一种促进短果杜鹃种子萌发的前处理方法——二次浸种法

2014-04-29李畅苏家乐刘晓青何丽斯陈尚平肖政

安徽农业科学 2014年34期

李畅苏家乐刘晓青何丽斯陈尚平肖政

摘要 [目的]筛选出促进短果杜鹃种子萌发的前处理方法，提高短果杜鹃种子发芽率。[方法] 采用培养皿滤纸法，比较不同浓度的GA3、聚乙二醇（PEG）浸种以及二者复合浸种（二次浸种）对短果杜鹃种子萌发的影响。[结果] 适宜浓度的GA3、PEG浸种及二次浸种均可有效促进短果杜鹃种子萌发。其中，400 mg/L GA3与浓度10% PEG6000分别浸种24 h以及500 mg/L GA3与浓度10% PEG6000分别浸种24 h这2个组合处理的短果杜鹃种子萌发芽率、发芽势、发芽指数最高，在0.05水平显著高于其他处理。[结论]二次浸种法（400 mg/L GA3与浓度10% PEG6000分别浸种24 h或500 mg/L GA3与浓度10% PEG6000分别浸种24 h）是促进短果杜鹃种子萌发的最优前处理方法。

关键词短果杜鹃;赤霉素;聚乙二醇;种子萌发

中图分类号 S685.21 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）34-12068-03

A Pretreatment Method on Seed Germination of Rhododendron brachycarpum — Double Soaking Method

LI Chang， SU Jiale*， LIU Xiaoqing et al

（Institute of Horticulture， Jiangsu Academy of Agricultural SciencesJiangsu Key Laboratory for Horticultural Crop Genetic Improvement， Nangjing， Jiangsu 210014）

Abstract [Objective] The objective of the experiment was to screen the pretreatment method and to improve the seed germination rate of Rhododendron brachycarpum. [Method] Petri dish with filter paper method was used to compare different concentrations of GA3 and PEG soaking and two seed soaking pretreatment on R. brachycarpum seed germination. [Result] The suitable concentrations of GA3 and PEG soaking and two seed soaking methods played an effective promotion role in seed germination of R. brachycarpum. The germination rate， germination energy and germination index of the two combinations that seed soaked for 24 h with 400 mg/L GA3 and 10% PEG6000 successively and 24 h with 500 mg/L GA3 and 10% PEG6000 successively were significantly higher than those of control.[Conclusion] The best pretreatment method to R. brachycarpum seed was two soaking method which were soaking for 24 h with 400 mg/L GA3 and 10% PEG6000 successively or 24 h with 500 mg/L GA3 and 10% PEG6000 successively.

Key words Rhododendron brachycarpum; GA3; Polyethylene glycol; Seed germination

短果杜鹃（Rhododendron brachycarpum）为杜鹃花科（Ericaceae）杜鹃花属（Rhododendron）常绿小灌木，叶大色绿，花色洁白，极具观赏价值，是不可多得的高山杜鹃耐寒抗病种质资源[1]。但是，它在我国分布范围狭窄，仅现于我国东北长白山海拔1 000～1 300 m针叶混交林内，且数量不足200株，是濒危种[2]。所以，在保护现有野生资源的基础上，如何引种驯化、繁育栽培及扩大野外种群成为短果杜鹃保护和发展亟待解决的首要问题。

实生繁殖是杜鹃花主要繁殖方式之一。科研工作者们从杜鹃花种子繁殖的实践认识到从种子萌发获得的幼苗开始驯化，使之适应当地的气候，是一种有效的引种驯化手段[3-4]。短果杜鹃种子萌发率极低，因此提高短果杜鹃种子萌发率具有重要的意義。目前，促进种子萌发有机械、药剂等方法。有报道表明，GA3[5-9]、聚乙二醇（PEG）[9-11]等药剂可促进一些植物种子萌发，GA3在杜鹃花属其他野生种的种子萌发中也有应用[5-8]，但在短果杜鹃种子萌发上如何促进其种子萌发尚属未知。笔者比较了不同浓度的GA3、PEG及二者复合处理对短果杜鹃种子萌发的影响，以期筛选出促进短果杜鹃种子萌发的前处理方法，提高短果杜鹃种子发芽率，完善其种子繁殖技术，为其引种驯化以及种群生态恢复提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料为籽粒饱满、贮藏7个月的短果杜鹃自然结实种子。种子采自吉林长白山自然保护区野生植株，由长白山科学院植物研究组鉴定提供，室温干燥器内保存。

1.2 方法

1.2.1 种子前处理方法。共设置3种前处理方法：①用100、200、300、400、500、600、700、800 mg/L的GA3溶液于室溫下浸种24 h;②用浓度10%、15%、20%、25% PEG6000于室温下浸种24 h;③二次浸种，即先用试验①筛选出的适宜浓度GA3浸种24 h，清水清洗、吸干水分后再用试验②筛选出的适宜浓度的PEG6000浸种24 h。以去离子水浸种24 h为对照。每个处理100粒种子，3次重复。

1.2.2 种子萌发测定。采用培养皿滤纸法，即将经上述前处理的种子经0.3%（m/V）KMnO4溶液浸种消毒15 min，去离子水充分洗净、吸干后均匀排布于垫有湿润滤纸的培养皿中，置于光照培养箱中进行萌发培养。培养条件为温度25 ℃，光照强度4 000 lx，光照时间12 h/d。参照《1996国际种子检验规程》的鉴定标准统计萌发情况，以连续5 d无萌发种子视为萌发结束。每隔24 h观察、记录种子发芽数，定期喷水保持种子湿润。

1.2.3 发芽指标的测定。

萌发时滞，即发芽启动时间，指从发芽试验开始到第1粒种子开始萌发所需时间（天数）。

萌发高峰期指从试验开始日到发芽种子数达到最高峰时所需的天数。

发芽持续时间指种子开始萌发到最后一个萌发的总天数。

发芽率（GR）=种子发芽总数/供试种子总数（100粒）×100%

发芽势（GE）=日发芽种子数达到高峰时发芽种子总数/供试种子总数（100粒）×100%

发芽指数（GI） =Σ（Gt/Dt）

式中，Gt为t日内的发芽数;Dt为相应的发芽天数。

1.3 数据统计所有测定结果取平均值±标准差。用DPS 7.05软件进行方差分析和相关性分析，使用最小显著差数法（LSD）比较差异显著性，Excel 2003下绘制图表。

2 结果

2.1 GA3处理对短果杜鹃种子萌发的影响

由表1可知，100～800 mg/L GA3对短果杜鹃种子萌发的促进效果明显。经不同浓度的GA3浸泡处理24 h，短果杜鹃种子的发芽率、发芽势、发芽指数均在0.01水平显著高于对照，萌发时滞、萌发高峰期均有所缩短。在100～800 mg/L GA3浓度范围内，随着GA3浓度的增加，短果杜鹃种子的发芽率、发芽势、发芽指数均呈先升后降的趋势。其中，400、500、600 mg/L GA3浸泡处理小叶杜鹃种子的发芽率、发芽势、发芽指数均在0.05水平显著高于其他处理，萌发时滞、萌发高峰期、发芽持续时间比对照缩短了1～2 d，且幼苗株高明显高于对照。

2.2 PEG6000处理对短果杜鹃种子萌发的影响

由表2可知，不同浓度PEG6000浸种24 h对短果杜鹃的发芽指标

表1 不同浓度GA3浸种对短果杜鹃种子萌发的影响

GA3浓度∥mg/L发芽率∥%发芽势∥%发芽指数萌发时滞∥d萌发高峰期∥d发芽持续时间∥d

015.33±1.15 eF8.33±0.58 gG6.28±0.31 dE898

10037.67±1.53 dE27.67±1.53 fF17.53±2.13 cD788

20058.33±2.08 cD45.33±2.08 eDE26.72±3.49 bC689

30066.33±2.08 bC49.67±1.15 dCD27.72±0.68 bBC688

40074.67±2.08 aAB59.00±1.73 cB35.89±2.91 aAB687

50078.33±3.06 aA67.00±1.53 aA36.74±3.81 aA786

60076.33±2.08 aA63.00±3.00 bAB34.87±4.42 aABC786

70070.33±1.53 bBC51.00±2.65 dC31.86±1.81 abABC787

80066.67±4.04 bC44.00±4.00 eE26.82±6.47 bC788

注：同列不同小写和大写字母分别表示在0.05和0.01水平上差异显著。

产生不同的影响。在5%～20% PEG6000浓度范围内，随着PEG6000浓度的增加，发芽率、发芽势和发芽指数均呈现先增加后降低的趋势;当PEG6000浓度≤10%时，发芽率、发芽势在0.01水平显著高于对照，发芽指数与对照相比亦在0.01水平显著提高;当PEG6000浓度≥15%时，萌发时滞、萌发高峰期均较对照延后，发芽持续时间延长;当PEG6000浓度≥20%时，发芽率、发芽势和发芽指数均在0.01水平显著低于对照，萌发受到抑制。

表2 不同浓度PEG-6000前处理对短果杜鹃种子萌发的影响

PEG600浓度∥%发芽率∥%发芽势∥%发芽指数萌发时滞∥d萌发高峰期∥d发芽持续时间∥d

015.33±1.15 bB8.33±0.58 bB6.28±0.31 bA898

521.67±2.31 aA14.33±1.15 aA17.53±2.23 aA898

1020.67±1.53 aA12.33±1.15 aA26.72±0.18 aA898

1516.00±1.00 bB6.00±1.73 cBC27.72±1.18 bAB9109

209.67±2.08 cC3.33±0.58 dC35.89±0.78 cB101110

注：同列不同小写和大写字母分别表示在0.05和0.01水平上差异显著。

2.3 GA3与PEG6000二次浸种对短果杜鹃种子萌发的影响

由图1可知，经400～600 mg/L GA3浸种24 h后再由5%～10% PEG6000浸种24 h后发芽率、发芽势、发芽指数均较对照在0.05水平显著提高。其中，400 mg/L GA3与浓度10% PEG6000分别浸种24 h以及500 mg/L GA3与浓度10% PEG6000分别浸种24 h这2个组合的短果杜鹃种子萌发芽率、发芽势、发芽指数最高，发芽率分别达到82.67%、84.33%，发芽势分别达到71.33%、73.33%，发芽指数分别达到46.45、45.15，均在0.05水平显著高于其他处理，但二者差异不显著，且经二次浸种法得到的幼苗胚根粗壮，子叶较肥大。

3 结论与讨论

短果杜鹃种子发芽率极低，常温贮藏7个月的种子发芽率仅为15.33%，且种子发芽的一致度很低（发芽势8.33%、发芽指数6.28）。极低的种子活力可能是短果杜鹃濒危的重要原因。如何提高种子萌发，是短果有性繁殖面临的首要问题。关于杜鹃花种子萌发的前处理方法，前人已采用GA3、硫酸、超声波等进行了探索。研究表明，采用有效的预处理方法可提高杜鹃花的发芽率等发芽指标，但不同种类杜鹃花适宜的前处理条件有所不同[5-8，12-14]。

GA3作为一种植物生长调节剂，因其可诱导种子淀粉酶等水解酶的合成，提高种子水解酶的活性，催化种子内贮藏物质的分解，以供胚的生长发育所需，进而促进种子胚的发育与种子萌发，在生产研究中应用较多[5-8]。试验结果表明，在100～800 mg/L浓度范围内，用GA3浸种处理24 h对短果杜鹃种子萌发起积极作用，可在0.01水平显著提高短果杜鹃种子的发芽率、发芽势和发芽指数，缩短萌发时滞和萌发高峰期所用时间;400～600 mg/L GA3浸种处理效果最佳。这再次证明一定浓度范围的GA3浸种可显著提高杜鹃种子的发芽率和发芽一致度[5-8]。

PEG是一种高分子渗压剂，通过渗透调节作用，限制水

注：不同小写字母表示差异在0.05水平显著。

图1 GA3与PEG6000二次浸种对短果杜鹃种子发芽率、发芽势、发芽指数的影响

分进入种子的速率以减少吸涨过程中膜系统的损伤，进而促进种子萌发，在狗尾草[9]、烟草[10]、青稞[11]等作物上已有应用报道。该试验结果表明，适宜浓度（5%～10%）PEG6000浸种处理可提高短果杜鹃种子活力。

在试验过程中，发现GA3浸种处理后短果杜鹃胚芽增长效果明显，而PEG6000浸种处理后胚根粗壮且增长效果较明显。这可能是因为GA3可促进茎的伸长，而PEG则渗透调节根系吸收而伸长，故设计GA3与PEG6000二次浸种法来探讨其对短果杜鹃种子萌发的影响。结果表明，经400～600 mg/L GA3浸种24 h后再由浓度5%～10%PEG6000浸种24 h可极显著促进短果杜鹃种子萌发，提高短果杜鹃种子活力，幼苗胚根增长粗壮，胚芽伸长，说明试验采用的二次浸种法是促进短果杜鹃种子萌发行之有效的前处理方法。400 mg/L GA3与浓度10% PEG6000分别浸种24 h以及500 mg/L GA3与10% PEG6000分别浸种24 h这2个组合处理的短果杜鹃种子效果最佳，可在短果杜鹃的引种驯化和生态恢复中推广应用。

参考文献

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