外源激素对紫薇种子萌发的影响

肖杰，薛欢，苑景淇，于忠亮，李成宏，王梅芳，周梅妹，杜凤国,2*

(1.北华大学 林学院，吉林 吉林 132013； 2.长白山特色森林资源保育与高效利用国家林业局重点实验室，吉林 吉林 132013)

紫薇(Lagerstroemiaindica)亦称痒痒树、海棠树等，为千屈菜科(Lythraceae)紫薇属(Lagerstroemia)的落叶灌木，原产于中国和澳洲，广泛分布于我国广东、福建、江西、浙江等省，吉林也有零星栽培。其花色丰富艳丽，且花期长，是一种集观赏和药用于一体的珍贵经济树种。目前国内外关于紫薇的研究主要集中在种质资源[1-3]、生理生态特性[4-7]、育种[8-10]与繁育技术[11-24]、开发与应用[25-28]等方面。植物的生长历程大多从种子萌发开始，而紫薇种子具有生理休眠特性，因此，关于外源激素对紫薇种子萌发影响的研究尤为重要。马有虎等[17]发现，GA3200 mg·L-1处理下，紫薇种子发芽率最高，为60.0%，均高于对照；宋平等[20]发现，6-BA 5 mg·L-1处理后，南紫薇发芽率与发芽势均比对照提高，且处理效果最明显；蒙真铖等[22]发现，GA3200 mg·L-1、TDZ 0.02 mg·L-1、IAA 200 mg·L-1可显著促进毛萼紫薇种子的萌发及幼苗生长。本研究对NAA、IBA和GA3等外源激素对3种紫薇品种种子的发芽率、发芽势等指标的影响进行了研究，旨在为紫薇的引种繁育和栽培提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验在北华大学国家林业和草原局重点实验室进行。供试材料为2017年从江苏宿迁地区采集的红火箭(LagerstroemiaindicaRed Rocket)、红火球(LagerstroemiaindicaDynamite)、百日红(LagerstroemiaindicaHongtaiyang)3个紫薇栽培品种种子，试验前存于冰箱中，千粒重分别为1.721、1.535、1.246 g。

1.2 方法

挑选饱满、大小一致的3个品种紫薇种子，分成16份，每份100粒。将3种外源激素(NAA、IBA、GA3)分别设5个浓度处理，即NAA和IBA均为1、5、10、15、20 mg·L-1，GA3为10、20、50、100、200 mg·L-1，以蒸馏水为对照(CK)。

将种子用蒸馏水浸泡24 h，再用3%高锰酸钾溶液消毒15 min，用蒸馏水清洗3～4次，将种子放入不同浓度的外源激素溶液中浸泡12 h，取出后均匀放置在铺垫3层纱布的培养皿中，置于培养箱中，光强2 000 lx，温度22 ℃，全天光照，每隔1 d喷1次水，每天记录1次发芽情况，重复3次，并记录最终发芽结果。

1.3 数据处理

使用Excel 2016对获得的试验数据进行汇总，计算平均值和标准差等，绘制试验表格和制图。采用SPSS 25.0软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 红火箭

由表1可知，随着激素浓度的增加，红火箭种子的发芽率均表现为先增长后下降的趋势，且总体为促进作用。1～15 mg·L-1NAA处理的种子发芽率均高于对照。其中，1 mg·L-1NAA处理后的发芽率和发芽势显著高于对照和其他处理，且始萌发时间最短，1 mg·L-1NAA处理的萌发时间最短。

注：同列无相同小写字母表示组间在0.05水平差异显著，表2～3同。

1～20 mg·L-1IBA处理后的种子发芽率均高于对照，1～15 mg·L-1IBA处理种子后发芽势均高于对照，5 mg·L-1IBA处理的起始萌发时间最短，10 mg·L-1IBA处理的萌发时间最短。其中，10 mg·L-1IBA处理后种子发芽率和发芽势显著高于对照和其他处理。

10～200 mg·L-1GA3处理种子后发芽率均高于对照，20～200 mg·L-1GA3处理种子后发芽势均高于对照，20、50 mg·L-1GA3处理的红火箭种子起始萌发时间最短，20 mg·L-1GA3处理的红火箭种子萌发时间最短。其中，20、50 mg·L-1GA3处理的种子发芽率和发芽势显著高于对照和其他处理。

综上说明，NAA 1 mg·L-1、IBA 10 mg·L-1、GA320 mg·L-1对红火箭种子发芽效果较好，均可不同程度缩短红火箭种子的萌发时间。

2.2 红火球

由表2可知，随着激素浓度的增加，NAA对红火球种子萌发率的影响略有起伏，IBA和GA3处理下，红火球种子萌发率表现为先抑制，接着促进，最后再抑制。1～15 mg·L-1NAA处理种子的发芽率均低于对照，1、20 mg·L-1NAA处理的种子发芽势均高于对照；10、20 mg·L-1NAA处理及对照的起始萌发时间最短，20 mg·L-1NAA和对照处理种子的萌发时间最短。其中，20 mg·L-1NAA处理后种子发芽率显著高于1～15 mg·L-1NAA，高于对照但不显著，可略微促进发芽率的提高，同时显著提高发芽势。表明1～15 mg·L-1NAA对红火球种子萌发起到一定抑制作用。

表2 不同激素处理对红火球种子发芽的影响

10 mg·L-1IBA处理的种子发芽率显著高于对照和1、5、20 mg·L-1IBA处理，15 mg·L-1IBA处理的种子发芽势显著高于对照和1、5、20 mg·L-1IBA处理，且10、15 mg·L-1IBA处理的种子起始萌发时间最短。10 mg·L-1IBA处理种子的萌发时间最短。表明10～15 mg·L-1IBA可以有效促进红火球种子萌发，而其他浓度均不同程度抑制红火球种子萌发。

50、100 mg·L-1GA3处理的种子发芽率高于对照和其他处理，显著高于200 mg·L-1GA3处理，发芽势显著高于对照和其他处理。50 mg·L-1GA3处理的种子萌发时间最短。表明50～100 mg·L-1GA3能促进红火球种子萌发，但总体不显著，其余浓度均不同程度抑制红火球种子萌发，200 mg·L-1GA3显著抑制萌发。

综上说明，NAA和GA3对红火球种子的萌发影响较小，10 mg·L-1IBA对红火球种子萌发促进效果最明显。

2.3 百日红

由表3可知，随着激素浓度的增加，NAA、GA3处理对百日红种子发芽率的影响相比IBA小，IBA处理下百日红种子发芽率表现为先促进后抑制。NAA各处理的起始萌发时间与对照相同，1 mg·L-1NAA处理种子后萌发时间最短。1～15 mg·L-1NAA处理的百日红种子发芽率均显著高于20 mg·L-1和对照。1 mg·L-1NAA处理的百日红种子发芽势高于5、10 mg·L-1，但不显著。

表3 不同激素处理对百日红种子发芽率的影响

5、10 mg·L-1IBA处理的种子起始萌发时间和萌发时间最短，且其发芽率和发芽势显著高于对照和其他处理。表明5、10 mg·L-1IBA浓度处理可极大提高百日红种子的发芽率和发芽势。

10 mg·L-1GA3处理的种子发芽率显著高于对照和其他处理。10 mg·L-1GA3处理的种子发芽势显著高于对照及100、200 mg·L-1GA3处理；高于20、50 mg·L-1GA3处理，但不显著。起始萌发时间最短的是50、100 mg·L-1GA3处理，萌发时间最短的是10 mg·L-1GA3处理，表明GA3各处理可明显提高百日红种子的发芽势，使出苗整齐，且以10 mg·L-1GA3处理为最佳。

综上说明，IBA 5 mg·L-1对百日红种子的萌发率和发芽势的提升最大，相比其他处理可最大程度缩短起始萌发时间和萌发时间。同时，3种外源激素均可不同程度的促进百日红种子发芽势提高。

3 小结与讨论

3.1 讨论

激素处理植物种子是目前打破种子休眠应用最广泛的措施。一般有两个作用：打破种子休眠和调控种子内部激素平衡。在野外环境进行紫薇种子播种出苗率较低，存在萌发时间长且不整齐等问题。有研究报道指出，IAA、6-BA、NAA、TDZ、GA3等[19，23，25]均可打破紫薇种子休眠。马有虎等[19，22]研究发现，200 mg·L-1GA3可显著促进毛萼紫薇种子萌发；胡国华[24]研究发现，300 mg·L-1GA3紫薇萌发的各项指标达到最高值；但孙宽莹[19]等研究指出，1 000 mg·L-1GA3处理紫薇种子后萌发效果最佳，即同科属但不同品种紫薇种子打破休眠的激素种类一般相同但浓度不同。这主要由于基因差异，再者是微环境差异导致。由本试验结果可知，50～200 mg·L-1GA3处理对红火球种子萌发的影响说明，同种激素不同浓度可对同一品种种子萌发产生促进或者抑制作用。1 mg·L-1NAA和20 mg·L-1GA3处理均显著促进红火箭种子发芽，说明同一品种紫薇种子萌发最适宜的激素不止1种，将这两种浓度的外源激素组合的研究将在下一阶段进行。

本研究中，紫薇种子发芽率要高于宋平等[20，22]研究结果，原因可能与品种、种子贮藏条件、培养环境以及激素种类和浓度不同有关。GA3对红火箭和百日红种子萌发的影响与马有虎等[17]的研究结果相似，说明紫薇种子对GA3反应较迟钝。红火箭种子的发芽率在NAA浓度最低时就达到最大，且远远高于对照，对此应开展NAA更低浓度对红火箭种子发芽率的研究。同样，在NAA浓度最高时，红火球的种子发芽率还有上升空间，故应进一步开展增高NAA浓度对红火球种子发芽率的研究。此外，本试验所设温度均为22 ℃，下阶段还应展开不同温度结合外源激素来探讨紫薇种子萌发情况。

3.2 小结

在无外源激素条件下，3个紫薇品种中，红火球的发芽率和发芽势均最高，分别为78.7%和55.3%，这可能是因为品种不同，致使红火球种子内部含有刺激萌发的激素较为充足，以及所要求的微环境均不相同。

不同种类和浓度的外源激素处理种子后，对紫薇种子的发芽率、发芽势、萌发时间有不同影响。红火箭种子的发芽率在NAA 1 mg·L-1、IBA 10 mg·L-1、GA320 mg·L-1、GA350 mg·L-1处理后达到最大值或较高值；红火球种子的发芽率在NAA 20 mg·L-1、IBA 10和15 mg·L-1、GA350和100 mg·L-1处理后较高。其中，IBA 10 mg·L-1对红火球种子萌发促进作用最大；百日红种子的发芽率在NAA1 mg·L-1、IBA 5 mg·L-1和10 mg·L-1、GA310 mg·L-1处理后都比较高。其中，IBA 5 mg·L-1对百日红种子的萌发率促进作用最大。

综上，红火箭种子发芽各项指标均受到NAA、IBA和GA3激素的正向调控；红火球和百日红发芽主要受IBA调控。同种紫薇种子萌发可被多种外源激素所促进，同种外源激素也可促进不同品种紫薇种子萌发。IBA 10 mg·L-1可被这3个紫薇品种种子所接受，促进萌发。