赤霉素对紫薇种子萌发和幼苗生长影响的研究

胡国华

（休宁县国有林场，安徽 黄山245400）

紫薇（Lagerstroemia indica）为原产于亚洲的千屈菜科、紫薇属落叶灌木或小乔木，株高可达7 m，在我国分布广泛[1]。紫薇树姿优美、树干光洁、花色鲜艳美丽，喜暖湿气候、抗寒、喜光、喜肥沃的砂质壤土、耐贫瘠、耐干旱忌涝、萌蘖性强。紫薇还具有较强的抗污染能力，对二氧化硫、氟化氢等有害气体抗性较强。花期集中在5～9 月份的夏秋少花季节，花期长，享有“百日红”之美誉。药理学研究表明，紫薇组织中含有鞣质类等生物活性成分，具有降血糖、血脂、抗氧化、抗真菌以及抑制黄嘌呤氧化酶等多种药理作用。在我国的传统中医用药中紫薇的花、皮、根、叶中均可入药，具有清热解毒、祛瘀止血之功效，常用于咳血、便血、跌打损伤等疾病的治疗[2-4]。

紫薇繁殖主要为扦插繁殖和种子繁殖。扦插繁殖与种子繁殖相比，具有成活率高、开花早、成株快等优点，育苗中主要以扦插繁殖为主[5]。野生紫薇成熟的种子自然脱落后发芽率极低，但在培育新品种和大面积种植过程中，仍需要种子繁殖来获得足量的变异苗和实生苗。因此，提高紫薇种子发芽成活率则显得尤为重要。

赤霉素作为广泛存在于植物中的内源激素在植物解除种子休眠、促进萌发、促进叶芽生长上起着重要作用，并已广泛应用于农业生产以提高产量。赤霉素在促进植物种子萌发方面多有报道。Haber 等于1960 年首次报道了赤霉素对莴苣种子有丝分裂的影响，并指出赤霉素在种子中并无显著的有丝分裂活性，而在其后的种子萌发中起到活性作用[6]；其后大量关于赤霉素在诸如银杏[7]、刺参[8]、茄子[9]、珠芽魔芋[10]等休眠种子萌发中的应用和探讨性研究工作开始开展。

近年来，赤霉素在紫薇种子萌发方面的研究也有所报道。宋平等在研究不同植物生长调节剂对南紫薇种子萌发影响时发现，500 mg/L 赤霉素溶液能够显著提高其种子发芽率和发芽势[11]；蒙真铖等在研究毛萼紫薇种子的储存及萌发特性时发现，200 mg/L 赤霉素溶液处理的种子发芽率和发芽势最高[12]；王艳玲等研究表明用300 mg/L 赤霉素浓度处理轮叶党参种子发芽率最高[13]；吴永朋等研究表明用600 mg/L 赤霉素浓度处理紫果型黑蕊猕猴桃种子发芽率最高[14]。

在本试验设计中使用5 个不同浓度的赤霉素溶液处理紫薇种子，观察经过赤霉素处理后的紫薇种子萌发的情况及幼苗的胚根和胚芽的生长情况，以系统地研究不同浓度赤霉素对紫薇种子萌发的影响。

1 材料与方法

1.1 材料

2018 年10 月采集休宁县内紫薇树上的成熟果实，置于阴凉通风处干燥处处理，然后将种子收集于种子袋中在常温下干燥保存、备用。

1.2 种子处理和指标测定

使用0.5%的高锰酸钾溶液对紫薇种子进行消毒，处理30 min；然后使用无菌水冲洗3 次；使用滤纸吸干紫薇种子表面水分，选取饱满优质紫薇种子30 份（每份100 粒）随机分成6 组，每组5 份（5 个重复），备用。

将6 组紫薇种子分别放置于盛有30 mL（0 mg/L、100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L、400 mg/L、500 mg/L）赤霉素溶液的培养皿内浸泡12 h，每组处理5 个重复。

将浸泡好的紫薇种子均匀平铺在培养皿内（培养皿内事先放入脱脂棉，上置滤纸加入水铺平，然后将种子均匀铺在滤纸上），将标签贴于培养皿上。将培养皿置于光照培养箱中，光照强度为2 000 LX，全光照条件下恒温25 ℃培养。

每天观察紫薇种子生长萌发情况，并及时补充水分保持滤纸湿润。

每个处理组0～4 d 记录一次种子发芽数，其后每天记录一次，直至各组种子发芽数不再增加。

紫薇种子的发芽率、发芽势、发芽指数等指标参照郑健等[15]的方法，具体如下：

（1）发芽数=每组处理发芽种子总数/每组处理重复数；

（2）发芽率=发芽数不再增加时生成正常幼苗种子数/参试种子数×100%；

（3）发芽势=发芽高峰期发芽种子个数/参试种子数×100%；

（4）发芽指数：Gi=∑（Gt/Dt），式中：Gt为在第t天的发芽种子数，Dt为相对应的发芽日数；

（5）幼苗芽长、根长的测定：用游标卡尺测量种子不再萌发时幼苗的芽长、根长。

使用SPSS21.0 软件进行数据分析，在（P＜0.05）水平上进行单因素方差分析，比较赤霉素各组处理之间的差异性。

2 结果与分析

2.1 不同浓度赤霉素对紫薇种子萌发的影响

2.1.1 不同浓度赤霉素处理对紫薇种子发芽率的影响

图1 不同浓度赤霉素处理对紫薇种子发芽率的影响

发芽率是直观体现出对种子影响的一个重要指标。由图1 可以看出，随着赤霉素浓度升高，紫薇种子发芽率呈现出先升高再降低的趋势。当赤霉素溶液在100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L 时，随着赤霉素浓度的增高，紫薇种子的发芽率不断上升，分别为79.8%、82.4%、88.6%，分别比对照组提高了31.7%、36.0%、46.2%；当赤霉素浓度大于300 mg/L，紫薇种子发芽率随着赤霉素浓度的增高呈现下降趋势，在浓度为400 mg/L、500 mg/L，发芽率分别为77.2%、53.4%。研究结果表明，赤霉素浓度为300 mg/L 处理效果最好。采用浓度为300 mg/L 的赤霉素溶液处理紫薇种子与对照组及赤霉素浓度为500 mg/L 相比有显著的差异，与其他组相比差异不显著。

2.1.2 不同浓度赤霉素处理对紫薇种子发芽势的影响

图2 不同浓度赤霉素处理对紫薇种子发芽势的影响

由图2 可以看出，随着赤霉素浓度的升高，紫薇种子的发芽势呈现出先上升后下降的趋势。赤霉素溶液浓度在100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L 范围内，随着浓度的增高紫薇种子发芽势呈现出上升的趋势，分别为18.4%、19.6%、24.8%，比对照组分别提高了21.1%、28.9%、63.2%。采用浓度为400 mg/L与500 mg/L 的赤霉素溶液处理紫薇种子时，其发芽势为20.2%和11.2%；与对照组相比较，采用400 mg/L 赤霉素处理时提高了32.9%，而赤霉素浓度为500 mg/L 时则相较于对照组下降了26.3%。由此可以得出，赤霉素浓度为300 mg/L 处理紫薇种子时紫薇种子的发芽势最高，出芽最为整齐。当大于此浓度时紫薇种子的发芽势呈现出下降趋势，种子发芽参差不齐。采用300 mg/L 赤霉素溶液处理紫薇种子与100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L、400 mg/L 处理组相比较无显著差异，使用500 mg/L 赤霉素溶液处理紫薇种子与对照组及100 mg/L、200 mg/L 浓度相比较无显著差异，与浓度为300 mg/L、400 mg/L 处理组相比较呈现出显著差异。

2.1.3 不同浓度赤霉素处理对紫薇种子发芽指数的影响

图3 不同浓度赤霉素处理对紫薇种子发芽指数的影响

由图3 可以看出，随着赤霉素浓度的增加，紫薇种子发芽指数呈现出一定的差异性。在100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L 赤霉素溶液处理下，紫薇种子发芽指数呈现出上升趋势，分别为9.48、10.24、10.52，比对照组分别提高了69.34%、82.3%、87.9%。在400 mg/L、500 mg/L 赤霉素溶液处理下，紫薇种子发芽指数则呈现出下降趋势，分别为9.12、4.14。在400 mg/L 赤霉素溶液处理下，相较于对照组提高了62.9%；而当赤霉素浓度为500 mg/L 处理紫薇种子时，相较于对照组下降了21.4%。由此可以看出，当赤霉素浓度为300 mg/L 处理紫薇种子，紫薇种子的发芽指数最高；与100 mg/L、200 mg/L、400 mg/L 处理组差异不显著；在浓度为500 mg/L 处理组下，与对照组相比较差异不显著；与其他组相比较有显著的差异。

2.2 不同浓度赤霉素处理对紫薇幼苗生长的影响

表1 不同浓度赤霉素处理对紫薇幼苗生长的影响

从表1 中可以得知，紫薇幼苗的芽长、根长与赤霉素浓度具有一定的相关性。在100 mg/L、200 mg/L、300mg/L 赤霉素溶液处理下，紫薇幼苗的根长与芽长均呈现出上升的趋势，比对照组根长分别提高了20.5%、29.5%、70.0%，比对照组幼苗芽长分别提高了33.3%、113.0%、239.0%；而在400 mg/L、500mg/L 赤霉素溶液处理下，紫薇幼苗的根长与芽长则呈现下降趋势；当赤霉素浓度为300 mg/L，紫薇幼苗的根长与芽长生长长度均达到了最大值。赤霉素浓度为300 mg/L 处理组的幼苗根长与对照组、500 mg/L 处理组的幼苗根长相比较有显著差异，与其他组相比较无显著差异；而300 mg/L 处理组的幼苗芽长与200 mg/L 处理组幼苗芽长无显著差异，与其他组相比较存在显著的差异。

3 结论与讨论

赤霉素浸种通过两个方面来提高种子的活力；第一是通过打破种子休眠，促进种子萌发；第二则是调节种子内部的激素平衡。种子的休眠常取决于数种内源激素的相互作用。植物的生长发育过程常通过植物激素的调控，许多植物种子随着休眠的解除，内部的脱落酸等抑制物质含量开始下降，而赤霉素等促进物质含量开始剧增[16]。在本试验中紫薇种子经过赤霉素浸种后，其发芽率明显升高，但随着赤霉素浓度的升高，紫薇种子的发芽率并没有出现持续升高的现象，在赤霉素浓度为300 mg/L 时紫薇种子的发芽率、发芽势、发芽指数等指标均达到最高值，这表明只有一定范围浓度的赤霉素溶液才能有效提高紫薇种子的活力。本试验结果与高春智[17]、郑蔚[18]、郑志强[19]、胥学峰等人[20]分别对樟子松、紫丁香、红豆杉、黄芩种子的研究具有一定的相似性，在高春智等人的研究中樟子松种子最适赤霉素浓度为200 mg/L、紫丁香种子赤霉素浓度为100 mg/L、红豆杉种子最适赤霉素浓度为95 mg/L、黄芪种子最适赤霉素浓度则为500 mg/L。

在李建海等人的研究中，采用不同浓度赤霉素溶液处理暴马丁香种子均提高了其根长和根鲜重，而当赤霉素浓度在250～750 mg/L 浓度范围内时，暴马丁香种子萌发后的根长和根的鲜重则呈现出先升高再降低的趋势，说明当赤霉素浓度过高时不利于暴马丁香种子萌发后胚根的生长[21]。在雏竣竹等人的研究中，赤霉素对野牛草根长、芽长的作用不同；采用2 000 mg/L 赤霉素溶液处理野牛草种子，其苗长达到最大值；而采用1 000 mg/L 赤霉素溶液处理野牛草种子，其根长达到最大值[22]。这说明作用于胚根与胚芽最适赤霉素浓度并不会完全相同。而本试验中，当采用不同浓度赤霉素溶液处理紫薇种子时，紫薇幼苗芽长与根长的变化趋势相同，都呈现出“低促进高抑制”的现象；当赤霉素浓度达到300 mg/L时，根长与芽长均达到最大值，表明300 mg/L 赤霉素溶液为促进胚根与胚芽生长的最适浓度。同时研究发现，紫薇幼苗的胚芽生长相较之于根系的生长，受赤霉素溶液的敏感度更高，对芽的生长影响更大。