3種植物生長調(diào)節(jié)劑對薄葉雞蛋參種子萌發(fā)的影響

靳祖石，袁 芳，宋洪平，孫秀麗

(西藏農(nóng)牧學(xué)院，西藏 林芝 860000)

薄葉雞蛋參(CodonopsisconvolvulaceaKurz. var. vinciflora(Kom.) L. T. Shen)又名輻冠黨參，為桔梗科黨參屬多年生草質(zhì)藤本植物[1]。薄葉雞蛋參為常用藏藥材，藏語名為“尼哇”，以干燥塊根入藥。《晶珠本草》記載，“尼哇”治胸痛、感冒，并止嘔逆，開胃[2]。臨床上用于防治冠心病、急性高山反應(yīng)、脾胃虛弱、胃潰瘍、造血功能障礙、腫瘤及貧血等，還是一味補(bǔ)氣益血、潤肺生津的補(bǔ)益藥[2-9]。

野生薄葉雞蛋參是西藏自治區(qū)Ⅰ級瀕危藏藥材之一[9,10]，保護(hù)其野生資源并解決市場需求，發(fā)展人工栽培迫在眉睫。薄葉雞蛋參以種子繁殖為主[11]，研究其種子萌發(fā)特性，最大程度地提高種子的發(fā)芽率是開展薄葉雞蛋參人工栽培的首要任務(wù)，目前有關(guān)此方面的研究鮮有報(bào)道。因此，本研究以薄葉雞蛋參種子為材料，研究不同消毒方法與植物生長調(diào)節(jié)劑對薄葉雞蛋參種子萌發(fā)和幼苗生長的影響，以期為這一珍貴藥用植物資源的保護(hù)和栽培提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材 料

薄葉雞蛋參種子于2018年9月采自西藏林芝市西藏農(nóng)牧學(xué)院藏藥材種質(zhì)資源圃。種子自然干燥后于4 ℃低溫貯藏6個(gè)月，千粒重為0.115 2 g。

1.2 方 法

1.2.1種子消毒處理

種子用流水沖洗5 min，然后轉(zhuǎn)入超凈工作臺進(jìn)行消毒處理。先用75%乙醇消毒1 min，無菌水沖洗3次，再分別用0.1% HgCl2消毒1～2 min，3% H2O2消毒3～5 min，無菌水沖洗3次。接種前，用無菌水浸泡種子12 h。每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1個(gè)培養(yǎng)皿。

1.2.2植物生長調(diào)節(jié)劑處理

根據(jù)本課題組前期研究，選用6-芐氨基腺嘌呤(6-BA)、萘乙酸(NAA)和赤霉素(GA3)3種植物生長調(diào)節(jié)劑，濃度分別設(shè)置為6-BA 2、5、10 mg·L-1，NAA 2、5、10 mg·L-1，GA350、100、150、200、300 mg·L-1。經(jīng)過消毒處理的種子，用無菌水(對照)和不同濃度的6-BA、NAA、GA3分別浸種12 h后，無菌水沖洗3次。每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1個(gè)培養(yǎng)皿。

上述處理中使用的不同消毒劑和植物生長調(diào)節(jié)劑均用無菌水配制，植物生長調(diào)節(jié)劑母液經(jīng)抽濾滅菌。采用培養(yǎng)皿紙床發(fā)芽法，將2層PhytoTC種子萌發(fā)紙(購自北京啟維益成科技有限公司)鋪在培養(yǎng)皿中高溫高壓滅菌后，將培養(yǎng)皿內(nèi)的萌發(fā)紙用無菌水浸濕，種子均勻撒播在萌發(fā)紙上，并用Parafilm封口膜進(jìn)行封口。在培養(yǎng)箱中于20 ℃、12 h光照/12 h黑暗交替下培養(yǎng)。

1.2.3測定指標(biāo)與計(jì)算公式

以胚根露出種孔2 mm為種子的萌發(fā)標(biāo)志。從處理當(dāng)天開始，每24 h記錄每皿中萌發(fā)的種子數(shù)，連續(xù)7 d對照組和試驗(yàn)組的種子萌發(fā)數(shù)不變時(shí)視為種子萌發(fā)進(jìn)程結(jié)束，并測定幼苗的根長、莖長、鮮重和干重。

帶菌率(%)=(污染種子數(shù)/供試種子總數(shù))×100%；

發(fā)芽啟動時(shí)間，即萌發(fā)時(shí)滯，指從萌發(fā)試驗(yàn)開始到第1粒種子開始萌發(fā)所持續(xù)的天數(shù)；發(fā)芽持續(xù)時(shí)間，即種子開始萌發(fā)到最后1粒種子萌發(fā)的總天數(shù)；

發(fā)芽率(%)=(種子發(fā)芽總數(shù)/供試種子總數(shù))×100%；

發(fā)芽勢(%)=(發(fā)芽初期(前4 d)正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù))×100%；

發(fā)芽指數(shù)=∑(Gt/Dt)，式中Gt為t日內(nèi)的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù)；

活力指數(shù)=S×GI，式中S為幼苗平均鮮質(zhì)量[12-13]。

1.2.4數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010軟件進(jìn)行整理和作圖，SPSS 19.0軟件進(jìn)行差異顯著性分析(p<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同消毒處理對薄葉雞蛋參種子消毒效果和萌發(fā)的影響

由表1可知，所試的4個(gè)消毒處理下種子均帶菌，其中75%乙醇1 min+3% H2O25 min處理的種子帶菌率最低，為3.74%。從種子的萌發(fā)情況來看，0.1% HgCl2處理下，種子各項(xiàng)發(fā)芽指標(biāo)均低于對照；75%乙醇1 min+3% H2O23 min處理下，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)最高，比對照分別提高3.22%、0.97%、2.12和2.24；3% H2O25 min處理下，種子各項(xiàng)發(fā)芽指標(biāo)均低于對照。

表1 不同消毒處理對薄葉雞蛋參種子萌發(fā)的影響

2.2 不同濃度植物生長調(diào)節(jié)劑對薄葉雞蛋參種子萌發(fā)的影響

2.2.1不同濃度6-BA對薄葉雞蛋參種子萌發(fā)的影響

由表2可知，不同濃度6-BA對薄葉雞蛋參種子的萌發(fā)有著不同的影響。6-BA 2～10 mg·L-1對縮短發(fā)芽啟動時(shí)間的作用不明顯，但是顯著地縮短了發(fā)芽持續(xù)時(shí)間，2 mg·L-1和5 mg·L-1處理的種子比對照提前3 d結(jié)束萌發(fā)；6-BA 2～10 mg·L-1處理下，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均顯著高于對照；其中5 mg·L-1處理下，發(fā)芽率和發(fā)芽勢最高，比對照分別提高35.08%、45.73%，但是發(fā)芽指數(shù)比10 mg·L-1處理低2.37，活力指數(shù)比2 mg·L-1處理低1.99。當(dāng)6-BA濃度≥10 mg·L-1時(shí)，則對種子萌發(fā)表現(xiàn)為一定的抑制作用，發(fā)芽持續(xù)時(shí)間呈延長趨勢，發(fā)芽率、發(fā)芽勢和活力指數(shù)均呈下降趨勢。綜上可知，在試驗(yàn)設(shè)定的不同濃度的6-BA處理中，用5 mg·L-1浸種最好。

表2 不同濃度6-BA對薄葉雞蛋參種子萌發(fā)的影響

2.2.2不同濃度NAA對薄葉雞蛋參種子萌發(fā)的影響

由表3可知，NAA 2～10 mg·L-1對縮短發(fā)芽啟動時(shí)間的作用不明顯；在發(fā)芽持續(xù)時(shí)間方面，2 mg·L-1處理與對照無顯著差異，5 mg·L-1和10 mg·L-1處理的種子比對照提前2 d結(jié)束萌發(fā)。NAA 2～10 mg·L-1處理下，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均顯著高于對照；其中2 mg·L-1處理下，發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)最高，比對照分別提高31.11%、2.65和4.03，雖然發(fā)芽勢低于5 mg·L-1和10 mg·L-1處理，但是無顯著差異，發(fā)芽勢比對照提高18.08%。綜上可知，在試驗(yàn)設(shè)定的不同濃度的NAA處理中，用2 mg·L-1浸種最好。

表3 不同濃度NAA對薄葉雞蛋參種子萌發(fā)的影響

2.2.3不同濃度GA3對薄葉雞蛋參種子萌發(fā)的影響

由表4可知，GA350～300 mg·L-1處理的發(fā)芽啟動時(shí)間與對照無差異，對縮短發(fā)芽持續(xù)時(shí)間有一定的作用；其中100 mg·L-1處理的種子比對照提前3 d結(jié)束萌發(fā)。發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)隨著GA3濃度的增大呈先升高后降低的趨勢，在150 mg·L-1處理下達(dá)到峰值，比對照分別提高50.04%、61.07%、3.51和4.69。當(dāng)GA3濃度為300 mg·L-1時(shí)，發(fā)芽率和發(fā)芽勢比150 mg·L-1處理分別降低15.51%、30.08%，發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)則低于對照。綜上可知，在試驗(yàn)設(shè)定的不同濃度的GA3處理中，用150 mg·L-1浸種最好。

2.2.46-BA、NAA和GA3最優(yōu)處理的比較分析

6-BA、NAA和GA3的最優(yōu)處理進(jìn)行比較分析的結(jié)果見圖1。由圖1可知，3種試劑最優(yōu)處理下發(fā)芽率和發(fā)芽勢均顯著高于對照；其中GA3150 mg·L-1處理的種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢最高，分別為92.06%、84.24%。各最優(yōu)處理下發(fā)芽指數(shù)均高于對照；6-BA 5 mg·L-1處理的種子發(fā)芽指數(shù)最高，為10.34，其次是GA3150 mg·L-1處理，為9.12，兩者之間無顯著差異。各最優(yōu)處理下活力指數(shù)均顯著高于對照；其中GA3150 mg·L-1處理的種子活力指數(shù)最高，為12.46。綜上可知，GA3150 mg·L-1對薄葉雞蛋參種子萌發(fā)的促進(jìn)作用最顯著。

2.3 不同處理對薄葉雞蛋參幼苗生長的影響

由表5可知，不同植物生長調(diào)節(jié)劑處理對薄葉雞蛋參種子幼苗的生長有著不同的影響。6-BA 2～10 mg·L-1處理的種子與對照相比，其幼苗的根長和鮮重會有不同程度的降低，但是莖長和干重增長較明顯；在6-BA 2 mg·L-1時(shí)，干重達(dá)0.14 mg。在NAA 2～10 mg·L-1處理中，隨著NAA濃度的增大，根長、莖長和鮮重呈先升高后降低的趨勢，干重呈逐漸升高的趨勢；NAA 5 mg·L-1對根伸長生長有明顯的促進(jìn)作用，根長達(dá)3.77 mm。GA350～200 mg·L-1對根長、莖長和鮮重的增長有一定的促進(jìn)作用，但是對幼苗干物質(zhì)的累積無促進(jìn)作用；在GA3100 mg·L-1時(shí)，鮮重最高達(dá)1.59 mg；在GA3150 mg·L-1時(shí)，根長達(dá)3.66 mm與NAA 5 mg·L-1處理無顯著差異，莖長最高達(dá)23.27 mm。當(dāng)GA3濃度>200 mg·L-1時(shí)，則對幼苗生長表現(xiàn)為抑制作用，各項(xiàng)生長指標(biāo)均低于對照。

注：GR為發(fā)芽率，GE為發(fā)芽勢，GI為發(fā)芽指數(shù)，VI為活力指數(shù)。圖1 6-BA、NAA和GA3處理對薄葉雞蛋參種子萌發(fā)的影響

3 結(jié)論與討論

種子活力的保持和成功萌發(fā)成苗決定著植物種群的繁衍和生存，也決定植物進(jìn)入自然和農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的時(shí)間[14]。因此，種子萌發(fā)具有重要的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)意義。影響種子萌發(fā)的因素有很多，包括外部生態(tài)因素和內(nèi)部生理因素，對不同植物來說，影響種子萌發(fā)的主要因子也有差異[14]。

種子萌發(fā)容易受到病害的影響，許多病害都是由帶菌種子引起的。本試驗(yàn)中，未經(jīng)消毒處理的薄葉雞蛋參種子，其帶菌率為18.89%；采用75%乙醇1 min+3% H2O23 min的方法對種子消毒，雖然帶菌率僅降低了5.80%，但是與未經(jīng)消毒的種子比較，各項(xiàng)發(fā)芽指標(biāo)得到顯著提高，說明薄葉雞蛋參種子病害對種子的萌發(fā)有一定的抑制作用，通過適當(dāng)?shù)南咎幚砜商岣叻N子活力。另外也表明適當(dāng)濃度的H2O2可在一定程度上解除種子休眠[15]。

使用植物生長調(diào)節(jié)劑浸種可以打破種子休眠，破壞妨礙種子萌發(fā)的活性物質(zhì)，從而促進(jìn)種子胚的發(fā)育和種子發(fā)芽[16]。本試驗(yàn)中，GA3150 mg·L-1對薄葉雞蛋參種子萌發(fā)的促進(jìn)作用最顯著，與僅消毒的種子(對照)比較，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)分別提高50.04%、61.07%、3.51和4.69；其次為6-BA 5 mg·L-1；最后為NAA 2 mg·L-1，表明影響薄葉雞蛋參種子萌發(fā)的關(guān)鍵因素是種子休眠。

植物生長調(diào)節(jié)劑對幼苗生長也有著巨大的影響[17]。在本試驗(yàn)設(shè)定的濃度范圍內(nèi)，6-BA、NAA和GA3對薄葉雞蛋參幼苗莖長的增加有顯著的促進(jìn)作用，這與王宏信等[16]和劉生財(cái)?shù)萚17]的結(jié)論一致；另外，這3種植物生長調(diào)節(jié)劑對薄葉雞蛋參幼根的伸長生長沒有明顯的促進(jìn)作用，僅NAA 5 mg·L-1和GA3150 mg·L-12個(gè)處理的根長高于對照，這可能與植物內(nèi)源激素協(xié)同作用有關(guān)。此外，本試驗(yàn)中，6-BA 2～5 mg·L-1有利于幼苗干物質(zhì)的累積，這與魯旭鵬等[18]的結(jié)論一致；而NAA和GA3則對薄葉雞蛋參幼苗干物質(zhì)的累積沒有明顯的促進(jìn)作用。