不同浓度赤霉素低温浸种对紫苏种子萌发的影响*

潘学勤 赵 硕 周浩伟 黄丹枫**

（1.上海惠和种业有限公司，上海 嘉定201899；2.上海交通大学农业与生物学院，上海 闵行200240）

紫苏（PerillafrutescensL.）为唇形科紫苏属一年生草本植物[1-2]。紫苏种子含油量丰富（出油率高达45%以上[3]），表皮组织结构致密，透水、透气性差，休眠期长，发芽率低[4]。刚收获的紫苏种子处于中度或深度休眠状态[5]，发芽率仅为30%，导致播种成本高，且使农产品销售或出口延迟，严重影响经济效益。赤霉素（gibberellins，GAs）是一类植物生长调节剂[6]，可打破种子休眠，提高种子发芽率。吕桂云等[7]研究发现，200 mg/L的赤霉素液可使紫苏种子的发芽率提高到70%左右；张华等[8]研究发现，100 mg/L的赤霉素液可将紫苏种子的发芽率提高至89%以上；余启高[4]研究发现，采用200 mg/L赤霉素液浸种处理，紫苏种子的发芽率为75%。前人主要研究了单一的赤霉素液或低温处理对打破种子休眠的效果，本试验在不同浓度赤霉素液处理上叠加低温处理，研究其对紫苏种子发芽势、发芽率及打破种子休眠效果的影响，筛选赤霉素打破紫苏种子休眠的最佳浓度，同时明确赤霉素对通过贮存已部分解除休眠的紫苏种子萌发特性的改善作用，使紫苏种子的发芽率达到企业标准、出口合同标准（不低于80%）。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试紫苏为上海本地品种，简称为紫苏1、紫苏2（上海惠和种业有限公司提供）。紫苏种子于2020年11月20日收获，12月8日完成精选（晾晒、重力选、风筛选），纯度不低于96.0%，净度不低于98.0%，水分不高于9.0%，质量符合企业标准。处理前后的种子均储存于温度为15℃、湿度为35%的冷库中。种子加工机器、储存仓库、质量检测设备，均使用上海惠和种业有限公司现有的设施设备。

1.2 试验方法

（1）赤霉素打破紫苏种子（新种）休眠效果最佳的使用浓度试验。紫苏种子收获后，于2020年12月分别用100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L、500 mg/L、1 000 mg/L赤霉素GA3浸种处理，用清水作对照（ck）。（2）赤霉素对紫苏种子（老种）发芽率的影响试验。紫苏种子采收后储存半年（临近销售或播种，休眠已减弱），于2021年5月分别用100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L、500 mg/L、1 000 mg/L赤霉素GA3浸种处理，用清水作对照（ck）。

每个浓度为1个处理，共设6个处理。将浸在不同浓度赤霉素GA3中的种子放入5℃冰箱低温保存72 h，然后放入烘箱调温至35℃烘24 h（种子达到恒重）。按照GB/T 3543.4—1995（农作物种子检验规程）的标准将种子放在恒温培养箱中萌芽。各处理随机选取100粒紫苏种子，以10×10方式排列放置在透明发芽盒的纸上发芽床上，4次重复。培养箱温度设置为20℃恒温，光周期设置为8 h光照、16 h黑暗。

1.3 调查统计方法

1.3.1 种子发芽率测定

萌发第4 d调查发芽势；萌发第6 d调查发芽率；萌发第10 d，每个处理随机取样，以20株为单位测定单株幼苗的平均长度，4次重复。

发芽势（%）=（第4 d发芽数/种子总数）×100

发芽率（%）=（第6 d发芽数/种子总数）×100

发芽指数（GI）=Σ（Gt/>Dt）

活力指数（VI）=GI×S

式中，Gt：对应当天统计的发芽数目；Dt：对应统计发芽率的天数；S：第10 d单株幼苗平均长度（cm）。

1.3.2 种子游离脂肪酸含量测定

种子游离脂肪酸的代谢情况能反映出种子的休眠程度。游离脂肪酸含量越高，种子分解代谢越快，休眠越弱，反之则休眠越强。弱酸条件下，游离脂肪酸与铜盐反应生成铜皂，在715 nm处有特征吸收峰，在一定范围内游离脂肪酸含量与显色程度呈线性关系[9]。根据2021年5月种子（老种）发芽率测定结果，从2个紫苏品种中，分别挑选出500 mg/L赤霉素GA3、清水（ck）处理发芽指标相差较大的种子，每份0.6 g，3次重复，用游离脂肪酸试剂盒检测种子游离脂肪酸含量。

1.4 数据分析

采用Excel 2010软件整理数据，用SPSS19.0软件进行显著性差异分析，用Duncan’s新复极差法进行处理间均值多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同浓度赤霉素GA3低温处理对紫苏种子（新种）萌发特性的影响

不同浓度赤霉素GA3低温处理对紫苏种子（新种）萌发特性的影响见图1。

图1 不同浓度赤霉素GA3低温处理对紫苏种子（新种）萌发特性的影响

由图1可知，不同浓度赤霉素GA3低温浸种可打破紫苏种子（新种）休眠，处理后的紫苏种子（新种）发芽速度快，发芽势、发芽率、种子活力高，幼苗生长快。其中200 mg/L赤霉素GA3处理种子（新种）的发芽势较强，紫苏1和紫苏2种子（新种）的发芽势分别为68%、82%，分别较清水（ck）处理提高20%、46%，1 000 mg/L赤霉素GA3处理种子（新种）的发芽势较差；各浓度赤霉素GA3处理紫苏2种子（新种）的发芽率均显著高于清水（ck），200 mg/L、300 mg/L赤霉素GA3处理紫苏1种子（新种）的发芽率较清水（ck）处理高，差异显著。比较各项发芽指标可以发现，不同浓度赤霉素GA3低温处理对紫苏种子（新种）的活力指数影响最大，各浓度赤霉素GA3处理紫苏1种子（新种）的活力指数分别较清水（ck）处理高14.1%、25.5%、15.1%、5.8%、6.1%，紫苏2种子（新种）的活力指数分别较清水（ck）处理高38.4%、42.2%、30.3%、28.7%、21.9%。可见，不同浓度赤霉素GA3低温处理可提高紫苏种子（新种）的萌发速度和活力，尤以200 mg/L赤霉素GA3效果为好。

2.2 不同浓度赤霉素GA3低温处理对紫苏种子（老种）萌发特性的影响

不同浓度赤霉素GA3低温处理对紫苏种子（老种）萌发特性的影响见图2。

图2 不同浓度赤霉素GA3低温处理对紫苏种子（老种）萌发特性的影响

随着贮存时间的延长，自然状态下的种子休眠强度逐渐减弱，发芽率有所上升。由图2可知，不同浓度赤霉素GA3低温处理紫苏种子（老种）的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数较清水（ck）处理显著提高。其中500 mg/L赤霉素GA3处理种子萌发更快、出苗更整齐，紫苏1种子（老种）和紫苏2种子（老种）的发芽势分别为86%、89%（达到企业或合同不低于80%的标准），分别较清水（ck）处理高33%、28%。比较各项发芽指标可以发现，不同浓度赤霉素GA3低温处理对紫苏种子（老种）的活力指数影响最大，各浓度赤霉素GA3处理紫苏1种子（老种）的活力指数分别较清水（ck）处理高28.7%、25.9%、21.0%、37.9%、33.8%，紫苏2种子（老种）的活力指数分别较清水（ck）处理高30.2%、31.5%、24.3%、33.8%、27.7%。可见，不同浓度赤霉素GA3低温处理可提高紫苏种子（老种）的萌发速度和活力，尤以500 mg/L赤霉素GA3效果为好。

2.3 500 mg/L赤霉素GA3对紫苏种子（老种）游离脂肪酸含量的影响

500 mg/L赤霉素GA3对紫苏种子（老种）游离脂肪酸含量的影响见表1。

表1 500 mg/L赤霉素GA3对紫苏种子（老种）游离脂肪酸含量的影响

由表1可知，500 mg/L赤霉素GA3处理紫苏种子（老种）的游离脂肪酸含量显著高于清水（ck）处理。紫苏1种子（老种）和紫苏2种子（老种）的游离脂肪酸含量分别较清水（ck）处理高226.047 nmol/g、106.227 nmol/g；紫苏1种子（老种）的游离脂肪酸含量（258.555 nmol/g）显著高于紫苏2种子（老种）（108.663 nmol/g）。说明500 mg/L赤霉素GA3低温处理打破紫苏种子（老种）休眠效果明显。

3 小结与讨论

种子休眠是生物界普遍存在的一种现象，休眠时间长短与其生长习性、所处的气候条件有关。秋季成熟的种子需经历冬季低温以打破休眠[10]。本试验中，不同浓度赤霉素GA3低温处理后紫苏种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数均高于清水（ck）。其中200 mg/L赤霉素GA3低温处理对打破新种休眠效果显著，紫苏1和紫苏2种子的发芽势分别较清水（ck）高20%、46%，发芽率高9%、25%；500 mg/L赤霉素GA3低温处理后老种的发芽活力提高显著，紫苏1和紫苏2种子的发芽势分别较清水（ck）处理高33%、28%。500 mg/L赤霉素GA3低温处理后，紫苏1、紫苏2种子的游离脂肪酸含量显著高于清水（ck），进一步说明赤霉素可打破休眠、促进紫苏种子萌发，且高浓度的赤霉素处理打破老种休眠效果较好。

另外，与新种相比，贮存6个月后紫苏1和紫苏2的种子发芽势分别提高5%、25%，发芽率分别提高11%、26%。可见，种子贮存一段时间后，自身休眠逐渐被打破，不做任何处理种子的发芽势、发芽率也有所提高。该结果和刘慧娜等种子休眠与萌发研究基本一致。说明紫苏种子属于中度生理休眠，冷层积可以打破休眠[5，11]，

紫苏种子受生长环境影响，成熟度不同，休眠情况可能会有差别，每次试验前需根据紫苏不同品种和种子发育情况筛选赤霉素处理的适宜浓度。如果新种收获后，赤霉素GA3处理打破种子休眠效果不理想，可能是因为种子成熟度不够，可将种子置于5℃低温环境下贮藏2～3个月，待种子完成后熟再用赤霉素GA3处理，或能取得较好的打破休眠的效果。