不同處理方法對(duì)西番蓮種子萌發(fā)的影響

吳淑蓉, 卓 欽, 陳發(fā)興

(福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院，福建 福州 350002)

西番蓮(PassifloracaeruleaL.)，俗稱百香果、時(shí)計(jì)果，是西番蓮科(Passifloraceae)西番蓮屬(PassifloraL.)的常綠草質(zhì)藤本植物[1]，廣植于熱帶、亞熱帶地區(qū)。商業(yè)栽培種有黃果、紫果西番蓮兩大類[2-3]。西番蓮繁殖一般采用扦插苗、嫁接苗和實(shí)生苗。其中，扦插苗繁殖系數(shù)低，且根系弱、苗期長(zhǎng)[4]；嫁接苗雖然開(kāi)花較快，但存在后期長(zhǎng)勢(shì)不良、砧木老化的問(wèn)題,并且嫁接費(fèi)時(shí)費(fèi)工。因此，目前西番蓮產(chǎn)業(yè)主要采用實(shí)生苗擴(kuò)繁，但實(shí)生苗培育存在種子萌發(fā)率低、苗期較長(zhǎng)且成活率較低等難題[4-6]。

已有研究表明，赤霉素(GA3)[7]、6-BA[8]、溫度[6]等理化因子能不同程度地促進(jìn)西番蓮種子萌發(fā)，但尚未見(jiàn)有關(guān)培養(yǎng)基及GA3浸種對(duì)其萌發(fā)影響的相關(guān)報(bào)道。本研究比較了培養(yǎng)基與不同質(zhì)量濃度GA3浸種對(duì)黃果西番蓮種子萌發(fā)的影響，探究促進(jìn)其萌發(fā)的處理方式，旨在為西番蓮實(shí)生苗擴(kuò)繁提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 植物材料 黃果西番蓮果實(shí)采自龍巖市赤水百香果基地。果實(shí)采收后，取出種子，洗凈晾干。將洗凈晾干的種子浸泡在水中，除去漂浮著的無(wú)活性種子，選擇較為飽滿的種子。種子平均千粒重為144.3 g。

1.1.2 藥品試劑 1%(體積分?jǐn)?shù))吐溫-20、0.85 mol·L-1次氯酸鈉、磷酸二氫鉀、GA3、13 mol·L-1乙醇、0.1 mol·L-1NaOH、瓊脂、蔗糖，以上藥品均為國(guó)產(chǎn)分析純。實(shí)驗(yàn)用水為超純水。

1.2 供試方法

1.2.1 種子吸水特性 隨機(jī)挑選30粒西番蓮種子，室溫下浸種。每隔2 h取出，用吸水紙吸去種殼外水分后稱重，重復(fù)操作至種子質(zhì)量無(wú)變化。試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)。

吸水率/%=[(吸水后種子質(zhì)量-風(fēng)干種子質(zhì)量)/風(fēng)干種子質(zhì)量]×100

1.2.2 剝殼處理 設(shè)置種子不剝殼、只裂不剝殼、半剝殼、全剝殼4種處理方式。將30粒處理好的種子置于13 mol·L-1乙醇中浸泡20～60 s，用無(wú)菌水洗脫1～2次，再置于1%吐溫-20與0.85 mol·L-1次氯酸鈉同等比混合液中浸泡12～15 min，用無(wú)菌水洗脫4～5次后吸干種子表面水分置于PNM培養(yǎng)基，常溫下(20～25 ℃)暗培養(yǎng)15 d。各處理3次重復(fù)，統(tǒng)計(jì)種子萌發(fā)率。

萌發(fā)率/%=(正常萌發(fā)種子個(gè)數(shù)/試驗(yàn)種子總數(shù))×100

1.2.3 培養(yǎng)基處理 參試培養(yǎng)基包括：1/2MS、3/4MS、MS和PNM，以MS培養(yǎng)基為CK。MS培養(yǎng)基pH值為5.8；PNM培養(yǎng)基通過(guò)添加磷酸二氫鉀調(diào)節(jié)pH值至5.6。4種培養(yǎng)基均在121 ℃、100 kPa壓強(qiáng)下滅菌20 min。將滅菌處理的西番蓮種子置于4種培養(yǎng)基中，常溫下(20～25 ℃)暗培養(yǎng)3～7 d，觀察并統(tǒng)計(jì)種子萌發(fā)率、萌發(fā)勢(shì)及萌芽高峰日。萌芽高峰日指發(fā)芽種子數(shù)增長(zhǎng)最多的一天。

萌發(fā)勢(shì)/%=(規(guī)定日數(shù)內(nèi)種子發(fā)芽數(shù)/試驗(yàn)種子總數(shù))×100

1.2.4 GA3處理 分別將種子在0(CK)、5、10、15、20 mg·mL-1GA3浸泡12 h，再進(jìn)行全剝殼、滅菌處理后接種于PNM培養(yǎng)基，常溫下暗培養(yǎng)3～7 d，統(tǒng)計(jì)種子萌發(fā)率。

1.3 統(tǒng)計(jì)與分析

采用SPSS進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，應(yīng)用Excel 2010做圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 西番蓮種子的吸水特性

西番蓮種子吸水率隨浸種時(shí)間的變化見(jiàn)圖1。從圖1可見(jiàn)，前2 h內(nèi)種子吸水率最高，達(dá)到8.68%，此時(shí)吸水量占12 h總吸水量的66.14%。浸種2 h后的吸水率大幅度降低，4 h時(shí)為2.51%，6 h時(shí)為1.20%，10 h時(shí)種子吸水率幾乎降至0。綜上可見(jiàn)，浸泡2 h內(nèi)西番蓮種子處于急速吸水狀態(tài)，4～8 h處于緩慢吸水狀態(tài)，10 h時(shí)種子吸水已經(jīng)趨向飽和狀態(tài)。

圖1 浸種時(shí)間對(duì)西番蓮種子吸水率的影響

2.2 剝殼處理對(duì)西番蓮種子萌發(fā)的影響

分別將4種剝殼處理的種子接種至PNM培養(yǎng)基上培養(yǎng)15 d，各處理種子萌發(fā)率見(jiàn)圖2。4種處理對(duì)西番蓮種子萌發(fā)率的影響差異顯著(P<0.05)，表現(xiàn)為隨著剝殼程度加大，種子萌發(fā)率越高。其中，全剝殼處理的萌發(fā)率最高，達(dá)73.63%；不剝殼的種子萌發(fā)率最低，僅7.78%。此外，培養(yǎng)7 d時(shí)全剝殼處理的種子萌發(fā)率已達(dá)到68.89%。綜上可見(jiàn)，對(duì)種子進(jìn)行全剝殼處理可大幅度提高種子萌發(fā)率。

2.3 培養(yǎng)基對(duì)西番蓮種子萌發(fā)的影響

西番蓮種子在不同培養(yǎng)基中培養(yǎng)7 d的萌發(fā)情況見(jiàn)表1。4種培養(yǎng)基中西番蓮種子的萌發(fā)勢(shì)和萌發(fā)率從低到高依次為：1/2MS<3/4MS

表1 培養(yǎng)基對(duì)西番蓮種子萌發(fā)的影響1)

2.4 GA3質(zhì)量濃度對(duì)西番蓮種子萌發(fā)的影響

西番蓮種子在不同質(zhì)量濃度GA3中浸種，并全剝殼接種于PNM培養(yǎng)基培養(yǎng)7 d的種子萌發(fā)情況見(jiàn)表2。不同濃度GA3浸種處理對(duì)種子萌發(fā)的啟動(dòng)日和萌發(fā)高峰期幾乎沒(méi)有影響，但影響種子萌發(fā)勢(shì)和萌發(fā)率。其中，5 mg·mL-1GA3浸種處理的種子萌發(fā)勢(shì)和萌發(fā)率最高，分別為65.56%、82.22%；20 mg·mL-1GA3浸種處理的種子萌發(fā)勢(shì)和萌發(fā)率最低，分別為53.33%、73.33%。從表2還可見(jiàn)，5、10 mg·mL-1GA3浸種處理的種子萌發(fā)勢(shì)和萌發(fā)率都高于CK，15、20 mg·mL-1GA3浸種處理的種子萌發(fā)勢(shì)和萌發(fā)率低于CK。綜上可見(jiàn)，在一定范圍內(nèi)提高GA3濃度進(jìn)行浸種可提高種子萌發(fā)勢(shì)和萌發(fā)率，但濃度過(guò)高則抑制種子萌發(fā)。

表2 GA3浸種對(duì)西番蓮種子萌發(fā)的影響1)

3 小結(jié)

3.1 種子吸水特性對(duì)西番蓮種子萌發(fā)的影響

種子萌發(fā)可分為5個(gè)階段：吸脹、水和酶活化、細(xì)胞分裂、突破種皮、成苗[9]。其中，種子吸水吸脹可以軟化種皮，增加透性使供氧充足[10-11]。本研究表明，浸種2 h吸水率最高，之后吸水率下降，至10 h種子吸水趨于飽和狀態(tài)。在實(shí)生苗生產(chǎn)中，建議將西番蓮種子浸種10 h，可有效縮短種子萌發(fā)時(shí)間。

3.2 不同處理方式對(duì)西番蓮種子萌發(fā)率的影響

西番蓮種子表面有角質(zhì)化外殼，種殼堅(jiān)硬，極大影響萌發(fā)速率[5]。鄭寶強(qiáng)等[12]研究表明，對(duì)種子進(jìn)行剝殼處理在不同程度上消除了種子萌發(fā)的機(jī)械障礙。本研究表明，對(duì)種子進(jìn)行全剝殼處理，種子萌發(fā)啟動(dòng)只需3～4 d且萌發(fā)率較高。

適宜濃度GA3浸種處理可加速種子吸水、促進(jìn)種子萌發(fā)，從而提高種子萌發(fā)勢(shì)和萌發(fā)率[13-14]。GA3是最常用的打破種子休眠的植物激素[15-17]。在一定范圍內(nèi)提高GA3濃度浸種處理可促進(jìn)種子萌發(fā)，過(guò)高濃度則抑制萌發(fā)[18-20]。韋妍等[21]研究表明，300 mg·mL-1GA3浸種對(duì)刺蒺藜種子的萌發(fā)勢(shì)、萌發(fā)率和萌發(fā)速率均有促進(jìn)作用。本研究表明，在5 mg·mL-1GA3中浸種12 h最有利于西番蓮種子萌發(fā)。

植物組織培養(yǎng)中運(yùn)用最廣泛的培養(yǎng)基是MS培養(yǎng)基。張婷婷等[7]研究表明，將種子剝殼后接種于MS培養(yǎng)基是西番蓮種子萌發(fā)的最適方法，但該方法種子萌發(fā)率不足50%。邱杭等[8]將紫果西番蓮種子置于6-BA浸種后接種于MS培養(yǎng)基培養(yǎng)9 d的萌發(fā)率為75%。本試驗(yàn)將西番蓮種子置于5 mg·mL-1GA3中浸種后全剝殼接種于PNM培養(yǎng)基中培養(yǎng)7 d的萌發(fā)率為82.22%，種子萌發(fā)啟動(dòng)更早，萌發(fā)率更高。從培養(yǎng)基配置成本來(lái)看，MS培養(yǎng)基配置使用的藥品種類比PNM培養(yǎng)基更加復(fù)雜、多樣，配置PNM培養(yǎng)基的成本低于MS培養(yǎng)基。因此，將PNM培養(yǎng)基應(yīng)用于西番蓮實(shí)生苗生產(chǎn)具有一定的可行性。西番蓮種子在PNM培養(yǎng)基中的萌發(fā)率高于MS培養(yǎng)基，但對(duì)PNM培養(yǎng)基促進(jìn)西番蓮種子萌發(fā)的具體機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。此外，徐翠等[22]研究表明，浸種溫度影響狗尾草種子活力與萌發(fā)，但不同浸種溫度能否提高西番蓮種子萌發(fā)率，也有待進(jìn)一步研究。