2个油茶品种种子萌发过程中激素生理初探

陈博雯，刘海龙，陈晓明，蔡 玲，黄金使，覃子海，谢永生

（1.广西林业科学研究院，广西南宁530002；2.北京林业大学生物科学与技术学院，北京100083；3.庆远林场，广西宜州547000）

植物内源激素是指在植物体内合成的一类微量有机物质，能够对植物的生长发育产生显著的调节作用，主要的植物内源激素有生长素（IAA）、赤霉素（GA3）、玉米素核苷（ZR）、脱落酸（ABA）4 种。植物内源激素与植物生长发育之间的关联性是植物生理学领域中的重要研究内容之一，目前已在很多方面展开了研究[1-3]，对植物生命活动的深入了解具有重要的意义。

种子的萌发过程是植物生长发育中的一个重要阶段，萌发过程中激素的动态变化是研究的一个热点[4-9]，但不同种类的植物种子，其内源激素的基本水平和变化规律也有其自身的种属特异性，通过激素生理的角度可以更深入地了解其中的差异和规律。

油茶（Camellia oleifera Abel.）是我国特有的食用油料树种，与油棕、油橄榄、椰子并称为世界4 大木本食用油料植物，主要分布于我国南方的湘、赣、桂、浙、闽、黔等18 个省区，其中，湖南、江西、广西等省是主要产区。在广西，油茶主要栽培物种有普通油茶、小果油茶、越南油茶、广宁红花油茶等，其中，普通油茶分布最广，在广西全区都有栽培。岑溪软枝油茶是从普通油茶中选育出的一个农家品种，三江81 号则是从小果油茶中选育出的一个优良品种，都是经济效益较高的油茶物种。目前，针对油茶种子萌发中的激素生理研究还未见文献报道。

本研究采用反相HPLC 法探讨了岑溪软枝油茶和三江81 号在种子萌发过程中ZR，GA3，IAA 和ABA 这4 种植物主要的内源激素的动态变化规律和比值变化，旨在对油茶种子萌发过程的生理生化变化取得更进一步的了解。

1 材料和方法

1.1 植物材料

供试材料为岑溪软枝油茶和三江81 号油茶种子，均采自广西林业科学研究院苗圃。试验时间为4 月份，全部试验过程在广西林科院苗圃的育苗大棚内完成。2 个品种的种子均采取沙藏催芽，在催芽过程中，测定种子的发芽率，并采样进行激素测定。

1.2 发芽率测定

试验设岑溪软枝油茶和三江81 号油茶2 个处理，每个处理300 颗种子，设3 个重复。先用清水浸种，去掉浮于水面的轻粒种子和小粒种子，选取粒大、饱满、无霉变和虫害的种子，用0.1%高锰酸钾溶液浸种10 min 后用水冲洗干净，再用50～60 ℃温水浸种，2 d 换一次水，浸4～5 d后，进行沙藏催芽。先铺沙子1～2 cm，再放种子5～7 cm，最后盖沙2～3 cm，上面盖稻草或尼龙膜保湿，沙藏25～35 d 后种子陆续萌发。从第20 天起，每隔5 d 统计发芽率，至发芽率不再升高结束试验。

1.3 内源激素测定

内源激素测定设5 个处理，在沙藏催芽测定发芽率的同时，选择未处理的种子（处理1）、催芽20 d 的种子（处理2）、刚萌发种子（处理3）、胚根＜1 cm 的种子（处理4）和胚根＞1 cm 的种子（处理5）分别作为试验的5 个处理，按照陈博雯等[10]的提取测定方法分别取样测定内源激素。

2 结果与分析

2.1 种子萌发情况的比较

岑溪软枝油茶属于普通油茶，三江81 号则是小果油茶中的一个品种，这2 个品种的种子萌发情况如图1 所示。沙藏催芽25 d 后2 个品种都开始有种子萌发，岑溪软枝油茶的萌发率在整个试验各测定点都稍高于三江81 号；45 d 时，岑溪软枝油茶发芽率达到59.94%，三江81 号发芽率达到51.72%，此后继续培养发芽率也不再升高。

2.2 种子萌发过程中内源激素动态变化

选用未处理的种子、催芽20 d 的种子、刚萌发种子、胚根＜1 cm 的种子和胚根＞1 cm 的种子作为5 个处理，内源激素测定结果如图2 所示。种子萌发过程中岑溪软枝油茶中的ZR，GA3，IAA 激素总体水平都高于三江81 号。未处理的种子中，岑溪软枝油茶中ZR 含量比三江81 号高出42.57%，GA3和IAA 含量分别比三江81 号高出4.71% 和38.34%，而ABA 含量却是三江81号高出岑溪软枝油茶16.37%。说明2 个品种中内源激素的基本水平有显著差异。

种子萌发过程中，2 个品种ZR 变化规律基本一致，都呈现先降低后回升的趋势，ZR 含量最低点在种子刚萌发露出胚根时期，在萌发后期，岑溪软枝油茶中ZR 回升水平要显著高于三江81 号。

萌发过程中，2 个品种的GA3动态变化趋势相同，呈先升高后降低的变化过程，GA3含量最高点对应刚萌发露出胚根的种子，后又随着胚根的生长而降低；萌发后期，三江81 号的降幅大于岑溪软枝油茶，胚根＞1 cm 的种子中，岑溪软枝油茶的GA3含量比三江81 号高出54.82%。

2 个品种在萌发过程中IAA 的动态变化基本一致，且与ZR 动态趋势类似，都呈现先大幅降低后小幅回升的趋势。

2 个品种萌发过程中，ABA 均呈先降低后小幅回升的趋势，催芽处理20 d 后种子中的ABA含量明显降低，ABA 的最低点出现在刚萌发的种子时期。2 个品种的差异为：在萌发前ABA 降低的过程中，三江81 号的ABA 水平一直显著高于岑溪软枝油茶，而在降至最低点时，2 个品种中差异不显著，随后随着种子的继续萌发，ABA 含量呈现小幅回升，这期间，岑溪软枝油茶中ABA水平又显著高于三江81 号。

2.3 种子萌发过程中激素比值的变化

由图3 可知，2 个品种中GA3/ABA 变化趋势基本一致，在未处理的种子中，GA3/ABA 较低，催芽20 d 后，2 个品种中GA3/ABA 从未处理种子中的3.92 和3.22 分别上升到8.43 和4.72，比值略有升高，此时，岑溪软枝油茶中比值高出三江81 号近1 倍。在种子刚萌发露出胚根的阶段，比值达到最高点，分别为24.87 和23.45，随后随着胚根的生长，比值又缓慢下降。

2 个品种IAA/ABA 的变化呈现先升高后降低再回升的趋势，升高的幅度稍有不同。催芽20 d 后，岑溪软枝油茶中IAA/ABA 显著高于三江81 号，分析得出，其原因是岑溪软枝油茶种子中ABA 含量降低幅度大于三江81 号，而IAA 降低幅度又小于三江81 号，所以，造成较高的IAA/ABA。发芽后2 个品种中的IAA/ABA 变化幅度不大，比值在0.23～0.33 之间波动。

ZR/ABA 在2 个品种中的变化趋势相似，都呈现升高—降低—升高的动态变化趋势，但岑溪软枝油茶的变化幅度较大，而三江81 号的变化则较平稳。

3 结论

岑溪软枝油茶属于普通油茶，在广西全区都有栽培，三江81 号则是小果油茶中的一个品种，主要分布在桂北地区，这2 个品种都是优良的油茶品种。沙藏催芽45 d 后，岑溪软枝油茶的萌发率比三江81 号高出8.22 百分点，在试验的各个测定点，岑溪软枝油茶的萌发率也一直高于三江81 号。数据显示，本试验条件下，岑溪软枝油茶的发芽稍早于三江81 号，发芽率高于三江81 号。

在种子萌发过程中，岑溪软枝油茶中的ZR，GA3，IAA 激素总体水平都要高于三江81 号，说明2 个品种中内源激素的基本水平有显著差异，推测可能是与其种属特异性有关。

种子萌发过程中，2 个品种的IAA 和ZR 都呈先降低后回升的趋势，推测可能随着游离态IAA 转化为结合态发挥激素的生理调节作用，浓度逐步降低，而且在种子萌发出胚根可以自行合成IAA 后仍只呈小幅回升，在种子萌发后的快速发育过程中，IAA 也多以结合态参与生理生化功能调控过程，造成测得的游离态IAA 含量升高幅度低。ZR 与IAA 变化趋势类似，推测可能在种子萌发出胚根之前的过程也是大量消耗ZR的时期，而胚根长出后可合成ZR 使得ZR 水平有所回升，说明种子萌发后的生长需要维持较高浓度的ZR 水平。

萌发过程中2 个品种的GA3动态变化趋势都呈先升高后降低的变化过程，说明高水平的GA3对于种子的萌发有促进作用，很多文献也报道GA3具有解除种子休眠、促进种子萌发和拮抗ABA 的作用[8]，其原因可能是GA3可以诱导半纤维素酶类酶解细胞壁，有利于胚根穿透坚硬的果皮，促进种子的萌发。

在种子萌发前ABA 降低的过程中，岑溪软枝油茶中ABA 的降低速度和幅度都要大于三江81 号，研究已证实ABA 具有诱导、维持种子休眠和抑制种子萌发的作用[9]，而较低浓度的ABA则可以促进种子的萌发，推测可能这也是岑溪软枝油茶发芽情况好于三江81 号的原因。

ZR/ABA 在2 个品种中的变化趋势相似，都呈现升高—降低—升高的动态变化趋势，只是幅度不同。试验结果显示，较高的GA3/ABA 使得GA3可以起到拮抗ABA 的作用，更利于种子萌发，特别是在催芽处理20 d 时，岑溪软枝油茶中的高比值表示种子中的激素水平已向着更利于萌发的方向调节，可能是由于内在激素水平倾向于利于萌发的高比值，造成岑溪软枝油茶种子的萌发早于三江81 号，且发芽率高于三江81 号。

本研究比较分析了2 个油茶品种的发芽情况，并从激素生理的角度分析了造成2 个品种不同发芽情况的激素内因，该种分析方法可为其他植物生理现象的研究提供参考。

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