赤芍種子休眠解除方法的優(yōu)化

穆贏通， 張曉明， 樊東昌， 呂麗娟， 李曉杰， 王俊杰

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)草原與資源環(huán)境學(xué)院， 呼和浩特 010019)

赤芍為毛茛科植物芍藥(PaeonialactifloraPalL)或川赤芍(PaeoniaveitchiiLynch)的干燥根。苦，微寒,歸肝經(jīng)。赤芍是著名野生地道中藥材，有清熱涼血，散瘀止痛的功效[1]，應(yīng)用歷史悠久，用量較大、用途廣泛且需求較為剛性，每年都有較大數(shù)量的出口。赤芍繁殖方式分為無性繁殖和種子繁殖。無性繁殖以分根繁殖為主，但3～5年才可分株一次[2]，雖可以保持母本的優(yōu)良性狀，但繁殖系數(shù)低，種子繁殖一方面是獲得新品種的主要手段，一方面又是無性繁殖的基礎(chǔ)。赤芍種子具有上下胚軸雙休眠的特性，從播種到出苗需要7～8個(gè)月，給赤芍的種子繁殖造成了極大的困擾[3]。赤芍出苗需要經(jīng)過兩個(gè)階段，首先需要解除下胚軸的休眠，然后待根長到一定的長度再解除上胚軸的休眠。

李秀珍等[4]、楊洋[5]、孫曉梅等[6-7]、董召陽[8]都采用了先化學(xué)試劑浸泡再沙藏的綜合處理方法來解除下胚軸的休眠，但對(duì)沙藏的環(huán)境(溫度和濕度)沒有經(jīng)過深入研究。在解除芍藥種子上胚軸休眠的過程中孫曉梅[6]、謝軍[9]發(fā)現(xiàn)，芍藥種子根長大于3 cm時(shí)上胚軸休眠更易被打破。但袁燕波等[10]研究發(fā)現(xiàn)，芍藥種子根長小于3 cm時(shí)上胚軸休眠更易打破。因此本實(shí)驗(yàn)旨在探討沙藏環(huán)境、種子大小、化學(xué)試劑浸泡對(duì)解除赤芍種子下胚軸休眠的影響，在上胚軸休眠解除實(shí)驗(yàn)中，研究主根長度、赤霉素浸泡時(shí)間對(duì)上胚軸休眠解除的影響，以期為赤芍種子休眠解除方法和機(jī)理的研究提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

供試的赤芍種子為2018年6月在呼倫貝爾采集的野生種子，千粒重120.03 g，含水量12.3%。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1相關(guān)指標(biāo)測(cè)試

種子重的測(cè)定采用百粒法，種子含水量的測(cè)定采用重量法；種子生根率測(cè)定參考李秀珍等[4]的方法。

1.2.2催根實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)剔除在水中漂浮的種子，然后選取10種處理方法(見表1)來進(jìn)行催根實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)所用沙子均高溫殺菌。

表1 不同處理方法

在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)置兩個(gè)因素沙藏水分和種子大小。沙藏水分為10.5%、16.5%、20.5%，按重量把種子分為大(0.117～0.165 g)、中(0.067～0.116 g)、小(0.020～0.066 g)三個(gè)等級(jí)。沙藏溫度為20 ℃。30 d后統(tǒng)計(jì)生根率。根長達(dá)到種子的一半(約0.4 cm)視為出根，統(tǒng)計(jì)根長4～5 cm種子所占比例。

1.2.3出苗實(shí)驗(yàn)

催根采取雙因素實(shí)驗(yàn)。根長(0.4～1 cm、1～4 cm、4～5 cm)。赤霉素濃度為300 mg/L。赤霉素浸泡時(shí)間(6 h、12 h、24 h、48 h)一共24個(gè)處理。每個(gè)處理3個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)30粒種子。種植在花盆中，土為花卉營養(yǎng)土，置于室溫下，統(tǒng)計(jì)出苗種子數(shù)。

1.2.4數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理采用SAS 9.0、DPS 7.5軟件進(jìn)行分析，表格處理采用Word 2016軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)赤芍種子生根的影響

赤霉素在種子發(fā)育過程中起到重要的作用，濃硫酸具有腐蝕性可以腐化種皮。對(duì)10個(gè)處理赤芍種子出苗率進(jìn)行方差分析，結(jié)果(表2)表明，沙藏前對(duì)赤芍種子進(jìn)行赤霉素和60%硫酸處理可以提高赤芍種子生根率，縮短赤芍種子生根時(shí)間。此外，赤芍種子下胚軸的生長對(duì)溫度十分敏感。5 ℃和10 ℃低溫沙藏均不能解除赤芍種子的下胚軸休眠。15 ℃、20 ℃、25 ℃的暖溫沙藏可以解決赤芍種子的下胚軸休眠。20 ℃為赤芍種子下胚軸休眠解除的最適溫度。在20 ℃沙藏下赤芍種子的發(fā)芽率最高(72.45%)，且生根最快(為15 d)。

表2 不同處理的生根效果

2.2 沙藏水分和種子大小對(duì)赤芍種子生根的影響

沙子的含水量會(huì)影響赤芍種子的呼吸，種子自身的大小可以從側(cè)面反映種子的營養(yǎng)物質(zhì)含量和成熟度。不同大小的赤芍種子均在沙子含水量為16.5%的情況下發(fā)芽率最高。赤芍種子重量低于0.067 g(小種子)時(shí)，發(fā)芽率顯著下降。在沙子含水量為20%時(shí)大種子的發(fā)芽率低于中種子，其余含水量下，大種子發(fā)芽率最高(表3)。

表3 不同沙藏濕度和種子大小對(duì)芍藥種子生根的影響

2.3 沙藏濕度和種子大小對(duì)赤芍種子根長的影響

30 d后觀察發(fā)現(xiàn)赤芍種子根最長可達(dá)5 cm，對(duì)不同處理下胚根為4～5 cm的種子進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)在沙子含水量為16.5%的情況下，無論種子大小，胚根長為4～5 cm的種子所占比例最大。當(dāng)赤芍種子重量低于0.067 g(小種子)時(shí)，胚根為4～5 cm的種子所占比例會(huì)顯著下降。沙子含水量為20%的條件下沒有4～5 cm根長的種子(表4)。

表4 不同沙藏濕度和種子大小對(duì)芍藥種子根長的影響

2.4 根長及赤霉素浸泡時(shí)間對(duì)出苗的影響

在根長為4～5 cm時(shí)用300 mg/L的赤霉素溶液浸泡12 h出苗率最好，為100%。在根長為0.4～1 cm時(shí)用赤霉素浸泡效果不明顯。在根長相同的情況下，隨著浸泡時(shí)間的加長出苗率先增高后降低，12 h為最好。赤霉素長時(shí)間浸泡根會(huì)對(duì)根造成傷害，此外在根長為1～4 cm時(shí)不同浸泡時(shí)間的出苗率差異不大(表5)。

表5 不同根長和赤霉素浸泡時(shí)間對(duì)芍藥種子出苗的影響

3 討 論

在赤芍種子下胚軸休眠解除實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)赤芍種子下胚軸的生長對(duì)溫度十分敏感。低溫不能解除下胚軸的休眠，暖溫才能解除下胚軸的休眠。這與楊洋[5]、謝軍[9]研究結(jié)果一致。沙藏前對(duì)赤芍種子進(jìn)行赤霉素、濃硫酸浸種，能提高赤芍種子的發(fā)芽率，縮短發(fā)芽時(shí)間，這與孫曉梅等[6]研究結(jié)果一致。此外種子大小和沙子含水量也會(huì)影響赤芍種子下胚軸休眠的解除。在赤芍種子上胚軸休眠解除實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)隨著根的增長用赤霉素浸泡效果越來越好，根長大于4 cm時(shí)用赤霉素處理效果最好，這與孫曉梅等[6]、謝軍[9]的研究結(jié)果一致，與袁燕波等[10]研究結(jié)果相反。赤霉素長時(shí)間浸泡根會(huì)對(duì)根造成傷害，浸泡12 h最合適。種子大小影響下胚軸生長的內(nèi)在機(jī)制，以及胚根長度影響上胚軸的機(jī)制還需進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 論

1) 赤芍種子休眠解除最適溫度為20 ℃，最適沙子含水量為16.5%；

2) 單粒種子重量低于0.067 g時(shí)赤芍種子生根率顯著下降；

3) 赤芍種子根長大于4 cm時(shí)用300 mg/L的赤霉素浸泡12 h能完全解除上胚軸休眠。