光对鹅不食草种子萌发及幼苗的影响

2016-12-04中国农业科学院特产研究所吉林长春130112

种子 2016年11期

，，， (中国农业科学院特产研究所，吉林长春 130112)

光对鹅不食草种子萌发及幼苗的影响

张舒娜，潘晓曦，马琳，张亚玉
(中国农业科学院特产研究所，吉林长春 130112)

为了探讨鹅不食草种子的萌发特性，研究了光暗周期、光强和光质对种子发芽率及幼苗状态的影响。研究表明，鹅不食草种子在黑暗中不萌发。光照(白光)强度增加种子的最终发芽率，30 ℃下，4 170 lx的白光处理能获得较高的发芽率。持续光照处理也能促进种子在随后的连续黑暗中萌发，白光光照发芽率随着连续光照时间的延长而增加，而红光光照发芽率随处理时间的增加先增加后降低。光暗周期处理促进种子的萌发，种子的发芽率随光期长度的增加而显著提高(pgt;0.05)，光期长度与发芽率r2=0.970 7)、芽长(r2=0.932 5)、根长(r2=0.930 7)存在相关性。鹅不食草通常在裸地上大面积生长，这可能与其种子需光萌发有关，是对生境长期适应的结果。鹅不食草通过种子繁殖时可以考虑从光周期、光强角度提高种子发芽率。

光周期；光强；光质；种子萌发

鹅不食草(Centipedaminima(L.)A.Br.et Aschers.)又名石胡荽、鸡肠草、鹅不食、满天星、球子草、地芫萎，为《中国药典》[1](2010年一部)收载药材鹅不食草的基源植物。《本草纲目》云：“其气辛味重不堪食，鹅也不食之”[2]。鹅不食草系常用辛温解表药，其味辛，性温，归肺、肝经，具有发散风寒、通鼻窍、止咳的功效，具有较高的药用价值。近年来，由于鹅不食草在鼻炎治疗方面疗效显著，已用其开发出近50种治疗鼻炎的药品。然而，随着近些年农药的使用，鹅不食草资源逐渐减少，为解决这一供求矛盾，栽培技术研究势在必行。

目前，关于鹅不食草的研究主要集中在药理[3-5]及化学成分[6-7]方面，还未见繁殖研究方面的报道。种子萌发是通过种子繁殖过程的第一步，除需适宜的水、氧、温度这些必不可缺少的因子外，还受到许多因素的控制。光对有些植物种子的萌发起着重要的调节作用[8]。前期研究表明，鹅不食草种子萌发需要光，本实验在此基础上，对不同光周期、不同光强和光质对鹅不食草种子萌发特性进行分析，旨在确认鹅不食草种子需光萌发的特点，并进一步探讨其种子萌发适宜的条件。

1 材料和方法

1.1 实验材料

供试鹅不食草种子于2014年10月采自于吉林省吉林市中国农业科学院特产研究所资源圃，千粒重为(0.026 0±0.000 283)g，室温储藏备用，挑选大小均匀、饱满的种子用于实验。

1.2 光照对鹅不食草种子萌发的影响

种子萌发需光的测定，黑暗条件下(培养箱所有灯关闭)，种子在20，25，30，35 ℃恒温下萌发30 d。不同光照时间处理，将种子分别放在不同光照时间(0.17，0.5，2，4，6，8，12，14，24，12，24，36，48，60 h。30 ℃恒温，光照强度5 570 lx)进行萌发，转入连续黑暗中继续萌发，确定不同光照时间对种子萌发的作用。

不同光周期处理，将种子分别放在不同的光/暗周期(0.17 h/23.83 h、0.5 h/23.5 h、2 h/22 h、4 h/20 h、6 h/18 h、8 h/16 h、12 h/12 h，30 ℃恒温，光照强度5 570 lx)条件下萌发，观察不同的光/暗周期处理对种子萌发的作用。

不同光强处理，将医用纱布覆盖在培养皿上，逐渐增加纱布层数达到25%、50%、75%、100%的透光率。用照度计(泰仕TES-1330 A)测定各透光率的光强：100%：5 570 lx；75%：4 170 lx；50%：2 780 lx；25%：1 390 lx。将种子分别放在30 ℃恒温和12 h/12 h光暗周期，观察不同的光照强度处理对种子萌发的影响。

1.3 光质对鹅不食草种子萌发的影响

以红色的单层薄膜纸包裹表面皿，作为红光光质处理。观察红光周期对种子萌发的影响。将种子分别放在不同的光/暗周期的红光(4 h/20 h、6 h/18 h、8 h/16 h、12 h/12 h，30 ℃恒温，光照强度2 100 lx)下观察不同的光/暗周期的红光对种子萌发的影响。

表1 不同光强对鹅不食草种子发芽的影响

透射率(%)光强发芽率芽长根长幼苗鲜重25139068．1±2．12b1．998±0．2513a5．603±0．9714a0．2274±0．01518a50278066．9±1．27b1．947±0．3507a5．910±0．8681a0．2366±0．01579a75417080．1±1．84a1．838±0．2859a6．690±0．6460a0．2353±0．006782a100557078．9±0．42a1．904±0．2654a6．315±0．9158a0．2427±0．01671a

注：表中数据为3次重复平均值±标准差；小写字母为Duncan多重比较结果，相同字母表示差异不显著(pgt;0.05)，不同字母表示差异显著(plt;0.05)。下同。

表2 不同光周期对鹅不食草种子发芽的影响

光周期发芽率芽长根长幼苗鲜重0．17h/23．83h0．1±0．1414e6．130±0．4565a2．704±0．55127c0．2398±0．1672a0．5h/23．5h1．3±0．1414e5．512±0．3552a3．862±0．2625c0．2431±0．1711a2h/22h5．1±0．7071e5．275±0．6667a4．09±0．4691bc0．24449±0．08838a4h/20h32．3±0．7071d4．04±0．5512b3．405±0．7110c0．26185±0．4949a6h/18h48．8±5．939c3．055±0．4939c5．33±0．8322ab0．27243±0．4949a8h/16h66．4±3．111b2．135±0．2918d6．335±0．6141ab0．24523±0．7955a12h/12h78．9±1．131a1．99±0．2654d7．21±0．4691a0．24265±1．5379a

持续红光对种子萌发的作用。对种子进行持续的红光处理后(12，24，36，48，60，72 h，30 ℃恒温，光照强度2 100 lx)，转入连续黑暗中继续萌发，确定持续红光对种子萌发的影响。每种处理3个重复，每个重复500粒种子，种子浸种10 h后，排列到垫有2层滤纸的培养皿里，5 d左右发芽结束，记录发芽数据。

1.4 数据处理与方法

每天记录种子的发芽情况，将子叶完全展开的种子视为正常发芽种子，列入统计。当连续3 d没有新发芽种子则视为发芽结束，进行发芽率、芽长、根长及幼苗鲜重的测定：

发芽率(%)=发芽种子数/供试种子总数×100%。

采用Excel和SAS软件对发芽率、芽长、根长、幼苗鲜重进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 光对种子萌发的影响

黑暗条件下，种子在20，25，30，35 ℃恒温下萌发30 d，种子的萌发率为零，然后添加交替光照(12 h光照/12 h黑暗，光强度为5 570 lx)，种子迅速萌发，表明鹅不食草种子萌发需要光。

光照时间对种子萌发的影响。鹅不食草种子分别在白光光照下处理0.17，0.5，2，4，6，8，12，14，24，36，48，60 h后，在30 ℃恒温、连续黑暗中萌发。结果表明，鹅不食草种子仅需要4 h的光照就能在连续的黑暗中萌发，并随着光照时间的增加，鹅不食草种子的发芽率显著增加。连续光照处理能够促进种子在黑暗中萌发，其最终萌发率随着连续光照处理时间的延长而增加(图1)。

2.2 光照强度对种子萌发的影响

在12 h光照/12 h黑暗的光暗周期下，不同的光照强度对种子最终萌发率的影响差异显著(pgt;0.05)，4 170，5 570 lx光照处理的最终萌发率显著高于1 390，2 780 lx(表1)。

从芽长和根长的统计结果来看，随着光照强度的降低，幼苗生长鲜重相对较轻，根长相对较短，而芽长越长(表1)。25%光照条件下，幼苗芽最长，根最短；75%光条件下，幼苗的芽最短，根最长；在100%光强下幼苗鲜重最重，25%光照条件下幼苗鲜重最轻，但各种光强处理间差异并不显著(pgt;0.05)。

图1 不同光照时间对鹅不食草种子在黑暗中萌发的影响

2.3 光周期对种子萌发的影响

在24 h光暗周期下，随着光期长度的增加，种子的最终萌发率显著提高；当光期长度为10，30 min和2 h时，尽管种子能够萌发，但种子最终萌发率分别为0.1%、1.3%和5.1%(表2)。光周期对鹅不食草种子发芽和幼苗影响较光强更具有规律性(表3)。光期长度与发芽率(r2=0.970 7)、芽长(r2=0.932 5)、根长(r2=0.930 7)存在相关性，而鲜重增加(r2=0.942)，但幼苗鲜重与光期长度不相关。

表3 光照时长与鹅不食草发芽率、芽长、根长和鲜重的拟合关系

指标光期长度拟合关系相关系数R2发芽率y=-0．002x2+0．09288x-0．011090．9707芽长y=0．04102x2-0．92616x+7．133640．9325根长y=-0．00086156x2+0．3874x+2．84010．9307

表4 不同红光周期对鹅不食草种子发芽的影响

光周期发芽率芽长根长幼苗鲜重4h/20h0．213±0．8385d4．65±0．5877a4．34±0．4314a0．25188±0．1969a6h/18h0．52±0．5657c3．845±1．273ab4．245±0．9591a0．24691±0．03297a8h/16h0．712±0．8485a2．955±1．504b5．23±0．7496a0．24483±0．02794a12h/12h0．627±1．253b2．505±0．2633b5．01±1．3045a0．24231±0．04211a

2.4 红光光照对种子萌发的影响

在24 h红光光暗周期下，随着红光光期的延长，种子的最终萌发率和萌发速率显著增加(pgt;0.05)。当红光光期为8 h时发芽率达最高，红光光期12 h处理的种子的最终萌发率有所下降(表4)。从芽长和根长的统计结果来看，随着红光光期的延长，幼苗芽长显著降低(pgt;0.05)，幼苗根长与鲜重变化并不显著(pgt;0.05)。

持续红光光照时间对种子萌发的影响。鹅不食草种子分别在红光光照下处理12，24，36，48，60，72 h后，在30 ℃恒温、连续黑暗中萌发。结果表明，种子的最终萌发率随着红光光照时间的增加而显著增加，当红光光照时间为48 h，种子的最终萌发率最高。超过48 h种子的最终萌发率反而降低(图2)。

图2 不同红光处理对鹅不食草种子萌发的影响

3 结论与讨论

种子发芽与光的关系被称为光敏感性[8]，可以把种子分为3种类型：需光性种子，萌发需要光照，在黑暗下不能萌发或萌发率降低；嫌光性种子，光的存在诱导种子产生休眠；光中性种子，光照与否不影响种子萌发[9]。本研究结果显示，黑暗条件下鹅不食草种子即使在适合的温度、水分条件下依然不能萌发，在添加适合的光照后可以萌发，表明光照是影响鹅不食草种子萌发的关键因子。这可能与鹅不食草的生长环境相关。鹅不食草种子细小，千粒重仅为0.026 0 g，成熟的种子多散布在土壤表层。种子利用感光性识别早期生境条件的适宜性，需光萌发的特性有利于鹅不食草种子的繁殖，是对生境长期适应的结果。

种子萌发对光周期也有一定的要求，如秋海棠在8～12 h的光周期时才能达到最大萌发率[10]。本研究表明鹅不食草光效应受到光周期的影响，在24 h光暗周期下，当光期长度为10，30 min和2 h 时，鹅不食草种子的最终发芽率分别为0.1%、1.3%和5.1%；随光期长度增加与发芽率增加(r2=0.970 7)，当光期长度为12 h时，种子的最终发芽率为78.9%，发芽率最少提高了789、60和15倍。光暗周期处理可以显著提高鹅不食草种子的发芽率，因此在利用种子进行繁殖时，给予合理的光照周期可以有效提高鹅不食草种子发芽率。

[1]中华人民共和国国家药典委员会．中华人民共和国药典(一部)[S].北京:化学工业出版社,2010.

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[8]Evenari M,Light and seed dormancy.In W.Ruhland (ed.),Encyclopedia of Plant Physiology.Springer.Berlin.1965,15:804-847.

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[10]Fosket EB,Briggs WR.Photosensitive seed germination in Catalpa speciosa.Botanical Gazette,1970,131:167-172.

Influence of Light on Germination and Seedling Status of Centipeda Herba

ZHANGShu’na,PANXiaoxi,MALin,ZHANGYayu