紫斑牡丹種子的萌發(fā)特性

劉行??+李成忠??湯庚國(guó)??+任杰??沈超??

摘要：以紫斑牡丹（Paeonia rockii）當(dāng)年采摘種子為材料，研究赤霉素濃度和基質(zhì)層積對(duì)其解除休眠的影響。結(jié)果表明：紫斑牡丹種子在500 mg/L GA3溶液浸泡48 h后于25 ℃恒溫中椰糠基質(zhì)層積對(duì)下胚軸休眠解除效果最好；根長(zhǎng)≥3 cm的生根種子在300 mg/L GA3溶液浸泡1 h后于25 ℃恒溫中濕沙層積最有利于上胚軸休眠的解除。因而紫斑牡丹種子的催芽處理可使種子生根速度加快和出苗率提高，從播種到發(fā)芽?jī)H需 97 d 左右，明顯縮短出苗時(shí)間。

關(guān)鍵詞：紫斑牡丹；種子；休眠解除；赤霉素；基質(zhì)

中圖分類號(hào)： S685.110.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：

文章編號(hào)：1002-1302（2016）08-0289-02

紫斑牡丹（Paeonia rockii）為芍藥科芍藥屬多年生落葉灌木，花大色艷，因花瓣基部有獨(dú)特的色斑而得名，是中國(guó)特有的木本名貴花卉，具有很高的觀賞和藥用價(jià)值，并具有較為廣泛的生態(tài)適應(yīng)性，不僅耐旱、耐寒性較強(qiáng)，且能耐一定的濕熱[1]。紫斑牡丹油用價(jià)值的發(fā)現(xiàn)使其作為一種新興的木本油料作物得到廣泛關(guān)注。牡丹油具備高產(chǎn)出（五年生苗產(chǎn)量可達(dá)4 500 kg/hm2）、高含油率（含油率達(dá)22%）、高品質(zhì)（不飽和脂肪酸含量92%）、低成本（耐旱耐貧瘠，一年種多年收）的特點(diǎn)；同時(shí)籽油具有高達(dá)42%的α-亞麻酸，被稱為植物腦黃金[2]。因而紫斑牡丹具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和廣闊的市場(chǎng)前景，同時(shí)對(duì)苗木的需求量也日趨劇增。播種繁殖的繁殖系數(shù)較大，可在短期內(nèi)獲得大量苗木。但紫斑牡丹種子具有雙重休眠的特性，直接影響到出苗速度和出苗率[3]。因而研究依據(jù)播種繁殖的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，篩選出最適宜催根催芽的處理方式，形成一整套系統(tǒng)化的紫斑牡丹催芽技術(shù)，以期為紫斑牡丹種苗的批量化生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

1材料與方法

1.1材料

以當(dāng)年采摘的紫斑牡丹種子為試驗(yàn)材料，采摘于甘肅中川牡丹產(chǎn)業(yè)基地，置于4 ℃冰箱低溫處理20 d后，在江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院綜合實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行種子萌發(fā)試驗(yàn)。

1.1種子處理方法

[JP3]牡丹種子具有雙重休眠的特性，入冬種子即進(jìn)入休眠狀態(tài)，需在一定的低溫條件下才能萌發(fā)生長(zhǎng)，因而播種于自然環(huán)境下的種子當(dāng)年僅發(fā)根不出芽，即秋季發(fā)根，春季出芽。針對(duì)牡丹種子雙重休眠特性，試驗(yàn)設(shè)計(jì)分別對(duì)其進(jìn)行激素及層積處理以達(dá)到解除下胚軸和上胚軸休眠的目的，并以不做處理為對(duì)照。

1.1.1上胚軸解除休眠試驗(yàn)紫斑牡丹種子經(jīng)過(guò)0.3%的KMnO4消毒30 min后，再用蒸餾水沖洗干凈，并分別以100、300、500、700 mg/L赤霉素（GA3）浸泡48 h，以蒸餾水浸泡為對(duì)照（CK）。然后對(duì)浸泡處理后的種子分別采取不同基質(zhì)進(jìn)行層積處理（沙子層積、草炭層積、椰糠層積），基質(zhì)均經(jīng)高溫滅菌，每個(gè)處理100粒種子，3次重復(fù)。置于25 ℃的恒溫條件中，注意保濕，每天按時(shí)觀察，對(duì)發(fā)根起始天數(shù)、發(fā)根歷期、發(fā)根率、根長(zhǎng)等進(jìn)行記錄及統(tǒng)計(jì)，以胚根伸出種皮0.5 cm視為種子發(fā)根。發(fā)根起始天數(shù)：從基質(zhì)層積到第1粒種子發(fā)根所需要天數(shù)[4]。發(fā)根歷期：即從第1粒種子發(fā)根至統(tǒng)計(jì)期間最后1粒種子發(fā)根所經(jīng)歷時(shí)間，發(fā)根高峰后連續(xù)15 d不再有發(fā)根種子出現(xiàn)即為終止[4]。

1.1.2下胚軸解除休眠試驗(yàn)為篩選出解除上胚軸休眠效應(yīng)的適宜根長(zhǎng)，將萌發(fā)生根的紫斑牡丹種子分為0.5 cm≤根長(zhǎng)<3 cm和根長(zhǎng)≥3 cm的種子分別進(jìn)行催芽處理：以100、200、300、400 mg/L赤霉素浸泡2 h或1 h后，每個(gè)處理分為3份分別進(jìn)行沙子、草炭和椰糠層積，置于25 ℃恒溫條件下，注意保濕，不作任何處理按根長(zhǎng)要求分別繼續(xù)恒溫層積為CK，均設(shè)3個(gè)重復(fù)。每天按時(shí)觀察，統(tǒng)計(jì)各處理的發(fā)芽起始天數(shù)、發(fā)芽歷期和發(fā)芽率，以胚芽出土0.5 cm視為種子發(fā)芽，統(tǒng)計(jì)及計(jì)算方法與發(fā)根試驗(yàn)相同。

采用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，SPSS 13.0軟件進(jìn)行方差分析（α=0.05）。

2結(jié)果與分析

2.1不同處理對(duì)紫斑牡丹種子下胚軸休眠解除的影響

由表1可見，紫斑牡丹種子在相同赤霉素（GA3）處理濃度下，椰糠層積種子的發(fā)根起始時(shí)間最早，草炭次之，濕沙最晚；椰糠和草炭層積種子的發(fā)根歷期較短，濕沙層積種子發(fā)根持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)；相同GA3處理下，椰糠層積的紫斑牡丹種子發(fā)根率、最長(zhǎng)根長(zhǎng)值、平均根長(zhǎng)值均超過(guò)草炭和濕沙層積效果?？梢娮习吣档しN子經(jīng)GA3處理后用椰糠層積催根效果最好，草炭次之，濕沙最差，可能與椰糠基質(zhì)較疏松、孔隙度大有關(guān)，利于種子發(fā)根及根的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，但保水能力較差。

在相同基質(zhì)層積下，發(fā)根起始天數(shù)及發(fā)根歷期均隨GA3濃度的升高而縮短，GA3 500 mg/L處理椰糠層積種子的生根起始時(shí)間為21 d，發(fā)根全程僅為52 d，比對(duì)照提前了34 d，且發(fā)根率達(dá)到80.0%，最長(zhǎng)根長(zhǎng)達(dá)13.00 cm，平均根長(zhǎng)達(dá) 7.67 cm，均與CK差異顯著；GA3 700 mg/L處理椰糠層積種子的生根起始時(shí)間為21 d，發(fā)根歷期僅為27 d，發(fā)根率達(dá)到64.0%，最長(zhǎng)根長(zhǎng)達(dá)6.00 cm，平均根長(zhǎng)達(dá)5.20 cm，均與CK差異顯著。由此可見，GA3濃度的升高有利于打破紫斑牡丹種子下胚軸的休眠，縮短發(fā)根起始天數(shù)和發(fā)根歷期，但以GA3 500 mg/L處理椰糠層積種子的發(fā)根率最高，因此GA3 500 mg/L 為紫斑牡丹種子下胚軸休眠解除的最適宜濃度。

2.2不同處理對(duì)紫斑牡丹種子上胚軸休眠解除的影響

由表2可見，紫斑牡丹根長(zhǎng)≥3 cm種子的發(fā)芽起始時(shí)間明顯早于根長(zhǎng)為0.5～<3 cm種子，而發(fā)芽歷期、發(fā)芽率均明顯高于根長(zhǎng)為0.5～<3 cm的種子。由此可見，根長(zhǎng)達(dá)3 cm及以上的種子是上胚軸休眠解除的關(guān)鍵因素。浸泡GA3 1 h的種子發(fā)芽率整體高于浸泡GA3 2 h的種子。在相同處理下，不同基質(zhì)層積對(duì)種子的發(fā)芽起始天數(shù)、發(fā)芽歷期影響不大，但以濕沙層積種子的發(fā)芽率明顯高于其他基質(zhì)層積，草炭次之，椰糠最低。GA3對(duì)紫斑牡丹上胚軸休眠解除效應(yīng)有較大影響。GA3處理后發(fā)芽起始天數(shù)、發(fā)芽歷期、發(fā)芽率均顯著優(yōu)于CK，尤以濕沙層積300 mg/L GA3處理1 h的紫斑牡丹種子發(fā)芽率高達(dá)93.1%，而未經(jīng)GA3處理的CK的發(fā)芽率為20%～35.4%。因此根長(zhǎng)≥3 cm，濕沙層積300 mg/L GA3處理1 h的條件更有利于解除紫斑牡丹種子上胚軸休眠。

4結(jié)論與討論

自然條件下播種的紫斑牡丹種子休眠期長(zhǎng)，萌發(fā)期需半年之久，且發(fā)根率很低。而用500 mg/L GA3浸泡48 h處理過(guò)并經(jīng)椰糠層積處理后只需21 d左右開始生根，31 d后生根率達(dá)到80.0%，比CK草炭層積種子提前12 d生根，且CK 53 d [CM（232/3]后生根率僅為16.7%；

經(jīng)草炭層積處理后需28 d左右開始生根，35 d后生根率達(dá)到740%，比CK草炭層積種子提前9 d生根，且CK 57 d后生根率僅15.0%；500 mg/L GA3浸泡48 h處理并經(jīng)濕沙層積處理后需28 d左右開始生根，39 d后生根率達(dá)到46.0%，比CK濕沙層積種子提前15 d生根，且CK 68 d后發(fā)根率僅100%?？赏茰y(cè)在紫斑牡丹種子萌發(fā)生根過(guò)程中，內(nèi)部發(fā)生一系列生理生化變化，大分子物質(zhì)要降解為易被胚吸收的物質(zhì)，為萌發(fā)生根提供營(yíng)養(yǎng)，而用GA3浸泡處理后，可促進(jìn)這一代謝過(guò)程。GA3可激發(fā)異檸檬酸裂解酶活性，促使胚中脂類物質(zhì)裂解為可溶性糖，同時(shí)也可促進(jìn)蛋白酶的活性，使貯藏蛋白水解，從而為胚提供充足的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，解除種子休眠，促胚生根。因而GA3浸泡處理可打破紫斑牡丹種子上胚軸的休眠。

在解除上胚軸休眠研究中，用300 mg/L GA3浸泡1 h后25 ℃濕沙層積處理根長(zhǎng)為3 cm以上（包括3 cm）的紫斑牡丹種子效果最好，13 d后第1粒種子發(fā)芽，32 d后發(fā)芽率達(dá)到93.1%。而關(guān)于紫斑牡丹上胚軸休眠的機(jī)制有待于進(jìn)一步研究。為提高紫斑牡丹生產(chǎn)育苗的產(chǎn)量，建議用500 mg/L GA3浸泡48 h并于25 ℃恒溫條件下椰糠層積進(jìn)行催根處理，并于種子根長(zhǎng)≥3 cm后用300 mg/L赤霉素浸泡1 h后于25 ℃恒溫條件下濕沙層積進(jìn)行催芽處理，可使種子生根速度加快和出苗率提高，從播種到發(fā)芽?jī)H需97 d左右，與播種于自然條件下的種子相比顯著縮短了出苗時(shí)間。

因紫斑牡丹油用價(jià)值的發(fā)現(xiàn)和推廣，目前國(guó)內(nèi)對(duì)油用牡丹方面的研究有所增加，但主要集中于油用牡丹栽培技術(shù)方面的研究，而對(duì)油用牡丹種子發(fā)芽特性方面的研究報(bào)道甚少。本研究對(duì)紫斑牡丹種子萌發(fā)試驗(yàn)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，雖可對(duì)生產(chǎn)育種提供一定的技術(shù)支撐，但針對(duì)紫斑牡丹種子休眠機(jī)制和育苗方法有待于進(jìn)一步研究。

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