一種促進短果杜鵑種子萌發的前處理方法——二次浸種法

李暢 蘇家樂 劉曉青 何麗斯 陳尚平 肖政

摘要 [目的]篩選出促進短果杜鵑種子萌發的前處理方法，提高短果杜鵑種子發芽率。[方法] 采用培養皿濾紙法，比較不同濃度的GA3、聚乙二醇（PEG）浸種以及二者復合浸種（二次浸種）對短果杜鵑種子萌發的影響。[結果] 適宜濃度的GA3、PEG浸種及二次浸種均可有效促進短果杜鵑種子萌發。其中，400 mg/L GA3與濃度10% PEG6000分別浸種24 h以及500 mg/L GA3與濃度10% PEG6000分別浸種24 h這2個組合處理的短果杜鵑種子萌發芽率、發芽勢、發芽指數最高，在0.05水平顯著高于其他處理。[結論]二次浸種法（400 mg/L GA3與濃度10% PEG6000分別浸種24 h或500 mg/L GA3與濃度10% PEG6000分別浸種24 h）是促進短果杜鵑種子萌發的最優前處理方法。

關鍵詞 短果杜鵑;赤霉素;聚乙二醇;種子萌發

中圖分類號 S685.21 ?文獻標識碼 A ?文章編號 0517-6611（2014）34-12068-03

A Pretreatment Method on Seed Germination of Rhododendron brachycarpum — Double Soaking Method

LI Chang， SU Jiale*， LIU Xiaoqing et al

（Institute of Horticulture， Jiangsu Academy of Agricultural SciencesJiangsu Key Laboratory for Horticultural Crop Genetic Improvement， Nangjing， Jiangsu 210014）

Abstract [Objective] The objective of the experiment was to screen the pretreatment method and to improve the seed germination rate of Rhododendron brachycarpum. [Method] Petri dish with filter paper method was used to compare different concentrations of GA3 and PEG soaking and two seed soaking pretreatment on R. brachycarpum seed germination. [Result] The suitable concentrations of GA3 and PEG soaking and two seed soaking methods played an effective promotion role in seed germination of R. brachycarpum. The germination rate， germination energy and germination index of the two combinations that seed soaked for 24 h with 400 mg/L GA3 and 10% PEG6000 successively and 24 h with 500 mg/L GA3 and 10% PEG6000 successively were significantly higher than those of control.[Conclusion] The best pretreatment method to R. brachycarpum seed was ?two soaking method which were soaking for 24 h with 400 mg/L GA3 and 10% PEG6000 successively or 24 h with 500 mg/L GA3 and 10% PEG6000 successively.

Key words Rhododendron brachycarpum; GA3; Polyethylene glycol; Seed germination

短果杜鵑（Rhododendron brachycarpum）為杜鵑花科（Ericaceae）杜鵑花屬（Rhododendron）常綠小灌木，葉大色綠，花色潔白，極具觀賞價值，是不可多得的高山杜鵑耐寒抗病種質資源[1]。但是，它在我國分布范圍狹窄，僅現于我國東北長白山海拔1 000～1 300 m針葉混交林內，且數量不足200株，是瀕危種[2]。所以，在保護現有野生資源的基礎上，如何引種馴化、繁育栽培及擴大野外種群成為短果杜鵑保護和發展亟待解決的首要問題。

實生繁殖是杜鵑花主要繁殖方式之一。科研工作者們從杜鵑花種子繁殖的實踐認識到從種子萌發獲得的幼苗開始馴化，使之適應當地的氣候，是一種有效的引種馴化手段[3-4]。短果杜鵑種子萌發率極低，因此提高短果杜鵑種子萌發率具有重要的意義。目前，促進種子萌發有機械、藥劑等方法。有報道表明，GA3[5-9]、聚乙二醇（PEG）[9-11]等藥劑可促進一些植物種子萌發，GA3在杜鵑花屬其他野生種的種子萌發中也有應用[5-8]，但在短果杜鵑種子萌發上如何促進其種子萌發尚屬未知。筆者比較了不同濃度的GA3、PEG及二者復合處理對短果杜鵑種子萌發的影響，以期篩選出促進短果杜鵑種子萌發的前處理方法，提高短果杜鵑種子發芽率，完善其種子繁殖技術，為其引種馴化以及種群生態恢復提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為籽粒飽滿、貯藏7個月的短果杜鵑自然結實種子。種子采自吉林長白山自然保護區野生植株，由長白山科學院植物研究組鑒定提供，室溫干燥器內保存。

1.2 方法

1.2.1 種子前處理方法。共設置3種前處理方法：①用100、200、300、400、500、600、700、800 mg/L的GA3溶液于室溫下浸種24 h;②用濃度10%、15%、20%、25% PEG6000于室溫下浸種24 h;③二次浸種，即先用試驗①篩選出的適宜濃度GA3浸種24 h，清水清洗、吸干水分后再用試驗②篩選出的適宜濃度的PEG6000浸種24 h。以去離子水浸種24 h為對照。每個處理100粒種子，3次重復。

1.2.2 種子萌發測定。采用培養皿濾紙法，即將經上述前處理的種子經0.3%（m/V）KMnO4溶液浸種消毒15 min，去離子水充分洗凈、吸干后均勻排布于墊有濕潤濾紙的培養皿中，置于光照培養箱中進行萌發培養。培養條件為溫度25 ℃，光照強度4 000 lx，光照時間12 h/d。參照《1996國際種子檢驗規程》的鑒定標準統計萌發情況，以連續5 d無萌發種子視為萌發結束。每隔24 h觀察、記錄種子發芽數，定期噴水保持種子濕潤。

1.2.3 發芽指標的測定。

萌發時滯，即發芽啟動時間，指從發芽試驗開始到第1粒種子開始萌發所需時間（天數）。

萌發高峰期指從試驗開始日到發芽種子數達到最高峰時所需的天數。

發芽持續時間指種子開始萌發到最后一個萌發的總天數。

發芽率（GR）=種子發芽總數/供試種子總數（100粒）×100%

發芽勢（GE）=日發芽種子數達到高峰時發芽種子總數/供試種子總數（100粒）×100%

發芽指數（GI） =Σ（Gt/Dt）

式中，Gt為t日內的發芽數;Dt為相應的發芽天數。

1.3 數據統計 所有測定結果取平均值±標準差。用DPS 7.05軟件進行方差分析和相關性分析，使用最小顯著差數法（LSD）比較差異顯著性，Excel 2003下繪制圖表。

2 結果

2.1 GA3處理對短果杜鵑種子萌發的影響

由表1可知，100～800 mg/L GA3對短果杜鵑種子萌發的促進效果明顯。經不同濃度的GA3浸泡處理24 h，短果杜鵑種子的發芽率、發芽勢、發芽指數均在0.01水平顯著高于對照，萌發時滯、萌發高峰期均有所縮短。在100～800 mg/L GA3濃度范圍內，隨著GA3濃度的增加，短果杜鵑種子的發芽率、發芽勢、發芽指數均呈先升后降的趨勢。其中，400、500、600 mg/L GA3浸泡處理小葉杜鵑種子的發芽率、發芽勢、發芽指數均在0.05水平顯著高于其他處理，萌發時滯、萌發高峰期、發芽持續時間比對照縮短了1～2 d，且幼苗株高明顯高于對照。

2.2 PEG6000處理對短果杜鵑種子萌發的影響

由表2可知，不同濃度PEG6000浸種24 h對短果杜鵑的發芽指標

表1 不同濃度GA3浸種對短果杜鵑種子萌發的影響

GA3濃度∥mg/L發芽率∥%發芽勢∥%發芽指數萌發時滯∥d萌發高峰期∥d發芽持續時間∥d

015.33±1.15 eF8.33±0.58 gG6.28±0.31 dE898

10037.67±1.53 dE27.67±1.53 fF17.53±2.13 cD788

20058.33±2.08 cD45.33±2.08 eDE26.72±3.49 bC689

30066.33±2.08 bC49.67±1.15 dCD27.72±0.68 bBC688

40074.67±2.08 aAB59.00±1.73 cB35.89±2.91 aAB687

50078.33±3.06 aA67.00±1.53 aA36.74±3.81 aA786

60076.33±2.08 aA63.00±3.00 bAB34.87±4.42 aABC786

70070.33±1.53 bBC51.00±2.65 dC31.86±1.81 abABC787

80066.67±4.04 bC44.00±4.00 eE26.82±6.47 bC788

注：同列不同小寫和大寫字母分別表示在0.05和0.01水平上差異顯著。

產生不同的影響。在5%～20% PEG6000濃度范圍內，隨著PEG6000濃度的增加，發芽率、發芽勢和發芽指數均呈現先增加后降低的趨勢;當PEG6000濃度≤10%時，發芽率、發芽勢在0.01水平顯著高于對照，發芽指數與對照相比亦在0.01水平顯著提高;當PEG6000濃度≥15%時，萌發時滯、萌發高峰期均較對照延后，發芽持續時間延長;當PEG6000濃度≥20%時，發芽率、發芽勢和發芽指數均在0.01水平顯著低于對照，萌發受到抑制。

表2 ?不同濃度PEG-6000前處理對短果杜鵑種子萌發的影響

PEG600濃度∥%發芽率∥%發芽勢∥%發芽指數萌發時滯∥d萌發高峰期∥d發芽持續時間∥d

015.33±1.15 bB8.33±0.58 bB6.28±0.31 bA898

521.67±2.31 aA14.33±1.15 aA17.53±2.23 aA898

1020.67±1.53 aA12.33±1.15 aA26.72±0.18 aA898

1516.00±1.00 bB6.00±1.73 cBC27.72±1.18 bAB9109

209.67±2.08 cC3.33±0.58 dC35.89±0.78 cB101110

注：同列不同小寫和大寫字母分別表示在0.05和0.01水平上差異顯著。

2.3 GA3與PEG6000二次浸種對短果杜鵑種子萌發的影響

由圖1可知，經400～600 mg/L GA3浸種24 h后再由5%～10% PEG6000浸種24 h后發芽率、發芽勢、發芽指數均較對照在0.05水平顯著提高。其中，400 mg/L GA3與濃度10% PEG6000分別浸種24 h以及500 mg/L GA3與濃度10% PEG6000分別浸種24 h這2個組合的短果杜鵑種子萌發芽率、發芽勢、發芽指數最高，發芽率分別達到82.67%、84.33%，發芽勢分別達到71.33%、73.33%，發芽指數分別達到46.45、45.15，均在0.05水平顯著高于其他處理，但二者差異不顯著，且經二次浸種法得到的幼苗胚根粗壯，子葉較肥大。

3 結論與討論

短果杜鵑種子發芽率極低，常溫貯藏7個月的種子發芽率僅為15.33%，且種子發芽的一致度很低（發芽勢8.33%、發芽指數6.28）。極低的種子活力可能是短果杜鵑瀕危的重要原因。如何提高種子萌發，是短果有性繁殖面臨的首要問題。關于杜鵑花種子萌發的前處理方法，前人已采用GA3、硫酸、超聲波等進行了探索。研究表明，采用有效的預處理方法可提高杜鵑花的發芽率等發芽指標，但不同種類杜鵑花適宜的前處理條件有所不同[5-8，12-14]。

GA3作為一種植物生長調節劑，因其可誘導種子淀粉酶等水解酶的合成，提高種子水解酶的活性，催化種子內貯藏物質的分解，以供胚的生長發育所需，進而促進種子胚的發育與種子萌發，在生產研究中應用較多[5-8]。試驗結果表明，在100～800 mg/L濃度范圍內，用GA3浸種處理24 h對短果杜鵑種子萌發起積極作用，可在0.01水平顯著提高短果杜鵑種子的發芽率、發芽勢和發芽指數，縮短萌發時滯和萌發高峰期所用時間;400～600 mg/L GA3浸種處理效果最佳。這再次證明一定濃度范圍的GA3浸種可顯著提高杜鵑種子的發芽率和發芽一致度[5-8]。

PEG是一種高分子滲壓劑，通過滲透調節作用，限制水

注：不同小寫字母表示差異在0.05水平顯著。

圖1 GA3與PEG6000二次浸種對短果杜鵑種子發芽率、發芽勢、發芽指數的影響

分進入種子的速率以減少吸漲過程中膜系統的損傷，進而促進種子萌發，在狗尾草[9]、煙草[10]、青稞[11]等作物上已有應用報道。該試驗結果表明，適宜濃度（5%～10%）PEG6000浸種處理可提高短果杜鵑種子活力。

在試驗過程中，發現GA3浸種處理后短果杜鵑胚芽增長效果明顯，而PEG6000浸種處理后胚根粗壯且增長效果較明顯。這可能是因為GA3可促進莖的伸長，而PEG則滲透調節根系吸收而伸長，故設計GA3與PEG6000二次浸種法來探討其對短果杜鵑種子萌發的影響。結果表明，經400～600 mg/L GA3浸種24 h后再由濃度5%～10%PEG6000浸種24 h可極顯著促進短果杜鵑種子萌發，提高短果杜鵑種子活力，幼苗胚根增長粗壯，胚芽伸長，說明試驗采用的二次浸種法是促進短果杜鵑種子萌發行之有效的前處理方法。400 mg/L GA3與濃度10% PEG6000分別浸種24 h以及500 mg/L GA3與10% PEG6000分別浸種24 h這2個組合處理的短果杜鵑種子效果最佳，可在短果杜鵑的引種馴化和生態恢復中推廣應用。

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