溫度、光照及PEG－6000脅迫對綿棗兒種子萌發的影響1)

岳 樺 原英東 李玉珠

(東北林業大學，哈爾濱，150040)

綿棗兒(Scilla scilloides)又名石棗兒、天蒜、地蘭、鮮白頭、獨葉芹等，為百合科(Liliaceae)綿棗兒屬(Scilla)多年生草本植物，分布于我國東北、華北、華中以及四川、云南、廣東北部、江西、江蘇、浙江和臺灣等地，朝鮮、日本也有分布［1］。野生于2 600 m以下山坡、草地、路旁或林緣，鱗莖卵圓形，可藥用，亦可食用［2］。葉片狹線型，基生，花莖直立，總狀花序，淡粉紫色，花期8—9月份，病蟲害較少，是良好的地被觀花植物。云南省農業科學院瞿素萍等［3］建立的綿棗兒葉片植株再生體系，為綿棗兒的規模化繁殖和批量生產提供了一條可能更有效的途徑。孝感學院孟志卿等［4］對綿棗兒葉片、假鱗莖、根等外植體進行組織培養，為綿棗兒三峽庫區植被重建及規模化繁殖和批量生產提供有效的依據。為探討與構建綿棗兒高質量種子育苗技術流程，本試驗通過對不同光、溫、PEG－6000脅迫處理條件下綿棗兒種子萌發情況的研究，初步評價種子繁殖能力及抗旱性［5－6］，為綿棗兒產業化提供技術支持。

1 材料與方法

綿棗兒種源于2010年9月份采于黑龍江省森林植物園，于冰箱中4℃保存。試驗于2011年3月份在東北林業大學園林學院進行。

選取飽滿種子，利用解剖鏡對其進行外部形態特征的觀測:

根據國際種子檢驗規程［7］，從洗凈種子中隨機選取100粒用0.1%分辨率的電子天平稱質量，同時進行8次重復稱量，按8次重復的平均數計算千粒質量。

將已稱量種子放入帶蓋樣品盒，置于烘箱內(103±2)℃烘18 h后，放入干燥器內冷卻，再次稱量樣品，3次重復，計算處理前后質量差值。水分以質量百分率表示［8］。

光照及溫度處理對綿棗兒種子萌發的影響:試驗設 2 個光照時間梯度，0(無光照)、24 h·d－1，每個梯度下每組50粒種子，3次重復。放入12 cm培養皿中，以雙層濾紙為發芽床，于人工變溫光照培養箱中分15、20、25、30℃ 4個梯度進行萌發試驗。每天8:00記錄種子萌發情況，根據需要適量滴加蒸餾水，保持濾紙濕潤。

試驗設變溫(20 ℃ 10 h·d－1、30 ℃ 14 h·d－1)，光照24 h，每組50粒種子，3 次重復，放入12 cm培養皿中，以雙層濾紙為發芽床，于人工變溫光照培養箱中進行萌發試驗。每天8:00觀察并記錄種子萌發情況，保持濾紙濕潤。

PEG－6000處理對綿棗兒種子萌發的影響:精選籽粒飽滿、大小一致種子，用75%的酒精消毒5 min，蒸餾水沖洗干凈。進行5個水平處理，分別為0(蒸餾水對照)、5%、10%、15%、20%的 PEG－6000溶液。分別加入3 mL的PEG－6000溶液模擬干旱脅迫處理，對照加入等量蒸餾水，每組50粒種子，3次重復。將供試種子放入12 cm培養皿中，以單層濾紙為發芽床，于25℃，無光照人工變溫光照培養箱中進行萌發試驗。每天每個培養皿中加入1 mL處理液，每2 d換1次濾紙，每7 d換1次培養皿，每天上午8:00觀察并記錄種子萌發情況，保持濾紙濕潤，萌發結束后測定6個最長胚芽長度［9］。

脅迫處理結束后，將未萌發種子用蒸餾水沖洗干凈，繼續進行萌發試驗，試驗方法同對照，萌發結束后測定6個最長胚芽長度［9］。

以種子露白為萌發標志，萌發末期連續3 d萌發粒數不足供試種子總數的1%，記為萌發結束［10］。

種子活力的測定:

種子發芽率(GR)=(發芽種子數/供試種子數)×100%;

發芽指數(GI)=∑(Gt/Dt);活力指數(VI)=GI×S。

式中:Gt為t日發芽數;Dt為相應的時間(以d計);S為芽鮮質量;GI為發芽指數。

試驗數據采用SPASS17.0，Excel軟件進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 種子形態特征

綿棗兒種子表皮黑色，長卵形，種子腹面中央部位有明顯種脊，與種子等長，測量采收后種子橫徑3.81 ～4.23 mm，縱徑1.55 ～1.69 mm，厚度 0.82 ～0.93 mm;種子表面有光澤，種皮上有多條縱棱。種子千粒質量為2.965 8 g，屬小粒種子。成熟時種子相對含水量為19.17%。

2.2 不同光照及溫度對種子萌發的影響

不同光照對綿棗兒種子萌發影響不同(表1)，無光照處理在15、20、25、30℃萌發率分別為12%、47%、60%、67%;而24 h·d－1光照處理下種子萌發率有明顯下降，分別為9%、33%、35%、40%。單因素方差分析表明，與無光照相比，24 h·d－1光照處理對種子的萌發影響極顯著，表明全光照對綿棗兒種子萌發有抑制作用。

不同溫度對綿棗兒種子萌發影響顯著(表1)，在無光照處理下，15℃時發芽率最低，僅為12%，與20、25、30℃下發芽率相比有極顯著差異(p＜0.01);25℃與30℃下發芽率無顯著性差異(p＞0.05);15 ℃時發芽速度最慢，與 20、25、30 ℃ 時的發芽指數相比呈極顯著差異(p＜0.01)，第18 d開始萌發(圖1);25℃與30℃下發芽指數無顯著性差異(p＞0.05)，均在第5 d 開始萌發(圖1)。同樣，24 h·d－1光照處理下，變化水平與無光照處理下幾乎相同，15℃下的發芽率與發芽指數與20、25、30℃時的分別達到極顯著差異(p＜0.01)，發芽率最低，發芽速度最慢(圖1)，表明低溫抑制綿棗兒種子萌發;變溫20～25℃，24 h·d－1光照處理下，綿棗兒種子發芽率最高，與其他溫度梯度下發芽率呈極顯著差異(p＜0.01)，可以達到99%，表明決定綿棗兒種子萌發的因素是溫度，變溫促進發芽，溫度合適，光照并不能抑制其萌發，所以，綿棗兒種子是光中性種子，20～30℃變溫，既提高發芽率又縮短了發芽時間(圖1)，為生產上的適宜溫度。

表1 光照及溫度對綿棗兒種子萌發的影響

2.3 PEG－6000處理對綿棗兒種子萌發的影響

PEG－6000脅迫下綿棗兒種子的萌發特性(表2)，隨PEG－6000溶液質量濃度的升高，綿棗兒種子發芽率的變化趨勢是先增高后降低，其他的發芽指數、活力指數均呈降低的趨勢。為確定脅迫質量濃度大小對種子發芽的影響，對發芽情況進行方差分析，結果表明，對照與5、10 g·L－1質量濃度下的發芽率無顯著差異(p＞0.05)，均在60%左右;20、25 g·L－1的發芽率下降幅度較大，與對照均呈極顯著差異(p＜0.01)。從發芽指數看，對照的發芽指數與5、10 g·L－1下的無顯著差異(p＞0.05);與 15、20、25 g·L－1下的發芽指數呈極顯著差異(p＜0.01)。說明PEG－6000質量濃度升高抑制發芽速度。從活力指數看，對照組活力指數最高，其他處理與對照均呈極顯著差異(p＜0.01)，說明干旱抑制綿棗兒幼苗的生長。綜上所述，綿棗兒具有抗旱能力，低質量濃度PEG－6000脅迫促進種子萌發，高質量濃度PEG－6000脅迫不利于種子萌發。但在生長期，干旱抑制綿棗兒的生長。20 g·L－1處理與其他處理之間存在顯著差異，25 g·L－1下各項指標幾乎均為0，由此可知，20 g·L－1質量濃度干旱處理是綿棗兒各項指標的臨界值。

圖1 不同光照及溫度對綿棗兒種子萌發的影響

表2 PEG－6000處理對綿棗兒種子萌發的影響

脅迫結束后復水，PEG－6000質量濃度25 g·L－1的發芽率與對照組及其他處理的發芽率達到極顯著差異(p＜0.01)，達到 98%(表 3)，對照與質量濃度5、10、15 g·L－1處理的均未有萌發，表明綿棗兒種子經過質量濃度25%PEG－6000脅迫后復水萌發有利于提高發芽率。對照(8 cm左右，表4)與PEG－6000處理在胚芽長度上呈極顯著差異(p＜0.01)，且胚芽長度不一致;經PEG－6000質量濃度25 g·L－1處理后復水種子萌發整齊，胚芽均在4.50 cm左右，表明綿棗兒種子萌發前進行干旱處理，有利于出苗整齊，矮化種苗。

表3 PEG－6000處理后復水對綿棗兒種子萌發的影響

3 結束語

綿棗兒種子屬小粒種子，種子千粒質量為2.965 8 g，成熟時種子相對含水量為19.17%。

種子繁殖途徑是引種綿棗兒野生資源適宜的繁殖方式之一。研究結果表明，綿棗兒種子萌發的需光性為不敏感的中性，在有無光照條件下種子都能夠萌發。溫度是綿棗兒種子萌發的主要因素，恒溫抑制種子萌發，15℃以下低溫種子萌發率僅為10%左右，20～30℃變溫為綿棗兒種子萌發最適溫度，發芽率可達99%。

表4 PEG－6000處理及復水對綿棗兒胚芽長度的影響

綿棗兒具有一定的抗旱能力，隨著PEG－6000質量濃度的升高，綿棗兒種子發芽率先升高后降低，發芽指數、活力指數降低，說明輕度干旱可促進綿棗兒種子萌發，但是萌發期干旱抑制幼苗生長。綿棗兒種子經過質量濃度為25 g·L－1PEG－6000脅迫后復水萌發有助于提高種子發芽率，且得到整齊、矮化綿棗兒幼苗，因此，綿棗兒種子萌發的優化條件為20～30℃變溫與干旱處理相結合，生產上可得到高質量種苗。

［1］中國科學院中國植物志編輯委員會.中國植物志:14卷［M］.北京:科學出版社，1980:166－168.

［2］中國科學院植物研究所.中國高等植物圖鑒:5冊［M］.北京:科學出版社，2002:464.

［3］瞿素萍，熊麗，王繼華，等.綿棗兒葉片植株再生體系的建立［J］.植物生理學通訊，2006，42(1):69.

［4］孟志卿，樊家勤.綿棗兒用于三峽庫區植被重建及組織培養快繁研究［J］.江西農業學報，2007，19(10):92－93.

［5］張立軍，樊金娟，阮燕曄，等.聚乙二醇在植物滲透脅迫生理研究中的應用［J］.植物生理學通訊，2004，40(3):361－364.

［6］梁國玲，周青平，顏紅波.聚乙二醇對羊茅屬4種植物種子萌發特性的影響研究［J］.草業科學，2007，24(6):50－54.

［7］國際種子檢驗協會.1996國際種子檢驗規程［M］.北京:中國農業出版社，1999:31－32.

［8］宋松泉，程紅焱.種子生物學研究指南［M］.北京:科學出版社，2005.

［9］張慶春.種子檢驗學［M］.北京:高等教育出版社，2006:75.

［10］孫時軒.造林學［M］.北京:中國林業出版社，1992:48.