GA3处理对紫薇种子萌发及幼苗生长的影响

王 甜,李永欣，陈亮明,王晓明，曾慧杰，蔡 能，乔中全，陈 艺

(1.湖南省林业科学院，湖南 长沙 410018；2.中南林业科技大学 林学院，湖南 长沙 410014；3.长沙市木本花卉工程技术研究中心，湖南 长沙 410018)

1 引言

根据《中国植物志》记载，紫薇(Lagerstroemiaindica)，为千屈菜科紫薇属的落叶灌木或者小乔木[1]，有痒痒树、百日红等别称[2]。原产自我国长江流域，夏季开花，树型优美，花期长达百日，花色绚丽，能抗污染、吸附粉尘，在园林绿化方面有重要应用；同时紫薇还可作为建筑用材、医药用材来使用[3～6]，有时亦可做盆景，是形美色艳、价值多样的优良园林观花树种。

紫薇原产我国，目前国内研究主要集中在种质资源[7～9]、生理生态特性[10,11]、育种[12]与繁育技术[13～21]、开发与应用[22～25]等方面。紫薇的繁殖比较容易，扦插、播种、压条、分株以及嫁接等方法都可以。其中种子繁殖有技术简便、繁殖系数大、便于运输和贮藏等优点，有利于引种驯化和新品种培育，但种子繁殖存在不易保持品系性状、发芽率较低等问题。紫薇成熟种子自然脱落后发芽率极低,在培育新品种过程中,仍需要种子繁殖来获得足量的变异苗和实生苗[26]。因此，开展提高紫薇种子的发芽率及幼苗长势的研究，显得尤为重要。

GA3作为重要的植物内源激素，在解除种子休眠、促进萌发上起着重要作用，广泛应用于农业生产中。近年来，关于GA3在紫薇属植物种子萌发方面的研究也有报道。宋平等[27]在研究不同的生长调节剂对南紫薇种子萌发的影响时发现，500 mg/L的GA3溶液能够显著提高发芽率和发芽势。孙宽莹[28]在研究不同化学药剂对紫薇种子萌发和釉面长势时发现, 1500 mg/L浓度GA3处理的紫薇在提高种子发芽力和幼苗长势表现突出。胡国华[31]研究表明，GA3浸种可以有效提高紫薇种子的各项指标，并且随着浓度的增高，各项指标均呈现先上升后下降的趋势，300 mg/L的GA3溶液处理的种子各项指标明显提高。本实验采用5个不同浓度的GA3溶液处理种子，在25 ℃恒温的温度条件下进行培养，观察种子的萌发情况以及幼苗的生长情况，以系统地研究出紫薇种子萌发最适合的条件。

2 材料与方法

2.1 材料

2020年10月采集长沙市内川黔紫薇(Lagerstroemiaexcelsa(Dode) Chun.)、‘丹红紫叶’紫薇、‘紫韵’紫薇以及南紫薇(LagerstroemiasubcostataKoehne)树上的成熟果实，置于阴凉干燥处处理，剥去外壳取壳内种子，挑选形态较好、颗粒饱满、大小一致的种子，去翅除杂，室温保存备用。

2.2 处理方法

将4种紫薇种子分别随机分成36份(川黔紫薇、‘丹红紫叶’紫薇和南紫薇每份100粒，‘紫韵’紫薇每份50粒)，随机分成6组，每组6份。将GA3设5个浓度(50、100、200、300、500 mg/L)处理，以无菌水为对照(CK)。

使用0.5%的高锰酸钾溶液对种子进行消毒，处理30 min后，用无菌水冲洗3～4次，将表面残留的高锰酸钾冲洗干净，然后使用滤纸吸干种子表面水分，将种子分别放置于盛有40 mL不同浓度GA3溶液的离心管中浸泡12 h。将浸泡好的种子均匀平铺在培养皿中(培养皿内事先放入3层滤纸，加入无菌水铺平，然后将种子均匀铺在滤纸上)，培养皿保鲜膜封口后，贴上标签，然后将培养皿置于光照培养室中(培养条件为，25 ℃恒温培养，光照强度2000 Lx，全光照条件)。每天观察，记录种子发芽数目，同时及时补充水分保持滤纸湿润。

2.3 数据收集与指标测定

以种子露白为发芽标准, 统计记录发芽种子的数目，并测量种子不再萌发时的株高、主根长及鲜重。使用Excel 2019对收集的实验数据进行汇总，计算平均值等，运用SPSS26.0软件进行数据分析，在(P<0.05)水平上进行方差分析，比较不同处理之间的差异。

种子的发芽率、发芽势、发芽指数等指标测定参照胡国华[26]的方法。

3 结果与分析

3.1 不同处理对种子萌发的影响

3.1.1 不同浓度GA3处理对种子发芽率的影响

由图1可以看出，不同种子的发芽率受GA3浓度影响，表现出不同变化趋势。在0～500 mg/L浓度范围内，随着GA3溶液浓度升高， 川黔紫薇先降低后升高再降低，‘丹红紫叶’紫薇则先升高后降低再升高，‘紫韵’紫薇先降低后升高再降低,南紫薇发芽率呈现出先升高后降低的趋势。4个紫薇种(品种)发芽率范围为2.67%～26.67%，其中100 mg/LGA3处理南紫薇种子发芽率最高，比此浓度下发芽率最低的川黔紫薇高23.34%；‘丹红紫叶’紫薇用50 mg/L GA3处理，促进发芽效果最好，发芽率比对照高了17.67%；川黔紫薇对GA3处理不敏感，各浓度处理下发芽率都不高；GA3能显著提高‘丹红紫叶’紫薇和南紫薇的发芽率，对川黔紫薇和‘紫韵’紫薇的发芽率影响不大。

图1 不同赤霉素浓度处理对种子发芽率的影响

3.1.2 不同浓度GA3处理对种子发芽的影响

由表1可以看出，50～500 mg/L GA3处理种子时，‘丹红紫叶’紫薇、‘紫韵’紫薇和南紫薇的发芽势种间差异性不显著，川黔紫薇显著低于其他三种，‘丹红紫叶’紫薇的发芽指数分别与‘紫韵’紫薇、南紫薇差异性不显著，‘紫韵’紫薇的发芽指数分别与川黔紫薇、‘丹红紫叶’紫薇差异性不显著。只有川黔紫薇的发芽势和发芽指数种内差异性显著，其余均种内差异性不显著。GA3处理川黔紫薇种子时，200 mg/L发芽势和发芽指数显著高于500 mg/L处理；‘紫韵’紫韵的起始发芽时间和萌发时间最短，比萌发时间最长的南紫薇短4～6 d；‘丹红紫叶’紫薇的发芽势显著高于川黔紫薇，南紫薇的发芽指数显著高于川黔紫薇。200 mg/L GA3处理川黔紫薇种子，50 mg/L GA3处理‘丹红紫叶’紫薇种子，500 mg/L GA3处理‘紫韵’紫薇，100 mg/L GA3处理南紫薇种子发芽效果最好。

表1 不同浓度GA3处理对种子萌发的影响

3.2 不同GA3浓度处理对幼苗生长的影响

从表2中可以得知，幼苗的株高、主根长、鲜重与GA3浓度及品种具有一定的相关性，‘丹红紫叶’紫薇和南紫薇在株高、鲜重差异性不显著，与川黔紫薇和‘紫韵’紫薇差异性显著，4种紫薇的主根长均差异性显著；GA3处理对株高有显著影响，对鲜重影响不大。通过4种紫薇幼苗长势对比发现，‘丹红紫叶’紫薇在500 mg/L GA3处理种子时株高最大为23.67 mm，比该浓度下株高最低的川黔紫薇高12.24 mm；南紫薇对照组的主根长最大为24.44 mm, 比该浓度下主根长最小的‘丹红紫叶’紫薇高11.36 mm；‘紫韵’紫薇在500 mg/L GA3处理种子时鲜重最大为17.46 mg，比该浓度下最小的川黔紫薇高13.88 mg。200 mg/L GA3处理川黔紫薇种子的幼苗长势最好，100 mg/L GA3处理‘丹红紫叶’紫薇种子的幼苗长势最好，500 mg/L GA3处理‘紫韵’紫薇种子的幼苗长势最好，200 mg/L GA3处理南紫薇种子的幼苗长势最好。

表2 不同浓度GA3处理幼苗的长势情况

4 讨论与结论

4.1 讨论

激素处理种子主要通过打破种子休眠和调节内部激素平衡达到促进发芽的目的。有本实验结果可知，50～200 mg/L GA3处理‘紫韵’紫薇种子，发芽效果低于对照组，说明浓度不适宜的外源激素会抑制种子的萌发。本研究中，南紫薇最适浓度与宋平等[35]的研究结果不同，这可能和培养环境、种子储藏条件不同有关。发芽率受GA3浓度影响的变化与胡国华[33]的研究相似，说明外源激素的浓度对发芽情况有很大影响。此外，本实验所设温度均为25 ℃恒温，外源激素均为GA3，在下阶段还应开展不同温度、不同外源激素对紫薇种子萌发影响的试验。

4.2 结论

不同浓度的GA3处理种子后，对发芽率、发芽势、萌发时间、幼苗长势等有不同的影响。川黔紫薇的发芽率和幼苗长势在200 mg/L GA3处理后达到最大值；‘丹红紫叶’紫薇的发芽率在50 mg/L GA3处理后最高，幼苗长势则在100 mg/L时最好；‘紫韵’紫薇的发芽率和幼苗长势在500 mg/L GA3处理后达到最大值；南紫薇的发芽率在100 mg/L GA3处理后最高，幼苗长势则在200 mg/L时最好。

‘丹红紫叶’紫薇的各项发芽指标均受GA3正向调控；GA3处理对‘紫韵’紫薇和南紫薇的发芽率、幼苗的株高和鲜重总体上有促进作用，对主根长有一定抑制作用；川黔紫薇的各项发芽指标受GA3影响不大。同种植物激素对不同种紫薇的影响不同，同种但不同品种紫薇的最适GA3浓度也不相同。