22份紫苏资源种子萌发特性的研究

， ， ， ， ， 程新， ， ，

(1.黑龙江省科学院大庆分院， 黑龙江 大庆 163319； 2.黑龙江八一农垦大学， 黑龙江 大庆 163319；3.中央农业广播学校黑龙江省肇州分校， 黑龙江 肇州 166400)Study on the Seed Germination Characteristics of 22 Perilla ResourcesLIU Shuxia1,2, WANG Xiaofei1, GUO Yongxia2, XIAO Yu1, GUO Mengqiao1,CHENG Xinyu1, GUAN Xiangjun1, WEI Guojiang1, ZHAO Weihua3

紫苏(PerillafrutescensL.)属于唇形科紫苏属一年生草本植物，是中国传统的药食兼用型植物，其茎、叶和种子均可入药，幼苗及嫩叶香味独特，是东亚各国较为喜爱的蔬菜及调味品[1-2]。近年来研究发现，紫苏种子油中α-亚麻酸(人体必需脂肪酸)含量高达65%，具有促进大脑发育和治疗心脑血管疾病等多种保健功效，对其研究和开发已受到国内外的广泛关注[3-4]。目前对于紫苏的研究国内外主要集中在药理作用、药用成分提取及人工栽培等方面[5-8]，而关于紫苏资源种子的萌发特性的研究则鲜有报道。本实验从生物学的角度, 对来自国内外的22份紫苏资源种子的萌发特性进行研究，以期为紫苏新品种的选育提供重要的理论依据，为紫苏的引种栽培和育种实践提供必要的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

22份紫苏资源(表1)于2017年3月由黑龙江省科学院大庆分院区域资源与环境研究所从我国、日本和韩国搜集而来， 放置在种质资源保存柜中室温下通风干燥，贮藏备用。

表1 22份紫苏资源材料

序号品种代码颜色来源序号品种代码颜色来源1SU-5灰色哈尔滨12HZ29灰褐色徐州2HZ27深灰色兰州13HZ23棕色桦南3HZ44灰色松原14HZ32棕色宁安4HZ48棕色阿城15HZ34棕色尚志5HZ30棕色寿光16SU-9棕色克东6HZ47灰褐色宿迁17HZ33棕色拜泉7HZ49咖啡色双城18HZ54棕色昆明8HZ24咖啡色牡丹江19HZ53棕色贵阳9SU-8灰色甘肃20SU-6咖啡色大庆10HZ46灰褐色宿迁21HZ-8灰褐色韩国11HZ26棕色济南22HZ71咖啡色日本

1.2 方 法

1.2.1 紫苏资源发芽情况测定

选取大小和色泽一致，饱满的紫苏资源种子100粒，放置在平铺有3层定性滤纸直径为9 cm的玻璃培养皿中，加10 mL的dH2O，每个紫苏资源设置3次重复，置于人工气候培养箱中，25 ℃光照16 h，黑暗8 h交替出现的条件下进行培养。培养3 d开始统计，每天统计正常种苗数、不正常种苗数和死亡种子数，连续统计7 d，并计算不同紫苏资源种子的发芽率。

发芽率(%)=(7 d正常发芽种苗数/供试种子总数)×100%。

1.2.2 根长和苗长的测定

在22份紫苏资源培养第10天时进行根长和苗长的测定，每个培养皿随机选取10株苗，3次重复。测定每株紫苏幼苗的根长和苗长，以平均值表示。

1.2.3 根鲜重和苗鲜重的测定

22份紫苏资源在培养第10天时进行根鲜重和苗鲜重的测定，每个培养皿随机选取10株苗，3次重复，测定10株紫苏的根鲜重和苗鲜重，以平均值表示。

1.2.4 千粒重测定

将供试的22份紫苏资源随机选取1 000粒紫苏种子进行称重测量，设3次重复，以平均值表示。

1.3 数据处理

试验所得数据利用Excel 2010及SPSS 19.0软件进行分析处理。对22份不同紫苏资源材料发芽期间的根长、苗长、根鲜重、苗鲜重、千粒重、发芽率、根鲜重/苗鲜重和根长/苗长共计8个主要性状指标进行相关性分析和模糊数学中的隶属函数法分析，综合评价不同紫苏资源的萌发特性[9-13]。

2 结果与分析

2.1 22份紫苏资源的发芽率

22份紫苏资源的发芽率在34%～100%之间，品种间出现显著性差异，如图1所示。其中发芽率达到90%以上的有8个资源，资源HZ 44和SU 9发芽率最高，达100%，显著高于其他资源(p<0.01)；发芽率小于50%的有5个资源，其中资源HZ 26的发芽率最低，为28%，显著低于其他资源(p<0.01)。22个紫苏资源发芽率从大到小依次为HZ 44>SU-9>HZ 8>SU-5>SU-8>HZ 27>HZ 71>HZ 47>HZ 29>HZ 46>HZ 24>SU-6>HZ 49>HZ 23>HZ 53>HZ 33>HZ 48>HZ 34>HZ 32>HZ 30>HZ 54>HZ 26。

图1 22份紫苏资源的发芽率

2.2 22份紫苏资源的根长、苗长及其比值

紫苏资源种子的根长、苗长和其比值是紫苏资源在萌发过程中的重要性状，能够直接反映出不同资源在生长过程中的生长差异性以及发育过程中不同器官的发育速度。供试的22份紫苏资源培养10 d时根长范围在3.0～7.6 cm之间，各资源间存在明显差异，如图2所示。其中根长最长的HZ 44，达7.6 cm，显著高于其他资源；资源SU-6的根长最短，为3.1 cm，显著低于其他21个资源。22个紫苏资源根长从大到小依次为HZ 44>HZ 8>SU-9>SU-5>SU-8>HZ 27>HZ 47>HZ 71>HZ 46>HZ 29>HZ 24>HZ 49>HZ 23>HZ 48>HZ 33>HZ 34>HZ 32>HZ 30>HZ 26>HZ 54>HZ 53>SU-6。

图2 22份紫苏资源的根长

如图3所示，培养第10天，22份紫苏资源的苗长出现显著性差异，苗长范围在1.5～3.3 cm之间。其中苗长最长的资源为SU-5，达3.3 cm，显著高于其他资源；资源HZ 54苗长最短，为1.5 cm，显著低于其他21个资源。22个紫苏资源苗长从大到小依次为SU-5>HZ 8>SU-9>HZ 44>SU-8>HZ 47>HZ 27>HZ 71>HZ 29>HZ 46>HZ 24>SU-6>HZ 49>HZ 23>HZ 48>HZ 33>HZ 53>HZ 30>HZ 34>HZ 26>HZ 32>HZ 54。

图3 22份紫苏资源的苗长

22份紫苏资源的根长/苗长比值存在显著性差异，如图4所示。资源HZ 34根长/苗长比值最大，达2.56；资源SU-6根长/苗长比值最小，为1.35。22份紫苏资源的根长/苗长比值均大于1，由此可见供试的22份紫苏资源根的生长均好于紫苏苗的生长。

图4 不同紫苏资源根长/苗长比值

2.3 22份紫苏资源的根鲜重、苗鲜重及其比值

如图5所示，培养第10天，22份紫苏资源的根鲜重出现显著性差异，根鲜重范围在5.2～8.1 g之间。其中根鲜重最重的资源为HZ 44和SU-9，均达8.1 g，显著高于其他资源；资源HZ 32根鲜重最轻，为5.2 g，显著低于其他21个资源。22份紫苏资源根鲜重从重到轻依次为HZ 44>SU-9>SU-8>SU-5>HZ 27>HZ 8>HZ 47>HZ 71>HZ 46>HZ 29>HZ 24>HZ 49>HZ 23>SU-6>HZ 53>HZ 33>HZ 48>HZ 34>HZ 30>HZ 26>HZ 54>HZ 32。

图5 22份紫苏资源的根鲜重

供试的22份紫苏资源培养第10天，苗鲜重出现显著性差异，苗鲜重范围在1.7～5.8 g之间，如图6所示。其中根鲜重最重的资源为HZ 23和HZ 32，均达5.8 g，显著高于其他资源；资源HZ 48根鲜重最轻，为1.7 g，显著低于其他21个资源。22个紫苏资源根鲜重从重到轻依次为HZ 32>HZ 34>HZ 30>HZ 26>HZ 54>HZ 44>SU-9>SU-8>SU-5>HZ 47>HZ 27>HZ 8>HZ 71>HZ 29>HZ 46>HZ 49>HZ 24>SU-6>HZ 53>HZ 23>HZ 33>HZ 48。

图6 22份紫苏资源的苗鲜重

图7 不同紫苏资源根鲜重/苗鲜重比值

根重和鲜重是考察农作物的主要农艺性状，根鲜重/苗鲜重是反映作物种子萌发过程中生物量的重要指标。22份紫苏资源根鲜重/苗鲜重比值存在显著性差异，如图7所示。资源HZ 48和HZ 23的根鲜重/苗鲜重比值最大，均为3.40；资源HZ 32的根鲜重/苗鲜重比值为0.91。由此可见，与其他资源相比，资源HZ 48和HZ 23在发芽过程中，根的生长好于苗。HZ 54、HZ 26、HZ 30、HZ 34和HZ 32共5个资源的根鲜重/苗鲜重比值小于1，说明这5个紫苏资源的苗生长的要优于根。

表1 紫苏资源主要发芽性状相关性分析

性状根长 苗长根鲜重苗鲜重千粒重发芽率根鲜重/苗鲜重根长/苗长根长1苗长0.95**1根鲜重0.96**0.99**1苗鲜重-0.39-0.50*-0.48*1千粒重0.92**0.95**0.95**-0.55**1发芽率0.90**0.96**0.95**-0.64**0.98**1根鲜重/苗鲜重0.49*0.59**0.58**-0.99**0.64**0.72**1根长/苗长0.43*0.130.210.240.180.10-0.161.00

注：“*”表示显著相关(p<0.05)，“**”表示极显著相关(p<0.01)。

表2 22份紫苏资源种子萌发主要性状综合评价与排名

紫苏 资源 隶属函数值根长苗长根鲜重苗鲜重千粒重发芽率根鲜重/苗重根长/苗长隶属函数平均值排名SU-50.9661.0000.9650.2540.9570.9720.8110.7410.8333HZ270.9210.8330.9190.2380.7880.9170.8200.8730.7897HZ441.0000.9631.0000.2781.0281.0000.7830.8170.8591HZ480.2170.1850.1870.0000.0950.3061.0000.7230.33915HZ300.0790.0560.0240.9660.0070.0830.0140.6740.23819HZ470.8990.8890.8720.2381.0020.8890.8000.7810.7966HZ490.4490.4440.3730.0980.5170.6390.8410.7230.51113HZ240.4570.5370.3730.0900.5500.6670.8600.6070.51812SU-80.9360.9440.9770.2540.9840.9440.8160.7650.8284HZ460.6890.5740.6280.1720.6770.8060.8130.9010.6589HZ260.0750.0190.0240.9090.0000.0000.0300.7390.22421HZ290.6520.5740.6170.1720.7190.8060.8080.8460.64910HZ230.4160.2780.3030.0250.7310.6390.9990.9380.54111HZ320.0970.0190.0010.9990.0400.1390.0000.7940.26118HZ340.2020.0370.0480.9910.1340.2220.0111.0000.33116SU-90.9740.9631.0000.2620.9951.0000.8110.7880.8492HZ330.2170.1850.1410.0160.1280.3190.9220.7210.33116HZ540.0670.0000.0130.9010.0070.0280.0300.7670.22720HZ530.0300.1480.2330.0410.2380.3890.9050.4010.29817SU-60.0000.4440.3030.0740.5100.6670.8620.0000.35814HZ80.9890.9810.8840.2210.8750.9810.8350.7880.8195HZ710.8760.7780.8260.1800.9100.9070.8900.8840.7818

2.4 22份紫苏资源的千粒重

千粒重是体现种子大小与饱满程度的一项指标，是检验种子质量和考察作物农艺性状的主要指标，也是种子用于田间生产后预测产量的重要依据。供试的22份紫苏资源千粒重范围在1.8～3.8 g之间。其中资源HZ 44的千粒重最重，达3.8 g，显著高于其他资源；资源HZ 26的千粒重最轻，为1.8 g，显著低于其他21个资源。22个紫苏资源千粒重从重到轻依次为HZ 44>HZ 47>SU-9>SU-8>SU-5>HZ 71>HZ 8>HZ 27>HZ 23>HZ 29>HZ 46>HZ 24>HZ 49>SU-6>HZ 53>HZ 34>HZ 33>HZ 48>HZ 32>HZ 54>HZ 30>HZ 26。

图8 22份紫苏资源的千粒重

2.5 22份紫苏资源萌发期性状的相关性分析

对供试的22份紫苏资源在发芽期间的根长、苗长、根鲜重、苗鲜重、千粒重、发芽率、根鲜重/苗鲜重和根长/苗长共8个主要性状指标进行相关性分析，由表1可以看出，供试的22份紫苏资源在萌发期8个主要性状的相关性差异较大。根长与苗长、根鲜重、千粒重和发芽率极显著正相关，与根鲜重/苗鲜重和根长/苗长呈现显著正相关；苗长与根长、根鲜重、千粒重、发芽率和根鲜重/苗鲜重极显著正相关，与苗鲜重显著负相关；根鲜重与根长、苗长、千粒重、发芽率和根鲜重/苗鲜重极显著正相关，与苗鲜重显著负相关；苗鲜重与千粒重、发芽率和根鲜重/苗鲜重极显著负相关，与苗长和根鲜重显著负相关；千粒重与根长、苗长、根鲜重、发芽率和根鲜重/苗鲜重极显著正相关，与苗鲜重极显著负相关；发芽率与根长、苗长、根鲜重、千粒重和根鲜重/苗鲜重显著正相关，与苗鲜重极显著负相关；根鲜重/苗鲜重与苗长、根鲜重、千粒重和发芽率极显著正相关，与根长显著相关，与苗鲜重极显著负相关；根长/苗长与根长显著相关，与苗长、根鲜重、苗鲜重、千粒重和发芽率正相关不显著，与根鲜重/苗鲜重为负相关不显著。

2.6 综合评价

为了比较全面和真实的反映从国内外引进的22份紫苏资源种子萌发过程中的特性，本研究采用了模糊数学中的隶属函数法对根长、苗长、根鲜重、苗鲜重、千粒重、发芽率、根鲜重/苗鲜重和根长/苗长共8个指标进行了综合评价，如表2所示。平均隶属函数值的大小直接反映种子的萌发状况，由表2可以看出，资源HZ 44的隶属函数值最大，其种子的萌发特性较高；资源HZ 26的平均隶属函数值最小，其种子的萌发性质比较差；其余紫苏资源萌发特性的综合评价位于中间。

3 讨 论

种子的根长、苗长、根鲜重、苗鲜重、千粒重、发芽率、根鲜重/苗鲜重和根长/苗长等指标是反映种子发芽能力和活力的重要指标，是直接反映种子萌发特性的有效指标[14-15]。

引进的22份紫苏资源发芽率是品种选育、田间生产和室内试验过程中考虑的首要指标，本研究针对22份紫苏资源的根长、苗长、根鲜重、苗鲜重、千粒重、发芽率、根鲜重/苗鲜重和根长/苗长共8个主要性状进行测定，对各性状进行了相关性分析，研究结果表明，供试的22份紫苏资源在萌发期8个主要性状的相关性差异较大；发芽率与根长、苗长、根鲜重、千粒重和根鲜重/苗鲜重显著正相关，与苗鲜重极显著负相关。这说明紫苏资源种子千粒重越大贮存营养物质越多，越利于种子的萌发，该结论与孔令琪等[16]的研究结论相悖，与朱旭海等[17]的研究结论一致。

紫苏根鲜重/苗鲜重和根长/苗长比值的大小是反映紫苏幼苗健壮程度的主要特征，比值越大根部越发达，利于紫苏在生长过程中营养物质和水分的吸收，进而提高其抗逆性。此外，根鲜重/苗鲜重和根长/苗长比值的大小是否与紫苏的产量和质量性状存在相关性，有待进一步研究。

表1 试验材料基本信息

种名 组花期(月)海拔(m)1宽裂掌叶报春 (P.latisecta)指叶报春组 (Sect.Cortusoides)5月—6月31712暗紫脆朔报春 (P.calderiana)脆蒴报春组 (Sect.Petiolares)4月中—6月44693中甸灯台报春(P.chungensis)灯台报春组 (Sect.Proliferae)5月初—7月初31034杂色钟报春(P.alpicola)钟花报春组(Sect.Sikkimensis)5月—7月31565巨伞钟报春(P.florindae)钟花报春组(Sect.Sikkimensis)6月中—7月37406林芝报春(P.ninguida)雪山报春组(Sect.Crystallophlomis)5月—6月44697折瓣雪山报春(P.advena)雪山报春组(Sect.Crystallophlomis)6月中—7月42618西藏报春(P.tibetica)粉报春组(Sect.Aleuritia)5月—6月35079白心球花报春(P.atrodentata)球花报春组(Sect.Denticulata)4月中—6月初4261