不同激素对香果树种子发芽特性与呼吸速率的影响

张 璇， 陈通旋*， 郭江雪， 彭丽芬， 丁 波

(1.贵州省林业学校，贵州 修文 550201；2.贵州省林业厅，贵州 贵阳 550001)

香果树(EmmenopteryshenryiOliv.)为茜草科香果树属的落叶大乔木[1]，我国特有并列入国家二级保护树种[2]，在亚热带中山或低山地区的落叶阔叶林或常绿、落叶阔叶混交林的伴生树种[1]，喜温和或凉爽气候，湿润肥沃土壤。香果树花大，树姿雄伟，适合庭园观赏，且木材质地好，零星分布于陕西、江苏、甘肃、贵州等14个省份。香果树的材质洁白细密，轻韧柔软，纹理通直，色纹美丽，易加工，是细木工艺、雕刻、装饰、建筑和家具的优良用材[3]，既可作为经济树种，又可作为园林绿化的树种[4]。

香果树种子千粒重约0.5 g，种子太小，自然状态落下，不易生根成苗[5]，导致种群更新不良[4]。目前，对于香果树繁殖的研究主要集中在扦插[6]和组织培养[7-9]，对香果树种子萌发特性有少量报道[1，10]，而关于激素对香果树种子发芽特性和呼吸速率的研究尚未见报道。笔者在不同光照条件和暗环境下利用赤霉素(GA3)和吲哚乙酸(IAA)对香果树种子进行处理，观察测定植物激素对香果树种子发芽率和呼吸速率的影响，为提高香果树种子的发芽率，更好地促进香果树繁殖和保护提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试种子

种子采自黎平东风林场。东风林场地貌类型属低山丘陵河谷盆地，气候属低纬度中亚热带季风湿润性气候。年平均气温15.6℃，无霜期277 d，>10℃持续日为288 d，年日照时数1 318 h，降水量1 330 mm，年平均相对湿度83%，年蒸发量1 000 mm。海拔420～470 m，土壤主要是页岩发育的山地黄壤，土层厚度85 cm[11]。香果树平均单果重(干果)为0.282 1 g，千粒重(有翅)为0.525 9 g。

1.2 设备与试剂

无光恒温箱(DNP-9082型)为上海精宏实验设备有限公司生产，光照培养箱(HWS-400型)为上海丙林电子生产。赤霉素GA3为上海溶剂厂生产，吲哚乙酸IAA为武汉运成共创科技有限公司生产。另有滤纸、镊子、培养皿、脱脂纱布等。

1.3 试验方法

1.3.1 浓度设置 赤霉素(GA3)和吲哚乙酸(IAA)分别配制成浓度为100 mg/L、300 mg/L、400 mg/L、500 mg/L、800 mg/L的溶液，分别用冷水(20℃，CK1)、热水(55℃，CK2)作空白对照，样品采取随机取样。每个处理100粒种子，3次重复。

1.3.2 浸种处理 将常温蒸馏水浸种30 min的香果树种子，分别放入已配置好的不同浓度GA3和IAA溶液中浸种30 min，捞出放入已消毒并垫有消毒滤纸的培养皿中进行发芽试验，滤纸分别用不同处理溶液浸透，以保持发芽床的湿度。

1.3.3 发芽条件设置 参照常规种子萌发试验的方法和程序，恒温箱温度设定为20℃，无光照；光照培养箱的温度为20℃，光照强度为1 000 lx，光照时间为全天。将培养皿分别放入无光恒温箱与光照培养箱中，进行发芽试验。每天观察发芽数量并保持发芽床湿润。

1.3.4 计算与测定方法 香果树种子的发芽时间为15 d，种子从露白开始，每天检查种子萌发情况并记录萌发数量。在试验结束后，计算发芽率，并测定呼吸速率。呼吸速率的测定采用小篮子法进行测定。

发芽率=(发芽种子数/供试种子数)×100%

呼吸速率=(空白滴定值-样品滴定值)×mgCO2/(植物组织鲜重×时间)

式中，mgCO2表示1/44 mol/L草酸的量。

2 结果与分析

2.1 不同处理的种子发芽率

2.1.1 赤霉素 从图1可知，香果树种子经赤霉素处理过的发芽率均高于对照(除光照条件下GA3为500 mg/L时低于对照)。在光照条件和暗环境下均以赤霉素浓度为400 mg/L处理的发芽率最高，暗环境下平均发芽率为90.00%，分别比CK1和CK2高40.33%和35.00%；在光照条件下，其平均发芽率为82.00%，分别比CK1和CK2高15.00%和20.33%。在赤霉素浓度<100 mg/L，光照条件下的发芽率高于暗环境，且光环境下冷水高于热水5.00%；在赤霉素浓度为300～500 mg/L时，暗环境下均高于光照条件；在800 mg/L时香果树种子发芽率暗环境下低于光照条件2.00%。

图1 不同光照条件下赤霉素处理香果树的种子发芽率Fig.1 Germination rate of E.henyi seed with different concentrations of GA3 under different light conditions

2.1.2 吲哚乙酸 吲哚乙酸对香果树种子发芽有显著的抑制作用(图2)。在暗环境或光照条件下，经吲哚乙酸处理香果树种子的发芽率显著低于CK1和CK2，当吲哚乙酸浓度为100 mg/L时，光照条件下发芽率优于暗环境，高于暗环境6.00%。吲哚乙酸浓度为300～800 mg/L光照条件和暗环境均发芽率无显著差异。暗环境下CK1和CK2发芽率分别高于吲哚乙酸(浓度为100 mg/L)处理46%和51%，光照条件下分别高57%和52%。

图2 不同光照条件下吲哚乙酸处理香果树的种子发芽率Fig.2 Germination rate of E.henyi seed with different concentrations of IAA under different light conditions

2.2 GA3处理香果树的萌动种子呼吸速率

经赤霉素处理的香果树萌动种子呼吸速率均高于对照(除光照条件下赤霉素为500 mg/L时低于对照)。在光照条件和暗环境下均以赤霉素浓度为400 mg/L处理的种子萌动呼吸率最高。暗环境下呼吸率为13.24 mg/(g·h)，分别比CK1和CK2高8.41 mg/(g·h)和5.83 mg/(g·h)；在光照条件下，其呼吸率为11.96 mg/(g·h)，分别比CK1和CK2高5.61 mg/(g·h)和 4.00 mg/(g·h)。光照条件下呼吸速率高于暗环境，在暗环境和光照条件下热水呼吸速率高于冷水；在赤霉素浓度为100～800 mg/L，香果树种子暗环境下均高于有光照条件下呼吸速率。因吲哚乙酸处理下种子发芽率很低，无法测定种子的呼吸速率。

图3 不同光照条件下赤霉素处理香果树种子的呼吸速率Fig.3 Respiration rate of E.henyi seed with different concentrations of GA3 under different light conditions

2.3 GA3处理香果树萌动种子发芽率与呼吸速率的相关性

从表1可看出，香果树种子发芽率与呼吸速率呈相关关系，光照条件下发芽率与呼吸速率呈正相关关系，与暗环境下发芽率和呼吸速率呈显著正相关关系；光照条件下呼吸速率与暗环境下发芽率和呼吸速率呈显著正相关关系；暗环境下发芽率与呼吸速率呈极显著相关关系。

表1 不同赤霉素处理下种子发芽率与呼吸速率的相关性Table 1 The correlation of seed germination rate and respiration rate with different concentrations of GA3

3 结论与讨论

1) 香果树种子在光培养和暗环境培养下，赤霉素对香果树种子的发芽都具有促进作用。均以赤霉素浓度为400 mg/L处理的发芽率最高，且暗环境比光照条件发芽率高8.00%。甘聃等[1]研究表明，光照条件下的种子发芽率、发芽势均高于暗培养，与试验结果不同，这可能是研究时所取的赤霉素浓度差别所致，且甘聃等[1]认为，光照对香果树种子萌发有很大的促进作用，但并不是必要条件。

2) 试验结果表明，吲哚乙酸不利于香果树种子的萌发，有一定的抑制作用。在暗环境和光照条件下，经吲哚乙酸处理过的香果树种子发芽率显著低于CK1和CK2，暗环境下CK1和CK2发芽率分别高于浓度100 mg/L时46%和51%，光照条件下分别高于浓度100 mg/L时57%和52%。这可能是吲哚乙酸的浓度过高导致，吲哚乙酸对香果树种子发芽情况还有待进一步研究。

3) 种子呼吸作用可为种子胚萌发生长提供必须的能量。呼吸作用越强，物质的分解和运转速度越快，种子萌发的速度亦越快。试验结果表明，光照条件下香果树发芽率与呼吸速率呈正相关关系，与暗环境下发芽率和呼吸速率呈显著正相关关系；光照条件下呼吸速率与暗环境下发芽率和呼吸速率呈显著正相关关系；暗环境下发芽率与呼吸速率呈极显著正相关关系。

4) 适当浓度的赤霉素浸种可以提高香果树种子的呼吸速率，加快种子内部贮藏营养物资的分解，提高发芽速度，以赤霉素浓度为400 mg/L处理效果最佳。