PEG模拟干旱对芡欧鼠尾草种子发芽影响

郑忠标1 王 澍23

(1.泸州职业技术学院， 四川 泸州 646000； 2.西南林业大学 园林学院， 云南 昆明 650224； 3.国家林业局风景园林工程技术研究中心， 云南 昆明 650224)

芡欧鼠尾草(SalviahispanicaL.)是一年生草本植物，属于唇形科(Lamiaceae)鼠尾草属(Salvia)，又名奇亚(Chia)，原产于墨西哥南部和危地马拉北部，适于生长在热带和亚热带地区[1]。奇雅子是芡欧鼠尾草的种子，具有悠久的食用和药用历史[2]。2014年奇雅子被我国正式批准为新食品原料[3]。奇雅子已成为国内外食品相关领域研究的热点，在食品和医药工业中有着重要的开发潜力以及利用前景[4]。

PEG模拟干旱对蔬菜、花卉、水果的种子发芽的影响有所差异。有的种子是随PEG浓度升高各种指标处于下降趋势，而有的则呈低浓度促进高浓度抑制的趋势。张会灵等研究表明，在PEG浓度为120 g·kg-1、150 g·kg-1、179 g·kg-1时，均抑制辣椒(Capsicumannuum)种子的萌发，且浓度越高抑制效果更明显[5]；桔梗(Platycodongrandiflorus)种子的各项发芽指标在PEG浓度为2%时，略有提升，而当PEG浓度大于2%时，桔梗的各项发芽指标下降，且随浓度的升高，发芽指标下降更明显[6]；另外，在PEG浓度小于15%条件下，文冠果(XanthocerassorbifoliaBunge)的发芽指标呈上升趋势，当PEG浓度大于25%时，文冠果的各项指标呈现降低趋势[7]。PEG模拟干旱对于不同品种间也存在差异。张峻琳等研究表明，北紫生1号在不同浓度PEG处理下，各种发芽指标呈现先上升后下降趋势，而北紫生4号则呈现先下降后上升趋势[8]。

芡欧鼠尾草具有较强的适应性，同时耐旱、耐贫瘠。目前，在我国引种种植的过程中，出现了花期迟、产量低等问题[9]。培育壮苗是生产的基础，关于不同浓度PEG模拟干旱对奇雅子的影响未见报道，因此以黑色和白色奇雅子为材料，通过比较奇雅子种子的发芽势、发芽率、发芽指数等各项指标，分析PEG对奇雅子发芽的影响，以期为奇雅子的栽培和大面积生产以及开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

芡欧鼠尾草种子(白色、黑色)：种子产地来源于巴西。

试剂及药品：1%高锰酸钾(KMnO4)溶液、聚乙二醇(PEG-6000)。

实验仪器：烧杯、锥形瓶、玻璃棒、100 mL量筒、培养皿、滤纸、蒸馏水、镊子、标签、精密电子天平、恒温箱、胶头滴管、试剂瓶。

1.2 实验方法

选取饱满完好的黑色和白色奇雅子种子各12份，每份50粒。消毒处理：用1%高锰酸钾浸种3 h，立即用无菌水冲洗3次，种子用滤纸吸干水分后，准备播种。发芽实验设计共4个处理，每个处理设3次重复，PEG模拟干旱设置浓度分别为0%、5%、10%和15%。种子进行消毒、无水处理后，把双层滤纸放置于培养皿中。播种时，每个培养皿选取50粒种子，均匀排列在直径9 cm培养皿中，并做好标记。奇雅子播种后，把培养皿置于温度为25 ℃、湿度70%和光照50%的条件下[10]，每隔24 h进行观察并记载相关萌发情况。每天培养皿中及时补充水分1次，保持滤纸湿润。种子发芽指标按照国际种子协会(ISTA)规定，以胚根“露白”确定为发芽，在第7天统计其发芽率，每个处理随机抽取10个种子，称其鲜重及根长，并计算其发芽势、发芽率、发芽指数及活力指数。

表1 干旱胁迫对奇雅子发芽影响

品种PEG浓度/%发芽率/%发芽势/%发芽指数活力指数鲜重/g根长/cm黑色0686034.460.25500.00744.205784042.170.30360.00723.6110744034.660.19060.00553.15151001.410.00250.00181.32白色0807042.080.26090.00623.825826853.070.31840.00603.5210643028.800.14980.00523.111542010.410.01670.00161.28

图1 不同浓度PEG对奇雅子根长、鲜重的影响

1.3 种子发芽指标和幼苗形态指标测定

根据每天观察种子的发芽数，通过公式计算出相应的发芽指标(发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数)[11]，同时测定其鲜重和根长。

发芽率(%)=(7 d内发芽种子数/供试种子总数)×100%；

发芽势(%)=(前3 d发芽种子数/供试种子总数)×100%；

发芽指数(GI)=∑Gt/Dt；

活力指数(%)=∑(Gt/Dt)×幼苗平均鲜重。

式中：发芽日数为Dt，与Dt相对应的发芽种子数为Gt。平均鲜重为第7天测定。

1.4 数据分析

分别用Microsoft Office Excel 2010软件、SPSS Statistics 17软件进行试验数据的统计、方差分析计算。同时，用Sigmaplot 12.5软件进行作图。

2 结果与分析

2.1 不同浓度PEG处理对奇雅子发芽率、发芽指数、活力指数的影响

不同浓度PEG处理下，黑色和白色奇雅子发芽率、发芽指数、活力指数呈现出先升高再降低的趋势，体现出低浓度促进高浓度抑制的现象。发芽率、发芽指数、活力指数最高值出现在PEG浓度为5%的时候，黑色种子最大值分别为78%、42.17、0.303 6，相比ck值分别高出10%、7.71、0.048 6，差异显著；白色种子最大值分别为82%、53.07、0.318 4，相比ck值分别高出2%、10.99、0.057 5，差异显著。

另外，只有在PEG浓度为10%时，黑色种子的发芽指数和活力指数高于白色种子，在ck组和其他浓度下，白色种子的发芽率、发芽指数、活力指数均高于黑色种子。

2.2 不同浓度PEG处理对奇雅子发芽势的影响

不同浓度处理奇雅子，黑色和白色种子均处于下降趋势，在PEG浓度达15%时，黑色和白色发芽势均达最低值0、0，与ck组值相比降低60%、70%，根据统计方差得出差异性显著。另外，相同浓度PEG处理下，白色种子发芽势均高于黑色种子发芽势。

2.3 不同浓度PEG处理对奇雅子鲜重、根长的影响

不同浓度PEG处理奇雅子，随PEG浓度升高，黑色和白色奇雅子的鲜重、根长均处于下降趋势。奇雅子鲜重、根长最低出现在PEG浓度为15%时，黑色和白色鲜重分别为0.001 8 g、0.001 6 g，与ck相比，低0.005 6 g、0.004 6 g；黑色和白色根长分别为1.32 cm、1.28 cm，比ck低2.28 cm、2.54 cm。另外，奇雅子在相同浓度PEG处理下，黑色奇雅子的鲜重、根长均高于白色奇雅子，整体趋势如图1所示。

3 讨论与结论

PEG模拟干旱胁迫是鉴定植物种子抗旱性的常用方法，可以提前启动萌发所需的物质代谢、使有害物质含量降低以及提高种子的发芽率[12]。本实验中，分别用0、5%、10%、15%的PEG模拟干旱处理奇雅子。对比发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、鲜重和根长。结果表明，PEG浓度低于5%时，对奇雅子发芽具有促进作用，当PEG浓度高于5%时，会抑制奇雅子的发芽；呈现出随着PEG浓度升高，奇雅子的发芽指标先升高再降低的趋势，这一结果与PEG对油松(Pinustabuliformis)[13]种子发芽的影响研究结果一致。而随着PEG浓度升高，奇雅子根长呈整体下降趋势，这与王乐等[14]实验结果不同，王乐等认为，马齿苋(Portulaceoleracea)种子根长随PEG浓度的升高呈现先升高再降低趋势。这可能与芡欧鼠尾草本身的特性有关。

实验分析显示，随着PEG浓度(干旱程度)的增加，芡欧鼠尾草种子的发芽率、发芽指数和活力指数均呈先升高后降低的趋势，同时其发芽势、鲜重和根长均呈下降趋势。而且，在轻度干旱(PEG浓度为5%)条件下，可以促进了种子的萌发。相同浓度下，白色奇雅子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数比黑色奇雅子高，白色比黑色更加耐旱。

参考文献著录规则及示例(一般图书)

图书著录格式：[序号]主要作者.书名.出版地:出版社,出版年:引用页码.

[1]黄顺祥,陈海平,刘峰,等.化学风险评估[M].北京:气象出版社,2017:86-90.

[2]周诗健,王存忠,俞卫平.英汉汉英大气科学词汇[M].第2版.北京:气象出版社,2015:155-156.

[3]Jickells T D,An Z S.气候变化[M].董文杰,译.北京:气象出版社,2015:245-256.