不同温度对凤丹种子上胚轴休眠解除及内源激素含量变化的影响

2015-12-23姜宗庆李成忠刘行余乐汤庚国

江苏农业科学 2015年10期

关键词：凤丹

姜宗庆　李成忠　刘行　余乐　汤庚国

摘要：以凤丹已生根种子为材料，研究不同温度对凤丹种子上胚轴休眠解除及内源激素含量变化的影响。结果表明：1～5 ℃范围内，温度越低，解除休眠效果越好；10 ℃处理凤丹种子依旧可以发芽，但显著低于1、5 ℃处理；15、20 ℃处理凤丹种子均没有发芽。由结果看出，凤丹种子上胚轴休眠解除的临界温度值应介于10～15 ℃之间。1～10 ℃温度范围内处理可提高凤丹种子内赤霉素（GA3）含量、降低脱落酸（ABA）含量、增加GA3/ABA比值，并调节凤丹种子上胚轴休眠促进物与抑制物间的平衡，尤其在1～5 ℃温度范围内调节幅度最为明显，更有利于解除种子上胚轴休眠，促进凤丹种子发芽。

关键词：不同温度；凤丹；上胚轴；休眠解除；内源激素

中图分类号： S685.110.1 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2015）10-0223-02

牡丹（Paeonia suffruticosa）为毛茛科芍药属落叶灌木，是我国传统名花。牡丹除花可供观赏和药用、皮供药用之外，牡丹籽含油量也相当丰富。近年来，油用牡丹的研究与开发成为研究的新热点，播种育苗是获得大量油用牡丹苗的重要途径，但是自然条件下牡丹种子发芽一般历时6～8个月[1]，而且出苗率较低，严重制约了油用牡丹的栽培推广。究其原因，是因为牡丹种子具有双重休眠特性，具体表现在胚根（下胚轴）和胚芽（上胚轴）的休眠，尤以上胚轴休眠较为深沉。种子秋播后，胚根发育成根而上胚轴处于休眠状态，必需经过一段时间的低温后上胚轴才能萌发[2]。前人对牡丹种子上胚轴休眠特性进行了研究[3-7]，但不同研究结果并不一致，而且对牡丹种子上胚轴休眠解除的相关生理机制研究鲜见报道。本试验以油用牡丹品种凤丹为材料，研究不同温度对凤丹种子上胚轴休眠解除及内源激素含量变化的影响，以期为进一步探讨油用牡丹快速齐苗技术奠定基础，从而为大面积生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2014年在江苏农牧科技职业学院园林园艺系苗木基地进行，试验材料为购自山东荷泽的凤丹种子。2014年9月2日播种，先将凤丹种子与湿沙（湿度为沙子最大持水量的50%）按1 ∶ 4的体积比混匀（下同），置于（23±2） ℃温室内层积催根。已有研究认为，胚根长为3 cm时适宜进行上胚轴休眠解除[2，4，7]，本试验在此基础上，待大部分种子胚根长2～4 cm时（2014年10月11日），统一选取根长3 cm的种子进行不同温度的处理试验。

1.2 试验方法

试验设1、5、10、15、20 ℃等5个水平，不同温度处理时间统一为60 d；每个处理重复3次，每个重复200粒种子，不同温度处理在人工气候箱中进行。处理结束（2014年12月10日）后置于温室中（18±2） ℃进行正常管理。

1.3 指标测定

1.3.1 发芽率调查于2014年12月30日统一记录发芽数和芽长，统计发芽率。

1.3.2 内源激素测定各温度处理分别在处理后0、10、20、30、40、50、60 d取样，取样时去除种皮、胚根，切取胚乳部分，称取0.2 g鲜样，用80%甲醇磨成匀浆，并用80%甲醇清洗研钵2次，转移到2 mL离心管中，用冷冻离心机离心（4 ℃，12 000 r/min） 15 min，提取上清液，采用酶联免疫法（ELISA）[8]测定2种内源激素赤霉素（GA3）、脱落酸（ABA）的含量，重复3次，取平均值。

2 结果与分析

2.1 不同温度处理对凤丹种子发芽的影响

由表1可知，在5个温度处理中，1 ℃处理发芽率、芽长最高，分别为87.9%、6.2 cm；5 ℃处理发芽率、芽长次之，分别为80.1%、5.4 cm，但2个处理间差异不显著；10 ℃处理凤丹种子可以发芽，发芽率、芽长分别为41.4%、0.9 cm，显著低于1、5 ℃处理；15、20 ℃处理凤丹种子均没有发芽，表明凤丹种子存在较深的上胚轴休眠。本试验条件下，10 ℃及以下低温处理均可以打破凤丹种子的上胚轴休眠，凤丹种子上胚轴休眠解除的临界温度值应介于10～15 ℃之间。

2.2 不同温度处理对凤丹种子内源激素变化的影响

2.2.1 不同温度处理对凤丹种子GA3含量变化的影响 GA3是调节种子休眠的促进物。由图1可见，随着处理时间的延长，1、5 ℃处理凤丹种子中GA3含量呈先上升后下降的趋势，1 ℃处理在40 d时达到最大值，5 ℃处理在50 d时达到最大值，之后均逐渐下降；10 ℃处理呈一直上升趋势，但上升幅度低于1、5 ℃处理；15、20 ℃处理种子中GA3含量一直维持在较低水平。由此可见，1～10 ℃温度范围内处理能够增加凤丹种子内GA3含量，从而为打破种子上胚轴休眠提供条件，尤以1～5 ℃温度处理范围内种子内GA3含量增加最为明显，从而更有利于凤丹种子的发芽。

2.2.2 不同温度处理对凤丹种子ABA含量变化的影响 ABA是调节种子休眠的抑制物。由图2可见，随着处理时间的延长，除15、20 ℃处理ABA含量一直保持较高水平外，其他3个处理凤丹种子中ABA含量下降趋势明显，其中1、5 ℃处理下降幅度均大于10 ℃处理，尤以1 ℃处理下降幅度最大。1、5 ℃处理分别在30、40 d下降幅度最大，之后均稍缓慢下降。由此可见，1～10 ℃温度处理范围内均能减少凤丹种子内ABA含量，尤以1～5 ℃温度处理范围内ABA含量下降最为明显，更有利于解除种子上胚轴休眠，促进种子发芽。

2.2.3 不同温度处理对凤丹种子GA3/ABA比值变化的影响由图3可以看出，随着处理时间的延长，GA3含量与ABA含量的比值在15、20 ℃处理下无明显变化，均较低。1、5、10 ℃处理的GA3/ABA比值在20 d之前增加缓慢，之后相对迅速增加，尤以50 d后增幅最大。不同温度处理间GA3/ABA比值表现为1 ℃>5 ℃>10 ℃>15 ℃>20 ℃，1、5 ℃处理明显高于10 ℃处理。由此可见，1～10 ℃温度范围内处理能够增加凤丹种子内GA3/ABA比值，从而调节凤丹种子上胚轴休眠促进物与抑制物间的平衡。endprint

3 结论与讨论

本试验条件下，1 ℃处理发芽率、芽长最高，分别为87.9%、6.2 cm；5 ℃处理发芽率、芽长次之，分别为80.1%、5.4 cm，但2个处理间差异不显著，这与前人研究认为0～5 ℃是休眠解除最适宜温度基本一致[1]。同时本试验结果表明，1～5 ℃范围内，温度越低，解除休眠的效果越好，这是前人没有报道过的。10 ℃处理凤丹种子依旧可以发芽，发芽率、芽长分别为41.4%、0.9 cm，显著低于1、5 ℃处理，这与景新明等关于10 ℃条件仍然可以解除凤丹种子的休眠研究结果一致[9]。15、20 ℃处理凤丹种子均没有发芽，表明凤丹种子上胚轴休眠解除的临界温度值应介于10～15 ℃之间。

前人研究结果表明，种子的休眠与GA3和ABA存在密切关系[10]。本试验研究了不同温度对凤丹种子上胚轴休眠解除过程中内源激素含量变化的影响。结果表明：随着处理时间的延长，1、5 ℃处理凤丹种子中GA3含量呈先上升后下降的趋势，1 ℃处理在40 d达到最大值，5 ℃处理在50 d达到最大值，之后均逐渐下降；10 ℃处理呈一直上升趋势，但上升幅度低于1、5 ℃处理；15、20 ℃处理种子中GA3含量一直维持在较低水平。

随着处理时间的延长，除15、20 ℃处理的ABA含量一直保持较高水平外，其他3个处理凤丹种子中ABA含量下降趋势明显，其中1、5 ℃处理下降幅度均大于10 ℃处理，尤以1 ℃处理下降幅度最大。1、5 ℃处理分别在30、40 d下降幅度最大，之后均稍缓慢下降。

15、20 ℃处理的GA3含量与ABA含量的比值无明显变化，均较低。1、5、10 ℃处理的GA3/ABA比值在20 d之前增加缓慢，之后相对迅速增加，尤以50 d后增幅最大。不同温度处理间GA3/ABA值表现为1 ℃>5 ℃>10 ℃>15 ℃>20 ℃，1、5 ℃处理明显高于10 ℃处理。

综合来说，1～10 ℃温度处理可增加凤丹种子内GA3含量、减少ABA含量、增加GA3/ABA比值，并调节凤丹种子上胚轴休眠促进物与抑制物间的平衡，尤以1～5 ℃温度范围内调节幅度最为明显，更有利于解除种子上胚轴休眠，促进凤丹种子发芽。

参考文献：

[1]郑相穆，周阮宝，谷丽萍，等. 凤丹种子的休眠和萌发特性[J]. 植物生理学通讯，1995，31（4）：260-262.

[2]刘淑敏，王莲英，吴涤新，等. 牡丹[M]. 北京：中国建筑工业出版社，1987：67-68.

[3]周仁超，姚崇怀，潘俊，等. 紫斑牡丹种子休眠和萌发特性初步研究[J]. 湖北农业科学，2002（1）：59-60.

[4]景新明，郑光华，洪德元，等. 栽培牡丹的种子萌发和贮藏特性（简报）[J]. 植物生理学通讯，1995，31（4）：268-270.

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