激素浸種對(duì)云南松種子發(fā)芽期的胚軸和根長(zhǎng)的影響

（西南林業(yè)大學(xué)，云南 昆明 650224）

云南松Pinus yunnanensis屬松科Pinaceae松屬的常綠高大喬木，是西南地區(qū)的主要造林樹種之一；強(qiáng)陽(yáng)性樹種、耐干旱瘠薄、適應(yīng)性強(qiáng)。云南省的云南松森林面積和蓄積分別約5.00×106hm2和3×108m3，占云南省森林總面積的70%和蓄積量的32%[1-2]。在其適宜的分布區(qū)內(nèi)，對(duì)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展具有其它樹種不可替代的重要作用[3-5]。

優(yōu)質(zhì)的種子是提高苗木產(chǎn)量和質(zhì)量的必要條件，其應(yīng)具有較高的活力，在田間狀態(tài)下才能迅速萌發(fā)，形成生長(zhǎng)整齊而健壯的苗木[6]。種子吸收水分和養(yǎng)分的部位主要是根系，其強(qiáng)弱程度直接影響苗木生長(zhǎng)，根較長(zhǎng)的苗木更容易成活和生長(zhǎng)[7]。胚軸的長(zhǎng)度與出土能力密切相關(guān)，直接影響種子的出苗率[8]，胚軸也是連接根和胚芽的部位，粗壯的胚軸容易將胚芽推出土面。實(shí)驗(yàn)主要了解吲哚乙酸（IAA）、赤霉素（GA3）和吲哚丁酸（IBA）對(duì)云南松種子發(fā)芽期的根系和胚軸生長(zhǎng)的影響，旨在為云南松實(shí)生苗壯苗培育提供種子處理的科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

云南松種子來(lái)源于昆明市宜良縣祿豐村林場(chǎng)的尖山林區(qū)和大理彌渡的初級(jí)無(wú)性系種子園（發(fā)芽率分別為95%和82%）；IAA、GA3和IBA均為1 g裝的分析純粉劑；采用玻璃發(fā)芽皿在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)開展實(shí)驗(yàn)實(shí)施。

1.2 方法

實(shí)驗(yàn)的因素包括IAA（A）、GA3（B）和IBA（C），每因素均包括4水平（實(shí)驗(yàn)1），并補(bǔ)充GA3和IBA的2因素3水平實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)2；表1）。根據(jù)因素水平表，采用L16(45)和L9(34)正交設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。2個(gè)產(chǎn)地的種子采用相同的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)施，故種子產(chǎn)地間構(gòu)成2裂區(qū)實(shí)驗(yàn)。

表 1 實(shí)驗(yàn)的因素水平Table 1 Factors and levels for experiments

根據(jù)因素水平表，實(shí)驗(yàn)1的因素A、B和C分別排列于第1、2和4列，第3和5列分別為A與B和A與C的交互作用。實(shí)驗(yàn)2的因素B和C分別排列于第1、3列，第4列為B和C的交互作用。

實(shí)驗(yàn)1設(shè)4次重復(fù)，每重復(fù)16個(gè)處理組合，每處理組合100粒種子，需6 400粒種子。尖山林區(qū)的種子千粒重為20.5 g，故稱取140 g（約6 800粒）種子，平均分成16等分，每份8.75 g；實(shí)驗(yàn)2設(shè)3次重復(fù)，每重復(fù)9個(gè)處理組合，每處理組合100粒種子，需2 700粒種子，稱取60 g（約3 000粒），平均分成9等分，每份6.67 g。分好的種子用紗布包裹后一起放入0.5%的高錳酸鉀溶液中消毒30 min，取出用清水沖洗后置于50 ℃的水中浸泡12 h。種子消毒后，按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)將幾種激素配制成混合溶液，浸泡種子2 h，將預(yù)處理的種子置入發(fā)芽皿中，置床后每天觀測(cè)1次。彌渡種子千粒重為18.4 g，方法同尖山的。

實(shí)驗(yàn)室為東西坐向，一面靠窗，有雙向光照的漸變現(xiàn)象，故實(shí)驗(yàn)1和2分別采用4，4，8，2，16和3，3，3，3，9的雙向完全隨機(jī)區(qū)組排列（圖1）。實(shí)驗(yàn)期間，室內(nèi)溫度為14～22 ℃。

置皿當(dāng)日為第一日，30 d時(shí)待種子發(fā)芽結(jié)束后，測(cè)量具有代表性幼苗的胚軸和根長(zhǎng)，采用Excel、Statistical Package for the Social Science（SPSS 13.0）軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和方差分析[9]，應(yīng)用鄧肯氏（Duncan’s）法[10]進(jìn)行多重比較。

圖1 實(shí)驗(yàn)的雙向隨機(jī)區(qū)組排列（箭頭方向表示光照由強(qiáng)變?nèi)酰〧ig.1 Two-way randomized block design for experiments (The arrow directions were illumination intensity changed from strong to weak)

2 結(jié)果與分析

2.1 因素的不同水平組合對(duì)胚軸和根長(zhǎng)的影響

云南松幼苗的胚軸（尖山實(shí)驗(yàn)1和2：3.5～3.9 cm和3.6～3.8 cm，彌渡：3.1～3.3 cm和2.8～3.3 cm）較根（尖山：2.8～3.2 cm和3.0～3.3 cm，彌渡：2.2～2.6 cm和2.3～2.8 cm）的長(zhǎng)，而且無(wú)論胚軸或根長(zhǎng)，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均是尖山的較彌渡種子園的長(zhǎng)（圖2），說(shuō)明3和2因素的水平組合對(duì)不同產(chǎn)地云南松種子幼苗的胚軸和根長(zhǎng)具有相似的影響，且產(chǎn)地間有差異。

圖2 云南松幼苗胚軸和根長(zhǎng)（大寫字母表示0.01水平的顯著差異）Fig.2 Mean lengths of hypocotyls and taproots of P. yunnanensis seedlings (The capital letters indicates significant differences on α=0.01)

方差分析結(jié)果，實(shí)驗(yàn)1中，僅尖山處理組合間的胚軸（P≈0.000＜0.01）和根長(zhǎng)（P=0.001＜0.01）呈現(xiàn)極顯著的差異，其中處理組合3（GA3和IBA的濃度分別為0.10 g·L-1和0.10 g·L-1）和13（IAA和IBA的濃度分別為0.60 g·L-1和0.05 g·L-1）的胚軸極顯著地長(zhǎng)于其他的；根長(zhǎng)則是處理組合1（對(duì)照）和15（IAA、GA3和IBA的濃度分別為 0.60 g·L-1、0.10 g·L-1和 0.15 g·L-1）的極顯著地長(zhǎng)于其他的。相反，實(shí)驗(yàn)2中，彌渡幼苗處理組合間的胚軸（P=0.007＜0.01）和根長(zhǎng)（P=0.001＜0.01）呈現(xiàn)極顯著的差異，與尖山的類似，處理組合9（GA3和IBA的濃度分別為0.15 g·L-1和0.10 g·L-1）的胚軸極顯著地長(zhǎng)于其他水平組合的；根長(zhǎng)則是處理組合3（GA3和IBA的濃度分別為0.05 g·L-1和 0.15 g·L-1）和 9 極顯著地長(zhǎng)于其他的。兩實(shí)驗(yàn)中都是低濃度的GA3和IBA的水平組合促進(jìn)根的生長(zhǎng)，是否低濃度的此2種外源激素有利于云南松的根生長(zhǎng)，建議進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究。

2.2 影響胚軸和根長(zhǎng)的主導(dǎo)因子及其水平間的差異

采用直觀分析法[10]了解因素的主導(dǎo)效應(yīng)及其水平對(duì)胚軸和根長(zhǎng)的影響（表2）。實(shí)驗(yàn)1，IAA是影響尖山幼苗胚軸伸長(zhǎng)的主導(dǎo)因子（RA(1.72)＞RA×C(1.24)＞RA×B(1.17)＞RC(1.07)＞RB(0.45)，理論優(yōu)水平組合為A4B1C3，即IAA和IBA的濃度分別為0.60和0.10 g·L-1的組合；與胚軸不同，IAA和IBA的交互作用是影響尖山種子幼苗根長(zhǎng)的主導(dǎo)因子（RA×C(2.01)＞RB×C(1.39)＞RB(0.95)＞RC(0.41)＞RA(0.39)，理論優(yōu)水平組合為A3B1C3（IAA和 IBA 的濃度分別為 0.30 g·L-1和 0.10 g·L-1）；彌渡的與尖山的不同，IAA和IBA的交互作用是影響胚軸的伸長(zhǎng)關(guān)鍵因子（RA×C(0.97)＞RB(0.88)＞RA×B(0.57)＞RC(0.46)＞RA(0.33)，理論優(yōu)水平組合為A4B4C2（IAA、GA3和IBA的濃度分別為0.60 g·L-1、0.15 g·L-1和 0.15 g·L-1），IBA 則對(duì)根長(zhǎng)的影響最大（RC(1.86)＞RA(1.82)＞RA×B(1.23)＞RA×C(1.06)＞RB(0.88)，理論優(yōu)水平組合為A1B1C3，即僅用0.10 g·L-1的IBA處理種子的。以上指標(biāo)的理論優(yōu)水平組合均未在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)。

實(shí)驗(yàn)2中，IBA是影響尖山幼苗胚軸伸長(zhǎng)的主導(dǎo)因子（RC(1.13)＞RB×C(0.79)＞RB(0.49)，理論優(yōu)水平組合為B1C1（GA3和IBA的濃度均為0.05 g·L-1），而GA3對(duì)根長(zhǎng)的影響最大（RB(1.28)＞RB×C(1.22)＞RC(1.09)，理論優(yōu)水平組合為B3C1（GA3和 IBA 的濃度分別為 0.15 g·L-1和 0.05 g·L-1），均與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。同樣，彌渡的與尖山的不同，GA3和IBA的交互作用是影響胚軸伸長(zhǎng)的主要因子（RB×C(1.68)＞RB(1.63)＞RC(1.17)，理論優(yōu)水平組合為B3C2（GA3和IBA的濃度分別為0.15 g·L-1和0.10 g·L-1），與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致；與實(shí)驗(yàn)1的結(jié)果一致，IBA是影響彌渡幼苗根長(zhǎng)的主導(dǎo)因子（RC(1.88)＞RB×C(1.79)＞RB(0.64)，理論優(yōu)水平組合為B3C3（GA3和IBA的濃度均為0.15 g·L-1），未在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)，而實(shí)際根最長(zhǎng)的是B1C3，與實(shí)驗(yàn)1的理論優(yōu)組合一致，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。

表 2 影響云南松種子胚軸長(zhǎng)和根長(zhǎng)的主導(dǎo)因子與優(yōu)水平組合Table 2 Dominant factors and excellent level combinations of hypocotyl and taproot growth

因素水平（含區(qū)組）間方差分析結(jié)果，尖山實(shí)驗(yàn)1的橫和縱向區(qū)組（P≈0.001＜0.01）的光照變化、IAA的4個(gè)水平間（P≈0.001＜0.01）對(duì)胚軸長(zhǎng)具有極顯著的差異影響，其中，IAA濃度為0.60 g·L-1的胚軸極顯著地長(zhǎng)于其余3個(gè)水平的（圖3）；同時(shí)IAA與GA3（P=0.030＜0.05）、GA3與IBA（P=0.045＜0.05）的交互作用顯著地影響胚軸伸長(zhǎng)。說(shuō)明幼苗的胚軸伸長(zhǎng)同時(shí)對(duì)光照、IAA與IAA和GA3與IBA的交互作用具有積極的響應(yīng)。同樣，此實(shí)驗(yàn)中，縱向區(qū)組間（P=0.001＜ 0.01）、IAA與 GA3（P=0.008＜0.01）、GA3與IBA（P≈0.000＜0.01）的交互作用對(duì)幼苗根的生長(zhǎng)具有極顯著的差異影響。實(shí)驗(yàn)2中，IBA的3個(gè)水平間對(duì)胚軸伸長(zhǎng)具有顯著的差異影響（P=0.044＜0.05），其中，IBA濃度為0.05 g·L-1的胚軸顯著地長(zhǎng)于其余2個(gè)水平的（圖3）。同時(shí)，此實(shí)驗(yàn)中，縱向區(qū)組間（P=0.001＜0.01）、GA3與IBA（P≈0.049＜0.05）的交互作用對(duì)幼苗根的生長(zhǎng)具有顯著的差異影響。

圖3 胚軸和根長(zhǎng)隨因素水平的變化趨勢(shì)Fig.3 Variation of lengths of hypocotyls and taproots with factor level differences

實(shí)驗(yàn)1橫向區(qū)組的光照變化對(duì)彌渡種子培育幼苗的胚軸長(zhǎng)具有極顯著的差異影響（P≈0.000＜0.01）；實(shí)驗(yàn)2的與對(duì)尖山種子培育幼苗的類似，GA3與IBA的交互作用對(duì)幼苗胚軸的伸長(zhǎng)具有極顯著的差異影響（P=0.037＜0.05），縱向區(qū)組的光照變化則對(duì)根的生長(zhǎng)具有顯著的差異影響（P=0.023＜0.05）。從2個(gè)產(chǎn)地的種子，揭示了云南松幼苗生長(zhǎng)對(duì)光照和外源激素浸種具有類似的積極響應(yīng)。

2.3 胚軸和根長(zhǎng)對(duì)種子產(chǎn)地的響應(yīng)

種子產(chǎn)地作為主區(qū)，處理組合為副區(qū)進(jìn)行裂區(qū)的方差分析，結(jié)果種子產(chǎn)地的不同，對(duì)實(shí)驗(yàn)1和2的胚軸和根長(zhǎng)均具有極顯著的差異影響（P≈0.000＜0.01）；處理組合間，實(shí)驗(yàn)2的胚軸（P=0.020＜0.05）、實(shí)驗(yàn)1和2的根長(zhǎng)均具有顯著的差異（P實(shí)驗(yàn)1=0.039＜0.05和P實(shí)驗(yàn)2=0.012＜0.05）；同時(shí)，主區(qū)和副區(qū)間的交互作用對(duì)實(shí)驗(yàn)2的胚軸（P=0.044＜0.05）、實(shí)驗(yàn)1和2的根長(zhǎng)（P實(shí)驗(yàn)1=0.028＜0.05和P實(shí)驗(yàn)2=0.010＜0.05）表現(xiàn)出顯著的差異影響。以上結(jié)果說(shuō)明了不同產(chǎn)地的云南松種子培育幼苗的胚軸和根長(zhǎng)對(duì)IAA、GA3和IBA（即IAA、GA3和IBA不同水平組合）的響應(yīng)不盡相同，為了有效地利用外源激素處理云南松種子以達(dá)到促進(jìn)幼苗期的胚軸和根長(zhǎng)的生長(zhǎng)，對(duì)不同產(chǎn)地的種子，應(yīng)先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)其影響結(jié)果再進(jìn)行生產(chǎn)應(yīng)用。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié) 論

IAA、GA3和IBA浸種對(duì)云南松種子發(fā)芽期幼苗的胚軸和根長(zhǎng)的影響進(jìn)行簡(jiǎn)要總結(jié)。（1）不同外源激素的水平組合對(duì)不同產(chǎn)地的幼苗胚軸和根長(zhǎng)的影響不一致，且對(duì)光照強(qiáng)度的變化較為敏感。（2）3種外源激素共同處理種子，幼苗的根均較對(duì)照的長(zhǎng)，胚軸則比對(duì)照的短，說(shuō)明3者的交互作用促進(jìn)根的生長(zhǎng)而限制胚軸的伸長(zhǎng)。（3）兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的胚軸均較根的長(zhǎng)，且無(wú)論胚軸或根長(zhǎng)，尖山的均長(zhǎng)于彌渡種子園的。說(shuō)明3和2因素的水平組合對(duì)云南松不同產(chǎn)地的種子發(fā)芽期間的胚軸和根生長(zhǎng)具有相似的影響。（4）尖山3種激素處理種子，實(shí)際胚軸和根長(zhǎng)最長(zhǎng)的分別是IAA、GA3、IBA 的濃度為 0.0 0 g·L-1、0.10 g·L-1和0.10 g·L-1和對(duì)照的（3.9 cm和3.2 cm），2種激素（GA3和IBA）的則分別是0.05 g·L-1、0.05 g·L-1和 0.15 g·L-1、0.05 g·L-1的（3.8 cm 和3.3 cm）；彌渡的前者實(shí)際胚軸和根長(zhǎng)最長(zhǎng)的IAA、GA3、IBA 的濃度分別是為 0.15 g·L-1、0.15 g·L-1、0.05 g·L-1和 0.00 g·L-1、0.10 g·L-1、0.10 g·L-1的（3.3 cm和2.6 cm），2種激素（GA3和 IBA）的則為 0.15 g·L-1、0.10 g·L-1和 0.05 g·L-1、0.15 g·L-1的（3.3 cm 和 2.8 cm）。

3.2 討論

已有的研究表明植物水提取物、溫度、水分、濕度和置皿環(huán)境等均影響云南松種子發(fā)芽的相關(guān)性狀[12-15]，說(shuō)明云南松種子發(fā)芽過(guò)程易受外來(lái)因素的干擾。于國(guó)棟等在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行微波輻射與IBA浸種2因素3水平的L9(34)正交實(shí)驗(yàn)，結(jié)果IBA浸種是影響云南松種子的關(guān)鍵因子，微波輻射10 s和0.10 g·L-1的IBA溶液浸種提高種子發(fā)芽率，微波輻射10 s和清水浸種加速平均發(fā)芽時(shí)間和發(fā)芽指數(shù)[16]；郭樑等在全光照和75%遮蔭的田間條件下進(jìn)行了相同的試驗(yàn)，結(jié)果表明0.1 g·L-1的IBA溶液浸種促進(jìn)胚根和胚軸的伸長(zhǎng)[17]。本研究的尖山幼苗實(shí)驗(yàn)1的胚軸最長(zhǎng)和彌渡的根最長(zhǎng)也是0.10 g·L-1的IBA溶液浸種的，同樣，實(shí)驗(yàn)2中，尖山和彌渡幼苗胚軸最長(zhǎng)亦是此濃度的IBA溶液浸種的。不同的試驗(yàn)，結(jié)果均一致，證明實(shí)驗(yàn)的可靠性和IBA對(duì)幼苗期胚軸和根長(zhǎng)穩(wěn)定的影響。

IAA、GA3和IBA的交互作用對(duì)云南松幼苗根的伸長(zhǎng)具有顯著的促進(jìn)效果，而不利于胚軸的伸長(zhǎng)，胚軸和根長(zhǎng)的實(shí)際優(yōu)水平組合和理論最佳組合存在著差異，也許是由交互作用的復(fù)雜性導(dǎo)致的，也許應(yīng)通過(guò)交互作用的詳細(xì)分析可了解其詳細(xì)的影響。同時(shí)，建議進(jìn)一步開展理論優(yōu)水平組合的試驗(yàn)和此類外源激素處理種子對(duì)苗木生長(zhǎng)影響的研究。

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