冠呈淡紫紅色、為漏斗狀，花冠管部細長，花期6～9月，是一種極具觀賞價值的野生鄉(xiāng)土植物，其園林綠化開發(fā)前景廣闊[1]。又因其株身矮小，分枝較多，故其被認為是制作盆景的好材料[2-3]。薄皮木分布于我國華北地區(qū)，尤以河北山區(qū)分布的居多，其野生種一般生長在海拔1 300m以下的石質(zhì)山坡上。因此，對其開展人工繁育和引種馴化栽培研究具有重要意義。然而，目前有關(guān)薄皮木的研究僅限于鹽脅迫和pH值等因素對其種子萌發(fā)的影響[4]及薄皮木的組織培養(yǎng)快繁技術(shù)[5]等方面，而關(guān)于薄皮木的引種栽培及應(yīng)用方面的研究尚未見諸報道，為此，文中以薄皮木種子為試驗材料，就不同濃度的GA3和不同的溫度與光照條件對其種子萌發(fā)的影響情況[6-7]進行了試驗研究，以探索促其種子萌發(fā)的最適條件，從而為薄皮木的引種栽培及推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2011年10月在河北省易縣云蒙山從生長健壯的薄皮木上采收當年成熟的種子，凈種處理后在5℃條件下貯藏。選取健康飽滿、純凈的種子作為試驗材料。采收地位于 115°28′E、39°20′N，屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，全年平均氣溫為9.9～13.0℃，最熱月份7月的平均氣溫為27.1℃，極端最高溫40.3℃，無霜期185～205d，年降水量630mm，年蒸發(fā)量1 450～1 920mm，年光照時數(shù)2 696h。

1.2 試驗方法

1.2.1 種子形態(tài)特征和千粒質(zhì)量的觀察與測定

選取健康、飽滿的種子，在解剖鏡下觀察其外部形態(tài)特征。隨機選取200粒種子，在0.001水平的電子天平上稱重，重復(fù)8次，以8組數(shù)值的平均值為薄皮木種子的千粒質(zhì)量。

1.2.2 GA3對種子萌發(fā)的影響

分別用0、100、500、1 000μmol/L的赤霉素溶液浸種24h，每培養(yǎng)皿中放置50粒飽滿的種子，在光照14h與黑暗10h交替的光照條件下于25℃恒溫培養(yǎng)箱中進行種子萌發(fā)試驗，每個處理重復(fù)4次。從處理的第2天起每天觀察并記錄種子萌發(fā)的情況與數(shù)量，以胚根長達到1/2種長為發(fā)芽標準，直至連續(xù)兩天不再有種子萌發(fā)為止，從而找出促使種子萌發(fā)的最適赤霉素濃度。

1.2.3 溫度對種子萌發(fā)的影響

以不同濃度赤霉素的試驗結(jié)果為依據(jù)，選用最適濃度的GA3進行溫度試驗。用最適濃度的GA3溶液浸種24h，然后分別置于10、15、20、25、30℃的恒溫培養(yǎng)箱中進行種子萌發(fā)試驗，每個溫度處理各選取飽滿種子50粒，4次重復(fù)，試驗期間一直保持培養(yǎng)皿內(nèi)濕潤。從處理的第2天起每天觀察并記錄種子萌發(fā)的情況與數(shù)量，以胚根長達到1/2種長為發(fā)芽標準，直至連續(xù)兩天不再有種子萌發(fā)為止，從而找出促使種子萌發(fā)的最適溫度條件。

1.2.4 光照條件對種子萌發(fā)的影響

在前述赤霉素濃度試驗和溫度試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上進行光照試驗。將薄皮木種子用最適濃度的赤霉素溶液浸泡24h并置于最適的溫度條件下，然后分別在光強為 0.0、24.9、35.5、67.3 μmol/(m2·s)的培養(yǎng)條件下進行種子萌發(fā)試驗，每個光照處理各選取飽滿種子50粒，4次重復(fù)，試驗期間一直保持培養(yǎng)皿內(nèi)濕潤。從處理的第2天起每天觀察并記錄種子萌發(fā)的情況與數(shù)量，以胚根長達到1/2種長為發(fā)芽標準，直至連續(xù)兩天不再有種子萌發(fā)為止，從而找出促使薄皮木種子萌發(fā)的最適光照條件。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件與SPSS軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析[8]。

發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)的計算公式為：

發(fā)芽率＝種子發(fā)芽數(shù)/種子總粒數(shù)×100％；

發(fā)芽指數(shù)(IG)＝Σ(Gt/Dt)。

上式中，Gt為種子置床后t日內(nèi)的發(fā)芽數(shù)；Dt為相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.2.1 種子的形態(tài)特征和千粒質(zhì)量

薄皮木果實為具有4粒種子的蒴果，種子呈灰色橢球形，長為3.56～5.55mm，寬為1.32～2.32mm，果實具有與種皮分離的網(wǎng)狀假種皮，種子的千粒質(zhì)量為1.29g。

2.2.2 不同濃度的GA3對種子萌發(fā)的影響

不同濃度的赤霉素對薄皮木種子發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)的影響情況分別如圖1與圖2所示。由圖1與圖2可知，以濃度分別為0、100、500、1 000μmol/L的GA3處理過的薄皮木種子其發(fā)芽率分別為57.78％、63.33％、71.81％、45.48％，其發(fā)芽指數(shù)分別為3.13、3.79、4.38、2.75，發(fā)芽率與發(fā)芽指數(shù)均呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢。由圖1得知，以濃度為500μmol/L的 GA3處理的種子發(fā)芽率與以濃度為100μmol/L的 GA3處理的種子發(fā)芽率之間差異不顯著，卻顯著高于對照(0μmol/L的GA3)和以濃度為1 000μmol/L的 GA3處理；在發(fā)芽指數(shù)方面，表現(xiàn)出與發(fā)芽率相同的變化規(guī)律。這說明薄皮木種子對GA3有一定的敏感性，在一定的濃度范圍內(nèi)，GA3對薄皮木種子的萌發(fā)具有促進作用，且隨著濃度的增加，GA3對薄皮木種子萌發(fā)的促進作用逐漸增強；但達到一定濃度后，GA3對薄皮木種子的萌發(fā)反而會起抑制作用。綜合以上各項發(fā)芽指標考慮，最有利于薄皮木種子萌發(fā)的GA3濃度應(yīng)為100～500μmol/L。

2.2.3 不同溫度條件對種子萌發(fā)的影響

用濃度為500μmol/L的GA3處理種子，不同溫度條件下薄皮木種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)分別如圖3與圖4所示。由圖3與圖4可知，在10℃的溫度條件下，其發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均為零；而在15、20、25、30℃的溫度條件下薄皮木種子的發(fā)芽率分別為75.77％、74.23％、62.99％、32.71％，隨著溫度的升高其發(fā)芽率反而呈現(xiàn)降低的變化趨勢，15℃條件下的發(fā)芽率顯著高于25與30℃條件下的發(fā)芽率，但與20℃條件下的發(fā)芽率卻無顯著差異。當溫度在15～30℃的范圍內(nèi)時，種子發(fā)芽指數(shù)隨著溫度的升高而呈現(xiàn)出先升高后下降的變化規(guī)律，其中，20℃條件下的種子發(fā)芽指數(shù)最高，為7.78，且顯著高于其他3個溫度處理。上述試驗結(jié)果說明，促使薄皮木種子萌發(fā)的最適宜溫度為20℃。

圖1 不同濃度的赤霉素對薄皮木種子發(fā)芽率的影響Fig.1 Effect of different concentrations of GA3 on germination rate of Leptodermis oblonga seeds

圖2 不同濃度的赤霉素對薄皮木種子發(fā)芽指數(shù)的影響Fig.2 Effect of different concentrations of GA3 on germination index of Leptodermis oblonga seeds

2.2.4 不同光照條件對種子萌發(fā)的影響

用500μmol/L的GA3處理種子并在20℃的溫度條件下進行光照試驗，不同光照處理下薄皮木種子的萌發(fā)結(jié)果見圖5與圖6。由圖5與圖6可知， 在 0.0、24.9、35.5、67.3μmol/(m2·s)的光照條件下薄皮木種子的發(fā)芽率分別為62.73％、72.18％、69.58％、62.61％，發(fā)芽指數(shù)分別為5.55、7.01、5.83、6.06。即在各個光照強度下薄皮木種子的發(fā)芽率與發(fā)芽指數(shù)的差異均不顯著，說明光照強度對薄皮木種子萌發(fā)無顯著影響，或者說薄皮木種子萌發(fā)對光強不敏感。

圖3 不同溫度對薄皮木種子發(fā)芽率的影響Fig.3 Effect of different temperatures on germination rate of Leptodermis oblonga seeds

圖4 不同溫度對薄皮木種子發(fā)芽指數(shù)的影響Fig.4 Effect of different temperatures on germination index of Leptodermis oblonga seeds

圖5 不同光照強度對薄皮木種子發(fā)芽率的影響Fig.5 Effect of different illumination intensities on germination rate of Leptodermis oblonga seeds

圖6 不同光照強度對薄皮木種子發(fā)芽指數(shù)的影響Fig.6 Effect of different illumination intensities on germination index of Leptodermis oblonga seeds

3 討 論

赤霉素能夠促進種子萌發(fā)，在種子萌發(fā)方面應(yīng)用十分廣泛[9-10]。試驗中用不同濃度的赤霉素對薄皮木種子進行了預(yù)處理，結(jié)果表明，以濃度為500μmol/L的赤霉素處理的薄皮木種子其發(fā)芽率達到最大值(71.81％)，且顯著高于對照(57.78％)和濃度為1 000μmol/L的赤霉素處理(45.48％)，而與濃度為100μmol/L的赤霉素處理(63.33％)之間的差異不顯著；在發(fā)芽指數(shù)方面，亦以濃度為500μmol/L的GA3處理的為最高，其變化趨勢與發(fā)芽率相似。試驗結(jié)果表明，在一定的濃度范圍內(nèi)，赤霉素對薄皮木種子萌發(fā)具有促進作用[11]，而最有利于薄皮木種子萌發(fā)的GA3濃度范圍為100～500μmol/L。

溫度是種子萌發(fā)必要的外部條件之一，適宜的溫度能夠加快種子的吸水速度，并使酶促過程和呼吸作用加強，使貯藏的養(yǎng)分很快變成能為胚所利用的可溶性狀態(tài)；同時，適宜的溫度可使種皮軟化，有利于種子萌發(fā)，而過高或過低的溫度均不利于種子萌發(fā)甚至會使種子喪失發(fā)芽能力。關(guān)于薄皮木種子萌發(fā)的最適溫度條件的研究尚未見諸報道，本試驗結(jié)果表明，在20℃的溫度條件下，薄皮木種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均達到最大值，因此，20℃是薄皮木種子萌發(fā)的最適溫度。根據(jù)種子最適萌發(fā)溫度的判斷標準[12-13]，試驗結(jié)果進一步證明了薄皮木為喜低溫型種子，其抗寒力強，在播種育苗時，可適時早播，外界環(huán)境溫度在15℃以上時即可播種。

光照雖然不是所有植物種子萌發(fā)都必需的條件，但它是大多數(shù)需光性種子萌發(fā)的必需條件，光能促進或推動需光性種子的新陳代謝[14]。本試驗結(jié)果表明，薄皮木種子在黑暗、光照條件下其發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)均無顯著差異，這一結(jié)果證明了薄皮木種子屬于兼光型種子，在有、無光照條件下均可萌發(fā)，且光照的有無及光強對其種子萌發(fā)并無太明顯的影響。

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