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野生中华猕猴桃种子萌发的最佳条件

2020-10-21龙云树杨荣萍张应华刘自贵张国平吴兴恩

贵州农业科学 2020年9期
关键词:层积滤纸赤霉素

龙云树,杨荣萍, 张应华,刘自贵,张国平,吴兴恩*

(1.云南农业大学, 云南 昆明 650201; 2.昭通市鲁甸县农业技术推广中心, 云南 昭通 657100)

猕猴桃是猕猴桃科(Actindiaceae)猕猴桃属(Actinidia)雌雄异株多年生浆果类木质落叶藤本果树,又称阳桃、狐狸桃、藤梨、木子、毛木果、奇异果和麻藤果等,富含高量维生素C、优质膳食纤维和多种微量元素,并具有重要的药用价值,享有水果之王的美称,是当下竞相发展的重要新兴果品之一[1-2]。据统计,全世界猕猴桃属植物共有54个种,21个变种,75个分类单元,52个种分布在中国,其中云南有45种,10种为云南特有[3],充分展现了云南最为丰富的猕猴桃属物种资源。但云南猕猴桃产业也存在特色品种缺乏、地区优势不突出、栽培品种较单一和品种结构优化缓慢等产业发展现状,未发挥云南作为国内野生猕猴桃资源最丰富地区所具备的栽培、育种、品种改良等优势[4]。李坤明等[5-8]研究表明,野生猕猴桃具有一些优异的资源如红肉、紫果、光滑无毛、矮化、抗病等是选育新品种、新类型的原始材料,并且野生猕猴桃在其自然环境下生长,有其特定的优良基因可利用,但多省已出现野生猕猴桃濒危且我国对野生猕猴桃的基础性研究工作不够。野生猕猴桃的花期和果期不同,且生长于深山,加上人为的破坏等因素使野生猕猴桃变得难以取材研究,所以野生猕猴桃的繁殖保存尤为重要,而野生中华猕猴桃(WildActinidiachinensis)在云南多地均有分布、结实率高、种子多、品质良好且为优良的砧木。种子萌发有利于野生猕猴桃的繁殖保存、实生选种,为后续的利用与研究提供材料。猕猴桃种子的自然萌发率较低,且萌发受多因素影响,如光照、温度、水分、种皮限制、休眠性等。提供适宜的萌发条件促进种子萌发是研究种子萌发的重点。屈德洪等研究[9-16]表明,赤霉素浸泡、变温培养、低温层积、低温冷藏处理等可有效促进猕猴桃种子的萌发,而沙擦处理和激动素(KT)对狗枣猕猴桃种子萌发影响不显著,萌发条件的探究多以单因素进行,且温水浸种的时间不同。结合前人的研究,以野生中华猕猴桃种子为试材,在变温培养条件下探究温水浸种时间、赤霉素浓度、基质和珍珠岩不同配比的萌发床、低温层积时间与赤霉素浓度组合对野生中华猕猴桃种子萌发的影响,以获得野生中华猕猴桃种子萌发的最佳条件,为野生中华猕猴桃的种苗保存、利用提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

野生中华猕猴桃种子:2018年10月在云南省昭通市鲁甸县文屏镇安国村采集,待完成后熟将其剥皮取种后置于细筛中搓洗直到种子干净,常温晾干后置于实验室备用。

药品:赤霉素(上海源叶生物科技有限公司)、育苗基质为ZH-品氏基质。

1.2 方法

试验于2018年11月至2019年4月在云南省滇台特色农业产业化工程研究中心进行。

1.2.1 赤霉素浓度和温水浸泡时间 野生猕猴桃种子在45℃水温下,设置4个浸种时间:0 min、20 min、40 min、60 min,7个赤霉素浓度:0 mg/L、150 mg/L、300 mg/L、450 mg/L、600 mg/L、750 mg/L、900 mg/L,共28个处理。每个处理4次重复,每个重复50粒种子。温水浸种后赤霉素处理24 h,再用蒸馏水冲洗4~5次,置于含双层湿润滤纸的培养皿中。在25℃下光照16 h,18℃下黑暗8 h的培养箱中培养。试验期间保持滤纸湿润,萌发计数以胚根2 ~3 mm开始,以7 d内不再发芽为最终数据。

发芽率=发芽种子数÷供试种子数×100%

发芽势=到达峰值时发芽种子数÷供试种子数×100%。

1.2.2 滤纸与珍珠岩+育苗基质 称取8 g的种子于45℃温水中浸泡60 min,取下层种子于600 mg/L的赤霉素溶液中浸泡24 h,再用蒸馏水冲洗4~5次。将种子置于7个不同类型的培养皿中培养,每个处理3个重复,每个重复50粒种子。类型1为双层湿润滤纸,类型2为育苗基质,类型3为滤纸+珍珠岩,类型4为1份珍珠岩+4份育苗基质,类型5为2份珍珠岩+3份育苗基质,类型6为1份珍珠岩+2份育苗基质,类型7为1份珍珠岩+1份育苗基质。

1.2.3 层积时间和赤霉素浓度 称量8 g净晾干的种子于含有双层湿润滤纸的培养皿中,置于6℃冰箱,设置4个层积时间:0 d、14 d、28 d、42 d,依照层积时间取用。将层积后的种子置于45℃水浴锅中浸种60 min,取下层种子使用。同一层积时间浸泡的种子于不同浓度赤霉素(0 mg/L、150 mg/L、300 mg/L、450 mg/L、600 mg/L、750 mg/L、900 mg/L)中浸泡24 h,再用蒸馏水冲洗4~5次。4个层积时间和7个赤霉素浓度组合共28个处理,每个处理3次重复,每个重复100粒种子。将处理好的种子置于含湿润滤纸的培养皿中培养。

2 结果分析

2.1 赤霉素浓度温水浸种时间对野生中华猕猴桃种子萌发的影响

由表1可知,当赤霉素浓度为0时,随浸种时间的增加发芽率逐渐升高,40 min时最高,为4.77%;当浸种时间为0 min时,随赤霉素浓度的增加,种子的发芽率先增后降,赤霉素浓度为600 mg/mL的发芽率最高,为26.57%;在不同赤霉素浓度下,随浸种时间的增加,发芽率均逐渐增高,浸种60 min为最佳浸泡时间。在不同浸种时间下,随着赤霉素浓度的增加发芽率均先增后降,赤霉素的最佳浓度为600 mg/L。浸种60 min,赤霉素浓度为600 mg/L时,野生中华猕猴桃种子发芽率最高,为45.1%。

表1 赤霉素浓度浸种时间处理野生中华猕猴桃种子的发芽率Table 1 Germination rate of wild A. chinensis seeds treated with various gibberellin concentration and soaking time

2.2 不同类型萌发床对野生中华猕猴桃种子萌发的影响

由表2可知,随珍珠岩的增加种子萌发芽率降低。使用纯基质和滤纸的种子发芽率、发芽势极显著高于其他处理,而使用基质的种子发芽率显著高于滤纸40%,但两者发芽势差异不明显,只相差7百分点。因此使用纯基质做萌发床相比滤纸可提高野生中华猕猴桃的种子发芽率、发芽势。

表2 不同类型萌发床野生中华猕猴桃种子的萌发情况Table 2 Germination of wild A. chinensis seeds using seven types of germination beds

2.3 层积时间+赤霉素浓度对野生中华猕猴桃种子萌发的影响

由表3可知,在各个赤霉素浓度下,随层积时间的增加,发芽率、发芽势先增后降,随赤霉素浓度的增加,变化速度放缓。层积14 d与各赤霉素浓度组合的发芽率、发芽势高于其他组合,赤霉素浓度为0时发芽率最大,为74%;层积时间为0 d时,随赤霉素浓度的增加,发芽率先增后降,赤霉素浓度为600 mg/L时的发芽率最大,为41%。说明,层积时间对野生中华猕猴桃种子萌发有较大影响。随层积时间的变化,与之组合的最佳赤霉素浓度有变化。层积时间为0 d时,随赤霉素浓度的增高,发芽率先升后降,发芽势呈“N”形变化,赤霉素浓度600 mg/L时的发芽势为16.67%;层积时间14 d时,随着赤霉素浓度的升高发芽率一直下降,发芽势呈“W”形变化,赤霉素浓度为0 mg/L时发芽率最高,为74%,发芽势为53.67%;层积28 d时,随着赤霉素浓度升高发芽率基本呈上升趋势,发芽势呈“M”形变化,赤霉素浓度为900 mg/L时,发芽率最高,为37.56%,发芽势为22%;层积时间为42 d时,发芽率随着赤霉素浓度的增高均呈上升趋势,发芽势先升后降再升最后下降,赤霉素浓度为900 mg/L发芽率最高,为33.69 %,发芽势为8.67 %;发霉情况随层积时间的增加而增多,层积14 d少,42 d较多。说明,层积14 d与赤霉素浓度0 mg/L组合处理的种子发芽率、发芽势最高,且发霉率低,此组合最佳。

表3 层积时间+赤霉素浓度处理野生中华猕猴桃种子的萌发情况Table 3 Germination of wild A. chinensis seeds treated with stratification time and gibberellin concentration

3 结论与讨论

3.1 赤霉素浓度和温水浸种时间对种子萌发的影响

种子萌发需要充足的水分,温水浸种能促进种子吸水,适合的浸泡时间有利于种子萌发。赤霉素有打破休眠促进萌发的作用,适合的浓度能增大种子发芽率且提高效率节约资源,因此找到最佳条件非常重要。研究结果表明,随温水浸种时间的增加,种子发芽率增加,随赤霉素浓度的增加,种子发芽率先升后降,浸种时间和赤霉素共同促进种子萌发但赤霉素处理的种子萌发率远高于浸种时间的处理。浸种时间为60 min,赤霉素为600 mg/L时发芽率较高。在不使用赤霉素的情况下,温水浸种20 min后对其萌发影响不大,最高发芽率为4.77%,而种子不浸泡温水,赤霉素浓度为600 mg/L时发芽率达26.57%。浸泡时间为60 min,赤霉素浓度为600 mg/L时发芽率达45.1 %,因此最佳浸种时间为60 min。与李红莉等[14]的软枣猕猴桃温水浸种时间相同,而安成立等[15]的秦美猕猴桃浸泡时间为20~30 min。可能是因为温水浸种时间与赤霉素相比对猕猴桃种子萌发的影响较小而选择的时间。

3.2 滤纸和基质配比对种子萌发的影响

种子萌发大多数情况下采用双层湿润滤纸做萌发床,但在培养箱中使用滤纸水分易流失需要不断喷水增加湿度,此方法增加工作量的同时还影响种子萌发。为解决这个问题,试验采用基质+珍珠岩混合做萌发床。彭思华等[17]在探究河沙、锯末、森林土∶炭渣(6/4)对滇清冈种子萌发的影响表明:森林土+炭渣可以极显著的提高种子的发芽率和发芽势。周晓慧等[18]探究基质对珍稀濒危植物四川牡丹种子萌发的影响表明,不同基质的种子生根率有极大差异,草炭土生根效果显著高于沙土,这与基质理化性质有关。赵娜等[19]研究表明,草炭与珍珠岩混合基质配比30%的表土利于种子萌发,采用纯基质能显著提高种子发芽率且增大发芽势,萌发效果优于滤纸。

3.3 层积时间+赤霉素浓度对种子萌发的影响

屈德洪等[9-16]研究表明,低温层积、赤霉素处理对猕猴桃种子的萌发有较好作用。研究结果表明,随低温层积时间的增加,种子发芽率呈先上升后下降的变化,层积14 d时层积的效果优于赤霉素处理,同时赤霉素有减弱层积对萌发的作用。赤霉素浓度为0 mg/L、层积14 d时,发芽率、发芽势最高。层积0 d随赤霉素浓度增加发芽率增加,层积14 d随赤霉素浓度增加发芽率降低,而14 d之后层积28 d、42 d都表现为随赤霉素浓度增加发芽率增加。荆泉凯[20]研究指出,不同层积时间过程中,内源赤霉素的变化趋势是前期升高至一定数值后小幅降低。恰好解释研究中种子萌发率的变化情况。大部分采用赤霉素来打破种子休眠的研究表明,赤霉素对种子萌发有促进作用,且随其他条件的改变,所对应的最佳赤霉素浓度有差异[12,20-21]。试验结果也显示,层积0 d时,与之组合的最佳赤霉素浓度为600 mg/L,而层积14 d时,与之组合的最佳赤霉素浓度为0 mg/L。有研究指出,随层积时间的变化除内源赤霉素发生改变影响种子萌发之外,其抗氧化酶类的活性先上升后下降,种子内生长素含量不断上升至稳定,同时与赤霉素有拮抗作用的脱落酸含量持续降至一定数值,都有利于种子的萌发,而赤霉素浸泡处理时间短,通常只会快速引起种子内部赤霉素的变化,其他变化不大,所以层积14 d与各个赤霉素浓度组合的发芽率、发芽势都高于其他组合[20]。当赤霉素浓度为0 mg/L时,试验的萌发条件就变成了变温培养条件下层积处理14 d时的发芽率、发芽势最大,与鲁松等[16]的研究结果一致。变温、低温层积、赤霉素浸泡都能够使种子内的赤霉素含量发生变化,所以三者组合对种子萌发的作用不能简单的归为促进或抑制,其促进或抑制作用与各条件作用下种子内部相关物质的产生及含量有关,当种子内部状态最佳时种子萌发情况最好。至于每种猕猴桃种子最佳萌发时期的赤霉素含量、相关有利于种子萌发的物质及含量、各处理条件下种子内部物质的变化及对种子萌发的影响等均需进一步深入探究。

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