食用蒲公英种子萌发对PEG-6000模拟干旱胁迫的响应

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(内蒙古农业大学， 呼和浩特 010019)

食用蒲公英种子萌发对PEG-6000模拟干旱胁迫的响应

赵淑文，贺晓，胡云，黄修梅，李明

(内蒙古农业大学， 呼和浩特 010019)

采用浓度分别为0%、5%、10%、15%、20%和25%的PEG-6000溶液模拟干旱条件，测定蒲公英种子在不同干旱胁迫条件下的日相对萌发率、发芽势、发芽指数、活力指数及上下胚轴长度等指标，研究了蒲公英种子萌发及幼苗生长对PEG-6000模拟干旱胁迫的响应，探讨了经20%、25% PEG-6000浸种预处理后种子的萌发恢复能力。结果表明：5%PEG-6000胁迫下提前了萌发高峰、提高了发芽率，促进了种子的萌发；10%PEG-6000胁迫显著降低了种子发芽势，但未对其发芽率产生显著影响；高度水分胁迫(15% PEG-6000浓度)显著抑制了蒲公英种子的萌发，并延长其萌发时间，但是，其种子萌发率仍是对照的73.35%，说明蒲公英具有很强的抗旱性。当重度胁迫时(20%、25%PEG-6000浓度)蒲公英种子未见萌发，解除胁迫后遇充足水分，蒲公英种子即立刻快速整齐的萌发，表现为蒲公英种子对较强干旱环境的适应性，也是野生植物的生存策略之一。

蒲公英; PEG-6000胁迫; 种子萌发; 恢复萌发; 幼苗生长

germination recovery； seedling growth

我国干旱、半干旱区分布在华北、西北以及青藏高原上的绝大部分地区，约占我国国土总面积的1/2[1]，我国西部有83%处于半干旱、干旱区[2]。这些地区的降水稀少且变化率大，特殊的地理位置导致地表蒸发量大，严重制约了农业发展[3-4]。被子植物种子凭借其特殊的萌发机制，确保其在特殊环境中的萌发与植物的繁衍，在干旱地区，植物能否正常生长取决于种子萌发和幼苗生长这2个最脆弱的阶段[5]。

蒲公英(TaraxacummongolicumHand.-Mazz.)为菊科蒲公英属多年生草本植物[6]，分布广泛。具有药用、菜用、饲用、保健和水土保持等多种功能。蒲公英富含多种维生素及人体必需的多种矿质元素，全身均可食用，尤以嫩叶、花序口感最佳；还含有多种营养成分：蒲公英醇、蒲公英素、胆碱、有机酸、菊糖，对多种疾病有治疗作用，根、叶及种子均可入药，整个生育期均可利用，但是，长期的过量挖掘采食已导致蒲公英生境出现片断化破碎，亟待通过人工栽培解决对其需求。目前对蒲公英植物的研究主要有化学成分和药理作用[7]、染色体数目和核型分析[8]、花粉活力[9]、叶绿体超微结构及光合特性[10]等方面，而关于种子萌发抗旱特性未见系统报道。本试验通过研究蒲公英种子对干旱条件的响应及萌发表现，探讨蒲公英种子的耐寒程度，为开发保健蔬菜、促进野生药菜两用植物种子的抗逆性研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

本试验以2015年8月采自于内蒙古包头市土右旗的蒲公英种子为试验材料,于2015年12月进行试验。

1.2 方 法

纸间发芽法。参照《农作物种子检验规程》(GB/T 3543.4-1995)，蒲公英种子用2%的NaClO消毒8～10 min，4次重复，每次重复100粒，开始统计日萌发率时期为胚根长度大于2 mm时，在萌发高峰时统计发芽势，连续2 d不再萌发时统计发芽率。试验在RTOP-800 B型人工气候培养箱中进行。

试验分别设0%(ck)、5%、10%、15%、20%和25%等6个PEG-6000浓度处理，培养箱温度设为25 ℃，光照时间为12 h/d。称重法补充蒸馏水。

试验数据用Microsoft Excel 2003整理，用SPSS 19.0软件进行方差分析。所得结果均为6次平均值±标准差。

2 结果与分析

2.1 不同浓度PEG-6000处理对蒲公英种子萌发进程的影响

由图1可见，不同浓度的PEG-6000对蒲公英种子的萌发高峰有明显影响。对照处理的萌发时间为8 d，蒲公英种子在第6天达到日萌发高峰，相对萌发率为28.00%。5% PEG-6000处理中蒲公英种子第2天开始萌发，第4天达到日萌发高峰，当日相对萌发率为29.00%，萌发时间为10 d，与对照相比，明显促进了种子萌发，延长萌发时间2 d，促使萌发高峰提前2 d；10% PEG-6000处理中，蒲公英种子第2天开始萌发，第6天达到日萌发高峰，当日相对萌发率为21.00%，之后缓慢下降，萌发时间为14 d，与对照相比，萌发高峰发生时间与对照相同但延长了萌发时间6 d，且降低了萌发高峰期的日相对萌发率；15% PEG-6000处理中，蒲公英种子第2天开始萌发，第9天达到萌发高峰，当日相对萌发率为10.80%，萌发时间为15 d，与对照相比，推迟了萌发高峰期3 d，延长萌发时间9 d，降低了萌发高峰期的日相对萌发率。同时观察第16天时，20%、25% PEG-6000处理种子未萌发。

图1 蒲公英种子在不同PEG-6000浓度下的日相对萌发率

2.2 不同浓度PEG-6000处理对蒲公英种子发芽势和发芽率的影响

由图2可见，不同浓度PEG-6000处理显著影响了蒲公英种子萌发的发芽势与发芽率。在发芽势方面，5% PEG-6000处理与对照无显著差异，10%和15% PEG-6000处理与对照差异极显著，发芽势分别下降了20.32%和52.60%。在发芽率方面，5% PEG-6000和10% PEG-6000处理与对照无显著差异，15% PEG-6000处理低于对照且差异极显著，与对照相比，发芽率下降了26.65%。观察到第16天时，20%、25% PEG-6000浓度处理蒲公英种子的发芽率为0。

2.3 不同浓度PEG-6000处理对蒲公英种子发芽指数和活力指数的影响

如图3所示，5%PEG-6000处理可以提高蒲公英种子的发芽指数，与对照相比，发芽指数提高了4.29%；10%、15%PEG-6000处理对蒲公英种子的发芽指数有抑制作用，与对照相比，分别降低了12.01%和55.67%，表明轻度干旱可以提高蒲公英种子的发芽指数，随着干旱胁迫的加强，发芽指数逐渐降低。各处理对蒲公英种子的活力指数都有抑制作用，与对照相比，5%、10%和15%PEG-6000处理的活力指数分别降低了4.36%、50.24%和88.68%，表明蒲公英种子的活力指数随着干旱胁迫的加剧而降低。

注：不同小写字母代表各指标差异显著(plt;0.05)。图2 蒲公英种子在不同PEG-6000浓度下的发芽势与发芽率

图3 蒲公英种子在不同PEG-6000浓度下的发芽指数与活力指数

2.4 不同浓度PEG-6000处理对蒲公英幼苗生长的影响

如图4所示，不同浓度PEG-6000处理对蒲公英上胚轴的生长有明显的抑制作用，随着PEG-6000浓度的加大，抑制作用逐渐增强。5%、10%和15%PEG-6000处理上胚轴长度分别达到ck的91.56%、53.68%和22.73%，表现出蒲公英幼苗生长对轻度和中度干旱胁迫具有一定的抗性。不同浓度PEG-6000处理对蒲公英种子萌发后下胚轴的生长没有形成明显影响，10%PEG-6000处理的下胚轴长度略高于对照。

2.5 20%、25% PEG-6000处理后蒲公英种子恢复萌发

20% PEG-6000和25% PEG-6000处理16 d后蒲公英种子不萌发。将20% PEG-6000和25% PEG-6000处理的蒲公英种子用蒸馏水冲洗、浸泡后恢复萌发。结果表明，胁迫解除后第1天，20%、25% PEG-6000处理均能萌发，且20% PEG-6000第1天就达到其最高日相对萌发率(为25%)，之后逐渐下降，解除胁迫后第7天，日相对萌发率再次出现高峰，为10.75%，胁迫解除后第8天，发芽结束，其最终萌发率为74.0%。25% PEG-6000处理在胁迫解除后第2天日相对萌发率达到最大值(为30.5%)，之后缓慢下降，其最终恢复萌发率为66.5%。浸种相同时间条件下，20%、25% PEG-6000浓度对蒲公英种子伤害均较小，其恢复性均较强，分别能达到其对照发芽率的78.10%、70.18%；与20%PEG-6000浓度相比，25% PEG-6000浓度对蒲公英种子伤害略大。解除胁迫后在适宜条件下蒲公英种子表现出整齐的萌发趋势，表明蒲公英种子对干旱环境具有较强的抗逆性，可以很好地度过干旱。

图4 蒲公英种子在不同PEG-6000浓度下的上下胚轴长度

图5 20%PEG-6000、25%PEG-6000处理复萌后蒲公英种子日相对萌发率

3 讨 论

杨旭东等研究认为，低浓度的PEG-6000处理对向日葵自交系种子的萌发有明显的促进作用[11]；高雪芹研究认为，低浓度的PEG-6000对沙芦草的相对幼根长具有一定的促进作用[12]。本试验结果表明，在5%和10% PEG-6000胁迫处理下，蒲公英种子的发芽率分别为对照的100.26%和100.24%，表明轻度和中度胁迫促进了蒲公英种子萌发，这与陈宝悦等[13]对芹菜种子的研究结果一致，其研究认为，PEG-6000引发处理可以显著提高芹菜种子的发芽指数和活力指数，使得芹菜种子的发芽更加快速并且更加整齐，提高了种子的活力。5%PEG-6000胁迫处理种子发芽势为对照的96.51%，表明轻度胁迫没有对蒲公英种子的发芽势产生影响。15% PEG-6000胁迫处理后，蒲公英种子的萌发率虽显著降低，但仍为对照的73.35%，这说明蒲公英种子萌发具有很强的抗旱能力。

PEG-6000浓度达到20%、25%时，蒲公英种子不能正常萌发，发芽率为0，但当胁迫解除后当天内可以立即萌发，20%PEG-6000处理的在第1天即可达到萌发高峰，25%PEG-6000处理的第2天达到萌发高峰，萌发快速而整齐，可见蒲公英种子在干旱区具有明显的竞争优势。

[1]吕鸿钧,俞风娟,赵玮,等.宁夏压砂西瓜甜瓜产业可持续发展的思考与对策[J].中国瓜菜,2009(3):61-63.

[2]余优森.我国西部的干旱气候与农业对策[J].干旱地区农业研究,1992,10(1):1-8.

[3]王汉杰.我国干旱半干旱地区的退耕还林还草与高效生态农牧业建设[J].林业科技开发,2001,15(1):7-9.

[4]黄修梅,郝丽珍,袁春爱.蒙古高原野韭种子萌发对PEG模拟干旱胁迫的响应[J].种子,2014,33(11):14-17.

[5]张勇,薛林贵,高天鹏,等.荒漠植物种子萌发研究进展[J].中国沙漠,2005,25(1):106-112.

[6]刘丽娟,徐鸿雁,王宏伟.蒲公英有效成分抑菌试验研究[J].北方园艺,2013(1):181.

[7]王鹏,郭丽.响应面法优选蒲公英中绿原酸的提取工艺研究[J].北方园艺,2010(23):44-46.

[8]宁伟,吴杰,赵婷,等.东北地区7种蒲公英核型研究[J].中国中药杂质,2012,37(6):771-776.

[9]张晓嘉,宁伟,马铭,等.3种生殖方式蒲公英花粉活力和柱头形态及可授性对比[J].西北植物学报,2014,34(8):1 565-1 569.

[10]宁伟,吴杰,赵婷,等.东北地区5种蒲公英叶绿体超微结构及光合特性研究[J].中国中药杂质,2012,37(10):1 372-1 377.

[11]杨旭东,聂慧,侯建华,等.PEG模拟干旱胁迫对向日葵种子萌发的影响[J].种子,2016,35(5):71-75.

[12]高雪芹,伏兵哲,穆怀彬,等.PEG-6000干旱胁迫对沙芦草种子萌发特性的影响及其抗旱性评价[J].种子,2013,32(8):11-16.

[13]陈宝悦,陈子敬,王倩,等.聚乙二醇6000引发对芹菜种子萌发及幼苗生长的影响[J].北方园艺,2016(6):10-13.

Seed Germination of EdibleTaraxacummongolicumHand.-Mazz.UnderDrought Stress Simulated by PEG

ZHAOShuwen,HEXiao，HUYun,HUANGXiumei，LIMing

(Inner Mongolia Agricultural University,Hohhot 010019,China)

0%,5%,10%,15%,20% and 25% PEG-6000 solutions were used to simulate drought stress conditions for the germination ofTaraxacummongolicumHand.-Mazz..Daily relative germination rate,germination percentage,germination potential,germination index and vigor index under each water stress were recorded.The effects of drought stress through PEG treatment on seed germination,and the recovery germination ability by 20%,25% PEG solutions soaking pretreatment were studied in a series of laboratory tests.The results showed that the mild water stress(5% PEG concentration)compared with the control group made the germination peak ahead,improved the seed germination rate,significantly promoted the seed germination.The moderate water stress(10% PEG concentration)significantly reduced the germination potential,but had no significant effects on the germination percentage.The height water stress (15% PEG concentration)significantly inhibited the seed germination,prolonged the seed germination time,but the germination percentage was 73.35% of the control.so,T.mongolicumHand.-Mazz.had strong drought resistance.When the PEG concentration was 20% or 25%,the seeds of A.Ramosum could not germinate.When seeds had enough moisture after stress relief,they could germinate immediately,quickly and orderly.This is a kind ofT.mongolicumHand.-Mazz.seeds have strong drought adaptation in adverse circumstances,is also one of the survival strategies of wild plants.

TaraxacummongolicumHand.-Mazz.； PEG-6000 stress; seed germination;

2016-10-15

科技部国家科技基础条件平台项目(2005 DKA 21403-JK)；内蒙古农业大学基金项目。

赵淑文(1981—)，男，实验师，硕士研究生，主要从事野生蔬菜种质资源与种质创新研究；E-mail:Zhaoshuwen1226@163.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.03.012

S 647; Q 945

A

1001-4705(2017)03-0012-04