不同药剂处理对草莓种子萌发的影响

崔少杰，华明艳，宋兰芳，金凤媚，孔维东，孙海波

（天津市农业科学院，天津 300192）

杂交育种是当前草莓育种的主要方法和手段之一,而种子是杂交育种的基础。但因草莓种粒小、种皮厚、吸水透气性差，是种子内部还可能存在较多的导致休眠抑制物质，造成草莓发芽率低、出苗不整齐，不利于优良单株的出现，严重影响草莓新品种的选育进程[1]。因此，提高草莓种子的发芽率和出苗整齐度已成为草莓育种过程中的关键环节。前人曾用浓硫酸、低温、变温、光照、赤霉素、超声波、切开果皮、离体培养等处理提高了草莓种子发芽率[2-6]，在一定程度上缓解了草莓种子发芽不整齐的问题。但前人研究中药剂获得困难及处理方法多为繁琐，不适宜在实际育种工作中广泛应用。因此，本研究在前人研究基础上，选用适宜浓度的双氧水、硝酸钾、酸，以及外源激素等药剂对草莓种子进行萌发处理，并采用隶属函数法对3个萌发指标进行综合评价，以期筛选出促进草莓种子萌发最佳条件，提高草莓发芽率及发芽势，为其生产应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为草莓主栽品种‘红颜’，种子来自于田间自然授粉的成熟草莓上饱满瘦果。

1.2 试验方法

将草莓种子冲洗干净，后用75%的酒精浸泡30 s，再用2%次氯酸钠灭菌20 min，用无菌水冲洗3～5 次。进行不同药剂处理（表1），每处理重复3次，每重复100 粒种子。处理后，用无菌蒸馏水清洗完毕后，将种子摆放于铺有3 层滤纸的9 cm 培养皿内，放入恒温光照培养箱，温度25 ℃，光照4 000 lx，每天光照15 h。在发芽过程中，每天记录发芽数，并保持发芽床湿润，连续5 d 不发芽视为发芽结束。计算种子发芽率、发芽势及发芽指数。

表1 试验处理

式中，Gt 为不同时间（t）的发芽数；Dt 为相应的发芽时间[7]。

1.2.1 H2O2处理对草莓种子萌发的影响 参考梁中午等[1]筛选的试验结果，将灭菌后的草莓种子，用12%H2O2分别浸种0.5、1、1.5 h，用自来水冲洗10 min，无菌水冲洗3 次，进行发芽试验。

1.2.2 酸处理对草莓种子萌发的影响 将灭菌后的草莓种子，倒入烧瓶内，分别用0（CK）、50、150、250、350、450 mg·L-1的硼酸、盐酸，在室温条件下浸种24 h，用自来水冲洗10 min，无菌水冲洗3 次，进行发芽试验[8-9]。

1.2.3 激素处理对草莓种子萌发的影响 参考余春和[10]等试验研究结果，试验分别用浓度为0（CK）、5、10、15 mg·L-1的GA3、IAA、IBA、6-BA、NAA、ABA 在25 ℃条件下浸种24 h，然后用自来水冲洗，无菌水冲洗3 次，进行发芽试验。

1.2.4 硝酸钾处理对草莓种子萌发的影响 以无菌水处理24 h 为CK，将灭菌后的草莓种子，用浓度为0.2%、0.3%、0.4%的硝酸钾溶液，分别浸种0（CK）4、8、12、24 h，用自来水冲洗10 min，无菌水冲洗3 次，进行发芽试验[11-12]。

1.3 综合评价方法

本研究采用隶属函数的方法，评价不同处理的草莓种子萌发特性，参考梁昕景等[13]的方法对草莓种子发芽率、发芽势、发芽指数3 个指标的隶属函数值累加求平均值，平均值越大，说明药剂对草莓种子萌发的促进作用越强。

式中，Xi为指标测定值，Xmin、Xmax为所有参试指标中某一指标的最小值和最大值。

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel 对测定数据进行统计与绘图，并用SPSS19.0 进行统计分析、Ducan 新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 H2O2 处理对草莓种子萌发特性的影响

图1 显示的是12%H2O2处理对草莓种子萌发特性的影响。从图1 可以看出，12%H2O2处理可以促进草莓种子的萌发，与CK 差异显著。随着处理时间的增长，草莓种子的发芽率、发芽势、发芽指数呈先升高再降低的趋势。12%H2O2处理1 h 草莓种子的发芽率最高，达到90.67%、比CK 高出36.71%，发芽势可达58%发芽指数为8.51，与CK 差异显著。

图1 H2O2 处理对草莓种子萌发特性的影响

2.2 不同酸处理对草莓种子萌发特性的影响

由图2 所示，草莓种子的发芽率随着盐酸浓度的升高呈现先升高后降低的趋势。发芽势及发芽指数的变化趋势与发芽率相同（图3、图4）。当盐酸浓度在0～250 mg·L-1时，种子发芽率呈上升趋势；当盐酸浓度在350～450 mg·L-1时，种子发芽率有所下降。当盐酸浓度为250 mg·L-1时，种子的发芽率达到81.67%，发芽势和发芽指数同时达到了最高值。当盐酸浓度为450 mg·L-1时，草莓种子的发芽率、发芽势均低于对照。不同浓度的硼酸对草莓种子萌发特性的影响趋势与盐酸相同，当硼酸浓度为250 mg·L-1时，种子的发芽率为83.33%，发芽势为45.67%，发芽指数为6.88，均达到最高。由此可见，适宜浓度酸均可以促进草莓种子的萌发，使发芽整齐一致，但浓度过高效果不好，盐酸浓度过高反而会抑制草莓种子的萌发。

图2 不同酸处理对草莓种子发芽率的影响

图3 不同酸处理对草莓种子发芽势的影响

图4 不同酸处理对草莓种子发芽指数的影响

2.3 不同激素处理对草莓种子萌发特性的影响

不同激素处理对草莓种子萌发特性的影响如表2 所示，随着激素浓度的升高，各处理草莓种子发芽率呈先升高后下降趋势，发芽势及发芽指数变化趋势与发芽率相同，GA3、IAA 激素浓度为5 mg·L-1时发芽率最高，分别比CK 提高32.67%、23.62%；NAA、IBA、6-BA、ABA 激素浓度为10 mg·L-1时发芽率、发芽势达到最高。除ABA 外，其他5 种激素各浓度均能促进草莓种子的萌发，当ABA 浓度为15 mg·L-1时，草莓种子的发芽率为63.00%，低于CK5.02%，说明草莓种子萌发受到了抑制。

表2 不同激素处理对草莓种子萌发特性的影响

2.4 KNO3 处理对草莓种子萌发特性的影响

由表3 可以看出，草莓种子的发芽率随着处理时间的增加呈现先升高后降低的趋势。用浓度为0.20%KNO3处理12 h，草莓的发芽率最高，为90.33%，比CK 提高36.21%，各处理之间差异显著。随着KNO3浓度的升高，草莓种子的发芽率逐渐降低，当KNO3浓度为0.30%时，处理8 h，发芽率最高，达到86.33%；当KNO3浓度为0.40%时，处理4 h，发芽率最高，为80.67%，处理24 h，发芽率最低，仅为65.33%。发芽势、发芽指数与发芽率的变化趋势相同。由此可见，适宜浓度的KNO3，处理时间适当能够促进草莓种子的萌发，若浓度过高且处理时间过长，则会抑制草莓种子萌发。

表3 KNO3 处理对草莓种子萌发特性的影响

2.5 不同药剂处理对草莓种子萌发特性影响综合评价

为了全面综合反映不同处理对草莓种子萌发特性的影响，采用发芽率、发芽势、发芽指数3 个指标，计算44 个处理的草莓种子萌发指标隶属函数值，根据隶属函数值排名，选出促进草莓种子萌发效果较好药剂，排名越靠前表明药剂对草莓种子萌发的促进作用越强。结果表明，44 个处理中对草莓种子萌发促进作用由强到弱的前5 位分别为：12%H2O2处理1 h、0.20%KNO3处理12 h、5 mg·L-1GA3处理24 h、10 mg·L-1NAA 处理24 h、0.30%KNO3处理8 h（表4）。

表4 不同药剂处理草莓种子各萌发指标隶属函数值

3 讨论与结论

H2O2是一种强氧化剂，作为种子发芽促进剂在茄子、黄芩、丹参等得到了应用[14-16]。本研究在梁中午等[1]研究的基础上，选用浓度12%H2O2对草莓种子进行不同时间的处理。结果表明，12%H2O2处理1 h 草莓种子萌发最好，发芽率、发芽势、发芽指数分别比CK 高出36.71%，59.75%，73.23%。由此可见，适宜浓度和处理时间的H2O2可以促进草莓种子的萌发。另外，相关研究表明，酸能腐蚀果皮和种皮，使种子的透水透气能力增强，种胚内外物质交换的机械障碍被解除，从而提高其发芽率，缩短萌发周期[17]。前人多采用硫酸进行处理，但因其危险性高，在实际生产中不能得到较好的应用。硼酸和盐酸在促进种子萌发中也得到了较好的应用，本研究草莓种子各萌发指标随着盐酸和硼酸浓度的升高均呈现先升高后降低的趋势，这与张鑫瑞等[18]的研究结果一致;当硼酸浓度为50～450 mg·L-1时，均可促进草莓种子的萌发；当盐酸浓度为250 mg·L-1时，种子的发芽率达到81.67%，发芽势和发芽指数同时达到了最高值；为450 mg·L-1时，草莓种子的发芽率、发芽势均低于对照，会抑制草莓种子的萌发。植物中各种激素种类对植物萌发及生长起着重要的调节作用，在一定范围内，植物激素才能提高种子活力，促进种子萌发。当激素浓度过量时，可能会促进乙烯的释放，使种子内部的生理平衡被打破，抑制种子萌发，甚至会导致种子活力的丧失[19]。已有研究表明，使用外源激素浸种处理冰叶日中花[20]、燕麦[21]、红景天[22]等种子，发现其对种子萌发的影响，均表现较低浓度的GA3、IAA、IBA、6-BA、NAA 促进种子萌发，而较高浓度降低种子的萌发率。本研究也得出了相似的结果。另外，余春和等[10]对光皮桦种子的研究中，低浓度的ABA 可以促进种子的萌发，高浓度的ABA 使种子萌发受抑制，与本研究结果一致。本研究中，当ABA 浓度为15 mg·L-1时，草莓种子萌发受到抑制，发芽率低于CK5.02%。

KNO3不仅能诱导植物体内生长激素的合成，调控其活力，还能在消除萌发抑制物质对种子的影响，使种子活力得到提高，促进发芽，但其对种子发芽的影响会因物种或品种的不同而有所差异[12]。本研究用0.20%KNO3处理12 h 对草莓种子萌发效果最好。胡映泉等[23]研究发现0.2 mol·L-1硝酸钾对木槿种子处理发芽效果最好。黄勤勤等[24]发现浓度为0.3%KNO3溶液浸泡碎米莎草种子24 h，种子的发芽效果最好。由此可见，KNO3对不同物种种子发芽的影响不一致。隶属函数法是对多个指标进行综合分析，可以有效避免单一指标的片面性[25]。因此，能够准确筛选最佳处理。本研究结果表明，44 个处理中对草莓种子萌发促进作用由强到弱的前5 位分别为：12% H2O2处 理1 h、0.20%KNO3处 理12 h、5 mg·L-1GA3处理24 h、10 mg·L-1NAA 处理24 h、0.30%KNO3处理8 h。前2 个处理草莓种子的发芽率了达到90%以上，后3 个处理草莓种子的发芽率可达84%以上。在实际生产中，可依实际情况，适当选择上述5 种处理方法，以提高草莓种子发芽率及发芽势，加快草莓育种进程。