不同秋水仙素處理對石榴種子發(fā)芽及幼苗生長的影響

方慶

摘要：以石榴種子作為研究材料，采用不同濃度（0、0.2%、0.5%、0.8%）的秋水仙素浸泡不同時(shí)間（12、24、48 h），并對處理過的種子進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的測定。結(jié)果表明，一定濃度的秋水仙素處理對石榴種子有影響，表現(xiàn)在秋水仙素濃度越低，其發(fā)芽率越高;0.2%秋水仙素處理24h最有利于石榴種子的染色體加倍;0.2%秋水仙素處理48 h對大籽石榴的出苗率最有利。由結(jié)果可知，經(jīng)一定濃度秋水仙素處理的種子，與未經(jīng)秋水仙素處理的種子相比，其發(fā)芽、幼苗生長的效果較好。

關(guān)鍵詞：石榴;秋水仙素;多倍體;種子發(fā)芽;幼苗生長

中圖分類號： S665.403文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2019）19-0142-03

收稿日期：2019-04-18

基金項(xiàng)目：河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目（編號：072102150001）。

作者簡介：方 慶（1979—），男，安徽東至人，碩士，講師，主要從事園藝植物遺傳育種與栽培工作。E-mail：fangqingluck@163.com。

石榴（Punica granatum）又稱安石榴，是集綠化、觀賞、食用、藥用功能于一體的優(yōu)良樹種[1]。在四季分明的北方，石榴樹在冬季時(shí)葉片脫落，而在溫暖的熱帶地區(qū)則四季常青。石榴樹的繁殖方式有很多種，可以采用播種、分株、扦插、壓條等方式，易栽并且容易成活。通常在栽種石榴樹時(shí)采用壓條的方式，覆土后再澆水，30d左右就會(huì)生根。石榴樹不僅是一種水果樹，而且具有很高的觀賞和藥用價(jià)值。人們喜愛石榴樹的另外一個(gè)原因是它具有吉祥的寓意。當(dāng)前，我國的石榴產(chǎn)量不斷攀升，特別是在國家的大力提倡和鼓勵(lì)下，人們綠化荒山、植樹造林，而石榴樹由于具有很強(qiáng)的適應(yīng)性、耐旱性和抗病性并且具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，因此頗受人們喜愛[2]。

在很長一段時(shí)間內(nèi)，石榴的種質(zhì)資源評價(jià)和利用是國內(nèi)專家學(xué)者的主攻方向，尤其是石榴的形態(tài)和經(jīng)濟(jì)性狀研究[3-6]。石榴具有抗癌等保健作用[7]，近些年來已被國際專家學(xué)者廣泛關(guān)注，成為社會(huì)熱點(diǎn)課題，而石榴樹生長過于緩慢，不利于商業(yè)化經(jīng)營。相關(guān)研究表明，多倍體的巨大性可以在一定程度上解決植物生長緩慢的問題。關(guān)于植物加倍化學(xué)藥劑，人們普遍知曉的就是秋水仙素[8-9]，但是目前尚未見關(guān)于石榴多倍體的報(bào)道，本試驗(yàn)通過對石榴多倍體的誘導(dǎo)，以期為下一階段石榴多倍體的繁育提供理論和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為豫大籽石榴，于2017年9月采摘于河南省鄭州市滎陽市劉溝村，并于2018年3月22日取出種子，清洗后供使用。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 催芽 先用清水洗種，再將用紗布包裹的種子置于溫度為17～28 ℃的室溫下。在對種子進(jìn)行催芽時(shí)，為了使種子保持一定的濕度，每天都要用清水對種子進(jìn)行清洗。當(dāng)種子發(fā)出約30%左右的芽時(shí)，將種子從紗布中取出，用秋水仙素對種子進(jìn)行處理。

1.2.2 秋水仙素處理 待處理的種子最好是剛剛發(fā)芽的種子。處理時(shí)，采用豫大籽石榴（以河陰銅皮石榴為父本、大紅袍石榴為母本人工雜交培育而成），將種子分別用0.2%、05%、0.8%秋水仙素浸泡12、24、48 h，CK（對照）為清水（清水處理分別浸泡12、24、48 h），共設(shè)12個(gè)處理（表1）。處理時(shí)確保環(huán)境處于室溫、黑暗的狀態(tài)。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理 將用秋水仙素處理后的種子清洗后放入培養(yǎng)皿中，在室溫下繼續(xù)催芽。1周后，對種子的發(fā)芽率及胚軸大小進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。觀察并分析種子發(fā)芽率與秋水仙素處理時(shí)間、秋水仙素濃度之間的關(guān)系。

1.2.4 播種 將種子撒入田中，待種子出苗后，對出苗率、株高、真葉數(shù)等進(jìn)行記錄。為了對不同處理下植物的外部形態(tài)進(jìn)行比較分析，需要用游標(biāo)卡尺測量2張子葉間的間距。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度秋水仙素處理12h后種子的發(fā)芽情況

由表2、圖1可以看出，種子的發(fā)芽率與秋水仙素濃度整體上呈反向關(guān)系，秋水仙素濃度越高，種子發(fā)芽率越低。清洗處理的發(fā)芽率達(dá)到最大值，穩(wěn)定性也比較好。經(jīng)秋水仙素處理后的種子，其發(fā)芽率受到催芽時(shí)間的影響，隨著時(shí)間增加，發(fā)芽率慢慢提高，到一定日期后趨于穩(wěn)定。

2.2 不同濃度秋水仙素處理24 h后種子的發(fā)芽情況

由表3、圖2可以看出，在4月24日、4月25日這2 d，經(jīng)0.2%秋水仙素處理的種子發(fā)芽率比經(jīng)0.5%秋水仙素處理的種子發(fā)芽率低，但是隨著時(shí)間的增加，仍然呈現(xiàn)出發(fā)芽率與處理濃度相反的規(guī)律，也就說是秋水仙素濃度越高，發(fā)芽率越低，并且隨著催芽時(shí)間的增加，發(fā)芽率逐漸提高。

2.3 不同濃度秋水仙素處理48 h后種子的發(fā)芽情況

由表4、圖3可以看出，發(fā)芽率與秋水仙素處理濃度呈反向的變化規(guī)律，即秋水仙素濃度越高，發(fā)芽率越低，并且發(fā)芽率隨著催芽時(shí)間的延長而不斷提高。用濃度為0.2%的秋水仙素處理過的種子，其發(fā)芽率要比經(jīng)CK處理種子的發(fā)芽率高，這說明因清水處理時(shí)間過長而對種子發(fā)芽率產(chǎn)生了影響。

2.4 相同濃度秋水仙素處理不同時(shí)間對種子發(fā)芽率的影響

由圖1、圖2、圖3可以看出，當(dāng)用于處理的秋水仙素濃度相同時(shí)，不同處理時(shí)間對發(fā)芽率的影響并無明顯規(guī)律，說明可能由于處理時(shí)間與處理濃度存在互作作用。但整體分析可以發(fā)現(xiàn)，與對照種子的發(fā)芽率相比，種子在經(jīng)秋水仙素處理后，其發(fā)芽率都變低了，這反映了秋水仙素處理存在抑制種子發(fā)芽的可能性。經(jīng)CK處理的種子，處理時(shí)間越長，發(fā)芽率越低，這反映了清水處理時(shí)間對種子發(fā)芽率存在影響。

2.5 秋水仙素各處理組合對胚軸平均橫徑的影響

從表5、圖4可以看出，不同處理組合的橫徑變化并無明顯規(guī)律，但其中經(jīng)濃度為0.2%的秋水仙素處理24 h后的種子胚軸橫徑達(dá)到最大值，經(jīng)濃度為0.8%的秋水仙素處理 48 h 后的種子雖然也有發(fā)芽，但是其胚軸沒有伸長。由此推測，用高濃度的秋水仙素處理種子會(huì)對其產(chǎn)生毒害作用。

2.6 秋水仙素各處理組合對大籽石榴出苗率的影響

由表6可以看出，當(dāng)秋水仙素處理的組合不同時(shí)，種子出苗率的變化十分明顯，但規(guī)律不明顯。綜合分析可知，整體上處理時(shí)間越長，種子出苗率越高，這可能與處理時(shí)間、催芽時(shí)間有一定關(guān)系。

2.7 秋水仙素各處理組合對大籽石榴外部形態(tài)的影響

對表7進(jìn)行分析可以看出，當(dāng)秋水仙素處理的組合不同時(shí)，對石榴幼苗的外部形態(tài)有一定影響，但規(guī)律不明顯。當(dāng)秋水仙素處理濃度為0.8%、處理時(shí)間為12 h時(shí)，平均真葉數(shù)達(dá)到最大值;當(dāng)秋水仙素濃度為0.8%、處理時(shí)間為24 h時(shí)，平均冠幅達(dá)到最大值;而當(dāng)秋水仙素處理濃度為0.2%、處理時(shí)間為48 h時(shí)，平均株高達(dá)到最大值。另外，石榴種子經(jīng)秋水仙素處理后，其幼苗冠幅大都比未經(jīng)處理的幼苗冠幅大，由此可初步推測，部分幼苗已經(jīng)變成了多倍體。

3 結(jié)論和討論

3.1 結(jié)論

試驗(yàn)表明，豫大籽石榴的發(fā)芽率隨著秋水仙素濃度的降低而提高。當(dāng)秋水仙素的濃度相同時(shí)，發(fā)芽率受處理時(shí)間的影響并不明顯，說明濃度和處理時(shí)間之間存在相互作用的關(guān)系。試驗(yàn)還表明，胚軸橫徑受秋水仙素處理方式的影響無明顯規(guī)律，但總體來看，經(jīng)秋水仙素處理后的種子橫徑比未經(jīng)處理的種子橫徑大。因多倍體的顯著特點(diǎn)就是巨大性，由此可初步推測，部分種子極有可能已經(jīng)加倍成為了加倍體。

關(guān)于秋水仙素各處理濃度、時(shí)間對石榴幼苗外部形態(tài)的影響，兩者之間的影響無明顯規(guī)律，但總體來看，經(jīng)秋水仙素處理后的幼苗冠幅比未經(jīng)處理的幼苗冠幅大。由此也可初步推斷，部分石榴幼苗可能是加倍體。

3.2 討論

很多種子在試驗(yàn)中沒有發(fā)芽或者發(fā)芽后沒有出苗，可能與秋水仙素有劇毒相關(guān)。秋水仙素的劇毒性會(huì)對植物體產(chǎn)生毒害影響，使種子在秋水仙素處理期間就死亡了，即便沒有死亡，也可能對后期種子的萌芽、生長產(chǎn)生影響，這不利于試驗(yàn)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及觀察。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，采用不同濃度的秋水仙素和不同處理時(shí)間，可以不同程度地提高大籽石榴的萌芽率、胚軸橫徑的粗度及影響外部的形態(tài)特征。不同濃度的秋水仙素處理時(shí)間越長，出苗率就越高;反之，不同濃度的秋水仙素處理時(shí)間越短，出苗率就越低。與沒有經(jīng)過秋水仙素處理的植株相比，多倍體植株在高矮、葉片形態(tài)等方面均表現(xiàn)出不同，可見秋水仙素處理對植株的影響很大。絕大部分植株在經(jīng)秋水仙素染色體加倍誘導(dǎo)后，一方面葉片變大變厚，另一方面發(fā)條數(shù)（植株修剪后萌發(fā)新枝的能力）變少，分枝變多，植株變矮，直立性差。多倍體受秋水仙素濃度、處理時(shí)間、處理溫度等的影響。因此，要想提高此項(xiàng)技術(shù)的成熟度，還需要進(jìn)一步拓寬研究深度和廣度。

這些年來，隨著染色體加倍技術(shù)的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了細(xì)胞融合技術(shù)。該技術(shù)能夠有效使野生種品質(zhì)得到大幅提升，簡化了染色體加倍、品種雜交等復(fù)雜環(huán)節(jié)，是未來的發(fā)展趨勢。秋水仙素加倍法作為應(yīng)用廣泛的加倍法之一，其操作技術(shù)在大量實(shí)踐中不斷發(fā)展成熟，對培育新品種、克服雜交不實(shí)不孕性等發(fā)揮著積極作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]苑兆和，尹燕雷，朱麗琴，等. 石榴保健功能的研究進(jìn)展[J]. 山東林業(yè)科技，2008（1）：91-93，59.

[2]胡青霞，陳延惠，王蘭菊. 石榴貯藏技術(shù)[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，34（17）：4401-4405.

[3]鞏雪梅，張水明，宋豐順，等. 中國石榴品種資源經(jīng)濟(jì)性狀研究[J]. 植物遺傳資源學(xué)報(bào)，2004，5（1）：17-21.

[4]張水明，朱立武，青平樂，等. 安徽石榴品種資源經(jīng)濟(jì)性狀模糊綜合評判[J]. 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，29（3）：297-300.

[5]馮玉增，陳德均，宋梅亭，等. 河南省石榴品種資源評價(jià)與利用[J]. 果樹科學(xué)，1998，15（4）：370-373.

[6]周光潔，袁永勇，曾凡哲，等. 中國石榴生產(chǎn)的現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1995，8（1）：111-116.

[7]Kim N D，Mehta R，Yu W P，et al.Chemopreventive and adjuvant therapeutic potential of pomegranate （Punica granatum） for human breast cancer[J]. Breast Cancer Research and Treatment，2002，71（3）：203-217.

[8]彭盡暉，張良波，彭曉英. 秋水仙素在植物倍性育種中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 湖南林業(yè)科技，2004，31（5）：22-25.

[9]張志毅，李風(fēng)蘭.? 白楊染色體加倍技術(shù)研究及三倍體育種[J]. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1992，14（增刊3）：52-58.