龍葵種子萌發特性的研究

丁雪梅，李玉梅，沈景林，趙 云，王 鵬，付婷婷，牛淑玲*

（1.吉林大學畜牧獸醫學院，長春 130062；2.吉林大學農學部，長春 130062）

龍葵（Solanum nigrum Linn.），別名野葡萄、天茄子、老鴉眼睛草、苦葵等，為茄科龍葵屬一年生草本植物，在全國各地均有分布。龍葵具有重要的食用價值[1-3]、藥用價值[4-6]并對重金屬污染土壤具有修復作用[7-8]等。我國鹽堿地約占全國耕地面積的7%左右，全世界20%可耕地受到鹽漬化的影響，鹽害是21世紀世界農業的重要問題[9]，關于龍葵種子發芽特性的研究主要集中在光照、浸種藥劑等單因素對龍葵種子萌發的影響[10]，對于多種因素對龍葵種子萌發的影響，尤其是鹽脅迫對龍葵種子萌發的影響尚未見報道。促進龍葵快速發芽以及提高發芽率是提高龍葵價值潛力的關鍵技術之一。本文采用正交試驗設計研究3個因素5個水平，即不同浸種藥劑、浸泡時間以及不同濃度鹽（NaCl）脅迫處理對龍葵種子發芽的影響，又采用單因素試驗進一步確定龍葵種子對NaCl的耐鹽能力以及復萌能力。探索環境因子對龍葵種子萌發和出苗的影響，以期探索快速繁育的方法，豐富龍葵開發利用途徑。

1 材料與方法

1.1 材料

野生龍葵種子于2009年10月采集于吉林大學農學部校內，將收集的種子晾曬后室溫黑暗貯藏備用。

1.2 方法

1.2.1 正交試驗

選定3因素5水平見表1，采用L25（56）正交試驗設計。2010年11月取干燥、顆粒飽滿的供試龍葵種子，每100粒為1份，重復3次，標記1a，1b，1c～25a，25b，25c，用硫酸紙包好，鉛筆標明序號，放入0.1%KMNO4溶液消毒5 min。用清水反復沖洗干凈后用濾紙吸干，按正交表分別處理，瀝干后放入溫度為-20℃的冰箱中冰凍24 h。采用培養皿紙上置床法。在普通培養皿上鋪上3層定性濾紙，作為發芽床。分別用不同濃度的NaCl溶液3 mL充分潤濕濾紙后，每個培養皿均勻散入100粒種子，置于25℃恒溫植物培養箱中，種子表面的光強約為6 200 lx。試驗期間，濾紙始終保持濕潤而無明水。每日18:00向對應的培養皿中注入3 mL各種濃度的NaCl溶液，潤洗后，吸出多余的溶液，再向每個培養皿中，補加1 mL溶液，以保持鹽分濃度恒定。從第1天起開始計數每天發芽的數量，從開始發芽后連續3 d沒有發芽即停止計數。

表1 試驗設計的因素水平Table1 Factors and levels of experiment design

1.2.2 單因素試驗

為了進一步確定NaCl鹽脅迫下龍葵耐鹽能力，又進行了單因素試驗。NaCl濃度分別為0，20，40，60，80，100，120 mmol·L-1。另取龍葵種子，每100粒為1份，重復3次，用硫酸紙包好，鉛筆標明序號，放入0.1%KMNO4溶液消毒5 min。用清水反復沖洗干凈，放入溫度為-20℃的冰箱中冰凍24 h。每日補加溶液與發芽數量記數方法同1.2.1，發芽結束后，將未萌動的種子用蒸餾水洗去表面鹽分移至培養皿中，在25℃恒溫下繼續發芽。

以發芽率達對照發芽率10%以下相對應的鹽濃度為種子耐鹽極限濃度，以發芽率達對照發芽率50%時相對應的鹽濃度為種子耐鹽半致死濃度[11]。

1.2.3 數據分析

發芽率、復萌率以及總發芽率的計算公式分別如下[12]：

發芽率（%）＝鹽脅迫下發芽數/種子總數×100%；

復萌率（%）＝復萌發芽數/未萌發種子數×100%；

總發芽率（%）＝（鹽脅迫下發芽數+復萌數）/種子總數×100%。

用SPSS10.0軟件進行統計分析，用Excel作圖。

2 結果與分析

2.1 浸種藥劑、浸種時間和NaCl濃度對龍葵發芽率的影響

3種因素對龍葵發芽率的影響見表2。

由表2方差分析結果可以得出，浸種藥劑和NaCl濃度對發芽率有顯著影響（P＜0.05），而浸種時間對發芽率則沒有影響（P＜0.05），影響次序為浸種藥劑＝NaCl濃度＞浸種時間。由圖1可知，0.1%水楊酸（20/25℃）的發芽率皆顯著低于其他4個浸種藥劑的發芽率（P＜0.05）。NaCl濃度 1，2（0，20 mmol·L-1）之間的發芽率無顯著差異（P＞0.05），但皆高于3、4、5（40，60，80 mmol·L-1）的發芽率（P＜0.05），而這三者間差異顯著（P＜0.05），即發芽率隨NaCl濃度升高而呈下降的趨勢（P＜0.05），發芽率在60 mmol·L-1時高于0 mmol·L-1時發芽率的50%，即龍葵種子的耐鹽半致死濃度可能介于40和60 mmol·L-1之間。

表2 浸種藥劑、浸種時間和NaCl濃度對龍葵種子發芽率的影響Table2 Effect of seed-soaking reagent,seed-soaking time,and NaCl concentration on germination rate of S.nigrum Linn.seeds

2.2 NaCl濃度對發芽率、復萌率以及總發芽率的影響

由圖2可知，發芽率隨NaCl濃度升高而呈下降趨勢（P＜0.05）。

根據定義，龍葵種子耐鹽半致死濃度在40和60 mmol·L-1之間，耐鹽極限濃度在60和80 mmol·L-1之間。將未萌發的種子轉移到蒸餾水中復萌，復萌率皆隨NaCl濃度升高而呈上升的趨勢（P＜0.05），不同NaCl濃度總發芽率間沒有顯著差異（P＞0.05）。龍葵種子復萌率皆達到10%以上，最高達到92%，總發芽率皆高于84%，這表明鹽脅迫時間和強度尚未對種子產生傷害。

圖2 NaCl濃度對龍葵種子發芽率、復萌率及總發芽率的影響Fig.2 Effect of NaCl concentration on germination rate,recovery rate,and total germination rate of S.nigrum Linn.seeds

3 討論與結論

通過正交試驗設計和單因素試驗設計研究3種因素對龍葵種子發芽率的影響。正交試驗結果表明，浸種藥劑和NaCl鹽濃度對發芽率有顯著性影響（P＜0.05），而浸種時間對發芽率沒有影響（P＞0.05），影響次序為浸種藥劑＝鹽濃度＞浸種時間。適量濃度的浸種藥劑能有效地解除休眠，提高種子的活力，促進發芽[9,13-14]。但在本試驗中，0.1%硝酸鉀、0.01%赤霉素、0.3%雙氧水與蒸餾水浸泡發芽率之間沒有差異（P＞0.05），皆高于0.1%水楊酸浸泡下的種子發芽率（P＜0.05），這可能是鹽脅迫的原因。對三角濱藜種子的研究表明，用水楊酸浸種后，在沒有鹽脅迫的情況下，可以增加濱藜種子的萌發率，但在有鹽脅迫的情況下，水楊酸不能增加種子的萌發率，甚至加劇了鹽脅迫的不利影響[15-16]。龍葵種子發芽率隨NaCl濃度升高而呈下降的趨勢（P＜0.05）。單因素試驗確定了龍葵種子耐鹽半致死濃度在40～60 mmol·L-1之間，耐鹽極限濃度在60～80 mmol·L-1之間。復萌試驗表明，龍葵種子在NaCl鹽溶液中不萌發，但仍保持種子活力，具有發芽能力，這具有重要的生態學意義。土壤的鹽分隨季節呈波動性變化，當降雨導致土壤鹽分含量下降時，種子即可萌發。浸種藥劑與鹽濃度之間的交互作用尚待進一步研究。

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