不同溶液对橡胶草种子发芽能力的影响

2014-03-13王文帆梁素钰田松岩迟德富

安徽农业科学 2014年2期

王文帆，杜倩，梁素钰，田松岩，迟德富

(1.东北林业大学，黑龙江哈尔滨 150040；2黑龙江牡丹江森林生态系统定位研究站，黑龙江牡丹江 157011；3.黑龙江省森林工程与环境研究所，黑龙江哈尔滨 150040)

蒲公英青橡胶草(Taraxacumkok-saghyzRodin)又称为俄国蒲公英，或者叫TKS，在我国通常称橡胶草，是菊科蒲公英属(Taraxacum)多年生草本植物，是世界上主要的产胶植物之一[1-2]。和普通蒲公英非常相似，两者都有很多乳汁，但是橡胶草的根中含20%以上的橡胶，乳胶性能略低于巴西橡胶树的胶乳，而蒲公英完全没有橡胶。2006年美国农业部也支持德尔塔公司的橡胶草开发计划，我国的热带农业科学院也在研究利用橡胶草作转基因鉴定平台来研究产胶相关基因。从橡胶草根部萃取战略橡胶的同时，可以获得大量清洁能源乙纯和保健品菊糖，一举多得，可以成为重要的能源战略资源[3-4]。在当今提倡低碳环保的时代里，橡胶草植物资源的综合利用，符合循环经济与低碳环保经济发展的理念。

不同处理方法在蒲公英、翅果油、牧草、大豆、苏丹草、沙打旺、五芒雀麦、紫花苜蓿等植物种子应用中效果明显，能显著提高种子发芽率，且能增强抗逆性，从而间接节约种子，降低成本，提高效益[5-10]。为此，笔者研究一定浓度赤霉素、聚乙二醇(PEG6000)和高锰酸钾溶液渗透处理橡胶草种子对其萌发及相关生理指标的影响，分析橡胶草种子萌发和幼苗生长与水分胁迫的关系，旨在研究引发并促进橡胶草供种萌发和活力的效应。因为橡胶草培育工作是研究工作的起始点，所以该研究可为橡胶草的良种生产、大田驯化以及播种的选择提供参考依据，并为今后播种工作提供理论基础，对后续推广有重要意义。

1 材料与方法

1.1材料以橡胶草种子和赤霉素、高锰酸钾、聚乙二醇(PEG6000)为试验材料。橡胶草种子源于实验室种植收获；赤霉素购自上海生工生物工程技术有限公司(GB0738-25g)；聚乙二醇6000为天津市化学试剂批发部进口分装的日本纯品；高锰酸钾购自哈尔滨森泓化工经销有限公司。试验于2013年在黑龙江省林业科学院森林工程与环境研究所实验室进行。

1.2试验方法

1.2.1种子及其处理。参照《国际种子检验规程》[11]，选择大小色泽一致、饱满、种皮完好的橡胶草种子，按每份100粒装入纱布袋中。系紧袋口，用0.1%HgCl2溶液消毒20 min，无菌水冲洗干净，分别将橡胶草种子浸泡于50、100、150、200、250 mg/L的赤霉素溶液，质量分数为1%、5%、10%、15%(W/V)的聚乙二醇(PEG6000)溶液，质量分数为0.01%、0.02%、0.05%、0.10%的高锰酸钾溶液，用去离子水作对照。浸泡12 h，每个处理设3个重复，每个重复100粒橡胶草种子，浸种结束后用重蒸水冲洗种子5次，滤纸吸干种子表面水分，在实验室室温24 ℃进行栽培试验，每天定时适量补水，逐日观察发芽情况并记录。

1.2.2橡胶草发芽能力指标测定。试验开始后5 d测定种子发芽势，12 d统计其发芽率，并同时测定单株鲜重，重复3次，计算发芽指数。具体公式如下：发芽势(%)=第5天发芽种子数/供试种子数×100%；发芽率(%)=供试种子的发芽数/供试种子数×100%；发芽指数(GI)=ΣGt/Dt(Gt为t时间内的发芽数，Dt为相应的发芽天数)。

1.3数据分析将橡胶草种植试验的原始数据采集完成后，取3次重复平均值，运用Excel 2013、SPSS 18.0等统计软件进行分析，将数据整理为图表形式。

2 结果与分析

2.1不同浓度赤霉素对橡胶草种子萌发的影响由表1可知，以恒温24 ℃培养橡胶草种子，以赤霉素浓度为50、100、150、200 mg/L引发种子，早期萌动迅速。当赤霉素浓度达到150 mg/L时，出现较高的发芽势和发芽率，发芽率为78%，发芽指数为21.22%，在不同浓度赤霉素处理中效果最好，与CK相比差异显著(P<0.05)。

表1 不同浓度赤霉素处理对橡胶草种子萌发的影响 %

注：在水中浸泡橡胶草种子时，赤霉素的浓度为0 mg/L。表中数据后无相同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

2.2不同浓度聚乙二醇对橡胶草种子萌发的影响由表2可知，以恒温24 ℃培养橡胶草种子，以聚乙二醇(PEG6000)浓度为1%、5%、10%、15%引发种子，早期萌动迅速。当聚乙二醇浓度为15%时，出现较高的发芽势和发芽率，发芽势为72%，发芽率为85%，发芽指数为22.08%，不同浓度聚乙二醇处理中效果最好，发芽势高于CK 26个百分点，与CK相比差异显著(P<0.05)。

2.3不同浓度高锰酸钾对橡胶草种子萌发的影响由表3可知，以恒温24 ℃培养橡胶草种子，以高锰酸钾浓度为0.01%、0.02%、0.05%、0.15%引发种子，早期萌动迅速。当高锰酸钾浓度为0.02%时最好，发芽指数和发芽率较高，发芽势为50%，发芽率为84%，发芽指数为19.23%，在不同浓度高锰酸钾处理中效果最好，发芽势高于CK 4个百分点，发芽指数高于CK 1.95个百分点，与CK相比差异显著(P<0.05)，发芽率也高于CK。

表2 不同浓度PEG处理对橡胶草种子发芽能力的影响 %

注：在水中浸泡橡胶草种子时，PEG浓度为0%。表中数据后无相同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

表3 不同浓度高锰酸钾处理对橡胶草种子发芽能力的影响 %

注：在水中浸泡橡胶草种子时，高锰酸钾的浓度为0%。表中数据后无相同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

3 结论与讨论

该研究结果表明，赤霉素处理橡胶草种子后，当赤霉素浓度为150 mg/L时，比CK发芽势高出26个百分点，发芽率为78%，发芽指数为21.22%，均高于CK。因为赤霉素能诱导淀粉酶、蛋白酶等的形成或已存在的酶的活化，有加快种子呼吸代谢和物质代谢的作用[12-13]，可以起到打破种子休眠的作用。试验中的橡胶草种子为前年种子，虽然在试验室干燥妥善保管，但经过赤霉素浸泡后种子打破休眠效果得到了明显的提升。

高锰酸钾可以促进水分或其他物质进入种子，从而减轻甚至解除种子的休眠[14-16]。聚乙二醇是一种高分子渗压剂，用PEG对谷稗种子预处理时起到渗透调节作用，能缓解种子吸水速度和降低细胞内水势差，常用于农作物及一些老化种子的处理，可以提高种子初期的渗透压，可较未处理的种子提前萌发且出土整齐，提高种子发芽率和萌发速度[17-20]。种子在吸收初始期吸收压高于PEG溶液的渗透压，种子正常吸水，而当吸收压与PEG溶液的渗透压平衡时，吸水停止，抑制细胞伸长，当处理后的谷稗种子在萌发时就可在前阶段萌发的基础上继续吸水，可较未处理的种子提前萌发且出土整齐，提高种子发芽率和萌发速度，这与PEG渗透处理油菜、烟草等种子效果相一致[17-20]。

该试验中，3种处理方法中以聚乙二醇浓度为15%时处理效果最好，发芽势为72%，发芽率为85%，发芽指数为22.08%，与CK相比差异极显著(P<0.01)，建议推广使用。该试验过程中均在实验室中进行，保证了种子的无菌环境和水分及温湿度，田间试验有待于下一步深入研究。

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