紅掌種子的貯藏和無菌播種

潘曉韻，田丹青，葛亞英，劉曉靜，俞少華

(浙江省蕭山棉麻研究所，浙江 蕭山 311202)

紅掌 (Anthurium and raeamon Lind)是天南星科花燭屬的一種重要觀賞植物，可作切花和盆栽。由于紅掌種子在本地基質(zhì)播種試驗(yàn)發(fā)芽率偏低，一般僅20%～30%，所以無菌播種成為紅掌種子繁殖的重要方式。國外對單一紅掌品種的研究表明:紅掌種子脫離花序后萌發(fā)率迅速下降，收獲的種子應(yīng)立即播種［1－4］。但紅掌種子成熟期不一致，收獲期長［1］，需多次采收、多次播種，單次播種量少，效率低，即收即播往往難以做到。國內(nèi)對紅掌種子的萌發(fā)特性和萌發(fā)階段的溫光條件已有研究報道［1］，還研究了無菌播種后通過愈傷誘導(dǎo)出苗的擴(kuò)繁技術(shù)。本試驗(yàn)以多個紅掌雜交組合種子和自然結(jié)實(shí)種子為材料，通過對無菌播種各階段萌動發(fā)芽率和種子污染率的調(diào)查統(tǒng)計，研究不同采收方法、貯藏時間、貯藏條件和滅菌方法對紅掌種子活力和萌發(fā)的影響，以期從中選出紅掌無菌播種適宜的方法，應(yīng)用于紅掌育種和擴(kuò)繁。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為2008年收獲的69個紅掌雜交組合種子和19個品種自然授粉結(jié)實(shí)種子。種子成熟度基本一致，全為黃種子。

1.2 方法

1.2.1 種子收獲和貯藏

收獲方式有粒收和整果收獲。粒收是對已成熟的黃種子單粒收獲，整果收獲是將種子已大部分轉(zhuǎn)黃的整個果穗剪下。

貯藏溫度分13℃冷藏和30～36℃室溫保存2種。貯藏時間為 0、1、2、3、5、7、8、9、16、24 d。貯藏方式為紙袋裝外套塑料袋保濕和尼龍網(wǎng)袋裝不保濕2種。

1.2.2 清洗滅菌

將種子脫去外層果皮并清洗干凈。滅菌方法為:①先用70%酒精浸泡30 s再用0.1%升汞浸泡10 min;②先用70%酒精浸泡30 s再用1.5%雙氧水浸泡25 min;③3%雙氧水浸泡45 min;④3%雙氧水浸泡2 h;⑤3%雙氧水浸泡3～3.5 h;⑥3%雙氧水浸泡5 h;⑦3%雙氧水浸泡16 h。每種滅菌方法最后種子都經(jīng)多次無菌水清洗，用濾紙吸干水分后播種于培養(yǎng)基。

1.2.3 培養(yǎng)基

無菌播種培養(yǎng)基為1/2 MS，其中白糖2%、瓊脂0.6%，pH值5.8，培養(yǎng)溫度 (25±2)℃，光照時間10 h，光強(qiáng)2 000 lx。

1.2.4 種子發(fā)芽情況調(diào)查

萌動:以種子胚根突破種皮露白為萌動。發(fā)芽:以肉眼可見種子子葉為發(fā)芽。叢生苗:由一粒種子直接萌發(fā)成3株或3株以上基部相連的苗為叢生苗。

調(diào)查播后5、7 d的萌動率，1、20、30 d的萌動率和發(fā)芽率，70 d后調(diào)查最終萌動率、發(fā)芽率和叢生苗、愈傷組織發(fā)生的數(shù)量和比率。隨時調(diào)查污染率。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅掌種子萌動、發(fā)芽時間

表1為對收獲當(dāng)天和冷藏1 d播種的26個組合種子的統(tǒng)計結(jié)果。從表1可以看出，紅掌種子在播后5 d左右達(dá)到萌動期，多數(shù)組合在20 d內(nèi)達(dá)到發(fā)芽期，但不同基因型間開始萌動、發(fā)芽的時間差異大。最終發(fā)芽率平均為86.0%，但變化幅度從49.3%～100.0%，標(biāo)準(zhǔn)差達(dá)14.3%，說明不同基因型間發(fā)芽率差異大。最終萌動率比最終發(fā)芽率高6.1個百分點(diǎn)，說明大部分萌動種子都能發(fā)芽，但仍有少量萌動種子未能順利發(fā)芽。播后20 d萌動種子數(shù)已占最終萌動種子數(shù)的94.0%，20 d萌動率稍低于最終萌動率，接近最終發(fā)芽率，說明紅掌種子盡管萌發(fā)不整齊，但能發(fā)芽種子在播后20 d已基本萌動，無菌播種20 d萌動率能反映和預(yù)測該組合種子萌動發(fā)芽情況。播后1個月發(fā)芽種子數(shù)占最終發(fā)芽種子數(shù)的89.7%，說明無菌播種30 d發(fā)芽率能大致反映該組合種子發(fā)芽情況。

2.2 貯藏因素對紅掌種子萌發(fā)的影響

2.2.1 收獲后貯藏時間對紅掌種子萌發(fā)的影響

采用13℃冰箱冷藏的方法保存粒收的紅掌種子，對其播后萌動率、發(fā)芽率進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計，結(jié)果如圖1所示。

表1 紅掌不同組合種子萌動、發(fā)芽情況

圖1結(jié)果表明，在13℃保濕冷藏條件下貯藏5 d的種子前期萌動、發(fā)芽率 (5 d萌動率、20 d發(fā)芽率)稍低于當(dāng)天播種子，但后期和最終萌動、發(fā)芽率基本持平，表明冷藏5 d使開始萌發(fā)時間稍延遲，但不影響最終發(fā)芽率，種子活力基本保持。隨著貯藏時間的繼續(xù)增加，貯藏9～16 d種子在萌發(fā)各階段的萌動、發(fā)芽率都有下降，但前期萌動、發(fā)芽率下降較多，說明延遲萌發(fā)的種子相對較多。當(dāng)貯藏時間達(dá)16 d時，其前期萌動發(fā)芽率比當(dāng)天播種子低27.7和29.4個百分點(diǎn)，最終萌動、發(fā)芽率低11.3和13.1個百分點(diǎn)，接近冷藏9 d種子的最終萌動發(fā)芽率，說明冷藏16 d的種子活力有明顯下降，部分種子已不能萌發(fā)，更多種子開始萌發(fā)時間延遲。當(dāng)貯藏時間達(dá)24 d時，種子萌動發(fā)芽率大幅下降，最終萌動率為14.3%，發(fā)芽率為7.1%，大部分種子已不能萌發(fā)。

試驗(yàn)結(jié)果還發(fā)現(xiàn)保濕冷藏時間對不同組合種子影響程度不同，種子活力強(qiáng)的組合貯藏9 d仍能全部發(fā)芽，在貯藏16 d時仍有90%的最終發(fā)芽率，且萌發(fā)快，5 d萌動率最高達(dá)76.7%，而活力下降快的組合種子貯藏16 d最終發(fā)芽率就從即收即播的100%下降至27.3%。從圖2可以看出，保濕冷藏9 d的種子萌動、發(fā)芽率的標(biāo)準(zhǔn)差與即收即播種子相近，而貯藏16 d種子各期萌動、發(fā)芽率的標(biāo)準(zhǔn)差都明顯高于即收即播種子，說明保濕冷藏時間達(dá)16 d時不同組合間萌動、發(fā)芽率差異變大。

圖2 不同保濕冷藏時間種子萌動、發(fā)芽率的標(biāo)準(zhǔn)差變化情況

由上述分析可知，紅掌種子13℃保濕冷藏時間在5 d之內(nèi)基本不影響其萌發(fā)，在15 d之內(nèi)種子活力雖有下降，但大部分組合種子發(fā)芽率尚可，超過15 d發(fā)芽率迅速下降。種子活力下降程度因基因型而異，冷藏15 d已對部分組合種子的萌發(fā)有嚴(yán)重影響。故13℃保濕冷藏貯藏期以7 d以內(nèi)為宜，一般不超過10 d，最長不超過15 d。

2.2.2 貯藏條件 (溫度、濕度)對紅掌種子萌發(fā)的影響

從表2結(jié)果可以看出，高溫、不保濕環(huán)境下貯藏2 d的火焰自然結(jié)實(shí)種子，播后1個月就全部出芽，說明短期的高溫干燥環(huán)境對該種子活力影響不大。

對貯藏期為5 d的驕陽×熱情種子播后30 d進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果高溫、不保濕比低溫保濕貯藏萌動率要低18.4個百分點(diǎn)，發(fā)芽率要低10.7個百分點(diǎn);對貯藏期為9 d的馬拉索×燕尾紅種子進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果高溫、不保濕貯藏的已不能萌發(fā)，低溫保濕貯藏的種子尚有69.2%的最終發(fā)芽率，說明隨貯藏時間的延長，高溫、不保濕環(huán)境中的紅掌種子活力迅速下降。貯藏9 d的馬拉索×燕尾紅種子低溫不保濕條件下最終發(fā)芽率與低溫保濕條件下相近，說明保存時間較長時，高溫對種子活力的影響遠(yuǎn)大于濕度的影響。比較保濕與不保濕貯藏的兩組雜交種子，保濕貯藏種子前期萌動率、發(fā)芽率明顯高于不保濕貯藏，且萌動率較發(fā)芽率相差更多，后期差距縮小，兩組雜交種子趨勢一致，說明濕度下降的影響更多表現(xiàn)在造成紅掌種子萌動延遲。

表2 不同溫、濕度下貯藏的紅掌種子萌發(fā)情況

2.3 不同收獲方式對紅掌種子萌發(fā)的影響

表3表明，在13℃低溫保濕條件下，當(dāng)紅掌種子貯藏時間較短時，整果收獲與收散籽對其種子活力影響不大。表4的萌動發(fā)芽率增量多為負(fù)值，表明大部分整果保濕冷藏5～16 d的種子萌發(fā)情況甚至好于保濕冷藏1 d的散籽。當(dāng)?shù)蜏乇褓A藏時間較長時，隨時間的延長，整果收獲貯藏種子與散籽間種子活力差異日益明顯:13℃整果貯藏16 d的種子最終萌動率和發(fā)芽率都極顯著高于13℃貯藏16 d的散籽。當(dāng)貯藏環(huán)境惡劣時，收獲方式對種子活力的影響也很明顯:室溫30～36℃不保濕貯藏9 d的散籽已不能萌發(fā)，而整果貯藏的種子還有65.6%的發(fā)芽率 (表5)。由此可見，整果收獲貯藏有助于保持種子活力，尤其當(dāng)貯藏時間較長，兼或貯藏環(huán)境惡劣時，作用明顯。

2.4 不同滅菌方法對紅掌種子無菌播種污染率、種子活力的影響

表6結(jié)果表明，如果濃度、浸種時間適宜，雙氧水有望代替劇毒的升汞作為紅掌種子滅菌劑，但雙氧水浸種時間過長會降低種子活力，如滅菌方法⑦。

表3 同組合同貯藏條件和貯藏時間的整果較散籽萌動率、發(fā)芽率增量

表4 冷藏1 d散籽較同組合不同貯藏時間整果萌動率、發(fā)芽率增量

在此基礎(chǔ)上我們以35個雜交組合種子為材料進(jìn)行了進(jìn)一步試驗(yàn)，結(jié)果見表7。在此試驗(yàn)中滅菌方法⑤的滅菌效果優(yōu)于①，方法⑤的5 d萌動率和30 d發(fā)芽率均顯著高于①，萌動、發(fā)芽率在相同組合間與全部組合間變化趨勢一致，表明3%雙氧水浸種3～3.5 h可以代替常規(guī)的酒精加升汞滅菌，且對紅掌種子的傷害較升汞小。

表5 不同貯藏時間和條件下整果與散籽萌發(fā)情況比較

表6 不同滅菌方法的滅菌效果和種子萌發(fā)情況

表7 2種滅菌方法的滅菌效果和種子萌發(fā)情況

為明確雙氧水浸種的最適浸種時間，我們?nèi)?3℃冷藏5 d的驕陽×熱情雜交種子，分別以3%雙氧水浸種2 h(④)、3.5 h(⑤)、5 h(⑥)進(jìn)行滅菌，播于培養(yǎng)基，每種滅菌方法播種子148粒。調(diào)查污染率和萌動、發(fā)芽率。結(jié)果浸種2 h污染率為18.9%，浸種3.5 h和5 h污染率都為8.1%，表明浸種時間過短滅菌效果不好。萌發(fā)情況見圖3。從圖3可以看出，在萌發(fā)各階段，3%雙氧水浸種5 h種子萌動、發(fā)芽率均明顯低于浸種2 h、3.5 h，低8～20個百分點(diǎn)，而浸種2 h、3.5 h種子間萌動發(fā)芽率差異不大。綜合考慮浸種時間對污染率和種子活力的影響，以3.5 h為3%雙氧水浸種適宜時間。

2.5 貯藏因素對紅掌種子無菌播種污染率的影響

紅掌種子13℃貯藏1、3、5、8、16、24 d和30～36℃室溫貯藏5、8 d后，采用滅菌方法⑤滅菌，對無菌播種污染率進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果見圖4。隨著貯藏時間的延長，污染率呈上升趨勢。當(dāng)貯藏溫度較高 (30～36℃)時，在較短時間 (冷藏8 d)污染率就大幅上升。

圖3 雙氧水不同浸種時間對萌發(fā)的影響

圖4 不同溫度、貯藏時間對無菌播種污染率的影響

2.6 紅掌無菌播種中的叢生苗和愈傷現(xiàn)象

2.6.1 叢生苗

共有19個組合產(chǎn)生叢生苗，占調(diào)查組合數(shù)的40.4%，叢生苗在這些組合中的比例為0.8%～82.6%不等，平均為 (15.3±19.7)%。其中以森普瑞、快樂、紫旗、燕尾紅、帕洛蒂的雜交后代叢生苗較多。

2.6.2 愈傷組織

在調(diào)查的42個組合中有32個組合的部分種子在萌發(fā)過程中直接產(chǎn)生愈傷組織或在苗基部產(chǎn)生愈傷組織，在有愈傷分化的組合中，產(chǎn)生愈傷的比例為4.2%～45.2%。由種子直接產(chǎn)生愈傷組織也是發(fā)芽率低于萌動率的原因之一。這些愈傷組織部分能分化出小苗，部分褐化死亡。經(jīng)由愈傷組織分化出的小苗較纖弱。

3 討論

3.1 萌動、發(fā)芽期的確定

姜蕾等［1］無菌播種試驗(yàn)結(jié)果:紅掌種子一般在播種后3～10 d胚根突破種皮，20 d左右開始萌發(fā)，不同基因型間萌發(fā)率存在明顯差異。國外有試驗(yàn)8～10 d開始萌發(fā)［2－3］。據(jù)本試驗(yàn)結(jié)果，多數(shù)種子無菌播種萌動期在播后5 d左右，發(fā)芽期在播后18 d左右，與姜蕾等的結(jié)果相近但稍偏早，也可能是測定者評判標(biāo)準(zhǔn)的差異所致。試驗(yàn)結(jié)果還表明:不同基因型間不但發(fā)芽率差異大，萌動、發(fā)芽期也存在明顯差異。無菌播種播后20 d萌動率、播后30 d發(fā)芽率可作為衡量紅掌種子萌發(fā)情況的指標(biāo)。

3.2 貯藏效果與貯藏條件

紅掌種子不耐貯藏。隨著貯藏天數(shù)增加，種子活力迅速下降，此試驗(yàn)結(jié)果與姜蕾、Szendel等［1，4］一致。不同基因型種子耐貯藏能力不同。冷藏和保濕可以延緩種子活力下降趨勢，從試驗(yàn)結(jié)果看，冷藏的延緩效果遠(yuǎn)較保濕明顯，但考慮到試驗(yàn)期間空氣相對濕度有75%，密封袋裝和暴露于空氣濕度差異并不很大，可能也是導(dǎo)致短期貯藏保濕與不保濕種子活力差異不明顯的一個原因。濕度下降造成種子萌發(fā)時間延長，這一結(jié)果與姜蕾等［1］干種子萌發(fā)最遲的結(jié)果一致。同時，隨著貯藏時間延長，無菌播種污染率上升。綜合考慮發(fā)芽率和污染率，在13℃保濕條件下，粒收紅掌種子貯藏時間以1周以內(nèi)為宜，一般不超過10 d，最長不超過15 d。

整果收獲貯藏也可以延緩種子活力的下降，延長貯藏期，因此采收時應(yīng)盡可能等果穗上種子大部分成熟時整果采收。但由于紅掌種子成熟期長，同一果穗上種子成熟時間相隔很長，這一方法并非都能適用。

3.3 滅菌方法

雙氧水浸種可以代替酒精+升汞的常規(guī)滅菌方法，避免使用劇毒升汞帶來操作上的不便。3%雙氧水浸種時間以3～3.5 h為宜。當(dāng)估計種子的潔凈程度不高，可能產(chǎn)生較多污染時，先用70%酒精滅菌，再用雙氧水浸種可能有助于增強(qiáng)滅菌效果。

3.4 叢生與愈傷

姜蕾等［1］研究發(fā)現(xiàn):部分青果實(shí)萌發(fā)后會產(chǎn)生愈傷組織，愈傷經(jīng)一段時間培養(yǎng)分化出纖弱的植株。本試驗(yàn)中部分黃種子也產(chǎn)生了愈傷組織和叢生苗，盡管由愈傷而生的苗較種子苗細(xì)弱，但在育種材料的加速擴(kuò)繁和紅掌生產(chǎn)性組培上仍有一定應(yīng)用價值。

［1］姜蕾，易懋生，蘭天維，等.紅掌種子萌發(fā)特性的研究［J］. 種子，2006，25(1):19－22.

［2］Paswan L，Mahanta S.Effect of growth regulators on germination of Anthurium(Anthurium and raeamon Lind) seeds under in vitro conditions ［J］.Joumal of the Agricultural Science Society of North East India，2001，14(2):274－277.

［3］Prabhakara H L，Reddy B S，Hegde R V，et al.Effects of differentmedia on in vitro seed germination and subsequent growth of Anthurium and raeamon Lind ［J］.Kamataka Joumal of Agricultural Sciences，2001，14(3):712－715.

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