月季杂交种子萌发影响因素研究

李晓亮， 王文智， 杨世先， 张建康， 董春富， 鲍剑晖， 廖文宏， 张军云*

(1.玉溪市农业科学院，云南 玉溪 653100； 2.通海锦海农业科技发展有限公司，云南 通海 652700； 3.峨山县农业综合服务中心，云南 峨山 653200)

0 引言

【研究意义】月季(RosahybridaL.)属于蔷薇科(Rosaceae)蔷薇属(Rosa)植物，原产中国，享有“花中皇后”的美誉，是我国十大名花之一，世界五大鲜切花之一，其品种多、花型优美、花色丰富、花期长、株型丰富[1-4]，具有较高的观赏和商业价值，在世界各地广泛栽培，被应用于园林绿化和鲜切花市场。杂交是月季育种的一个重要手段[1]，但月季种子发芽率普遍较低是一直以来困扰月季杂交育种的一大难题[5]。月季种子发芽率低主要由于其休眠性造成，关于其休眠机理主要有2种意见：一是与种皮不透性有关，二是与种子的内源激素的抑制作用有关[6]。因此，研究月季杂交种子萌发对不同处理条件(种源自身条件及外界环境处理条件)的响应程度，探明影响月季发芽的主要因子，对于促进月季育种工作具有重要意义。【前人研究进展】国内学者对月季杂交种子采用低温沙藏处理[2，7-8]、酸处理[6-9]、植物生长调节剂处理[2，6-7]、种胚组织培养[2，9-10]等进行催芽萌发试验，结果显示：低温沙藏、植物生长调节剂2种处理方法能有效地提高月季种子的发芽率，月季种子的发芽率为12.70%～88.70%[2，6-8]。【研究切入点】目前，关于月季杂交种子萌发的研究基本上是通过小样本(种子量≤100粒)、较短时间尺度、种子亲本来源少(亲本≤3个)试验得出的结果，缺乏大样本、长时间及多亲本来源种子的萌发研究。因此，采用大样本(400粒左右)、长时间尺度(播种后1年)、种子来源丰富(26个亲本组合杂交)的种子，通过不同条件处理后研究月季种子的萌发率。【拟解决的关键问题】对不同亲本来源、不同种龄的月季杂交种子进行低温层积和植物生长调节剂处理，探明亲本来源、低温层积时间、植物生长调节剂及种龄等对月季杂交种子萌发的主要效应，弄清月季种子的发芽时间动态，旨在更准确地揭示月季杂交种子的萌发规律，为月季育种研究提供科学参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2019年4月至2020年4月在玉溪市农业科学院试验大棚进行。采用2018年度 26个月季杂交组合收获的429粒饱满种子为供试材料。种子亲本来源与种龄见表1。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 将429粒供试种子随机分4组经不同低温层积时间(0 d、10 d、30 d、100 d)处理后，参照闫海霞等[2]的方法，随机分4组进行不同植物生长调节剂(表2)处理后播种。经1年盆栽萌发记录，考察不同亲本来源、种龄、低温层积时间及植物生长调节剂条件下月季种子的萌发率。

表2 月季种子植物生长调节剂处理设计

1.2.2 试验过程

1) 种子收集。在玉溪市农业科学院月季种质资源圃进行月季杂交试验，杂交方法和杂交后的管理按李洪权等[11-13]的方法进行。茅祥耀[14]研究提出，当月季杂交果实表皮由绿色变为橙黄色、橙红色或桔红色时即为种子成熟。本研究根据该月季种子成熟标准进行采收，采收后将月季杂交果实剥离果皮后取出种子，选择饱满种子作为供试种子。

记录种子亲本来源与种龄，种龄定义为月季授粉至采收的时间历期。

2) 种子低温层积处理。参考陈雪等[7-8]的方法，用4%的KMnO4溶液对种子消毒10 min，再清水洗干净后晾干，将种子与湿沙(含水量约为40%)按1∶3的比例充分混合且种子不互相接触，装入果酱瓶后置于4℃冰箱冷藏。

3) 种子播种。按照椰糠∶珍珠岩=7∶2(体积比)将基质搅拌均匀，并加入多菌灵对基质消毒防止病菌滋生，pH保持在6.0～6.5。装基质入塑料花盆(上口径12.7 cm，下口径9.0 cm，高度11.5 cm)，用镊子将经低温层积与植物生长调节剂处理的月季种子播于花盆，每盆播种1～5粒。花盆放置于大棚，2～3 d观察1次，按实际情况适时浇水，保持基质湿润(手捏紧基质时稍有水渗出但不滴水)，其他管理按照日常管理进行。

4) 种子萌发观察。2019年4月播种，至2020年4月试验结束。在1年试验期间，以2片子叶破出土面视为种子发芽，参考宋松泉等[15]的方法，统计种子发芽率。

1.3 数据统计

采用Excel 2003和SPSS 16.0进行数据的处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同亲本来源月季种子的发芽率

在26个亲本组合杂交获得的429粒种子中，1年内共发芽17粒，发芽率为3.96%。不同亲本来源的月季杂交种子其发芽率差异较大(表3)，仅有7对亲本组合的种子发芽，占所有杂交组合的26.92%，绝大部分杂交组合(73.08%)的种子不发芽。在种子发芽的亲本组合间，发芽率较高的亲本组合是吻别×维西利亚、吻别×冷美人和粉佳人×墨红，发芽率分别为30.0%、20.0%和16.67%。

表3 不同亲本来源月季杂交种子的发芽率

2.2 不同低温层积时间月季种子的发芽率

不同的低温层积处理时间对月季杂交种子的发芽影响差异较大(图1)，随着层积处理时间增加，月季杂交种子发芽率表现出先增后减趋势。层积处理100 d和未进行层积处理(0 d)的发芽率均为0.23%，层积时间为30 d、10 d的处理，月季杂交种子的发芽率分别为2.10%和1.40%，较层积处理100 d和未进行层积处理(0 d)的分别高1.87百分点和1.17百分点。

图1 不同低温层积时间月季种子的发芽率

2.3 不同植物生长调节剂处理月季种子的发芽率

从图2看出，空白对照(CK)、赤霉素、萘乙酸、赤霉素+萘乙酸处理的月季杂交种子的发芽率分别为1.40%、1.17%、0.93%、0.47%，说明植物生长调节剂赤霉素和萘乙酸对月季杂交种子发芽不具有促进作用，甚至产生负向影响，可能与月季杂交种子本身对赤霉素和萘乙酸不敏感有关。

图2 不同植物生长调节剂处理月季的种子发芽率

2.4 不同种龄月季杂交种子的发芽率

发芽的月季杂交种子的种龄变化范围为163～229 d，平均192.7 d，随着种龄增加，月季杂交种子发芽率略呈平稳至增加的变化趋势。发芽率(y)与种龄(x)的回归拟合方程(图3)：y=0.000 1x2- 0.045 2x+ 4.813 6(R2= 0.022 7)，但回归不显著(P>0.05)，说明种龄对月季杂交种子的发芽率无明显影响。

图3 不同种龄月季种子的发芽率

2.5 月季种子发芽的时间动态规律

从图4看出，月季种子4月播种，播后第5个月开始发芽，即发芽始期在9月；发芽高峰期在播种后的第6～第8个月，即月季种子萌发时期集中在10—12月；播后9个月发芽结束，即发芽终期在翌年1月。月季从始发芽至发芽结束持续时间为5个月。

图4 种子发芽的时间动态规律

3 讨论

月季杂交种子发芽率较低一直以来是困扰月季杂交育种的一大难题。对月季26对亲本组合获得的429粒杂交种子进行不同条件的萌发研究，结果表明，播后能正常出苗的种子仅17粒，发芽率为3.96%。从种子亲本来源看，在26对亲本杂交组合中，仅有7对亲本组合杂交种子具备发芽能力，占所有杂交组合的26.92%，绝大部分组合的种子不发芽。说明亲本组合是影响月季种子萌发的重要因素，月季杂交种子的发芽率与品种本身的特性相关，与马策[6]的观点相同。在具备发芽能力的亲本组合中，除1个组合的种子发芽率为30.00%外，其余组合的种子发芽率为9.09%～20.00%，与范莉娟等[1]提出的月季种子发芽率较低(一般小于20%)的结论一致。

低温沙藏层积是农业生产上解除种子胚生理后熟性休眠最常用的一种重要方法，对打破植物种子休眠具有综合性效果，可促进种子的发芽[16-17]。月季种子的休眠需经较长时间的低温层积处理方才解除[18]，研究表明，低温层积处理能提高月季种子发芽率14.80～67.40百分点[2,8]，本研究中低温层积处理30 d的月季杂交种子发芽率较对照(未进行低温层积处理)高1.87百分点，说明低温层积处理是影响月季杂交种子发芽的主要因素[7-8]。陈雪等[7]研究表明，个别杂交组合的月季种子在低温层积80 d时达种子发芽峰期，另有部分杂交组合的月季种子在低温层积100 d时达种子发芽峰期，说明不同亲本来源的种子对低温层积时间需求不同。

植物生长调节剂可促使休眠种子中存在的抑制萌发物质(如脱落酸)钝化或失效、改变种子的新陈代谢及提高种子部分酶活性[17-19]，刺槐、五指毛桃、高山红景天、文冠果、蓝莓、番木瓜等经植物生长调节剂处理后种子发芽率获得提高[20-25]，但在本研究中，NAA、GA3等植物生长调节剂对月季杂交种子发芽的影响并不明显，可能与月季杂交种子本身对NAA、GA3不敏感有关。因此，今后应加强多种植物生长调节剂对不同亲本杂交来源的月季杂交种子发芽影响方面的研究。

种龄是种子成熟度的重要衡量指标，茅祥耀[14]研究提出，月季种子成熟度可根据果皮颜色加以判断，果皮颜色呈橙黄色、橙红色或桔红色时月季杂交种子达成熟状态。研究按照此标准采收杂交月季种子，并计算其种龄，保证参试种子的成熟度和种龄计算的科学性。研究结果表明，种子的种龄对发芽无显著影响。本研究首次揭示月季杂交种子发芽时间动态规律：杂交月季种子4月播种，在播后第5个月才逐渐开始萌发，即发芽始期在9月，10—12月为月季种子发芽高峰期，翌年1月发芽结束。该规律的提出可为月季杂交种子播期的选择提供参考。

4 结论

亲本来源及低温层积时间是影响杂交月季种子萌发的两大主要因子，26对亲本组合获得的429粒杂交种子，播后能正常出苗的种子仅17粒，发芽率为3.96%。在26对亲本组合杂中，仅有7对亲本组合杂交种子具备发芽能力，仅占所有杂交组合的26.92%，绝大部分组合的种子不发芽。低温层积处理30 d的月季杂交种子发芽率最高，较对照(未进行低温层积处理)高1.87百分点。植物生长调节剂与种龄因素对杂交月季种子萌发无显著影响。