H2O2和种皮处理对马槟榔种子萌发和幼苗生长的影响

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(1.云南省红河热带农业科学研究所， 云南 河口 661399； 2.云南省河口县农科局， 云南 河口 661399)

马槟榔(Capparismasaikai)为山柑科(Capparaceac)山柑属(Capparis)植物，是中国特有的甜蛋白植物，其种子中所含的植物甜蛋白马宾灵Ⅱ(MabinlinⅡ)在同等质量比下是蔗糖甜度的375倍，具有甜度高、热量低、稳定性好的特点，可被消化降解为人体所需的天然氨基酸，在食品甜味剂领域有着广阔的应用前景[1]。自然条件下马槟榔可以开花结果，但是其种子的自然繁殖率极低，属濒危物种，人工扩大繁殖是增加马槟榔种群数量，保护该物种，开发利用这一珍贵植物资源的基础。马槟榔种子种皮较厚可能是束缚其萌发的主要因素，颜启传研究认为，种皮的细胞层次和排列方式，表面蜡质层、半纤维层等物质的沉积，是导致种皮坚硬不通透的主要原因[2]。硬实性种子种皮很坚硬，限制了种子水分和营养物质的交换，阻碍氧气的进入和二氧化碳的排除，限制种子的呼吸作用，从而限制种子的萌发。因此，去除种皮束缚是促进种子萌发的重要途径之一，闫兴福等在对辽东栎种子萌发研究后认为，种皮对辽东栎种子萌发具有明显的抑制作用，去除种皮后，种子萌发率显著升高[5]。卢明艳等对天山鸢尾种子休眠与萌发特性研究表明，种皮的透水性透气性差是天山鸢尾种子萌发困难的主要原因之一，适当的浸蚀处理可以破除种皮的束缚促进种子的萌发[6]。刘叶琼等研究显示，在25 ℃下，双氧水浸种可以显著提高茄子种子的发芽势、发芽率和发芽指数，而且在低浓度处理下效果较好，以0.3%双氧水浸种3 h，可以使发芽势、发芽率和发芽指数达到最高[7]。目前对马槟榔人工繁育研究极少，仅见张超等[8]对马槟榔常规繁育技术研究的报道。赵东兴等研究表明，使用1 000 mg/L GA3浸种24 h是促进马槟榔种子萌发和幼苗生长的最佳条件[9]。当前对马槟榔种子繁育研究较少，使用机械破除种皮和H2O2浸泡侵蚀种皮，达到促进物质交换，促使种子萌发和幼苗生长的研究尚属首次。本实验研究了破壳和打磨种皮以及不同浓度的双氧水浸种24 h对马槟榔种子萌发和幼苗生长的影响，以期筛选出适合规模化处理马槟榔种子的方法，为马槟榔的人工扩繁提供参考。

1 材料与方法

1.1 材 料

马槟榔种子采自云南省屏边县大围山自然保护区。果实去除果皮和果肉，取出种子反复漂洗干净，选取成熟饱满，大小均匀的种子，于通风处吹干外种皮备用。双氧水为分析纯。

1.2 方 法

1.2.1 浸种处理

配制浓度为0，1，2，3，4 mg/L的H2O2溶液，每个浓度设3个重复，每个重复选取30粒种子，以蒸馏水为对照，浸种时间为24 h。

1.2.2 破皮处理

破皮时用单面刀片从种皮基部将种皮划开一条缝隙即可，以未破皮处理为对照。

1.2.3 打磨种皮

种皮打磨处理采用任永权等[10]的方法，用砂纸打磨，取2张80目的砂纸，将种子置于2张砂纸中间，砂纸水平相对旋转，使种皮产生一定程度的擦伤，以不用砂纸打磨处理为对照。

1.2.4 实验方法

将打磨、破壳和H2O2浸泡的种子条播于沙床上，覆盖相应厚度的湿润河沙，在25 ℃自然光照条件下进行培养。以幼苗第1片真叶出现作为萌发标准，开始萌芽每隔24 h进行1次观察，记录种子发芽数，连续4 d没有萌芽即为萌芽结束。待萌发结束，每个处理剔除5株最高和最低的幼苗，随机抽取10株幼苗，测量其株高和根长并做记录。

1.2.5 数据分析

采用SPSS 19.0数据处理软件进行分析，并使用Duncan法比较不同处理对各生长指标的影响，用字母标记法进行标记。使用以下公式计算发芽率和发芽势：

发芽率(%)=种子发芽数/供试种子总数×100%；

发芽势(%)=规定时间内发芽种子数/供试种子总数×100%。

2 结果与分析

2.1 不同处理对马槟榔种子发芽率的影响

从图1可看出，不同浓度的H2O2浸种处理都显著提高马槟榔种子的发芽率，其中以4 mg/L的浓度处理发芽率最高，为96.67%；打磨后的马槟榔种子发芽率高于空白处理，但未达到显著差异。开口处理的马槟榔种子发芽率显著低于空白处理，发芽率下降。

2.2 不同处理对马槟榔种子发芽势的影响

从图2可以看出，经过H2O2浸种处理的马槟榔种子发芽势显著提高，发芽势与H2O2浓度呈正相关，当H2O2浓度为4 mg/L时，发芽势最高，达77%。打磨处理的马槟榔种子发芽势为73.33%，开口处理的马槟榔种子发芽势为83.33%。3种处理效果为：开口>打磨>4 mg/L H2O2，开口处理马槟榔种子的初始萌发时间较空白处理提前9 d。

图1 不同处理对马槟榔种子发芽率的影响

图2 不同处理对马槟榔种子发芽势的影响

2.3 不同处理对马槟榔幼苗株高的影响

从图3可以看出，对照和H2O2浸种处理均能显著促进马槟榔幼苗株高的生长，低浓度的H2O2处理效果较好，当H2O2浓度为1 mg/L时马槟榔的幼苗株高最高，之后随着H2O2浓度的增加，马槟榔株高绝对值呈下降趋势。打磨和开口处理对马槟榔幼苗的生长也有显著的促进作用，在2个处理方法中开口处理效果显著优于打磨。开口和低浓度H2O2浸种处理都显著促进马槟榔幼苗生长，但两者之间的差异并不显著。

图3 不同处理对马槟榔幼苗株高的影响

2.4 不同处理对马槟榔根长的影响

从图4可以看出，1 mg/L H2O2处理显著地促进了马槟榔根长的生长，此后随着H2O2浓度的升高，马槟榔根生长在逐渐减弱，与空白处理无显著差异；打磨和开口处理显著促进马槟榔根的生长，其中开口处理的根长最长，效果最好。

图4 不同处理对马槟榔根长的影响

3 讨 论

闫兴富等研究指出，多数顽拗性种子普遍存在因为坚硬种皮的束缚表现出休眠特征，甚至部分极端顽拗性种子，可能表现出一定程度的生理性休眠[11-12]。目前，由于种皮的束缚作用导致马槟榔种子休眠的相关研究未见报道，本试验结果表明，种皮对马槟榔种子萌发具有明显的束缚作用，去除种皮后，种子萌发时间缩短，发芽势得到显著提高，株高和根长显著增加，这与刘艳等[13]的研究结论一致。经过开口处理，去除种皮束缚的马槟榔种子发芽时间较空白处理提前9 d，发芽进程缩短，发芽势显著提高，幼苗株高和根长显著高于对照，说明马槟榔种皮对种子的萌发具有较强的束缚作用，去除种皮在减少了种皮机械束缚的同时也更利于水分和其他物质的交换，从而促进种子的萌发。另外，马槟榔种子经过开口处理，发芽率显著低于未经处理的种子，这可能是种子种皮破裂，极易被微生物侵染腐烂，降低种子发芽率；此外，在野外资源调查中发现，马槟榔果实成熟掉落后，果肉迅速霉变腐烂，种子种皮多开口破裂，种胚也多腐烂，这可能是导致马槟榔自然繁殖率低的关键原因之一。H2O2是强氧化剂，具有杀菌消毒的作用，在种子浸泡过程中能软化种皮，使种皮表面蜡质层消失，种皮变粗糙空隙变大，种皮变薄， 降低种皮的束缚强度，改善了种皮的透气性，促进水分、矿物质和气体的交换，从而减弱甚至破除种子的休眠，促进种子萌发。

本实验结果表明，不同处理方法对马槟榔种子萌发和幼苗生长的影响存在较大差异，使用1 mg/L H2O2浸种24 h的发芽率为93%，发芽势为40%，发芽率高、出苗整齐，是促进马槟榔种子萌发和幼苗生长最理想的处理方法，而且操作方便。