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不同浓度赤霉素对蛋黄果种子萌发的影响

2022-06-10李文砚周彩霞黄丽君蒋娟娟卢美瑛

中国南方果树 2022年3期
关键词:胚根胚芽赤霉素

李文砚,赵 静,周彩霞,黄丽君,蒋娟娟,周 婧,韦 优,卢美瑛

(广西农业科学院广西南亚热带农业科学研究所,南宁,532415)

植物外源激素是一类由人工合成且具有生理调节功能的植物生长调节剂,可以控制植物生长发育等[1]。赤霉素(GA)是生长调节类激素,在植物种子萌发等生理过程中有重要调节作用[2-3]。GA可有效打破种子休眠,促进种子萌发[4],然而不同植物种子对于外源GA的敏感性不同[5],因此探索适宜浓度的GA对促进种子萌发具有重要意义[6]。

蛋黄果LucumanervosaA.DC是山榄科蛋黄果属(果榄属)多年生常绿果树,因其果肉含水量较少,粉质状,果肉似煮熟的鸡蛋黄,故得名蛋黄果[7]。蛋黄果原产于古巴和南美洲热带地区,近年来,我国各热带地区都有种植,部分地区已形成较大规模的种植。蛋黄果具有适应性强,病虫害少,树姿优美,果形美观等特点,其果皮黄色,果肉营养丰富,富含植物多糖、淀粉、粗蛋白、维生素C以及多种人体必需的氨基酸和微量元素等[8],具有帮助消化、降脂减压、美容养颜等功效,愈加受到消费者喜爱。除鲜食外,蛋黄果还可加工成果酱、奶油、饮料和果酒等[9],具有良好的国内外市场及特色农业、生态农业发展潜势。早期蛋黄果常实生繁殖,故进入结果期较迟且遗传变异性较大。嫁接繁殖可保持品种原有优良性状,促其生长一致,可确保早产丰产。嫁接育苗的前提是实生种苗(砧木)的繁育;但蛋黄果常规沙床催芽育苗方法往往出现种子发根出芽慢(约90 d),萌发率低(约60 %),根系不发达,造成移栽成活率低等问题,严重影响蛋黄果后续嫁接繁育工作的开展。因此,探究外源激素对蛋黄果种子萌发特性的影响,提高种子萌发率,提升种子的发芽势,缩短种子成苗时间,对培育健壮蛋黄果实生苗和后续开展蛋黄果的繁育工作具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料、仪器与试剂

“仙桃1号”蛋黄果种子,赤霉素(GA3)、吲哚-3-乙酸(IAA)、2,4-表油菜素内酯(EBL)、6-苄氨基嘌呤(6-BA)、萘乙酸(NAA),纱布、滤纸电子天平、游标卡尺、烧杯、托盘、人工气候培养箱等。

1.2 方法

1.2.1 蛋黄果种子的收集 2021年1月底在广西南亚热带农业科学研究所蛋黄果种质资源圃(北纬22°20′22″,东经106°47′11″),采摘成熟度一致的蛋黄果[10-11]果实,约10 d果实后熟后将种子剥离。挑选成熟饱满的蛋黄果种子,先用大量清水冲洗种子表面,再用少量75%乙醇溶液浸泡40~60 s消毒,最后用蒸馏水冲洗3次,晾干备用。

1.2.2 不同浓度GA3处理 先进行种子萌发预试验,筛选最适植物生长调节剂种类及浓度,供试植物生长调节剂包括GA3、IAA、EBL、6-BA与 NAA,发现除GA3外,IAA、EBL、6-BA 的促萌发作用均不显著,而NAA具反向作用。预试验发现较低浓度GA3具有促种子萌发的效果,因此分别设置0、60、80、100、120、150 mg/L GA3溶液处理,浸泡蛋黄果种子24 h后,取出种子放置于铺放有3层湿润纱布的塑料托盘中,每个浓度梯度重复3次,每重复种子30粒,每天在托盘中喷洒适量蒸馏水,各处理放置于28 ℃,湿度80%人工气候培养箱,每天光照12 h+无光照12 h。参考段义忠[12]及呼凤兰[13]的方法并调整,以蛋黄果种子露白1.5~2.0 mm为萌发标准,处理后10 d统计发芽势,20 d统计萌发率,30 d用游标卡尺测量胚根与胚芽长度。发芽势(%)=培养10 d后萌发种子数/90×100,萌发率(%)=培养20 d后萌发种子数/90×100,发芽指数=∑(每天萌发种子数/相应的萌发天数)。

1.3 数据统计与分析

采用SPSS 20.0软件分析数据差异显著性。

2 结果与分析

2.1 对种子萌发率和发芽势的影响

从表1可知,使用较低浓度GA3浸种后,蛋黄果种子萌发率和发芽势均呈上升趋势,在浓度达到100 mg/L时,发芽势和萌发率均达到最高,分别为(57.80 ±1.91)%和(92.53±1.33)%。之后,随着GA3浓度增加,蛋黄果种子发芽势和萌发率反而呈下降趋势,150 mg/L处理的种子发芽势为(35.53±3.87)%,与对照相似;萌发率为(71.13±5.10)%,略高于对照,但无显著性差异。

2.2 对发芽指数的影响

从表1可知,GA3浓度0~100 mg/L时,种子发芽指数与GA3浓度呈正相关,即GA3浓度的增加,发芽指数随之上升;GA3浓度为100 mg/L时,发芽指数最大,达到9.62±0.33,显著高于其他处理;此后随着GA3浓度增加发芽指数显著降低;对照、60 mg/L及150 mg/L处理的种子发芽指数间无显著性差异。

2.3 对胚根及胚芽生长的影响

从表1可知,种子胚根与胚芽的长度随GA3浓度增加而增长;浓度达到100 mg/L时,胚根及胚芽的长度均达到最高,分别为(34.74±1.83)mm和(14.43±1.43)mm,均极显著和显著高于对照、60 mg/L及80 mg/L处理,而这3个处理的胚根及胚芽长无显著性差异。之后,随着GA3浓度增加,胚根及胚芽的伸长受到明显抑制,呈快速下降趋势,浓度为150 mg/L时种子胚根及胚芽长度均为最低值,分别为(25.96 ±1.46)mm和(8.90±0.94)mm。

表1 不同浓度赤霉素(GA3)处理对“仙桃1号”蛋黄果种子萌发的影响

3 结论与讨论

低浓度GA3可打破种子休眠,促进其萌发,高浓度GA3则抑制种子萌发[14-16],但GA3浓度的高低是针对特定作物而言,不同作物种子的最适GA3浓度存在较大差异。如鱼腥草种子萌发的最佳GA3处理浓度为250 mg/L,该处理浓度下鱼腥草种子的发芽时间缩短、萌发率和发芽势均达85%,均优于对照[17];而900 mg/L GA3则是解除桃种子休眠的最适浓度[18]。本试验结果表明,蛋黄果种子在低浓度GA3(60~150 mg/L)浸种处理后,蛋黄果种子萌发率与发芽势呈明显正相关;浓度达到100 mg/L时,萌发率和发芽势均达到最高,说明蛋黄果种子活力较强。发芽指数是种子活力指标,试验结果看出,蛋黄果种子经100 mg/L GA3处理后,种子活力达到峰值;而浓度从120 mg/L开始,种子发芽指数开始下降;浓度为150 mg/L时,种子发芽指数下滑剧烈,说明了蛋黄果种子对赤霉素有较强的敏感性。

赤霉素对于蛋黄果种子胚根及胚芽的伸长亦有较大的影响。GA3浓度为60~100 mg/L时,随着GA3浓度升高,种子胚根及胚芽的伸长越长,幼苗的生长越好;当GA3浓度为100 mg/L时,蛋黄果种子的胚根及胚芽长度均达到最大。说明100 mg/L GA3处理能增加种子萌发率及种子活力,还能显著加快种子的成苗速度。

使用GA3浸种处理后,蛋黄果种子发芽势、萌发率、发芽指数、胚根长及胚芽长均有不同程度的提高,当浓度为100 mg/L时,各项指标达到最高值;随着GA3浓度的继续提升,蛋黄果种子萌发率及幼苗伸长开始显著下降。说明适宜浓度的GA3促进蛋黄果种子萌发,高浓度GA3反而具有抑制作用。本试验仅研究单一植物生长调节剂不同浓度对蛋黄果种子萌发的影响,因此后续研究中从多种植物生长调节剂组合着手,以期更全面地了解植物生长调节剂对蛋黄果种子萌发的作用机制。

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