钝叶酸模种子萌发研究

翁贵英， 谢 斐， 李艳梅

（1.六盘水师范学院生命科学系， 贵州 六盘水553004； 2.六盘水市生物研究所， 贵州 六盘水553004）

矿区废弃地是一个极端的生态环境，土壤贫瘠，干旱，植物一般难以生存。只有对重金属具有耐性的植物种类容易成为矿区废弃地的先锋植物种，对土壤的污染治理和生态的修复具有重要意义。钝叶酸模（Rumex obtusifolius L.）别名血三七、化血莲［1］，是铅、锌耐性植物，可做铅、锌污染的修复植物［2］。目前对酸模属种子萌发研究主要有齿果酸模（R.dentatus L.）［3］、戟 叶 酸 模 （R.hastatusD.Don）［4］、长 刺 酸 模（R.trisetiferStokes）［5］、杂交酸模（R.patientia x R.tianschanicus cv.Rumex）［6］、酸模 （R.acetosa L.）［7］、水生酸模（R.aquaticus.L.）尼泊尔酸模（R.nepalensis Spreng.var.nepalensis）皱叶酸模（R.crispus L.）［8－9］巴天酸模（R.patientia L.）［10－11］、羊蹄（R.japonicus Houtt）［12］等的研究。对钝叶酸模种子萌发的研究鲜见报道。为了探讨钝叶酸模对重金属污染进行生态修复的可行性，本试验通过寻找钝叶酸模种子萌发的适宜条件，研究在不同重金属浓度条件对钝叶酸模种子的萌发影响，旨在为钝叶酸模进一步开发利用和种植提供参考。

1 材料和方法

1.1 材 料

钝叶酸模种子于2014年8月采自贵州省六盘水市钟山区六盘水师范学院校园内。采回后及时晾干，室温储藏备用。

1.2 仪器和试剂

SANYO三洋高压蒸汽灭菌器（日本 MLS－3750）；101A－1型数显电热鼓风干燥箱（上海浦东荣丰科学仪器有限公司）；DHP－9270B智能型电热恒温培养箱（上海琅玕实验设备有限公司）；艾柯超纯水机（成都唐氏康宁科技发展有限公司）；游标卡尺（贵州省安顺市科教仪器厂）；电子天平（北京赛多利斯仪器系统有限公司）；ZnSO4·7H2O、CuSO4·5H2O、Pb（NO3）2均为分析纯。

1.3 方 法

1.3.1 千粒重的测定

随机选取健康饱满的种子，每1 000粒为1组，用四分法分成4份，随机从每份中选取250粒种子，重复3次，然后用电子天平分别称重后，计算其平均值［14］。

1.3.2 不同培养温度处理

种子发芽选择种子均在25℃下浸种24h。选取直径为9cm的培养皿，内用1层纱布和1层滤纸为发芽床，分别在室温，20，25，30℃温度下培养。每皿30粒种子，每个培养温度设置3个重复。

1.3.3 不同浸种时间的处理

方法同上，在25℃恒温培养箱中分别浸种3，6，12，24h，浸种结束后，用上述选取的最佳培养温度在恒温培养箱中进行培养。

1.3.4 不同浸种温度的处理

方法同上，分别在室温，20，25，30℃条件下用上述最佳浸种时间和温度在恒温培养箱中进行培养。

1.3.5 不同浓度的Pb2＋、Zn2＋、Cu2＋重金属溶液处理

在上述筛选的种子最适发芽条件下，选饱满均匀一致、无病虫害的钝叶酸模种子去离子水冲洗后，每皿加入10mL相应处理液见表1，在恒温培养箱内培养，以去离子水处理作为对照（ck），每个处理3次重复。试验期间保持滤纸的湿润和清洁，每隔2d加1次处理液（每皿等量）。

表1 重金属浓度

1.3.6 数据的处理

发芽试验每皿30粒种子，设3次重复。以胚根突破种皮作为萌发标志。每24h观察记录种子发芽情况，连续4d种子的发芽数无增长视为发芽结束，并统计发芽率，计算发芽指数，于第6天统计发芽势。发芽结束后，随机选取15株发芽的植株，用游标卡尺进行胚根长度的测量。采用Microsoft Excel软件作图，采用SPSS 19.0软件对试验数据进行统计分析。

发芽率（%）＝发芽种子数／供试种子总数×100%；

发芽势（%）＝发芽高峰期发芽的种子数／供试种子总数×100%；

发芽指数＝∑（Gt／Dt），式中：Gt为第t日发芽数，Dt为相应的发芽日数［15］。

2 结果与分析

2.1 千粒重的测定结果

钝叶酸模种子用电子天平3次重复测定的千粒重分别为2.731，2.878，2.970g，将3组数据平均得到钝叶酸模的千粒重为2.860g。

2.2 培养温度对钝叶酸模种子萌发的影响

培养温度对钝叶酸模种子发芽率和发芽势的影响，见图1（A和B）。钝叶酸模种子在30℃条件下发芽率最高，为89.90%，在室温条件下培养，发芽率为11%～85.33%，20℃时发芽率为8%～15.43%，25℃条件下发芽率为8.8%～82%，30℃条件下发芽率为6.7%～89.90%。室温和20℃条件下培养第3天开始发芽，25℃和30℃条件下培养第2天开始发芽，30℃高温可促进钝叶酸模种子提前萌发。

4个培养温度下结果见表2。20℃时发芽率、发芽势最低，分别为15.43%和14.20%，30℃条件下发芽率和发芽势最高，分别为89.90%和89.90%，胚根长25℃时最长，为2.69cm，发芽指数25℃时最高，为27.08，胚根长在20℃时最短，为2.10cm，其发芽率、发芽势、发芽指数和胚根长与其余3个温度均有显著差异。

图1 培养温度对发芽率（A）和发芽势（B）的影响

表2 培养温度对钝叶酸模发芽率、发芽势、发芽指数和根长的影响

2.3 浸种时间对钝叶酸模种子萌发的影响

浸种时间对钝叶酸模种子发芽率和发芽势的影响，见图2（C和 D）。浸种3h发芽率为6.6%～84.46%，浸种6h发芽率为1%～88.8%，浸种12h发芽率为6%～85.56%，浸种24h发芽率为35.6%～92%，浸种3h处理种子从第3天开始发芽，浸种6，12h和24h处理第2天开始发芽，表明浸种时间短可以延迟种子萌发。

图2 浸种时间对发芽率（C）和发芽势（D）的影响

表3 浸种时间对发芽率、发芽势、发芽指数和根长的影响

4个浸种时间处理结果见表3，浸种24h处理的发芽率、发芽势、发芽指数和根长最大，分别为92%、92%、32.78和3.55cm。4个浸种时间的发芽率、发芽势差异不显著。发芽指数在浸种24h时与其余3个浸种时间有显著差异，根长24h和12h没有显著差异，与3h和6h有显著差异。

2.4 浸种温度对钝叶酸模种子萌发的影响

浸种温度对钝叶酸模发芽率和发芽势的影响，见图3（E和F）。室温浸种发芽率为12%～33.23%，20℃浸种发芽率为24%～44.33%，25℃浸种发芽率为26.7%～54.33%，30℃浸种发芽率为35.6%～61.13%。可以看出，发芽率和发芽势随浸种温度的升高而升高。在这几个浸种温度下发芽都从第2天开始，说明浸种温度对钝叶酸模种子发芽时间无影响。

图3 浸种温度对发芽率（E）和发芽势（F）的影响

表4 浸种温度对发芽率、发芽势、发芽指数和根长的影响

4个浸种温度处理结果见表4，在30℃浸种时发芽率、发芽势、发芽指数达到最大，分别为61.13%、61.13%、28.51，胚根长30℃与25℃的差别不大，分别为3.34cm、3.43cm，表明在30℃浸种时可促进钝叶酸模种子的萌发。室温、20℃与25℃、30℃发芽率、发芽势、发芽指数差异显著，室温条件下根长与其余3个温度相比差异显著。

2.5 重金属Pb2＋ 、Zn2＋、Cu2＋对钝叶酸模种子萌发的影响

2.5.1 铅对钝叶酸模种子萌发的影响

由表5可以看出，不同浓度铅处理种子发芽都从第2天开始，种子的发芽率为68.90%～85.56%，当铅浓度为50mg／L时发芽率最高可达到85.56%，与对照组（ck）差异显著。随着Pb2＋浓度的升高，其种子的发芽率、发芽势、发芽指数都降低，当Pb2＋浓度为50，100，400mg／L时发芽势与对照组（ck）差异显著。发芽指数与对照组（ck）差异不显著，当Pb2＋浓度为400 mg／L和800mg／L时，根的生长受到抑制缩短，胚根长与对照组（ck）差异显著。低浓度（50mg／L）Pb2＋对其种子萌发有促进作用，高浓度Pb2＋对其种子萌发有抑制作用。

表5 重金属Pb2＋、Zn2＋、Cu2＋对种子萌发的影响

2.5.2 Zn2＋对钝叶酸模种子萌发的影响

Zn2＋对钝叶酸模种子萌发的影响，结果见表5。不同锌浓度处理种子发芽都从第2天开始，其种子发芽率在56.66%～66.70%之间，发芽率、发芽势均略低于对照组（ck）。Zn2＋的浓度为50mg／L和800mg／L时发芽率与对照组（ck）相比差异显著。发芽势和发芽指数与对照组（ck）之间不存在显著差异，胚根长与对照组（ck）之间存在显著差异，当Zn2＋浓度达到200 mg／L时，根的生长受到明显的抑制作用。

2.5.3 Cu2＋对钝叶酸模种子萌发的影响

Cu2＋对钝叶酸模种子萌发的影响，结果见表5。不同Cu2＋浓度处理种子发芽都从第2天开始，其种子发芽率在54.33%～68.66%之间，其种子发芽率、发芽势均低于对照组（ck），在Cu2＋浓度≤200mg／L时发芽率与对照组（ck）存在显著差异。Cu2＋浓度≤100 mg／L时发芽势与对照组（ck）存在显著差异。Cu2＋浓度为50mg／L时发芽指数与对照组（ck）存在显著差异。在相同浓度下，Cu2＋对根的抑制作用比Zn2＋和Pb2＋的抑制作用强，在Cu2＋浓度达到50mg／L时，根的生长就受到明显的抑制作用，达到100mg／L时只有芽没有根，芽发黄，超过100mg／L其幼苗几乎只能看到子叶，根十分短小，很难观察出。Cu2＋对其幼芽和幼根具有较强的毒害作用。

3 结论与讨论

钝叶酸模种子的千粒重为2.860g，齿果酸模的为1.067g［3］，羊蹄的为1.799 3g，巴天酸模、皱叶酸模、水生酸模、尼 泊 尔 酸模 分 别 为 3.757 1g、3.213 5g、2.894 8g、3.694 6g、7.308 0g［8］，酸模属不同种植物种子千粒重有一定的差异。

钝叶酸模种子萌发的最适培养温度为30℃，发芽率和发芽势分别可以达到89.90%和89.90%，发芽从第2天开始。20℃种子萌发受到明显的抑制，发芽率和发芽势最低，发芽是从第3天开始，表明低温可以延迟种子发芽的时间，适宜高温可促进种子提前发芽；浸种24h能显著提高钝叶酸模种子的发芽率和发芽势，浸种3h种子是从第3天开始发芽，其它3个浸种时间种子都是从第2天开始发芽，浸种时间能影响种子的发芽时间；浸种温度为30℃时，发芽率和发芽势最高，发芽从第2天开始，但是浸种温度不影响发芽时间。

在试验设计的浓度范围内，从低浓度到高浓度重金属Pb2＋、Zn2＋、Cu2＋处理钝叶酸模种子均能萌发，且萌发率在54.33%～85.56%之间，萌发率均大于50%，表明钝叶酸模种子对重金属 Pb2＋、Zn2＋、Cu2＋均有一定耐性，当Pb2＋浓度为50mg／L时对种子萌发有促进作用，当Pb2＋浓度超过100mg／L则表现出抑制作用。当Pb2＋的浓度为400mg／L和800mg／L，根的生长受到抑制缩短。低浓度的Pb2＋能促进其种子萌发，高浓度Pb2＋对钝叶种子萌发有抑制作用，这与前人的研究相符，重金属对种子萌发，存在一个较低浓度的刺激和高浓度的抑制效应［16］。但重金属对种子萌发的影响与种子的自身结构及种间差异有很大关系［17］，Zn2＋、Cu2＋从低浓度到高浓度，对钝叶 酸 模 种子萌发均起到抑制作用，在相同浓度下，Cu2＋对根的抑制作用比Zn2＋和Pb2＋的抑制作用强，在Cu2＋的浓度达到50mg／L时，根的生长就受到明显的作用，而当Pb2＋的浓度为400mg／L，Zn2＋的浓度为200mg／L时，根的生长才受到明显抑制，表明Cu2＋对其幼芽和幼根具有较强的毒害作用。不同重金属对钝叶酸模种子的毒性不相同，其中Pb2＋产生抑制的浓度最高，与钝叶酸模对铅具有一定的富集能力和较强的抗性有关。在重金属胁迫下钝叶酸模种子各部分受毒害程度而言，根部大于芽。幼苗在生长过程中，根吸收水分和溶液中的重金属，因此，种子萌发在高浓度重金属处理下，毒害作用最先发生在根部，根十分短小，会出现无根苗现象。

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