GA3處理對(duì)紫薇種子萌發(fā)及幼苗生長的影響

王 甜,李永欣，陳亮明,王曉明，曾慧杰，蔡 能，喬中全，陳 藝

(1.湖南省林業(yè)科學(xué)院，湖南 長沙 410018；2.中南林業(yè)科技大學(xué) 林學(xué)院，湖南 長沙 410014；3.長沙市木本花卉工程技術(shù)研究中心，湖南 長沙 410018)

1 引言

根據(jù)《中國植物志》記載，紫薇(Lagerstroemiaindica)，為千屈菜科紫薇屬的落葉灌木或者小喬木[1]，有癢癢樹、百日紅等別稱[2]。原產(chǎn)自我國長江流域，夏季開花，樹型優(yōu)美，花期長達(dá)百日，花色絢麗，能抗污染、吸附粉塵，在園林綠化方面有重要應(yīng)用；同時(shí)紫薇還可作為建筑用材、醫(yī)藥用材來使用[3～6]，有時(shí)亦可做盆景，是形美色艷、價(jià)值多樣的優(yōu)良園林觀花樹種。

紫薇原產(chǎn)我國，目前國內(nèi)研究主要集中在種質(zhì)資源[7～9]、生理生態(tài)特性[10,11]、育種[12]與繁育技術(shù)[13～21]、開發(fā)與應(yīng)用[22～25]等方面。紫薇的繁殖比較容易，扦插、播種、壓條、分株以及嫁接等方法都可以。其中種子繁殖有技術(shù)簡便、繁殖系數(shù)大、便于運(yùn)輸和貯藏等優(yōu)點(diǎn)，有利于引種馴化和新品種培育，但種子繁殖存在不易保持品系性狀、發(fā)芽率較低等問題。紫薇成熟種子自然脫落后發(fā)芽率極低,在培育新品種過程中,仍需要種子繁殖來獲得足量的變異苗和實(shí)生苗[26]。因此，開展提高紫薇種子的發(fā)芽率及幼苗長勢的研究，顯得尤為重要。

GA3作為重要的植物內(nèi)源激素，在解除種子休眠、促進(jìn)萌發(fā)上起著重要作用，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。近年來，關(guān)于GA3在紫薇屬植物種子萌發(fā)方面的研究也有報(bào)道。宋平等[27]在研究不同的生長調(diào)節(jié)劑對(duì)南紫薇種子萌發(fā)的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，500 mg/L的GA3溶液能夠顯著提高發(fā)芽率和發(fā)芽勢。孫寬瑩[28]在研究不同化學(xué)藥劑對(duì)紫薇種子萌發(fā)和釉面長勢時(shí)發(fā)現(xiàn), 1500 mg/L濃度GA3處理的紫薇在提高種子發(fā)芽力和幼苗長勢表現(xiàn)突出。胡國華[31]研究表明，GA3浸種可以有效提高紫薇種子的各項(xiàng)指標(biāo)，并且隨著濃度的增高，各項(xiàng)指標(biāo)均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，300 mg/L的GA3溶液處理的種子各項(xiàng)指標(biāo)明顯提高。本實(shí)驗(yàn)采用5個(gè)不同濃度的GA3溶液處理種子，在25 ℃恒溫的溫度條件下進(jìn)行培養(yǎng)，觀察種子的萌發(fā)情況以及幼苗的生長情況，以系統(tǒng)地研究出紫薇種子萌發(fā)最適合的條件。

2 材料與方法

2.1 材料

2020年10月采集長沙市內(nèi)川黔紫薇(Lagerstroemiaexcelsa(Dode) Chun.)、‘丹紅紫葉’紫薇、‘紫韻’紫薇以及南紫薇(LagerstroemiasubcostataKoehne)樹上的成熟果實(shí)，置于陰涼干燥處處理，剝?nèi)ネ鈿と?nèi)種子，挑選形態(tài)較好、顆粒飽滿、大小一致的種子，去翅除雜，室溫保存?zhèn)溆谩?/p>

2.2 處理方法

將4種紫薇種子分別隨機(jī)分成36份(川黔紫薇、‘丹紅紫葉’紫薇和南紫薇每份100粒，‘紫韻’紫薇每份50粒)，隨機(jī)分成6組，每組6份。將GA3設(shè)5個(gè)濃度(50、100、200、300、500 mg/L)處理，以無菌水為對(duì)照(CK)。

使用0.5%的高錳酸鉀溶液對(duì)種子進(jìn)行消毒，處理30 min后，用無菌水沖洗3～4次，將表面殘留的高錳酸鉀沖洗干凈，然后使用濾紙吸干種子表面水分，將種子分別放置于盛有40 mL不同濃度GA3溶液的離心管中浸泡12 h。將浸泡好的種子均勻平鋪在培養(yǎng)皿中(培養(yǎng)皿內(nèi)事先放入3層濾紙，加入無菌水鋪平，然后將種子均勻鋪在濾紙上)，培養(yǎng)皿保鮮膜封口后，貼上標(biāo)簽，然后將培養(yǎng)皿置于光照培養(yǎng)室中(培養(yǎng)條件為，25 ℃恒溫培養(yǎng)，光照強(qiáng)度2000 Lx，全光照條件)。每天觀察，記錄種子發(fā)芽數(shù)目，同時(shí)及時(shí)補(bǔ)充水分保持濾紙濕潤。

2.3 數(shù)據(jù)收集與指標(biāo)測定

以種子露白為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn), 統(tǒng)計(jì)記錄發(fā)芽種子的數(shù)目，并測量種子不再萌發(fā)時(shí)的株高、主根長及鮮重。使用Excel 2019對(duì)收集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，計(jì)算平均值等，運(yùn)用SPSS26.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，在(P<0.05)水平上進(jìn)行方差分析，比較不同處理之間的差異。

種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)等指標(biāo)測定參照胡國華[26]的方法。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同處理對(duì)種子萌發(fā)的影響

3.1.1 不同濃度GA3處理對(duì)種子發(fā)芽率的影響

由圖1可以看出，不同種子的發(fā)芽率受GA3濃度影響，表現(xiàn)出不同變化趨勢。在0～500 mg/L濃度范圍內(nèi)，隨著GA3溶液濃度升高， 川黔紫薇先降低后升高再降低，‘丹紅紫葉’紫薇則先升高后降低再升高，‘紫韻’紫薇先降低后升高再降低,南紫薇發(fā)芽率呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢。4個(gè)紫薇種(品種)發(fā)芽率范圍為2.67%～26.67%，其中100 mg/LGA3處理南紫薇種子發(fā)芽率最高，比此濃度下發(fā)芽率最低的川黔紫薇高23.34%；‘丹紅紫葉’紫薇用50 mg/L GA3處理，促進(jìn)發(fā)芽效果最好，發(fā)芽率比對(duì)照高了17.67%；川黔紫薇對(duì)GA3處理不敏感，各濃度處理下發(fā)芽率都不高；GA3能顯著提高‘丹紅紫葉’紫薇和南紫薇的發(fā)芽率，對(duì)川黔紫薇和‘紫韻’紫薇的發(fā)芽率影響不大。

圖1 不同赤霉素濃度處理對(duì)種子發(fā)芽率的影響

3.1.2 不同濃度GA3處理對(duì)種子發(fā)芽的影響

由表1可以看出，50～500 mg/L GA3處理種子時(shí)，‘丹紅紫葉’紫薇、‘紫韻’紫薇和南紫薇的發(fā)芽勢種間差異性不顯著，川黔紫薇顯著低于其他三種，‘丹紅紫葉’紫薇的發(fā)芽指數(shù)分別與‘紫韻’紫薇、南紫薇差異性不顯著，‘紫韻’紫薇的發(fā)芽指數(shù)分別與川黔紫薇、‘丹紅紫葉’紫薇差異性不顯著。只有川黔紫薇的發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)種內(nèi)差異性顯著，其余均種內(nèi)差異性不顯著。GA3處理川黔紫薇種子時(shí)，200 mg/L發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)顯著高于500 mg/L處理；‘紫韻’紫韻的起始發(fā)芽時(shí)間和萌發(fā)時(shí)間最短，比萌發(fā)時(shí)間最長的南紫薇短4～6 d；‘丹紅紫葉’紫薇的發(fā)芽勢顯著高于川黔紫薇，南紫薇的發(fā)芽指數(shù)顯著高于川黔紫薇。200 mg/L GA3處理川黔紫薇種子，50 mg/L GA3處理‘丹紅紫葉’紫薇種子，500 mg/L GA3處理‘紫韻’紫薇，100 mg/L GA3處理南紫薇種子發(fā)芽效果最好。

表1 不同濃度GA3處理對(duì)種子萌發(fā)的影響

3.2 不同GA3濃度處理對(duì)幼苗生長的影響

從表2中可以得知，幼苗的株高、主根長、鮮重與GA3濃度及品種具有一定的相關(guān)性，‘丹紅紫葉’紫薇和南紫薇在株高、鮮重差異性不顯著，與川黔紫薇和‘紫韻’紫薇差異性顯著，4種紫薇的主根長均差異性顯著；GA3處理對(duì)株高有顯著影響，對(duì)鮮重影響不大。通過4種紫薇幼苗長勢對(duì)比發(fā)現(xiàn)，‘丹紅紫葉’紫薇在500 mg/L GA3處理種子時(shí)株高最大為23.67 mm，比該濃度下株高最低的川黔紫薇高12.24 mm；南紫薇對(duì)照組的主根長最大為24.44 mm, 比該濃度下主根長最小的‘丹紅紫葉’紫薇高11.36 mm；‘紫韻’紫薇在500 mg/L GA3處理種子時(shí)鮮重最大為17.46 mg，比該濃度下最小的川黔紫薇高13.88 mg。200 mg/L GA3處理川黔紫薇種子的幼苗長勢最好，100 mg/L GA3處理‘丹紅紫葉’紫薇種子的幼苗長勢最好，500 mg/L GA3處理‘紫韻’紫薇種子的幼苗長勢最好，200 mg/L GA3處理南紫薇種子的幼苗長勢最好。

表2 不同濃度GA3處理幼苗的長勢情況

4 討論與結(jié)論

4.1 討論

激素處理種子主要通過打破種子休眠和調(diào)節(jié)內(nèi)部激素平衡達(dá)到促進(jìn)發(fā)芽的目的。有本實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，50～200 mg/L GA3處理‘紫韻’紫薇種子，發(fā)芽效果低于對(duì)照組，說明濃度不適宜的外源激素會(huì)抑制種子的萌發(fā)。本研究中，南紫薇最適濃度與宋平等[35]的研究結(jié)果不同，這可能和培養(yǎng)環(huán)境、種子儲(chǔ)藏條件不同有關(guān)。發(fā)芽率受GA3濃度影響的變化與胡國華[33]的研究相似，說明外源激素的濃度對(duì)發(fā)芽情況有很大影響。此外，本實(shí)驗(yàn)所設(shè)溫度均為25 ℃恒溫，外源激素均為GA3，在下階段還應(yīng)開展不同溫度、不同外源激素對(duì)紫薇種子萌發(fā)影響的試驗(yàn)。

4.2 結(jié)論

不同濃度的GA3處理種子后，對(duì)發(fā)芽率、發(fā)芽勢、萌發(fā)時(shí)間、幼苗長勢等有不同的影響。川黔紫薇的發(fā)芽率和幼苗長勢在200 mg/L GA3處理后達(dá)到最大值；‘丹紅紫葉’紫薇的發(fā)芽率在50 mg/L GA3處理后最高，幼苗長勢則在100 mg/L時(shí)最好；‘紫韻’紫薇的發(fā)芽率和幼苗長勢在500 mg/L GA3處理后達(dá)到最大值；南紫薇的發(fā)芽率在100 mg/L GA3處理后最高，幼苗長勢則在200 mg/L時(shí)最好。

‘丹紅紫葉’紫薇的各項(xiàng)發(fā)芽指標(biāo)均受GA3正向調(diào)控；GA3處理對(duì)‘紫韻’紫薇和南紫薇的發(fā)芽率、幼苗的株高和鮮重總體上有促進(jìn)作用，對(duì)主根長有一定抑制作用；川黔紫薇的各項(xiàng)發(fā)芽指標(biāo)受GA3影響不大。同種植物激素對(duì)不同種紫薇的影響不同，同種但不同品種紫薇的最適GA3濃度也不相同。