溫度和赤霉素處理對兩頭毛種子萌發(fā)和幼苗株高的影響

張書東　王憲菊　凌立貞

摘要 采用不同濃度赤霉素（100、200、500 mg/L）經(jīng)不同處理時間（1、5 h）后培養(yǎng)在不同溫度（20、25 ℃）下，探討對兩頭毛種子萌發(fā)和幼苗生長的影響。結(jié)果表明，培養(yǎng)溫度在20 ℃，赤霉素濃度在100～500 mg/L處理1 h時兩頭毛的種子萌發(fā)均與對照組呈顯著差異。而培養(yǎng)溫度在25 ℃，赤霉素處理（不同濃度和處理時間）均顯著提高兩頭毛幼苗的株高。這些研究結(jié)果可為將來人工栽培兩頭毛優(yōu)化播種育苗技術(shù)提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞 兩頭毛;種子萌發(fā);溫度;赤霉素;幼苗生長;幼苗株高;影響

中圖分類號 R 282.2文獻標(biāo)識碼 A文章編號 0517-6611（2020）16-0171-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.16.048

Effects of Temperature and Gibberellin on Seed Germination and Seedling Height of Incarvillea arguta

ZHANG Shu-dong， WANG Xian-ju， LING Li-zhen

（School of Biological Science and Technology， Liupanshui Normal University， Liupanshui， Guizhou 553004）

Abstract Different concentrations of gibberellin （100， 200， 500 mg/L） were used for different treatment times （1， 5 h） and cultured at different temperatures （20， 25 ℃） to explore the effects on seed germination and seedling growth of Incarvillea arguta.The results showed that when the culture temperature was 20 ℃ and the gibberellin concentration was 100-500 mg/L for 1 h， the seed germination of Incarvillea arguta was significantly different from that of the control group.While the cultivation temperature was 25 ℃， gibberellin treatment （different concentrations and treatment time） significantly increased the plant height of Incarvillea arguta seedlings.These results will provide the basis on the artificial seedling-raising of Incarvillea arguta.

Key words Incarvillea arguta;Seed germination;Temperature;Gibberellin;Seedling growth;Seedling height;Effect

基金項目六盤水師范學(xué)院大學(xué)生科研項目（LPSSYDXS19100）;特色農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源開發(fā)與利用重點實驗室（黔教合KY字〔2017〕012）。

作者簡介 張書東（1979—），男，山東肥城人，副教授，博士，從事植物分類方面的科研與教學(xué)工作。*通訊作者，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，從事植物繁育方面的科研與教學(xué)工作。

收稿日期 2020-02-24;修回日期 2020-03-26

兩頭毛[Incarvillea arguta（Royle）Rovle]，別名毛子草、馬桶花、肝炎草、結(jié)石草等，為紫葳科（Bignoniaceae）角蒿屬多年生草本或半灌木植物。兩頭毛主要分布于我國的甘肅、云南東北部及西北部、四川東南部、貴州西部及北部，在印度、尼泊爾、不丹也有分布[1]。兩頭毛喜光，一般生長在陽光充足的山坡灌叢、草地或河溝邊上，具有較強的耐干旱能力。兩頭毛果實為蒴果，線狀圓柱形，種子細小，多數(shù)，長橢圓形，兩端較尖，被絲狀種毛[1]。

兩頭毛全草入藥。目前從兩頭毛的根莖或地上部分分離得到單萜、環(huán)烯醚萜、倍半萜、三萜、甾體、生物堿、黃酮、酰胺、苯丙素等多種化合物[2-6]。兩頭毛提取物或所含化學(xué)成分具有促細胞分化、抗炎、抗菌、抗氧化、防治膽石癥等多種作用，臨床用于治療肝炎、結(jié)石病等，療效顯著[4，6-7]。兩頭毛也是我國少數(shù)民族常用的中草藥。作為彝族醫(yī)藥，被稱為“瓦布友”，主治肝炎、痢疾等急性傳染病，同時還具有治療跌打損傷、風(fēng)濕骨痛、月經(jīng)不調(diào)、解毒止痛、止血和消食健胃等多種功效[8]。在苗族地區(qū)，兩頭毛用于治療膽囊炎、膽結(jié)石和腎結(jié)石，且療效顯著，已被開發(fā)為單方制劑“結(jié)石消膠囊”在市場上銷售[9]。目前，兩頭毛作為民族藥材已經(jīng)收載于《貴州省中藥材、民族藥材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（2003年版）。隨著對兩頭毛化學(xué)成分的深入研究，一些生物活性成分的藥理功能也逐漸明朗化。研究表明，從兩頭毛中分離得到的熊果酸是治療急性病毒性肝炎的生物活性成分，是臨床專利藥“馬桶花片”的主要成分（含量為75%）[7，10-11]。另外，從兩頭毛中分離得到的馬桶花酮（argutone）具有較強的抑菌（金黃色葡萄球菌和大腸桿菌）和鎮(zhèn)靜作用[12]。

兩頭毛花冠為鐘狀長漏斗形，呈粉紅色、紫紅色、淡紅色和白色。花期較長，從春天到秋天一直開放（3—8月），在我國已經(jīng)被作為一種綠化觀賞植物，常在花壇、花池或假山等地方種植[8]。近年來，吳漢福等[13]研究發(fā)現(xiàn)兩頭毛作為煤矸石山上的一種優(yōu)勢植物能夠富集煤矸石風(fēng)化土壤中重金屬鎘（Cd），可以作為煤矸石風(fēng)化土植被恢復(fù)植物和重金屬污染土壤修復(fù)植物。隨著對兩頭毛研究的深入，這種植物的開發(fā)利用價值逐漸被發(fā)掘出來。然而，近年來對兩頭毛的資源調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)兩頭毛的野生資源分布范圍越來越狹窄，資源萎縮十分嚴(yán)重[14]。為充分開發(fā)和利用兩頭毛資源，有必要對其開展馴化栽培研究。然而，到目前為止，僅報道了甘肅省對兩頭毛人工栽培的研究[15]，對其萌發(fā)特性鮮見研究。該研究通過探討溫度和赤霉素對兩頭毛種子萌發(fā)和幼苗株高的影響，為兩頭毛的人工栽培和開發(fā)利用提供研究基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

兩頭毛當(dāng)年成熟的種子采集于貴州省六盤水市汪家寨，剔除未成熟、不飽滿種子后放入干凈的信封，放置室溫備用。試驗用的赤霉素（GA3）在生工生物工程（上海）股份有限公司購買。

1.2 試驗方法

1.2.1

萌發(fā)前處理。采集的兩頭毛成熟種子用75%乙醇消毒15 s，然后用無菌水沖洗3～5次，將消毒后的種子放入無菌水中進行吸漲24 h。

1.2.2

萌發(fā)處理。該研究用不同赤霉素濃度梯度（100、200、500 mg/L）對兩頭毛種子分別浸種1和5 h后放置于培養(yǎng)皿中，分別在20和25 ℃的光照培養(yǎng)箱中進行萌發(fā)試驗。無菌水（0 mg/L）處理作為對照。每次處理100粒種子，每個處理3個重復(fù)。在整個試驗過程中，培養(yǎng)皿中的濾紙始終保持濕潤，及時清理霉?fàn)€的種子。播種的當(dāng)天作為第1天進行計時，每天觀察和記錄種子發(fā)芽數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

對各處理的發(fā)芽率、發(fā)芽勢進行統(tǒng)計分析，具體計算方法為：

種子萌發(fā)率=發(fā)芽種子粒數(shù)/供試種子粒數(shù)×100%;

種子發(fā)芽勢=在規(guī)定日數(shù)（ 5 d）內(nèi)發(fā)芽種子總數(shù)/供檢種子總數(shù)×100%。

在種子萌發(fā)第9天時用直尺測定幼苗的株高。

獲得的數(shù)據(jù)采用 Microsoft Excel 和 SPSS 19.0 軟件進行統(tǒng)計和方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度對兩頭毛種子萌發(fā)的影響

該研究分別設(shè)定了20和25 ℃進行培養(yǎng)，結(jié)果表明（圖1），兩頭毛種子在20和25 ℃條件下培養(yǎng)時，第2天種子均開始萌發(fā)，第8天均達到最高穩(wěn)定值（20 ℃為90%，25 ℃為89%）。方差分析結(jié)果表明，2種溫度下兩頭毛種子的最高萌發(fā)率差異并不顯著（P>0.1）。然而，在種子萌發(fā)過程中，尤其在第3～6天，萌發(fā)率變化較大。在20 ℃培養(yǎng)條件下，兩頭毛種子萌發(fā)第3天時，萌發(fā)率僅為2%，而在第4天時萌發(fā)率增長了35倍（萌發(fā)率為72%）;相比之下，25 ℃培養(yǎng)條件下，兩頭毛種子萌發(fā)率變化趨勢相對緩和，在第6天時萌發(fā)率才達到76%。2種溫度下發(fā)芽勢的方差分析結(jié)果表明發(fā)芽勢差異已達到顯著水平（P<0.05）。通過這些數(shù)據(jù)分析，結(jié)果表明20和25 ℃培養(yǎng)條件下，兩頭毛的種子萌發(fā)率無顯著差異而發(fā)芽勢差異顯著。

2.2 赤霉素處理對兩頭毛種子萌發(fā)的影響

2.2.1 對發(fā)芽率的影響。

在整個試驗設(shè)計中，采用了3種不同濃度的赤霉素經(jīng)2個時間（1和5 h）處理后培養(yǎng)在20和25 ℃下觀察兩頭毛種子萌發(fā)的變化。結(jié)果顯示（表1），在20 ℃ 下，3種不同濃度的赤霉素處理兩頭毛種子1 h后，其萌發(fā)率與對照相比均有所上升，并且在0.05水平上均顯著提高（P<0.05）。然而，隨著赤霉素處理時間（5 h）的延長，兩頭毛種子的萌發(fā)并沒有顯著變化（P>0.05）。表明在20 ℃下，不同濃度的赤霉素浸種1 h后均可有效提高兩頭毛種子的萌發(fā)率。相比之下，25 ℃培養(yǎng)條件下不同濃度赤霉素處理的種子沒有顯著性的變化。但是，在500 mg/L GA3處理5 h后兩頭毛的種子與對照相比卻有明顯下降（P<0.05）。這些研究結(jié)果表明用赤霉素處理時要合理控制溫度和處理時間才能有效地提高兩頭毛種子的萌發(fā)率。

2.2.2 對幼苗株高的影響。

在兩頭毛種子萌發(fā)的過程中，發(fā)現(xiàn)溫度和赤霉素處理對兩頭毛幼苗生長的影響較大。因此，該研究測量和統(tǒng)計了兩頭毛種子萌發(fā)第9天的幼苗株高。結(jié)果顯示（表1）在25 ℃條件下兩頭毛幼苗比20 ℃下生長明顯要快，達到了極顯著差異（P<0.01）。另外，不管是在20 ℃還是25 ℃培養(yǎng)條件下，赤霉素處理后兩頭毛幼苗的生長速度得到了明顯增加。尤其是25 ℃培養(yǎng)條件下，兩頭毛種子隨著赤霉素濃度的增加和處理時間的延長，幼苗增長迅速，其株高約是對照的1.5倍。例如，500 mg/L GA3處理5 h后，兩頭毛幼苗株高為2.04 cm，而對照株高僅為1.46 cm。相比之下，在20 ℃培養(yǎng)下赤霉素處理后幼苗的株高也有所增加，但是增長幅度不大。

統(tǒng)計分析結(jié)果表明，赤霉素的不同濃度和不同處理時間均顯著促進幼苗的生長（表1），但是在不同溫度下這些因子的主體間效應(yīng)檢驗結(jié)果有所不同。在20 ℃下，不同濃度的GA3處理對株高的增加有顯著影響，而處理時間則沒有。但是，赤霉素濃度和處理時間的交互效應(yīng)Sig.=0< 0.01，說明不同赤霉素濃度和不同處理時間的交互作用對株高產(chǎn)生了極顯著影響，即對幼苗生長有明顯的促進作用（表2）。在25 ℃下，不同赤霉素和處理時間的交互效應(yīng)和單個因子的主體效應(yīng)值均達到了顯著性差異（表3）。這些結(jié)果表明在25 ℃，不同濃度的GA3和不同的處理時間對幼苗的生長均有顯著影響。

3 討論與結(jié)論

目前，有關(guān)民族藥兩頭毛的研究主要集中在化學(xué)成分的研究上[6，10]。近年的研究表明，兩頭毛作為煤矸山上的一種原位植物，能夠富集重金屬鎘、鉛、鋅等[13]。因此，兩頭毛可以作為煤矸山植被和土壤修復(fù)的優(yōu)選先鋒植物種。然而，資源調(diào)查顯示，野生兩頭毛的自然分布區(qū)域變得狹窄，資源處于萎縮的狀態(tài)。人工栽培兩頭毛的報道也較少，因此，研究兩頭毛的種子萌發(fā)特性和幼苗的快速生長是非常必要的。在該研究中，挑選了充實飽滿的兩頭毛種子進行了萌發(fā)試驗，結(jié)果表明，兩頭毛的種子在第2天開始萌發(fā)，且最終萌發(fā)率高于80%。這一結(jié)果表明兩頭毛的種子不存在休眠的特性，且萌發(fā)率很高。但是，根據(jù)野外和實驗室觀察，兩頭毛果實成熟時種子數(shù)量雖然較多，但是有許多種子空癟，而且在萌發(fā)過程中水分比較充足的情況下，種子通常會發(fā)霉。因此，這些因素導(dǎo)致兩頭毛種子在自然環(huán)境下萌發(fā)率可能不會這么高。

溫度對種子發(fā)芽率和發(fā)芽速度的快慢有重要影響[16]。在該研究中，2種溫度（20和25 ℃）培養(yǎng)下，兩頭毛的種子萌發(fā)率卻沒有顯著差異。當(dāng)用不同濃度（100、200和500 mg/L）的GA3處理1 h后，兩頭毛種子在20 ℃下萌發(fā)率均顯著提高，但不同濃度之間差異不大。而在25 ℃下，高濃度的GA3處理5 h后萌發(fā)率反而有所下降。另外，在20 ℃下，發(fā)芽速度要明顯優(yōu)于25 ℃。因此，綜合考慮這些試驗結(jié)果，20 ℃下萌發(fā)兩頭毛種子效果是較佳的。從經(jīng)濟成本出發(fā)，利用低濃度的GA3處理1 h能有效提高兩頭毛種子萌發(fā)率。

赤霉素除了能夠有效提高兩頭毛種子的萌發(fā)率外，還能明顯地促進兩頭毛幼苗的生長。該研究結(jié)果表明，隨著濃度的增加和處理時間的延長兩頭毛幼苗的生長速度均明顯加快，但在不同溫度培養(yǎng)下增長效果不盡相同。如在20 ℃下，赤霉素的濃度差異能明顯影響幼苗的生長速度，而不同的處理時間沒有導(dǎo)致株高上的明顯差異;但不同赤霉素濃度和不同處理時間的交互作用卻顯著影響了幼苗的生長。在25 ℃下，赤霉素的濃度差異、處理時間的差異以及它們的交互作用均能促使兩頭毛幼苗的快速生長。值得一提的是，25 ℃下兩頭毛的幼苗生長速度較快，幾乎是20 ℃的1.5倍。因此，用赤霉素處理時在較高的溫度下更有利于兩頭毛幼苗的生長。綜上所述，在20 ℃時，赤霉素（100～500 mg/L）處理1 h可顯著提高兩頭毛的種子萌發(fā)率;培養(yǎng)溫度在25 ℃時，赤霉素處理（不同濃度和處理時間）可顯著提高兩頭毛幼苗的株高。該研究結(jié)果為將來兩頭毛的快速萌發(fā)和成苗技術(shù)提供了基礎(chǔ)資料。

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