溫度和赤霉素對金背杜鵑種子萌發和幼苗生長的影響

申惠翡++趙冰++黃文梅

摘要：研究溫度（20 ℃、30 ℃、20 ℃ 8 h/30 ℃ 16 h）和GA3濃度（0、200、400、600、800、1 000 mg/L）對金背杜鵑（Rhododendron clementitae）種子萌發和幼苗生長的影響，結果表明：溫度過高或過低均不利于金背杜鵑種子發芽，20 ℃ 8 h/30 ℃ 16 h變溫條件可以促進金背杜鵑種子萌發和幼苗生長。未經GA3浸種處理的種子均不能萌發，采用不同濃度GA3溶液浸種處理金背杜鵑種子，其發芽率和發芽勢都有較大程度提高；GA3濃度對金背杜鵑幼苗生長的影響不顯著。大部分處理下金背杜鵑種子出芽時間都集中在播種后8 d。

關鍵詞：金背杜鵑；溫度；赤霉素；發芽率

中圖分類號： S685.210.1文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）06-0281-02

收稿日期：2015-04-29

基金項目：國家自然科學基金（編號：K305021110）；國際科技合作基金（編號：A213021501）。

作者簡介：申惠翡（1991—），女，山西長治人，碩士研究生，研究方向為園林植物逆境生理。E-mail：shenhf1113@163.com。

通信作者：黃文梅，助理工程師，主要從事園林植物種質資源的教學和研究工作。E-mail：137071564@qq.com。金背杜鵑（Rhododendron clementitae）是杜鵑花屬植物的一個亞種，產于我國陜西省南部地區，生于海拔2 690～3 100 m 的高山林中，金背杜鵑在《秦嶺植物志》中已有記載，模式標本采自陜西省太白山。金背杜鵑不僅在森林生態系統中具有極重要的生態意義，而且因其獨特的金色葉片和艷麗的花朵具有很高的觀賞價值、育種價值，是秦嶺地區極其重要的野生杜鵑花屬種質資源之一[1-2]。為了開展野生金背杜鵑與現有杜鵑栽培品種的雜交育種工作，亟須對其進行引種馴化研究。直接野外挖掘金背杜鵑小植株不易引種成功，死亡率很高。一般認為，由種子繁殖的苗木容易適應新地區的環境條件，較易引種馴化成功[3]。 因此，以種子引種馴化是杜鵑花引種保護的主要手段之一。近年來，有學者對金背杜鵑化學成分[4]和菌根調查[5]等進行了初步研究，但有關金背杜鵑種子發芽、幼苗生長的系統研究尚未見報道。本研究探討不同溫度和GA3處理對金背杜鵑種子發芽率、幼苗生長的影響，旨在為金背杜鵑育種工作提供依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

金背杜鵑蒴果于2012年11月下旬采自秦嶺太白山地區金背杜鵑的自然分布居群，采集的蒴果常溫下攤開晾曬，待蒴果自然開裂后收集種子，裝入紙袋，貯于4 ℃冰箱保存。

1.2試驗設計

溫度設20 ℃、30 ℃與20 ℃ 8 h/30 ℃ 16 h等3種處理；GA3濃度設0、200、400、600、800、1 000 mg/L等6種處理。所有處理均設3次重復，每重復100粒凈種子。

1.3種子的發芽試驗

對種子采用隨機取樣方法，用脫脂紗布包好后進行浸種處理。種子GA3浸種處理后，再用蒸餾水沖洗3次，將種子數出放入內墊有脫脂紗布、濾紙的培養皿中，每皿100粒，放置于不同溫度的培養箱中進行培養，每天噴水1次。播種后每天觀察種子發芽情況，種子的萌發以胚根突破種皮為標準，自發芽之日起每天記錄發芽粒數。播種后的第12天記錄各處理種子的發芽勢，第14天計算各處理種子的發芽率。

1.4萌發幼苗的生長試驗

將萌發后的幼苗用1 ∶ 1混合的腐殖質和珍珠巖在60%遮陰溫室中進行培養，每個溫度和激素處理選擇48株幼苗。2個月后，測量并分析存活率、株高、葉片數、葉片長、葉片寬等5個生長指標。

1.5數據統計分析

計算每處理的金背杜鵑發芽率、發芽勢，采用Microsoft Excel 2007、SPSS 11.5軟件分析數據。發芽率計算公式如下：

發芽率=n/N×100%。

（1）

式中，n為正常發芽的種子數，N為供試種子數 。

發芽勢計算公式如下：

發芽勢=13 d內發芽種子數/供試種子數×100%。

（2）

2結果與分析

2.1不同溫度對金背杜鵑種子發芽率的影響

從表1可以看出，對種子進行3種溫度處理，種子發芽時間均出現在播種后8 d，說明溫度對金背杜鵑的發芽速率沒有明顯影響。研究表明，馬纓杜鵑的萌發速度隨溫度升高而增加[6]。另外，金背杜鵑種子萌發天數約6 d，播種后第14天基本達到最大發芽率。金背杜鵑在20 ℃ 8 h/30 ℃ 16 h變溫處理下的發芽率、發芽勢分別為80.09%、79.20%，顯著高于在另外2種溫度處理下的發芽率和發芽勢。20 ℃溫度處理下金背杜鵑種子發芽率最低，說明不同溫度處理對金背杜鵑的發芽率和發芽勢的影響比較明顯，變溫處理有利于提高金背杜鵑的發芽率。對黃毛杜鵑[7]、隴蜀杜鵑[8]的研究結果表明，溫度過高不利于種子發芽，高溫會推遲其發芽時間，延緩發芽速率，降低發芽勢，低溫、變溫有利于黃毛杜鵑、隆蜀杜鵑發芽。

2.2不同GA3濃度對金背杜鵑種子發芽勢的影響

由表1可知，未經GA3處理的種子都不萌發，即對照的萌發率全部為0，而經過GA3浸種處理的金背杜鵑種子的發芽率、發芽勢都高于對照，說明采用不同濃度的赤霉素溶液浸種處理金背杜鵑種子，其發芽率和發芽勢都有較大程度的提高。在20 ℃、20 ℃ 8 h/30 ℃ 16 h變溫條件下，當GA3濃度為 1 000 mg/L 時，金背杜鵑種子發芽率和發芽勢達到最大值。30 ℃下，當GA3濃度為600 mg/L時，金背杜鵑種子發芽率、發芽勢分別達到最大值，為98.41%、96.83%，但GA3各濃度對金背杜鵑種子開始發芽時間影響不顯著。

由圖1可知，20 ℃ 8 h/30 ℃ 16 h變溫條件下，GA3濃度為1 000 mg/L時，金背杜鵑種子發芽率均明顯高于其他幾種GA3濃度處理。20 ℃處理下，200、400 mg/L GA3濃度處理的金背杜鵑種子發芽率顯著低于其他幾種濃度處理，當GA3濃度大于400 mg/L時，各處理之間金背杜鵑種子發芽率差異不明顯。30 ℃處理下，GA3濃度過高（1 000 mg/L）不利于種子發芽，600 mg/L GA3處理下金背杜鵑種子發芽率高于其他幾種GA3濃度處理。由此可知，用赤霉素對金背杜鵑種子進行浸泡，有利于打破金背杜鵑種子休眠，大大提高種子的發芽率。

2.3不同溫度對金背杜鵑幼苗生長的影響

由表2可知，3種溫度處理對金背杜鵑幼苗生長指標有顯著影響，其中20 ℃ 8 h/30 ℃ 16 h 變溫處理下金背杜鵑幼苗質量、植株高度、葉片數、葉長、葉寬均顯著高于另外2種溫度處理。30 ℃處理下，金背杜鵑幼苗的大多數生長指標值均是最低的，說明高溫處理種子對種子萌發沒有明顯影響，但它對后期幼苗生長有一定影響。

2.4不同GA3濃度對金背杜鵑幼苗生長的影響

由表3可以看出，不同GA3濃度對金背杜鵑幼苗后期生長指標影響不顯著，其中以GA3濃度為800 mg/L時，金背杜鵑幼苗質量、根長、株高、葉片數、葉長、葉寬均高于另外幾種濃度處理。

3結論與討論

采用直接從原產地挖掘苗木的引種手段，不但無法起到對資源的保護作用，而且對野生資源、生態環境造成破壞，且栽培適應性較差。由于播種苗可塑性強、引種方便，故播種育苗是杜鵑有效的引種馴化及保護利用手段。本研究探討了溫度、GA3濃度對金背杜鵑種子萌發及對后期幼苗生長的影響，結果表明，溫度過低并不利于金背杜鵑種子發芽，在一定變溫、較低溫度條件下可以促進金背杜鵑種子萌發和后期幼苗的生長；采用不同濃度的GA3溶液浸種處理金背杜鵑種子，其發芽率、發芽勢都有較大程度提高，高GA3濃度更有利于種子發芽、后期幼苗生長。GA3常被用來打破種子休眠，促進早期幼苗生長，在生產實踐中應用較多。赤霉素能促進細胞分裂和分化組織發生。本研究結果表明，采用不同濃度GA3溶液浸種可顯著提高金背杜鵑種子的發芽率、發芽勢，未經GA3浸種的種子不萌發。這可能是因為一定濃度的GA3對種皮的蠟質層具有不同程度的腐蝕作用，浸種后能提高種皮的透水、透氣性，增強種子內生理生化過程與呼吸作用，促進胚生長，從而能促進種子萌發，提高種子發芽率、發芽勢，這也與杜鵑花科植物種子休眠是由種皮障礙所引起相吻合[9]，而一定的低溫和GA3處理均能打破其休眠。

參考文獻：

[1]中國科學院西北植物研究所.秦嶺植物志[M]. 北京：科學出版社，1976.

[2]雷明德. 陜西植被[M]. 北京：科學出版社，1999.

[3]段旭，陳訓，趙洋毅.馬纓杜鵑種子萌發研究[J]. 安徽農業科學，2007，35（29）：9199-9200.

[4]孫寶平. 金背杜鵑化學成分及對照品研究[D]. 咸陽：陜西中醫學院，2011.

[5]吳重華，王吉忍，楊俊秀，等. 太白山自然保護區金背杜鵑菌根調查研究[J]. 西北林學院學報，2000，15（3）：68-70.

[6]段旭，陳訓，趙洋毅. 馬纓杜鵑種子萌發研究[J]. 安徽農業科學，2007，35（29）：9199-9200.

[7]楊元武，孫海群，張志和. 黃毛杜鵑種子發芽率的研究[J]. 青海大學學報：自然科學版[J]，1997，15（4）：17-19.

[8]李長慧，孫海群，楊元武，等. 隴蜀杜鵑種子發芽率的研究[J]. 青海大學學報：自然科學版，1998，16（3）：15-17.

[9]吳文珊，李風玉，鄭翠芳，等. 不同預處理對薜荔種子發芽的影響[J]. 福建師范大學學報：自然科學版，2006，22（3）：81-84.

申惠翡 趙冰 黃文梅

摘要：研究溫度（20 ℃、30 ℃、20 ℃ 8 h/30 ℃ 16 h）和GA3濃度（0、200、400、600、800、1 000 mg/L）對金背杜鵑（Rhododendron clementitae）種子萌發和幼苗生長的影響，結果表明：溫度過高或過低均不利于金背杜鵑種子發芽，20 ℃ 8 h/30 ℃ 16 h變溫條件可以促進金背杜鵑種子萌發和幼苗生長。未經GA3浸種處理的種子均不能萌發，采用不同濃度GA3溶液浸種處理金背杜鵑種子，其發芽率和發芽勢都有較大程度提高；GA3濃度對金背杜鵑幼苗生長的影響不顯著。大部分處理下金背杜鵑種子出芽時間都集中在播種后8 d。

關鍵詞：金背杜鵑；溫度；赤霉素；發芽率

中圖分類號： S685.210.1文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）06-0281-02

收稿日期：2015-04-29

基金項目：國家自然科學基金（編號：K305021110）；國際科技合作基金（編號：A213021501）。

作者簡介：申惠翡（1991—），女，山西長治人，碩士研究生，研究方向為園林植物逆境生理。E-mail：shenhf1113@163.com。

通信作者：黃文梅，助理工程師，主要從事園林植物種質資源的教學和研究工作。E-mail：137071564@qq.com。金背杜鵑（Rhododendron clementitae）是杜鵑花屬植物的一個亞種，產于我國陜西省南部地區，生于海拔2 690～3 100 m 的高山林中，金背杜鵑在《秦嶺植物志》中已有記載，模式標本采自陜西省太白山。金背杜鵑不僅在森林生態系統中具有極重要的生態意義，而且因其獨特的金色葉片和艷麗的花朵具有很高的觀賞價值、育種價值，是秦嶺地區極其重要的野生杜鵑花屬種質資源之一[1-2]。為了開展野生金背杜鵑與現有杜鵑栽培品種的雜交育種工作，亟須對其進行引種馴化研究。直接野外挖掘金背杜鵑小植株不易引種成功，死亡率很高。一般認為，由種子繁殖的苗木容易適應新地區的環境條件，較易引種馴化成功[3]。 因此，以種子引種馴化是杜鵑花引種保護的主要手段之一。近年來，有學者對金背杜鵑化學成分[4]和菌根調查[5]等進行了初步研究，但有關金背杜鵑種子發芽、幼苗生長的系統研究尚未見報道。本研究探討不同溫度和GA3處理對金背杜鵑種子發芽率、幼苗生長的影響，旨在為金背杜鵑育種工作提供依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

金背杜鵑蒴果于2012年11月下旬采自秦嶺太白山地區金背杜鵑的自然分布居群，采集的蒴果常溫下攤開晾曬，待蒴果自然開裂后收集種子，裝入紙袋，貯于4 ℃冰箱保存。

1.2試驗設計

溫度設20 ℃、30 ℃與20 ℃ 8 h/30 ℃ 16 h等3種處理；GA3濃度設0、200、400、600、800、1 000 mg/L等6種處理。所有處理均設3次重復，每重復100粒凈種子。

1.3種子的發芽試驗

對種子采用隨機取樣方法，用脫脂紗布包好后進行浸種處理。種子GA3浸種處理后，再用蒸餾水沖洗3次，將種子數出放入內墊有脫脂紗布、濾紙的培養皿中，每皿100粒，放置于不同溫度的培養箱中進行培養，每天噴水1次。播種后每天觀察種子發芽情況，種子的萌發以胚根突破種皮為標準，自發芽之日起每天記錄發芽粒數。播種后的第12天記錄各處理種子的發芽勢，第14天計算各處理種子的發芽率。

1.4萌發幼苗的生長試驗

將萌發后的幼苗用1 ∶ 1混合的腐殖質和珍珠巖在60%遮陰溫室中進行培養，每個溫度和激素處理選擇48株幼苗。2個月后，測量并分析存活率、株高、葉片數、葉片長、葉片寬等5個生長指標。

1.5數據統計分析

計算每處理的金背杜鵑發芽率、發芽勢，采用Microsoft Excel 2007、SPSS 11.5軟件分析數據。發芽率計算公式如下：

發芽率=n/N×100%。

（1）

式中，n為正常發芽的種子數，N為供試種子數 。

發芽勢計算公式如下：

發芽勢=13 d內發芽種子數/供試種子數×100%。

（2）

2結果與分析

2.1不同溫度對金背杜鵑種子發芽率的影響

從表1可以看出，對種子進行3種溫度處理，種子發芽時間均出現在播種后8 d，說明溫度對金背杜鵑的發芽速率沒有明顯影響。研究表明，馬纓杜鵑的萌發速度隨溫度升高而增加[6]。另外，金背杜鵑種子萌發天數約6 d，播種后第14天基本達到最大發芽率。金背杜鵑在20 ℃ 8 h/30 ℃ 16 h變溫處理下的發芽率、發芽勢分別為80.09%、79.20%，顯著高于在另外2種溫度處理下的發芽率和發芽勢。20 ℃溫度處理下金背杜鵑種子發芽率最低，說明不同溫度處理對金背杜鵑的發芽率和發芽勢的影響比較明顯，變溫處理有利于提高金背杜鵑的發芽率。對黃毛杜鵑[7]、隴蜀杜鵑[8]的研究結果表明，溫度過高不利于種子發芽，高溫會推遲其發芽時間，延緩發芽速率，降低發芽勢，低溫、變溫有利于黃毛杜鵑、隆蜀杜鵑發芽。

2.2不同GA3濃度對金背杜鵑種子發芽勢的影響

由表1可知，未經GA3處理的種子都不萌發，即對照的萌發率全部為0，而經過GA3浸種處理的金背杜鵑種子的發芽率、發芽勢都高于對照，說明采用不同濃度的赤霉素溶液浸種處理金背杜鵑種子，其發芽率和發芽勢都有較大程度的提高。在20 ℃、20 ℃ 8 h/30 ℃ 16 h變溫條件下，當GA3濃度為 1 000 mg/L 時，金背杜鵑種子發芽率和發芽勢達到最大值。30 ℃下，當GA3濃度為600 mg/L時，金背杜鵑種子發芽率、發芽勢分別達到最大值，為98.41%、96.83%，但GA3各濃度對金背杜鵑種子開始發芽時間影響不顯著。

由圖1可知，20 ℃ 8 h/30 ℃ 16 h變溫條件下，GA3濃度為1 000 mg/L時，金背杜鵑種子發芽率均明顯高于其他幾種GA3濃度處理。20 ℃處理下，200、400 mg/L GA3濃度處理的金背杜鵑種子發芽率顯著低于其他幾種濃度處理，當GA3濃度大于400 mg/L時，各處理之間金背杜鵑種子發芽率差異不明顯。30 ℃處理下，GA3濃度過高（1 000 mg/L）不利于種子發芽，600 mg/L GA3處理下金背杜鵑種子發芽率高于其他幾種GA3濃度處理。由此可知，用赤霉素對金背杜鵑種子進行浸泡，有利于打破金背杜鵑種子休眠，大大提高種子的發芽率。

2.3不同溫度對金背杜鵑幼苗生長的影響

由表2可知，3種溫度處理對金背杜鵑幼苗生長指標有顯著影響，其中20 ℃ 8 h/30 ℃ 16 h 變溫處理下金背杜鵑幼苗質量、植株高度、葉片數、葉長、葉寬均顯著高于另外2種溫度處理。30 ℃處理下，金背杜鵑幼苗的大多數生長指標值均是最低的，說明高溫處理種子對種子萌發沒有明顯影響，但它對后期幼苗生長有一定影響。

2.4不同GA3濃度對金背杜鵑幼苗生長的影響

由表3可以看出，不同GA3濃度對金背杜鵑幼苗后期生長指標影響不顯著，其中以GA3濃度為800 mg/L時，金背杜鵑幼苗質量、根長、株高、葉片數、葉長、葉寬均高于另外幾種濃度處理。

3結論與討論

采用直接從原產地挖掘苗木的引種手段，不但無法起到對資源的保護作用，而且對野生資源、生態環境造成破壞，且栽培適應性較差。由于播種苗可塑性強、引種方便，故播種育苗是杜鵑有效的引種馴化及保護利用手段。本研究探討了溫度、GA3濃度對金背杜鵑種子萌發及對后期幼苗生長的影響，結果表明，溫度過低并不利于金背杜鵑種子發芽，在一定變溫、較低溫度條件下可以促進金背杜鵑種子萌發和后期幼苗的生長；采用不同濃度的GA3溶液浸種處理金背杜鵑種子，其發芽率、發芽勢都有較大程度提高，高GA3濃度更有利于種子發芽、后期幼苗生長。GA3常被用來打破種子休眠，促進早期幼苗生長，在生產實踐中應用較多。赤霉素能促進細胞分裂和分化組織發生。本研究結果表明，采用不同濃度GA3溶液浸種可顯著提高金背杜鵑種子的發芽率、發芽勢，未經GA3浸種的種子不萌發。這可能是因為一定濃度的GA3對種皮的蠟質層具有不同程度的腐蝕作用，浸種后能提高種皮的透水、透氣性，增強種子內生理生化過程與呼吸作用，促進胚生長，從而能促進種子萌發，提高種子發芽率、發芽勢，這也與杜鵑花科植物種子休眠是由種皮障礙所引起相吻合[9]，而一定的低溫和GA3處理均能打破其休眠。

參考文獻：

[1]中國科學院西北植物研究所.秦嶺植物志[M]. 北京：科學出版社，1976.

[2]雷明德. 陜西植被[M]. 北京：科學出版社，1999.

[3]段旭，陳訓，趙洋毅.馬纓杜鵑種子萌發研究[J]. 安徽農業科學，2007，35（29）：9199-9200.

[4]孫寶平. 金背杜鵑化學成分及對照品研究[D]. 咸陽：陜西中醫學院，2011.

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[8]李長慧，孫海群，楊元武，等. 隴蜀杜鵑種子發芽率的研究[J]. 青海大學學報：自然科學版，1998，16（3）：15-17.

[9]吳文珊，李風玉，鄭翠芳，等. 不同預處理對薜荔種子發芽的影響[J]. 福建師范大學學報：自然科學版，2006，22（3）：81-84.