云南龙胆种子萌发特性研究

2017-06-09吴晓敏甘龙凤孙爱群严凯杨胜芝

安徽农学通报 2017年10期

吴晓敏+甘龙凤+孙爱群+严凯+杨胜芝

摘要：該文以云南龙胆（Gentiana yunnanensis）种子为试验材料，经赤霉素、氯化钙、硝酸钾的不同浓度处理，用不同温度浸种，置不同光照下培养，研究其萌发特性。结果表明：云南龙胆种子经室温培养10d即可萌发；在不同浸种温度下萌发率相差不显著。蒸馏水室温浸种，24h/d光照培养萌发率为50%，自然光照培养萌发率为60%，黑暗条件培养萌发率为14.00%，光照与黑暗培养萌发指标差异显著（P<0.05）。3种试剂浸种，萌发率最高的为300mg/L赤霉素处理，萌发率为82%，其次为0.2%氯化钙处理，萌发率为72%，1.5%硝酸钾浸种萌发率为70%，对照萌发率为60%。试剂处理，自然光照室温培养20d至种子不再萌发为止测其根长，根长最长为硝酸钾浸种，为7.38±0.62mm，其次为氯化钙浸种，为6.83±0.96mm，最短为赤霉素浸种，为5.94±0.90mm，对照为5.34±2.02mm。试剂处理与对照差异不显著（P>0.05）。光能促进云南龙胆种子萌发，试剂处理不仅能提高云南龙胆种子萌发率，而且能促进胚根与胚轴的伸长。

关键词：云南龙胆；种子萌发；氯化钙；赤霉素；硝酸钾

中图分类号 S567.239 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）10-0029-05

Abstract：In this study，seeds of Gentiana yunnanensis were used as experimental material，different concentrations of gibberellin，calcium chloride and potassium nitrate，different temperature levels for soaking seeds and different light conditions were selected to treat the seeds. The results showed that 10 days cultivation at room temperature was enough for the seed of Gentiana yunnanensis to germinate while there was no significant difference for seed germination rate under different levels of soaking temperature. The germination rate of seed soaked in distilled water at room temperature and 24h/d light condition was 50% while 60% in the natural light conditions and 14% in the dark light conditions. There was a significant difference for seed germination rate between dark and light conditions （P < 0.05）. The highest seed germination rate among different concentrations of reagents was 82% which treated in 300mg/L gibberellin solution，following was 72% which treated in 0.2% calcium solution and the last was 60% which treated in 1.5% potassium solution while 60% for the CK. After treated with different types of reagents，root length were measured until the seeds were no longer to continue germinate after 20 days cultivation at room temperature and natural light condition. The results showed that the length of longest root was 7.38 ± 0.62mm which seeds were treated in potassium solution，following was 6.83±0.96mm which seeds were treated in calcium and the last was 5.94±0.90mm which seeds were treated in gibberellin solution while 5.34±2.02mm for the CK. There was no significant difference between different types of reagents and CK （P>0.05）. Light could promote the Gentiana yunnanensis seeds germination. The treatment with different types and concentrations of reagent could not only improve the seeds germination rate，but also promote the elongation of radicel and hypocotyl.

Key words：Gentiana yunnanensis；Seed germination；Calcium chloride；Gibberellin；Potassium nitrate

云南龙胆（Gentiana yunnanensis）为龙胆属（Gentiana）一年生草本植物，分布于西藏东南部、云南、四川、贵州[1]。以全草入药，具有清热利湿，解毒消炎，主治热咳、咽喉肿痛、火眼，风火牙痛等症[2]。目前，有关云南龙胆的研究仍较少。孙爱群[3，4]等对贵州云南龙胆资源进行了调查，认为赫章、盘县、水城、钟山有分布；孙爱群等[5]观察了云南龙胆的显微特征，认为显微镜下可以将云南龙胆种子与其他4种龙胆种子区分开来，蒸馏水浸种云南龙胆种子发芽率较低（33.33%±7.02），发芽速度较慢（发芽时滞12d）。本实验以野生云南龙胆种子为材料，用不同试剂及试剂的不同浓度在不同温度下浸种，在不同光照下培养，探索种子萌发特性，旨在为云南龙胆的人工栽培提供基础资料。

1 材料与方法

1.1 供试种子供试种子云南龙胆2014年10月采自钟山区韭菜坪和水城县双嘎乡，经过分级、筛选保留籽粒饱满、无损伤的成熟种子，置4℃保存备用。

1.2 方法

1.2.1 云南龙胆种子长短经及千粒重的测定随机数取50粒种子，用显微镜（精度0.01mm）分别测量种子长和宽，取平均值。数取10份500粒种子，用电子天平（精度：0.0001g）称重，取平均值，计算千粒重。

1.2.2 种子萌发实验于2015年4月9日至2015年5月20日进行，此时段实验室室温为18～23℃。分别用氯化钙的不同浓度（0.1%，0.2%，0.3%，0.4%）、硝酸钾的不同浓度（0.5%，1%，1.5%，2%）、赤霉素的不同浓度（100mg/L，300mg/L，500mg/L，700mg/L）及蒸馏水室温浸种12h，再分别设置3种温度（0℃，4℃，室温）继续浸种24h，弃溶液，蒸馏水冲洗种子2～3次，置于铺垫2层无菌湿润滤纸的培养皿中（50粒/皿），室温培养，光照设24h/d光照（日光灯15w）、自然光照及24h/d黑暗3种，每种处理设3个重复。种子萌发以胚根突破种皮为标志。每24h观察记录1次，定时加水，统计萌发率（浇水以湿透滤纸为宜）。

1.2.3 种子胚根、胚轴长的测定从1.2.2的每种处理中随机取10粒发芽种子，进行测量，记录数据，计算平均值（测量工具：游标卡尺+圆规，精度0.02mm）。

1.3 萌发指标计量计算公式如下：

萌发率（C）（%）=（Ga/Gn）×l00（Ga：20d内萌发种子总数；Gn：供试种子数）；

萌发势（GV）（%）=（Gb/Gn）×l00（Gb：13d内萌发种子数；Gn：供试种子数）；

萌发指数（GI）（%）=Σ（Gt/Dt）（Gt：td萌发种子数；Dt：萌发天数）；

萌发历时：第一粒种子萌发与最后一粒种子萌发的时间差（3d内萌发数不再增加，视为萌发结束）；

萌发时滞（Gd）（d）：从浸种开始算，第一粒种子萌发所需天数。

1.4 数据统计用金山WPS Office 2012进行数据统计，IBMSPSS Statistics 19.0 进行显著性分析，P<0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 云南龙胆种子形态及千粒重云南龙胆种子细小，近圆球形，表面具浅蜂窝状网隙。成熟种子棕褐色，种皮较光滑，未成熟种子半透明状，种子长短径与千粒重见表1。

2.2 光照对种子萌发的影响室温浸种，不同光照条件进行萌发试验，其萌发率、萌发势，萌发指数，萌发历时以及萌发时滞见表2。由表2可知，在24h/d光照下，种子萌发率为50%，萌发历时7d；自然光照下萌发率为60%，黑暗条件下萌发率为14.00%，萌发历时9d，且全为白化苗、根茎细小。发芽势用以衡量种子出芽的整齐度。光照下发芽势大，黑暗下发芽势小，说明光照下发芽整齐度好。光照不仅能促进云南龙胆种子萌發，提高种子萌发率，而且还可缩短其萌发历时，提高种子发芽整齐度。

2.3 氯化钙浸种对萌发的影响氯化钙浸种的萌发指标见表3。由表3可知，0℃浸种，氯化钙浓度在0.1%～0.4%范围内，种子萌发率及萌发势随浓度升高呈现先升后降趋势，浓度为0.2%时萌发率最高，达64%，浓度为0.3%时，萌发势最高，为45.33%；萌发指数随浓度升高反而下降，氯化钙浓度为0.1%时，萌发指数最大，为2.34。4℃浸种，浓度为0.1%时萌发率、萌发势和萌发指数最高，分别为62%、48.67%和2.70。室温浸种，萌发率、萌发势和萌发指数在浓度为0.3%时最高，分别为72%、51.33%和2.60，萌发率、萌发势比对照分别高出12%、9.33%。说明不同浸种温度对最适浓度要求不同。不同处理萌发时滞均为10d，萌发历时最短为4d，最长为8d。说明不同试剂、不同浸种温度不影响云南龙胆种子吸水突破种皮的时间，但影响种子萌发速率。

2.4 硝酸钾浸种对萌发的影响硝酸钾浸种的萌发指标见表4。由表4可知，0℃浸种，在硝酸钾浓度0.5%～1.5%范围内，其种子萌发率及萌发势随着浓度的升高而增高，硝酸钾浓度1.5%时，萌发率、萌发势达最大值，分别为63.33%与44.00%，而后随浓度升高反而下降；浓度为1%时，萌发指数较高。4℃浸种，萌发率和萌发势都随着浓度的增加而上升，硝酸钾浓度2%时，萌发率、萌发势和萌发指数均较高，分别为66.00%、53.33%和2.86。室温浸种，萌发率与萌发指数随着硝酸钾浓度的升高呈现先升高后降低的趋势，浓度为1.5%时，萌发率和萌发指数较高，分别为70.00%与2.58，萌发率比对照高10%；而萌发势随着硝酸钾浓度的升高反而降低。硝酸钾不同温度浸种的萌发时滞均为10d；萌发历时最短为6d，最长为9d。

2.5 赤霉素浸种对萌发的影响赤霉素不同浓度及不同温度及浸种，云南龙胆萌发指标见表5。由表5可知，0℃浸种，在赤霉素浓度100～700mg/L范围内，种子萌发率与萌发指数随着浓度的增加呈现先升后降趋势，浓度为500mg/L，萌发率达78.00%，比对照高出20%，萌发指数达2.97；浓度为300mg/L时，萌发势达54.67%。4℃浸种，萌发率与萌发指数随着浓度的增加反而降低；室温浸种，萌发率、萌发势及萌发指数随着浓度的增加呈现先升后降趋势，浓度为300mg/L时，萌发率、萌发势及萌发指数达最大值，分别为82.00%、67.33%及2.85，比对照分别高出22.00%，25.33%，0.56。萌发历时最短的为4d，最长的为9d。低浓度的赤霉素浸种萌发率较高，但高浓度赤霉素对种子萌发有抑制作用。

2.6 不同试剂处理对种子根长的影响用氯化钙、硝酸钾及赤霉素处理，在室温自然光照下经20d培养至种子不再萌发为止测量其根长（表6）。经硝酸钾不同浓度处理的种子根长平均为7.38mm，较氯化钙、赤霉素2种试剂处理的要长，比对照高出2.04mm；3种试剂处理都大于对照。其中，0.2%氯化钙处理全长及胚根最长，分别达8.01mm和5.14mm，比对照分别高出2.67mm和2.15mm；而2%硝酸钾处理时，胚轴最长，为4.50mm，比对照高出2.15mm。表明试剂处理能促进根的生长，且硝酸钾处理效果较好。这是因为硝酸钾本身就是一种钾肥，能促进幼苗的生长。

2.7 不同光照培养对种子根长的影响蒸馏水室温浸种，分别置24h/d光照、自然光照和24h/d黑暗下培养20d至种子不再萌发为止，测量其根长（表7）。由表7可知，种子根全长24h/d黑暗>24h/d光照>自然光照，胚轴长24h/d黑暗>自然光>24h/d光照，胚根长24h/d光照>自然光照>24h/d黑暗。表明黑暗条件促进胚轴生长，光照条件促进胚根生长。

3 讨论与结论

云南龙胆具有一定的药用价值，对云南龙胆进行人工栽培，首先需解决种子萌发率偏低的问题。本实验蒸馏水室温浸种，萌发率为60%，发芽时滞为10d，萌发率高于孙爱群等（萌发率为33.33%）试验，而发芽时滞短于孙爱群等（发芽时滞为12d）[5]，原因是孙爱群等人所用云南龙胆种子储存时间为8个月，且室温储存，而本实验所用种子储存时间为6～7个月，且储存于4℃冰箱，说明种子的萌发率受储存时间长短的影响，储存时间长萌发率会下降，4℃储存，可以缩短发芽时滞，同时提高发芽整齐度。

氯化钙处理可以提高种子萌发率，这是因为钙是植物生长的营养元素与第二信使，能调控植物生长发育[6]。本实验0.2%氯化钙处理的萌发率最高达72%，低浓度氯化钙能促进种子萌发，与孙颖等[7]结果相一致。

硝酸钾溶液浸种，也可以提高萌发率和萌发势，是因为钾离子也是植物生长和发育的必需元素，且对细胞膜具有修复作用。本实验1.5%硝酸钾处理的萌发率达70%，与孙颖等认为硝酸钾能促进龙胆草种子萌发的结果相一致[7]。

赤霉素处理能提高龙胆种子萌发率，是因为龙胆种子含有的脱落酸抑制了水解酶活性，阻碍萌发，而赤霉素能促进水解酶的形成，解除休眠[8]。

赵敏认为，变温浸种萌发率与萌发势高于室温浸种[9]，而本實验变温浸种与室温浸种相差不大，且室温浸种相对好于变温浸种。

本实验300mg/L赤霉素处理的萌发率最高为82%，比对照高出22%，与陈瑛和孙昌高[10]、孙阎等[11]、杨美权等[12]结果一致。表明适当浓度的赤霉素处理能提高种子萌发率，赤霉素室温浸种还可缩短云南龙胆种子发芽时滞。

氯化钙、硝酸钾和赤霉素不同浓度处理种子，其萌发时滞相同，均为10d。24h/d光照处理萌发率为50%，萌发历时7d，萌发时滞为7d；在24h/d黑暗条件下，虽然能萌发，但萌发率低，为14.00%，萌发历时9d，萌发时滞为10d。表明光照能促进云南龙胆种子萌发，这与程云清等的研究结果吻合[13]。因而云南龙胆种子在播种时必须浅播，不用覆盖泥土。

不同试剂室温浸种，自然光照培养，硝酸钾处理的根较长，赤霉素处理的根较短，两者根长均大于对照。因此室外播种，为了促进云南龙胆根较快伸长，可以采用硝酸钾处理种子。

综上所述，试剂处理可以提高种子萌发率，室温浸种与0℃和4℃浸种结果相差不大。萌发率最高的为300mg/L赤霉素处理，萌发率达82%。云南龙胆种子储存时间不宜超过8个月，且宜低温储藏。

参考文献

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[2]何铸.四川省龙胆科药用植物资源（续） [J].西南农业大学学报，1989，11（2）：202-213.

[3]孙爱群，林长松，左经会，等.贵州龙胆属资源调查调查及利用[J].贵州农业科学，2014，42（10）：23-27.

[4]孙爱群，左经会，林长松，等.六盘水市龙胆科植物资源及药用价值研究[J].北方园艺，2012（02）：178-181.

[5]孙爱群，林长松，杨友联，等.5种龙胆属植物种子生物学特性比较[J].种子，2016（35）：37-40.

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[9]赵敏.龙胆种子萌发与水溶性内源抑制物质[J].植物生理学通讯，2004，40（6）：677-679.