不同溶液對橡膠草種子發芽能力的影響

王文帆，杜 倩，梁素鈺，田松巖，遲德富

(1.東北林業大學，黑龍江哈爾濱 150040；2黑龍江牡丹江森林生態系統定位研究站，黑龍江牡丹江 157011；3.黑龍江省森林工程與環境研究所，黑龍江哈爾濱 150040)

蒲公英青橡膠草(Taraxacumkok-saghyzRodin)又稱為俄國蒲公英，或者叫TKS，在我國通常稱橡膠草，是菊科蒲公英屬(Taraxacum)多年生草本植物，是世界上主要的產膠植物之一[1-2]。和普通蒲公英非常相似，兩者都有很多乳汁，但是橡膠草的根中含20%以上的橡膠，乳膠性能略低于巴西橡膠樹的膠乳，而蒲公英完全沒有橡膠。2006年美國農業部也支持德爾塔公司的橡膠草開發計劃，我國的熱帶農業科學院也在研究利用橡膠草作轉基因鑒定平臺來研究產膠相關基因。從橡膠草根部萃取戰略橡膠的同時，可以獲得大量清潔能源乙純和保健品菊糖，一舉多得，可以成為重要的能源戰略資源[3-4]。在當今提倡低碳環保的時代里，橡膠草植物資源的綜合利用，符合循環經濟與低碳環保經濟發展的理念。

不同處理方法在蒲公英、翅果油、牧草、大豆、蘇丹草、沙打旺、五芒雀麥、紫花苜蓿等植物種子應用中效果明顯，能顯著提高種子發芽率，且能增強抗逆性，從而間接節約種子，降低成本，提高效益[5-10]。為此，筆者研究一定濃度赤霉素、聚乙二醇(PEG6000)和高錳酸鉀溶液滲透處理橡膠草種子對其萌發及相關生理指標的影響，分析橡膠草種子萌發和幼苗生長與水分脅迫的關系，旨在研究引發并促進橡膠草供種萌發和活力的效應。因為橡膠草培育工作是研究工作的起始點，所以該研究可為橡膠草的良種生產、大田馴化以及播種的選擇提供參考依據，并為今后播種工作提供理論基礎，對后續推廣有重要意義。

1 材料與方法

1.1材料以橡膠草種子和赤霉素、高錳酸鉀、聚乙二醇(PEG6000)為試驗材料。橡膠草種子源于實驗室種植收獲；赤霉素購自上海生工生物工程技術有限公司(GB0738-25g)；聚乙二醇6000為天津市化學試劑批發部進口分裝的日本純品；高錳酸鉀購自哈爾濱森泓化工經銷有限公司。試驗于2013年在黑龍江省林業科學院森林工程與環境研究所實驗室進行。

1.2試驗方法

1.2.1種子及其處理。參照《國際種子檢驗規程》[11]，選擇大小色澤一致、飽滿、種皮完好的橡膠草種子，按每份100粒裝入紗布袋中。系緊袋口，用0.1%HgCl2溶液消毒20 min，無菌水沖洗干凈，分別將橡膠草種子浸泡于50、100、150、200、250 mg/L的赤霉素溶液，質量分數為1%、5%、10%、15%(W/V)的聚乙二醇(PEG6000)溶液，質量分數為0.01%、0.02%、0.05%、0.10%的高錳酸鉀溶液，用去離子水作對照。浸泡12 h，每個處理設3個重復，每個重復100粒橡膠草種子，浸種結束后用重蒸水沖洗種子5次，濾紙吸干種子表面水分，在實驗室室溫24 ℃進行栽培試驗，每天定時適量補水，逐日觀察發芽情況并記錄。

1.2.2橡膠草發芽能力指標測定。試驗開始后5 d測定種子發芽勢，12 d統計其發芽率，并同時測定單株鮮重，重復3次，計算發芽指數。具體公式如下：發芽勢(%)=第5天發芽種子數/供試種子數×100%；發芽率(%)=供試種子的發芽數/供試種子數×100%；發芽指數(GI)=ΣGt/Dt(Gt為t時間內的發芽數，Dt為相應的發芽天數)。

1.3數據分析將橡膠草種植試驗的原始數據采集完成后，取3次重復平均值，運用Excel 2013、SPSS 18.0等統計軟件進行分析，將數據整理為圖表形式。

2 結果與分析

2.1不同濃度赤霉素對橡膠草種子萌發的影響由表1可知，以恒溫24 ℃培養橡膠草種子，以赤霉素濃度為50、100、150、200 mg/L引發種子，早期萌動迅速。當赤霉素濃度達到150 mg/L時，出現較高的發芽勢和發芽率，發芽率為78%，發芽指數為21.22%，在不同濃度赤霉素處理中效果最好，與CK相比差異顯著(P<0.05)。

表1 不同濃度赤霉素處理對橡膠草種子萌發的影響 %

注：在水中浸泡橡膠草種子時，赤霉素的濃度為0 mg/L。表中數據后無相同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.2不同濃度聚乙二醇對橡膠草種子萌發的影響由表2可知，以恒溫24 ℃培養橡膠草種子，以聚乙二醇(PEG6000)濃度為1%、5%、10%、15%引發種子，早期萌動迅速。當聚乙二醇濃度為15%時，出現較高的發芽勢和發芽率，發芽勢為72%，發芽率為85%，發芽指數為22.08%，不同濃度聚乙二醇處理中效果最好，發芽勢高于CK 26個百分點，與CK相比差異顯著(P<0.05)。

2.3不同濃度高錳酸鉀對橡膠草種子萌發的影響由表3可知，以恒溫24 ℃培養橡膠草種子，以高錳酸鉀濃度為0.01%、0.02%、0.05%、0.15%引發種子，早期萌動迅速。當高錳酸鉀濃度為0.02%時最好，發芽指數和發芽率較高，發芽勢為50%，發芽率為84%，發芽指數為19.23%，在不同濃度高錳酸鉀處理中效果最好，發芽勢高于CK 4個百分點，發芽指數高于CK 1.95個百分點，與CK相比差異顯著(P<0.05)，發芽率也高于CK。

表2 不同濃度PEG處理對橡膠草種子發芽能力的影響 %

注：在水中浸泡橡膠草種子時，PEG濃度為0%。表中數據后無相同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

表3 不同濃度高錳酸鉀處理對橡膠草種子發芽能力的影響 %

注：在水中浸泡橡膠草種子時，高錳酸鉀的濃度為0%。表中數據后無相同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

3 結論與討論

該研究結果表明，赤霉素處理橡膠草種子后，當赤霉素濃度為150 mg/L時，比CK發芽勢高出26個百分點，發芽率為78%，發芽指數為21.22%，均高于CK。因為赤霉素能誘導淀粉酶、蛋白酶等的形成或已存在的酶的活化，有加快種子呼吸代謝和物質代謝的作用[12-13]，可以起到打破種子休眠的作用。試驗中的橡膠草種子為前年種子，雖然在試驗室干燥妥善保管，但經過赤霉素浸泡后種子打破休眠效果得到了明顯的提升。

高錳酸鉀可以促進水分或其他物質進入種子，從而減輕甚至解除種子的休眠[14-16]。聚乙二醇是一種高分子滲壓劑，用PEG對谷稗種子預處理時起到滲透調節作用，能緩解種子吸水速度和降低細胞內水勢差，常用于農作物及一些老化種子的處理，可以提高種子初期的滲透壓，可較未處理的種子提前萌發且出土整齊，提高種子發芽率和萌發速度[17-20]。種子在吸收初始期吸收壓高于PEG溶液的滲透壓，種子正常吸水，而當吸收壓與PEG溶液的滲透壓平衡時，吸水停止，抑制細胞伸長，當處理后的谷稗種子在萌發時就可在前階段萌發的基礎上繼續吸水，可較未處理的種子提前萌發且出土整齊，提高種子發芽率和萌發速度，這與PEG滲透處理油菜、煙草等種子效果相一致[17-20]。

該試驗中，3種處理方法中以聚乙二醇濃度為15%時處理效果最好，發芽勢為72%，發芽率為85%，發芽指數為22.08%，與CK相比差異極顯著(P<0.01)，建議推廣使用。該試驗過程中均在實驗室中進行，保證了種子的無菌環境和水分及溫濕度，田間試驗有待于下一步深入研究。

[1] 成言.橡膠草[J].化學世界，1950，5(5)：10-11.

[2] 羅士華.橡膠草[J].科學大眾，1952，7(5)：121-122.

[3] 梁素鈺，王述洋.新型能源戰略植物——橡膠草的開發與利用[M].哈爾濱：東北林業大學出版社，2008.

[4] 梁素鈺，王文帆，劉濱凡，等.能源橡膠草的綜合利用研究[J].能源研究與信息，2010，26(4)：219-224.

[5] HEYDECKER W，HIGGINS J，GULLIVER R L.Accelerated germination by osmotic seed treatment[J].Nature，1973，246：42-44.

[6] 孫建華，王彥榮，余玲，等.聚乙二醇引發幾種牧草種子發芽率和活力的影響[J].草業學報，1999，8(2)：34-42.

[7] 舒英杰，周玉麗，時俠清，等.聚乙二醇對苦瓜種子萌發及相關生理指標的影響[J].熱帶作物學報，2009，30(1)：42-46.

[8] 葉景學，王艷國，韓柏華，等.蒲公英種子浸泡時間與發芽溫度的初步研究[J].中國林副特產，2004，10(5)：72-73.

[9] 袁麗環，閆桂琴，朱忌敏.PEG預處理與低溫促使翅果油種子萌發的研究[J].中國農學通報，2009，25(10)：112-115.

[10] 孫渭，李斌，楊建雄.聚乙二醇浸種對煙草種子萌發的影響[J].種子，2003(3)：10-13.

[11] 國際種子檢驗協會(ISTA).國際種子檢驗規程[M].北京：北京農業大學出版社，1985：54-57.

[12] 胡小京，張璇.赤霉素和聚乙二醇對雞冠花種子發芽特性的影響[J].種子，2006，25(7)：32-35.

[13] 何利平.刺楸種子休眠原因及解除休眠的研究[J].山西林業科技，2003(4)：22-24.

[14] 鄭蔚虹，冷建梅.青霉素、過氧化氫和高錳酸鉀浸種對沙棘種子萌發及幼苗生長的影響[J].種子，2003，22(6)：21-22，29.

[15] 張鶴山，劉洋，田宏，蔡化.不同處理對野葛根種子萌發特性的影響[J].安徽農業科學，2008(11)：4399-4400.

[16] 郭利群，胡晉，洪中川.高錳酸鉀浸種對雜交水稻種子發芽率、成秧率的影響[J].種子，2007，26(6)：87-88.

[17] 靳萬貴.PEG處理對提高一串紅種子活力的研究[J].新疆農業科學，2002，39(4)：240-241.

[18] 丁永樂，鄭憲濱.PEG對烤煙種子萌發和幼苗生理特性的影響[J].河南農業科學，2000(1)：8-10.

[19] 張燕，方力，吳也池，等.PEG浸種處理提高煙草種子活力的效應[J].種子，2003，22(6)：26-28.

[20] 史鋒厚，朱燦燦，沈永寶，等.南京鍛種子的萌發與休眠[J].福建林學院學報，2008，28(1)：48-51.