不同浓度赤霉素对野生金莲花种子发芽率及生长性状的影响

张 娟，刘佳星，王建民，张雅楠，苏慧明，张向军

（内蒙古自治区园艺研究院，内蒙古呼和浩特 010100）

金莲花（Trollius chinensis Bunge）又称旱荷、旱金莲、陆地莲等，为毛茛科金莲花属一年生或多年生草本植物[1]，多生长在海拔1 800 m 以上的高山草甸或疏林地带[2]。金莲花具有广谱抑菌作用，尤其对革兰氏阳性球菌及阴性杆菌[3]，其总黄酮对PM2.5 致大鼠肺纤维化有防治作用[4]。金莲花药渣经发酵处理后蛋白质含量高，可制备牲畜饲料[5]。刘斯琪等[6]采用高效液相色谱-电喷雾电离-串联质谱技术（LC-ESI-MS）对金莲花提取物静脉给药后的血液移行成分进行了鉴定和代谢途径分析。金莲花自然状态下根再生能力差，仅靠种子繁殖，而药用部位花被采摘后会导致无种子可收，易造成种质资源的流失[7]。裸根苗培育较容易，花费的人力物力也较小，但是栽植的成活率不高[8]。有研究者[9]通过花药培养技术获得单倍体植株，将发育到特定阶段的花蕾摘下，取出花药，通过无菌操作接种于诱导愈伤的培养基，改变原有的发育途径，使其诱导出胚状体或愈伤组织，从而发育成完整植株。金莲花大多采用种子繁殖[10]，但金莲花种子存在生理休眠现象，新采种子需经低温湿砂贮藏或高浓度赤霉素处理，才可打破休眠[11]。近年来，人们对金莲花的盲目采摘以及景区旅游人数的增多，使金莲花的生长环境受到严重威胁。虽然位于内蒙古高原的塞罕坝机械林场、森林公园和保护区加大了野生金莲花资源保护力度，但是塞罕坝野生金莲花资源现状仍不容乐观，有逐年恶化的趋势[12]。由于金莲花是高山花卉，不适应炎热气候，简单引种后，虽能成活，但越夏困难。因此，随着人们对金莲花观赏价值认识的提高[13-14]，研究其引种驯化的意义更为深远。研究显示，采取赤霉素（GA3）处理方法可有效解除种子休眠[11]。为探究赤霉素处理金莲花种子发芽的最适浓度以及后续植株长势，笔者进行了不同浓度赤霉素对野生金莲花种子发芽率及生长性状的影响试验。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验材料为野生金莲花种子，采集地点为内蒙古锡林郭勒盟正蓝旗；植物生长调节剂为赤霉素（GA3）。

1.2 试验方法

1.2.1种子发芽试验 试验采用赤霉素（GA3）处理金莲花种子，共设4个处理，用70%酒精溶解GA3，加蒸馏水，分别配制成浓度为400、500、600 mg/L的GA3溶液，蒸馏水为对照（CK），每个处理1 000粒种子，3次重复，使用75%酒精消毒30 s，用无菌水冲洗3次，在室温下用配好的溶液分别浸泡种子10 h。

1.2.2种子吸胀过程观测 在室温下用蒸馏水浸泡金莲花种子，每1 h 取出浸泡的种子，用滤纸吸干表面残留水分称重、记录。

1.2.3 播种育苗 将浸泡后的金莲花种子播种于内蒙古自治区园艺研究院温室，土壤pH值为7.2，黏质土。播种时间为2019年1月20日，采用条播方式，每个处理种3行，行距10 cm。温室内平均温度25℃，3 d 左右用喷壶浇1次水，保持土壤湿润。

1.2.4 田间管理 待温室内培育150 d，金莲花幼苗长势稳定后，将其移栽到内蒙古自治区园艺研究院蒙药材资源圃。资源圃年均气温2～14℃，1月平均气温-10℃，7月平均气温24℃，夏季多雨，冬季寒冷，为典型的温带大陆性气候。试验面积为20 m2，移栽行间距为20 cm，观察期间做好水肥管理，及时除杂草。

1.3 调查及测定的指标

物候期：调查出苗期、展叶期、现蕾期、开花期、花盛期、种子成熟期、叶片枯黄期。

株高、茎粗、叶宽、叶长、花直径测定：采用游标卡尺及直尺测量，增长量的测量时间为2019年7月20日—8月20日。

1.4 数据分析

采用Excel 2010 软件进行数据处理，SPSS 17.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对种子发芽率的影响

由表1可知，蒸馏水处理下的种子发芽率为1%，成活率为0，浓度600 mg/L 处理的种子发芽率最高，为55%，而浓度400、500 mg/L 处理的种子发芽率分别为29%、40%。这说明GA3能有效打破金莲花种子的深度休眠，且在适宜浓度范围内随着GA3溶液浓度的升高，金莲花种子的发芽率明显提高。

表1 不同浓度赤霉素对金莲花种子发芽率的影响

2.2 不同处理对物候期的影响

由表2可知，1月20日播种，金莲花的出苗期较长，20 d 左右；4月初植株出现2～3片平展叶，苗高4～6 cm，进入展叶期；7月中旬进入现蕾期，植株高度达15～25 cm，叶片深绿色；8月中旬进入花盛期，花朵色泽艳丽，呈现金黄色，花朵平均直径为4.1～5.5 cm；10月中上旬，种子成熟，基部叶片黄枯，其余叶片仍呈现绿色；11月上旬进入叶片枯黄期。

此外，600 mg/L 处理的金莲花种子7月29日开花，比400、500 mg/L 处理的开花期提前2～3 d；其余物候期基本一致。

表2 不同浓度赤霉素对金莲花物候期的影响 单位：月-日

2.3 不同处理对金莲花生长性状的影响

由表3可知，不同处理对株高增长量和最高开花数的影响较为明显。400、600 mg/L 处理的株高增长量显著高于500 mg/L 处理（P<0.05），但两者差异不显著（P＞0.05）；600 mg/L 处理的最高开花数显著高于400、500 mg/L 处理（P<0.05），但后两者差异不显著（P＞0.05）；不同处理下的茎粗增长量、最大叶长、最大叶宽差异不显著（P＞0.05）。但也可以看出，600 mg/L 处理下的植株长势最好，500 mg/L 处理下的植株长势最差。不同处理对结果的影响并未看出有线性相关关系。

表3 不同处理对金莲花生长性状的影响

2.4 金莲花的其他特性

2.4.1 金莲花种子吸胀过程及活力种子吸水膨胀是发芽的先决条件，干燥种子的内部几乎所有组织都呈皱缩状态，细胞内含物具有很强的黏滞性，当水分进入种子后，细胞体积增大而呈紧张状态。种子吸水的阶段性亦即种子萌发过程，吸水明显分为3个阶段。金莲花种子浸泡3 h后开始进行物理性吸水，在12 h后到达平台期，为80.6%。试验结果表明，金莲花种子透水性良好，吸水不存在障碍，不是影响金莲花种子萌发的主要因素（图1）。

2.4.2 野生金莲花的变异性 由表4可知，群体内6个性状均产生了不同程度的变异，变异系数为4.70%～36.90%。花直径变异系数最大，为36.90%，株高、花被数、冠幅的变异系数分别为23.50%、21.10%、18.90%，变异系数较小的性状是侧枝数和主茎数，分别为8.30%、4.70%。这表明野生金莲花具有较强的变异性。

表4 600 mg/L 赤霉素处理下金莲花各性状的均值、极值、变异系数

3 讨论与结论

温度是影响种子萌发和出苗的关键因素，在合适的温度范围内，种子的萌发效果会随着温度发生变化，原因是温度会影响种子内酶的活性[15]。而海拔是一个复合型的环境因子，研究表明，低海拔金莲花种子发芽率显著高于高海拔[16]。本试验中，金莲花种子吸水情况良好，吸水并非是影响其萌发的主要因素，因此，不同浓度赤霉素处理下金莲花种子发芽率偏低可能与内蒙古呼和浩特市的气温和海拔有关。在选取的3个浓度中，600 mg/L 赤霉素对野生金莲花种子萌发产生的效果最显著，发芽率最高，但其对植株后续长势的影响并非正相关。

赤霉素在植物的生长过程中起到广泛的调节作用，不同浓度赤霉素在打破种子休眠的过程中对植株幼苗的生长影响也有较大差异[17]。从本试验可初步看出，不同浓度赤霉素对金莲花植株长势也会产生不同的影响，研究结果可为金莲花驯化提供方向和理论依据。

李勇等[18]对河北、山西、北京郊区以及药用植物研究所引种栽培的8份金莲花种质开展了AFLP 遗传多样性分析，结果表明，地理位置较近的金莲花种质，遗传相似系数较高；引种可造成金莲花种质的遗传结构发生变异。本试验测得的金莲花性状变异系数较大，与其研究结果相符，说明野生金莲花种子不适合规模化种植，需要进一步筛选育种，并需进行长期培养，以提高其稳定性。

在试验观测过程中发现，金莲花喜湿怕涝，为典型的林下植物，且有较强的分蘖性，在引种过程中具有较强的抗性，植株长势良好，花色艳丽，花期较长，具有一定的园林观赏价值。