PEG模拟干旱胁迫对大花金鸡菊、桂圆菊和赛菊芋种子萌发的影响

(东北林业大学 园林学院，黑龙江 哈尔滨 150000)

大花金鸡菊(Coreopsisgrandiflora)花大，颜色亮黄，花叶疏散，花姿轻盈；桂圆菊(Spilanthespaniculata)花朵小巧奇特，形似桂圆，花枝紧凑，低矮，花量多，花期长；赛菊芋(Heliopsishelianthoides)开花早，花枯萎后也能保持花姿，与观赏草一起营造景观野态十足，是3种优良的园林绿化植物，具有较高的观赏价值。

在我国，干旱及半干旱地区约占52.5%的国土面积，世界上地球陆地面积约1/3是干旱和半干旱地区[1]。干旱的发生不仅在干旱及半干旱地区，降水充沛的地区也会因雨量分配不均或气候的变化而出现干旱的情况[2]。干旱不仅影响作物的生长发育，也极大地限制了园林绿化植物的生长和观赏效果。近几年来，人们对周围城市景观的要求越来越高，增加城市景观植物的多样性，选育出观赏效果好，具有较强耐受性的园林植物已成为园林植物学家的重要研究方向之一，目前干旱胁迫对三叶草[3]、大花萱草[4]、冬樱花[5]、紫丁香[6]、欧报春[7]、风箱果[8]等观赏植物已有很多研究，对大花金鸡菊、桂圆菊和赛菊芋这3种植物的相关研究较少，多体现在引种栽培、化学成分及药理作用等方面[9-15]。本试验以PEG-6000模拟干旱胁迫，观察记录大花金鸡菊、桂圆菊和赛菊芋种子萌发的各项萌发指标，分析其耐干旱能力，为干旱地区选育耐旱的园林绿化材料提供依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

大花金鸡菊、桂圆菊和赛菊芋的种子采摘于东北林业大学园林学院苗圃，采摘后放在干燥阴凉处保存。在去除种皮及其他杂质后，筛选出饱满且大小相对一致的种子进行试验。

1.2 种子预处理

分别选取好大花金鸡菊、桂圆菊和赛菊芋的种子，用75%浓度的酒精清洗消毒0.2 min，蒸馏水冲洗至无味后自然晾干备用。将垫好脱脂棉及2层滤纸的玻璃培养皿(120 mm)用高压灭菌锅进行消毒灭菌，并在烘箱中烘干备用。

1.3 发芽试验

在烘干好的培养皿中，均匀的放置60粒大花金鸡菊、桂圆菊和赛菊芋的种子，并做好标记，分别向培养皿中加入10 mL蒸馏水(ck)以及5%、10%、15%、20%、25%浓度的PEG-6000溶液。放入湿度为65%，温度(24±1)℃恒温培养箱中连续暗培养，每隔2 d补充1次溶液，以维持恒定的溶液浓度。10 d后结束发芽实验。参照GB/T 18247.4-2000国家标准，第5天统计发芽势、第10天统计发芽率，计算发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数以及生长指标的测定(胚根长度、胚芽长度、胚根与胚芽的比值和鲜重)[16-17]。

1.4 数据处理与分析

采用Excel 2007软件和SPSS 19.0软件进行数据的统计与分析。

2 结果与分析

2.1 干旱胁迫对大花金鸡菊、桂圆菊和赛菊芋种子发芽率、发芽势的影响

由图1和图2可以看出，大花金鸡菊、桂圆菊和赛菊芋种子的发芽率和发芽势随着PEG浓度的增加整体呈下降趋势，但不同植物对干旱胁迫的响应有差别。大花金鸡菊在0～15%PEG浓度之间发芽率与发芽势先上升后下降，在5% PEG浓度胁迫时最高，发芽率为93.33%，发芽势为53.33%，整体发芽率较其他植物低。桂圆菊的发芽率介于大花金鸡菊和赛菊芋之间，发芽势高于其他2种植物。赛菊芋在0～10%PEG浓度之间，发芽率均为100%，发芽势低于其他2种植物。当PEG浓度≥20%时，3种植物的发芽率和发芽势都较低，当PEG浓度25%时大花金鸡菊的发芽率为3.33%，桂圆菊和赛菊芋的发芽率和发芽势均为0。

图1 不同PEG-6000浓度下大花金鸡菊、桂圆菊和赛菊芋种子的发芽率

图2 不同PEG浓度下大花金鸡菊、桂圆菊和赛菊芋种子的发芽势

2.2 干旱胁迫对大花金鸡菊、桂圆菊和赛菊芋种子发芽指数、活力指数的影响

种子发芽指数与种子活力指数是衡量种子活力大小的2个主要指标[18-20]。由图3和图4可以看出，5%与10% PEG浓度提高了大花金鸡菊和赛菊芋发芽指数与活力指数，在5%PEG浓度时最高，随着PEG浓度的上升，大花金鸡菊和赛菊芋种子的发芽指数与活力指数呈下降趋势。桂圆菊种子在 PEG浓度胁迫下，发芽指数与活力指数均低于ck组。当PEG浓度≥20%时，大花金鸡菊、桂圆菊和赛菊芋种子的发芽指数与活力指数都受到了较强的抑制。

图3 不同PEG浓度下大花金鸡菊、桂圆菊和赛菊芋种子的发芽指数

图4 不同PEG浓度下大花金鸡菊、桂圆菊和赛菊芋种子的活力指数

2.3 干旱胁迫对大花金鸡菊、桂圆菊和赛菊芋种子萌发生长指标的影响

由表1可以看出，大花金鸡菊和赛菊芋的胚根平均长度在5% PEG浓度下最长，分别为33.7 mm和15 mm，其中赛菊芋在5%～15%PEG干旱胁迫下胚根的长度都大于ck组，桂圆菊的胚根平均长度在ck时最长。随着PEG浓度的上升，大花金鸡菊、桂圆菊和赛菊芋胚芽的长度无显著差异。

由表2可以看出，大花金鸡菊胚根与胚芽的比值较大，其中在5%PEG浓度时最高比值为10.53，5%～10%PEG浓度下 胚根与胚芽的比值都大于ck组。桂圆菊和赛菊芋胚根与胚芽的比值都较低。赛菊芋的整体鲜重最高，赛菊芋和桂圆菊ck组时鲜重最大，随着PEG浓度升高鲜重逐渐降低，未发芽的种子分别为9 mg和1 mg。大花金鸡菊在5%PEG浓度下最高。

表1 不同PEG浓度下大花金鸡菊、桂圆菊和赛菊芋的胚根与胚芽的长度

注：同列不同的字母表示存在极显著差异(p<0.01)。下同。

表2 不同PEG浓度下大花金鸡菊、桂圆菊和赛菊芋胚根与胚芽的比值和鲜重

3 结果与讨论

大花金鸡菊、桂圆菊和赛菊芋，是现在园林绿化中新兴的观赏植物，尤其是桂圆菊和赛菊芋还未广泛应用于园林绿化之中，所以研究干旱胁迫对大花金鸡菊、桂圆菊和赛菊芋种子萌发的影响，对园林绿化植物引种的选择和保证景观效果的播种量的计算具有重要的意义。

PEG(聚乙二醇)对植物的毒性较小，可以使植物组织和细胞处于类似干旱的水胁迫之中，已经广泛应用到牧草、农作物、观赏植物等的抗旱研究上[21-26]。本研究利用5种不同浓度的PEG模拟干旱胁迫，分析了大花金鸡菊、桂圆菊和赛菊芋种子萌发特性。结果显示，低浓度的干旱胁迫有助于大花金鸡菊和赛菊芋种子的萌发，这与杨旭东[27]、凌敏[28]、李文鹤[29]的研究结果一致。桂圆菊种子的发芽指标随PEG质量浓度的升高呈下降趋势，桂圆菊种子萌发受到抑制，这与李淑梅[30]、郑云凤[7]许翩翩[31]的研究结果相似。

大花金鸡菊和赛菊芋有较强的抗旱能力，在生产实践中，播种时可以通过适度的干旱促进种子的萌发，在非干旱和半干旱地区应用时可适当的粗放管理。桂圆菊有一定的耐旱性，但耐旱性不强，在干旱和半干旱地区应用时需加强养护。