不同处理方法对樟叶越桔种子萌发的影响
2017-08-09任国香欧阳路平张小刚何新杰
任国香,唐 彪,欧阳路平,周 健,张小刚,何新杰
(深圳市铁汉生态环境股份有限公司,广东 深圳 518040)
不同处理方法对樟叶越桔种子萌发的影响
任国香,唐 彪*,欧阳路平,周 健,张小刚,何新杰
(深圳市铁汉生态环境股份有限公司,广东 深圳 518040)
为了提高樟叶越桔种子的萌发率,以在六盘水采集的樟叶越桔种子为材料,对其进行种子萌发试验,研究了不同水浴温度浸种(常温、40℃和60℃)、不同浓度赤霉素(GA3)溶液浸种(200、1000、1500 mg/L)、不同浓度硼酸溶液浸种(0.2%和0.5%)和不同培养温度(15、20、25、30、35℃)等处理对樟叶越桔种子萌发的影响。结果表明:常温水浴浸种与40℃水浴浸种条件下种子萌发率差异不显著,60℃水浴温度过高,浸种后的种子丧失生命活力;GA3浸种处理能显著促进种子萌发,缩短发芽时间,且萌发率随浓度增加而增加,最大萌发率达68.67%,而硼酸浸种无明显作用;不同培养温度条件下的萌发率差异显著,在15~30℃条件下,种子都能发芽,但萌发适宜温度为15~25℃,最适温度为20℃,最大萌发率达65.33%。
樟叶越桔;萌发;GA3;硼酸;温度
樟叶越桔(VacciniumdunalianumWight)为杜鹃花科(Ericaceae)越桔属(Vaccinium)常绿灌木[1],生长于山坡灌丛、阔叶林下或石灰山灌丛,稀附生常绿阔叶林中树上,主产于云南、贵州、四川、西藏等地,锡金、不丹、印度(东北部)、缅甸(东北部)至越南亦有分布[2],在贵州省境内主要分布于黔东南(榕江、从江、施秉)、黔西南(安龙)、六盘水(盘县、钟山)[3-5]等地。樟叶越桔高1~4 m,偶成乔木,叶革质,顶端尾状渐尖,花序腋生,长3~6 cm,花冠淡绿带紫红色或淡红色,宽钟状,浆果球形,直径4~12 cm,紫黑色。
樟叶越桔的顶芽或嫩叶经过一系列的工艺可制成在滇中地区广泛饮用的具有祛风除湿、舒筋活络等功效的雀嘴茶[6],研究证明其阴干果实亦具有较高的营养价值和保健价值[7]。樟叶越桔还是一种富含咖啡酰熊果苷类物质的特殊资源植物[8],并已成功从中分离出糖基转移酶基因家族中的VdUGT1基因全长cDNA序列,证明糖基转移酶VdUGT1属于UGTs家族的一个新成员,而天然熊果苷是植物体内的对苯二酚和 UDP葡萄糖在UGTs成员之一熊果苷合成酶的催化下生物合成而来[9],因此,樟叶越桔有望作为熊果苷天然替代品资源加以应用,具有重要的开发价值[10]。在我国,樟叶越桔主要分布于西南地区,其主干直立、枝繁叶茂,嫩叶紫红色、老叶浓绿、花序精巧美观、土壤适应性强,且根据其野外生境,在损害生态系统恢复中适于岩石边坡绿化,在城市绿化中适于道路两旁或中央绿化带种植,在庭院中适于草坪丛植或配置于山石[11],作为观赏植物,樟叶越桔同样具有广阔的应用前景。
目前,樟叶越桔仍为野生生长状态,罗旭璐等[10]以野生樟叶越桔幼嫩带芽茎段为外植体,通过对初代启动培养、增殖及生根培养方案的筛选,建立了樟叶越桔的组织培养和快速繁殖体系。迄今为止,有关樟叶越桔种子萌发的研究尚未见报道。为此,本研究以野生樟叶越桔种子为实验材料,通过研究不同水温浸种、不同浓度硼酸溶液浸种、不同浓度赤霉素(GA3)浸种以及不同萌发温度等探究对樟叶越桔种子萌发的影响,从而找出最优的种子萌发条件,以期为樟叶越桔的物种资源保护以及进一步的综合开发利用乡土资源植物提供基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
用于试验的樟叶越桔种子于2015年12月采自贵州省六盘水市钟山区。采回后将果实置于阴凉通风处晾干,放入种子柜贮藏备用。樟叶越桔果实为紫黑色球形浆果,直径6~8 mm。每颗种子3~10粒,种子褐色近圆形,种子千粒重为(0.30±0.01)g。实验前将种子从果实中分离、清洗并晾干后备用。
1.2 试验方法
试验于2016年5~6月和8~9月分两批进行。
1.2.1 不同浸种处理对樟叶越桔种子萌发的影响 试验共设置3个浸种处理:(1)不同水温浸种:常温、40℃和60℃蒸馏水浸种24 h;(2)不同浓度硼酸溶液浸种:0、0.2%和0.5%硼酸溶液常温下浸种24 h;(3)不同浓度赤霉素(GA3)溶液浸种:0 mg/L、200 mg/L、1000 mg/L和1500 mg/L GA3溶液常温下浸种24 h。
每个处理挑选籽粒饱满的樟叶越桔种子50粒,3次重复,用小烧杯进行24 h浸种处理,之后用蒸馏水冲洗干净,于0.5%的高锰酸钾溶液中消毒2.5 h,之后用蒸馏水反复冲洗干净。采用培养皿滤纸法于RXZ-436B-LED人工气候箱中进行萌发实验,并将试验温度设为(25±1)℃,光照强度8000 lx,每天光照12 h。每24 h观察并记录种子的萌发情况,以胚根突破种皮0.5 mm作为种子发芽的标准,以每个重复发芽末期连续3天内平均发芽数不超过1%作为试验结束。同时根据需要适量滴加蒸馏水,保持滤纸湿润。
1.2.2 不同培养温度对樟叶越桔种子萌发的影响 实验共设置15、20、25、30、35℃5个温度梯度,每个梯度下每组50粒种子,3次重复。实验种子用常温蒸馏水浸种24 h,于0.5%的高锰酸钾溶液中消毒2.5 h,之后用蒸馏水反复冲洗干净。采用培养皿滤纸法在光照强度8000 lx,每天光照12 h的人工气候箱中进行萌发实验。之后每天记录种子发芽情况,在此期间,注意补充水分,保持滤纸湿润。
1.3 数据统计
数据用Excel 2003处理,采用Origin软件对数据进行制图分析比较,采用spss软件对数据进行显著性分析。测定指标如下:
(1)萌发率=n/N×100%
其中,n为萌发的种子粒数,N为供试种子;
(2)发芽势=发芽高峰期正常发芽的种子粒数/供检种子总数×100%[12]
(3)发芽指数=(G1/1+G2/2+…Gx/x)[13]
其中,G为每一次测定的发芽数,x为连续测定对应的天数;
(4)平均发芽时间=Σ(Dt×Gt)/ΣGt[14]
其中,Dt为测定发芽的天数,Gt为Dt当天的发芽数。
2 结果与分析
2.1 不同水浴温度浸种对樟叶越桔种子萌发的影响
图1表明,不同水浴温度浸种的樟叶越桔种子均在处理23 d后萌发率不再变化,常温水浴浸种的种子在播种后的第8 d开始发芽,40℃水浴浸种的种子在播种后的第10 d开始发芽,两者的日萌发率都在种子发芽后的第6 d达到最高,常温水浴浸种种子的最终萌发率为46.67%,40℃水浴浸种种子的最终萌发率较高,为51.33%,说明40℃水浴浸种对樟叶越桔种子萌发有促进作用。而60℃水浴浸种后,种子萌发率为0,推测是由于水浴温度过高,导致种子丧失活力。
图1 不同水浴温度浸种对樟叶越桔种子萌发率的影响
2.2 不同浓度GA3溶液浸种对樟叶越桔种子萌发的影响
图2表明,不同浓度GA3溶液浸种的樟叶越桔种子均在处理23 d后萌发率不再变化,对照处理种子在播种后第11天开始发芽,不同浓度GA3溶液浸种的种子发芽时间较早,开始于播种后第8天,且日萌发率都在种子发芽后的第3~5天内达到最高,为5.33%~6.67%。在不同浓度的GA3溶液处理条件下,以1500 mg/L GA3溶液浸种的萌发率最高,达68.67%,1000 mg/L GA3溶液处理的萌发率次之,为53.33%,而对照和200 mg/L GA3溶液处理的种子萌发率分别为50.67%和44.67%。由此可见,GA3处理可使发芽时间提前,且随着浸种溶液中GA3浓度的增加,种子的最终萌发率也显著增加,说明GA3有助于促进樟叶越桔种子的萌发。
图2 不同浓度GA3溶液浸种对樟叶越桔种子萌发率的影响
2.3 不同浓度硼酸溶液浸种对樟叶越桔种子萌发的影响
不同浓度硼酸溶液浸种对樟叶越桔种子萌发的影响如图3所示,各处理的萌发率均在处理23天后不再变化,通过硼酸浸种种子萌发时间较晚,在播种后的第10~11 d才开始发芽,三者的日萌发率都在种子发芽后的第6 d达到最高,对照处理的最终萌发率为50.67%,硼酸溶液处理的最终萌发率略高于对照,分别为51.33%、53.67%,说明硼酸溶液浸种对于樟叶越桔种子的萌发促进作用不明显。
图3 不同浓度硼酸溶液浸种对樟叶越桔种子萌发率的影响
2.4 不同培养温度对樟叶越桔种子萌发的影响
由图4可知,不同培养温度培养的樟叶越桔种子均在处理23 d后萌发率不再变化,20℃和25℃条件下种子在播种后的第8天开始发芽,两者日萌发率都在种子发芽后的第6 d达到最高,30℃条件下种子在播种后的第10 d开始发芽,其日萌发率在种子发芽后的第7 d达到最高,而15℃条件下种子萌发较迟,始于播种后的第16 d,其日萌发率在种子发芽后的第5 d达到最高。从萌发率来看,20℃条件下种子萌发率高于其他处理,为65.33%,15℃和25℃条件下萌发率分别为42.67%和49.33%,30℃条件下种子萌发率较低,仅为32.67%,35℃条件下种子丧失生活力,萌发率为0。说明樟叶越桔种子培养温度不宜超过30℃,且20℃是樟叶越桔种子萌发的最适温度。
图4 不同培养温度对樟叶越桔种子萌发率的影响
2.5 不同处理对樟叶越桔种子的萌发率、发芽势、发芽指数以及平均发芽时间的影响
在不同处理条件下,种子的萌发率、发芽势、发芽指数以及平均发芽时间情况见表1。从萌发率来看,在不同温度浸种下,樟叶越桔种子在60℃浸种处理条件下萌发率为0,40℃浸种的萌发率为51.33%,与对照无显著差异,说明此条件对提高樟叶越桔种子萌发率无显著影响。赤霉素浸种处理中,在GA3(1500 mg/L)浸种条件下萌发率达到最高,达68.67%,显著高于对照;而GA3(1000 mg/L)浸种条件下萌发率为53.33%,与对照无显著差异,说明一定浓度的GA3浸种对樟叶越桔种子萌发有促进作用。不同浓度硼酸浸种处理的种子萌发率均与对照无显著差异,说明硼酸处理不能提高樟叶越桔种子萌发率。在不同培养温度条件下,20℃培养温度樟叶越桔种子萌发率高达65.33%,15℃和25℃条件下萌发率分别为42.67%和49.33%,与对照无显著差异;35℃条件下种子发芽率为0。由此可见,用1500 mg/L GA3浸种和20℃培养条件对提高樟叶越桔种子萌发率有显著作用,低浓度的GA3(200 mg/L)浸种以及高培养温度(30℃)对种子萌发有显著抑制作用,过高的水浴温度(60℃)以及培养温度(35℃)则会使种子丧失生活力。
从发芽势来看,除60℃水浴以及35℃培养温度致种子丧失活力外,其余不同处理对提高樟叶越桔种子发芽势无显著差异。由表1可知,樟叶越桔种子在GA3浓度处理条件下平均发芽时间最低,发芽指数最大,其中以1000~1500 mg/L浓度GA3处理条件效果最好;而未经过药剂浸种处理,直接放置于不同温度培养条件下的种子平均发芽时间最大,发芽指数较小。可见,1000~1500 mg/L 浓度GA3浸种有利于提高杂交种子的萌发能力,缩短发芽时间。
表1 不同处理对樟叶越桔种子萌发的影响
注:表中发芽势为种子萌发高峰期(即处理13~16 d)的萌发率,即总萌发率、发芽指灵敏和平均发芽时间均为处理23 d后的统计数据;不同小写字母表示在0.05水平上差异显著。
3 讨论与结论
浸种具有改变种皮的透水性,加速种子吸水,促进种子萌发的作用[15]。温水和激素处理是种子促萌常用的有效方法,能够改善种皮透水透气性,增强种子的抗氧化酶活性,诱导产生水解酶,催化种子内贮藏物质的分解,从而促进种子萌发[16]。蔡静如等[17]的研究表明40℃浸种和GA3浸种处理均能显著提高杜鹃花杂交种子的萌发率和发芽势,而硼酸浸种无明显作用。申瑞雪等[18]认为GA3溶液对打破乌饭树(V.bracteatum)和短尾越橘(V.carlesii)种子休眠、提高萌发率、缩短发芽时间有显著的效果,处理后的乌饭树和短尾越橘种子对温度有很高的敏感度,25℃是最佳发芽温度,温度升高萌发率则降低。杨洪涛等[19]研究了不同处理温度以及GA3不同处理时间及浓度对云南越桔(V.duclouxii)种子萌发的影响,发现在不同温度条件下的萌芽率差异极显著,萌发适宜温度为15~30℃,最适温度为25℃;GA3不同处理浓度间的萌发率差异极显著,不同处理时间的萌芽率差异不显著,随着浓度升高,萌发率降低,浓度为100 μl/L时,随着处理时间加长,萌发率随之升高,浓度为1000 μL/L时,随着处理时间加长,萌发率降低。丁亦男等[20]的研究表明,GA3在50 mg/L条件下,蓝莓(V.corymbosum)种子的萌发率和发芽势最高。肖伟鸣等[21]认为,800 mg/L GA3浸种处理24 h对促进乌饭树(V.bracteatum)种子发芽的效果最显著。
本试验采用不同温度水浴、不同浓度GA3溶液、不同浓度硼酸溶液浸种和不同培养温度等对樟叶越桔种子进行萌发处理,结果表明60℃浸种会导致种子死亡,丧失生活力,40℃浸种能够提高种子的萌发率,但与常温浸种没有显著差异,说明樟叶越桔种子浸种温度不适宜超过40℃,当室温较高时,可直接采用室温浸种;不同浓度GA3溶液浸种对樟叶越桔种子萌发有显著影响,用1500 mg/L GA3溶液浸种的樟叶越桔种子萌发率显著高于其余处理,且在200~1500 mg/L范围内,随着GA3浓度的增加,种子的最终萌发率也显著增加,说明赤霉素有助于促进樟叶越桔种子的萌发;而0.2%和0.5%硼酸溶液浸种对种子萌发并无明显的促进作用;不同培养温度对樟叶越桔种子萌发影响较大,培养温度为20℃时,樟叶越桔种子的萌发率达到最高,显著高于其余处理,推测温度可能是影响樟叶越桔资源分布的重要生态因子,从试验结果看,说明樟叶越桔具有一定的抗寒性,种子萌发的适宜温度在15~25℃之间。由于本研究的不同浸种试验都是在25℃下开展的,而试验表明樟叶越桔种子萌发的最适温度为20℃,据此我们推测在GA3浓度1500 mg/L、培养温度20℃条件下,樟叶越桔种子的萌发率可能还会提高,这一点有待进一步的研究。
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Effect of Different Treatments on the Seed Germination ofVacciniumDunalianum
RENGuo-xiang,TANGBiao*,OU-YANGLu-ping,ZHOUJian,ZHANGXiao-gang,HEXin-jie
(ShenzhenTechandEcology&EnvironmentCO.,LTD.,Shenzhen,Guangdong518040,China)
Seeds ofVacciniumdunalianumcollected from Liupanshui, Guizhou province were chosen as the germination test materials. Seeds were treated in different soaks such as different temperature (room temperature, 40 ℃ and 60 ℃), different concentrations of GA3(200, 1000 and 1500 mg/L), different concentrations of H3BO3(0.2% and 0.5%) and different constant culture temperatures (15、20、25、30、35℃). The results showed that germination percentage was not significant different in the room temperature and 40 ℃ water bath soaking conditions. However, the temperature of the water bath at 60 ℃ was too high, and the seed after soaking had lost its vitality. The seeds treated with GA3had significantly higher final germination percentage and shortened germination time; and their germination percentage increased along with the increase of concentrations, reaching a maximum of 68.67%. H3BO3treatments did not have effect on seed germination. The difference of germination percentage at different culture temperatures was significant. Seeds ofV.dunalianumcould germinate in a wide range of temperature from 15℃ to 30℃. The suitable temperatures for their germination were 15℃ to 25℃, and the optimum temperature was 20℃ with the maximum germination percentage of 65.33%.
Vacciniumdunalianum; Germination; GA3; H3BO3; temperature
2017-03-05;
2017-04-12
广东省生态修复技术工程实验室(粤发改高技术[2015]162号);深圳立体绿人轻型基质研究工程实验室(深发改[2016]1023号)。
Q958.1;S443.3(273)
A
1008-0457(2017)04-0049-06 国际
10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2017.04.009
*通讯作者:唐彪(1987-),男,硕士,主要研究方向:抗逆植物选育;E-mail:tangbiao@sztechand.com.cn。