貯藏時間、溫度及PEG脅迫對云南杜鵑種子萌發的影響

陳璐++蘇家樂++李暢++劉曉青++何麗斯++陳尚平++肖政

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2016.10.065

摘要：以云南杜鵑種子為材料，研究不同貯藏時間、不同萌發培養溫度及不同濃度聚乙二醇（PEG）模擬干旱脅迫對云南杜鵑種子發芽啟動時間、萌發高峰期、發芽持續時間、發芽率、發芽勢、發芽指數的影響。結果表明，云南杜鵑種子無休眠特性，常溫下隨貯藏時間的延長，發芽啟動時間延遲，發芽持續時間延長，發芽率、發芽勢、發芽指數顯著下降；溫度越低，云南杜鵑種子發芽啟動時間越長、發芽持續時間越長，適宜云南杜鵑種子萌發的溫度為20～25 ℃；5%～25% PEG濃度范圍內，隨干旱脅迫程度的加深，云南杜鵑種子的發芽啟動時間延遲，發芽持續時間延長，發芽率、發芽勢和發芽指數顯著降低，25% PEG脅迫下未現種子萌發；杜鵑種子萌發的PEG脅迫半致死濃度為15.87%。

關鍵詞：云南杜鵑；種子萌發；貯藏時間；溫度；PEG脅迫

中圖分類號： S685.210.4文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）10-0240-02

收稿日期：2016-03-22

基金項目：國家科技支撐計劃（編號：2013BAD01B070403）；江蘇省自然科學基金（編號：BK2012789）；江蘇省農業科技自主創新資金[編號：CX（13）2016]。

作者簡介：陳璐（1982—），女，江蘇淮安人，碩士，助理研究員，主要從事花卉種質資源與遺傳育種研究及科研單位行政管理工作。Tel：（025）84391695；E-mail：chenlu769@126.com。云南杜鵑（Rhododendron yunnanense）屬杜鵑花科杜鵑屬灌木或小喬木，主要分布在我國云南、陜西、四川、貴州、西藏及緬甸東北部海拔2 200～3 600 m的山坡雜木林、灌叢、松林、松櫟林、云杉或冷杉林緣，具有較強的適應性和較廣的適應范圍[1]。云南杜鵑花序傘形或短總狀，花3～6朵，頂生或同時枝頂腋生；花冠略呈兩側對稱，白色、淡紅色或淡紫色，內有斑點；著花量大，花色清雅，葉有淡香，極具觀賞價值，是杜鵑花不可多得的遺傳育種材料[1-2]。

種子繁殖是杜鵑花自然條件下最主要的繁殖方式。實踐表明，從種子萌發獲得幼苗，可以適應當地的氣候，是一種行之有效的引種馴化手段[3-4]。近年來，有關杜鵑屬植物種子萌發的研究有不少[3-7]，但未見云南杜鵑種子萌發方面的報道。本試驗研究不同貯藏時間、萌發溫度及不同濃度聚乙二醇（PEG）脅迫處理對云南杜鵑種子萌發的影響，以期揭示其種子萌發與貯藏時間、溫度的關系及對逆境的反應能力，為云南杜鵑的引種栽培及園林應用提供理論參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

供試的云南杜鵑種子采自云南轎子山野生植株，由云南省農業科學院花卉研究所鑒定提供，室溫干燥器內保存。種子除干癟空粒、雜質，凈度達到100%。四分法[8]測得云南杜鵑種子千粒質量為（0.096±0.009） g，TTC法[9]測得種子的活力為64%。

1.2試驗方法

1.2.1種子處理設置貯藏時間、萌發溫度和PEG脅迫3個試驗：（1）不同貯藏時間：室溫下，干燥器內分別貯藏0（即采即播）、90、180、360 d；（2）不同萌發溫度：培養溫度分別為15、20、25、30 ℃；（3）不同濃度PEG脅迫：PEG濃度（m/V）分別為0（CK）、5%、10%、15%、20%、25%，與之相對應的溶液水勢分別約為0、-0.07、-0.18、-0.35、-0.58、-0.85 MPa[10]。每處理100粒種子，重復3次。

1.2.2種子萌發測定采用培養皿濾紙法進行試驗。種子經0.3% KMnO4溶液浸種消毒15 min，去離子水洗凈，吸干，均勻排布于墊有濾紙的培養皿內，其中，不同貯藏時間及不同萌發溫度處理的濾紙用去離子水保持濕潤，PEG脅迫處理濾紙以相應PEG的溶液保持濕潤；恒溫培養箱培養，非萌發溫度處理組試驗的溫度設定為25 ℃；以胚根長度達種子長度的1/2為發芽標準，每24 h觀察記錄種子的發芽數，連續5 d無萌發種子視為萌發結束；發芽結束，按李暢等的方法[8]計算發芽啟動時間、萌發高峰期、發芽持續時間、發芽率、發芽勢、發芽指數。

1.3數據統計

測定結果取“平均值±標準差”，采用SPSS 18.0軟件對數據進行單因素方差分析和相關性分析，采用最小顯著差數法（LSD）比較差異顯著性，采用Excel 2003繪圖并擬合回歸方程。

2結果與分析

2.1不同貯藏時間對云南杜鵑種子萌發的影響

由表1可見，即采即播（貯藏0 d）的云南杜鵑種子發芽啟動時間為7.33 d，播種后10 d達到萌發高峰期，發芽持續時間為9.33 d，發芽率、發芽勢、發芽指數分別為52.33%、35.33%、24.82%；隨著貯藏時間的延長，云南杜鵑種子發芽啟動時間和萌發高峰期延遲，發芽持續時間延長，發芽率、發芽勢、發芽指數均較不經貯藏的種子顯著降低，且處理間差異顯著；與不經貯藏的種子相比，常溫貯藏360 d的種子發芽啟動時間延后4 d，發芽持續時間增加2 d，發芽率、發芽勢、發芽指數分別降低了62.41%、68.87%、71.68%，差異顯著。

2.2不同溫度對云南杜鵑種子萌發的影響

由表2可見，15～30 ℃范圍內，隨萌發溫度的升高，云南杜鵑種子發芽啟動時間、萌發高峰期提前，發芽持續時間縮短，發芽率、發芽勢、發芽指數3個指標呈先增加后降低的趨勢；30 ℃下云南杜鵑種子的發芽啟動時間較15 ℃提前5 d，發芽持續時間縮短7 d，差異顯著；萌發溫度為20 ℃時，云南杜鵑種子的發芽率、發芽勢、發芽指數均達到相對最高，分別為54.00%、37.00%、28.38%，與25 ℃下各相應指標差異不顯著，但與15、30 ℃下各相應指標差異顯著。

2.3不同濃度PEG脅迫對云南杜鵑種子萌發的影響

由表3可見，5%～20% PEG濃度范圍內，不同濃度PEG脅迫均對云南杜鵑種子的萌發產生一定的延緩、抑制作用，具體表現為發芽啟動時間、萌發高峰期推遲，發芽持續時間延長，發芽率、發芽勢、發芽指數較CK顯著下降；隨PEG脅迫濃度升高，云南杜鵑種子的發芽啟動時間推遲越長、發芽持續時間延長越多，發芽率、發芽勢、發芽指數下降越明顯；PEG脅迫濃度≥15%時，云南杜鵑種子的發芽啟動時間、萌發高峰期、發芽率、發芽勢、發芽指數與對照及其他處理間差異顯著；15% PEG脅迫下，云南杜鵑種子的發芽啟動時間較CK延遲2 d，發芽率、發芽勢、發芽指數分別降至CK的58.61%、5095%、45.65%，而在20% PEG脅迫下，3個指標分別為CK的2230%、16.05%、11.02%；PEG脅迫濃度≥25%時，云南杜鵑種子萌發完全受抑制，27 d觀察期間內未見種子萌發。經Pearson相關性分析發現，發芽率、發芽勢、發芽指數均與PEG脅迫濃度呈極顯著負相關。建立云南杜鵑相對發芽率與PEG脅迫濃度的回歸方程：y=-1 064.9x2-135.94x+98.407（r2=0.986 6），進一步推算得出云南杜鵑種子的半致死PEG模擬干旱脅迫濃度為15.87%。

3結論與討論

在植物生活周期中，種子對外界極端環境的抵抗力最強，而幼苗卻極易受到如高溫、干旱等不利環境的影響，并有較高的死亡率。溫度是影響植物一生中最重要的環境因子，極大地影響著許多溫帶植物種子萌發的時機和速度[11]。本研究中，15 ℃低溫條件下云南杜鵑種子的發芽啟動時間、發芽持續時間長，這與陳雪梅等的報道[12]相一致；種子萌發適宜溫度為20～25 ℃，略高于雷山杜鵑、黃杯杜鵑[12-13]，與秀雅杜鵑、馬纓杜鵑[5-6]基本一致，這可能與杜鵑花本身的生境分布有關；云南杜鵑種子隨貯藏時間的延長，發芽率、發芽勢、發芽指數顯著下降，這說明云南杜鵑種子無休眠特性，只要環境條件適宜就可以萌發，在常溫下的耐儲性差，這與張樂華等研究結論[4，6，12]較為一致。

PEG是一種具有強親水性的大分子有機物，采用PEG溶液滲透模擬干旱脅迫，簡便易行，被廣泛應用于植物種子萌發期的耐旱性研究。PEG模擬水分脅迫是通過抑制種子的吸水過程來抑制種子的萌發，且種子萌發后，其胚根和胚軸的生長對PEG脅迫的反應更為敏感[14]。本研究中，云南杜鵑種子從5% PEG輕度干旱脅迫開始即對其萌發產生明顯的延緩、抑制作用，具體表現為隨著干旱脅迫強度的加強，發芽啟動時間推遲，發芽持續時間延長，發芽率、發芽勢、發芽指數顯著下降，但對輕度干旱脅迫和15%～20% PEG中度干旱脅迫仍具有一定的忍耐能力；25% PEG重度干旱脅迫下的種子萌

發則完全受到抑制。經回歸分析推算，云南杜鵑種子的半致死PEG模擬干旱脅迫濃度為15.87%，對應水勢約為 -0.40 MPa，這為云南杜鵑人工栽培土壤墑情及耐旱性育種提供指導。

參考文獻：

[1]中國科學院中國植物志編委會.中國植物志：第五十七卷第一分冊[M]. 北京：科學出版社，1994.

[2]汪玲敏，李世峰，解瑋佳，等. 云南杜鵑無菌葉片高頻再生體系的建立[J]. 分子植物育種，2015，13（8）：1877-1883.

[3]張長芹，馮寶鈞，趙革英，等. 杜鵑花的種子繁殖[J]. 云南植物研究，1992，14（1）：87-91.

[4]張樂華，劉向平，王凱紅，等. 不同因子對常綠杜鵑亞屬種子萌發及成苗的影響[J]. 武漢植物學研究，2007，25（2）：178-184.

[5]趙冰，董進英，張冬林.溫度、光照和赤霉素濃度對秀雅杜鵑種子萌發的影響[J]. 種子，2014，33（5）：26-30.

[6]張雪娟，趙雁鳴，李佳蔓，等. 貯藏溫度與時間對馬纓杜鵑種子萌發的影響[J]. 西南林業大學學報，2014，34（5）：59-63.

[7]蘇家樂，李暢，劉曉青，等. PEG 脅迫對興安杜鵑和迎紅杜鵑種子萌發能力的影響[J]. 江蘇農業科學，2015，43（6）：177-179，180.

[8]李暢，蘇家樂，陳璐，等. 長白山區6種杜鵑花屬植物種子形態及萌發特性[J]. 揚州大學學報：農業與生命科學版，2011，32（4）：59-63.

[9]張志良. 植物生理學實驗指導[M]. 北京：高等教育出版社，2003：226-227.

[10]Michel B E，Kaufmann M R. The osmotic potential of polyethylene glycol 6000[J]. Plant Physiology，1973，51（5）：914-916.

[11]王桔紅，張勇. 貯藏條件和溫度對4種蒺藜科植物種子萌發的影響[J]. 草業科學，2009，26（6）：110-115.

[12]陳雪梅，歐靜，陳訓，等. 雷山杜鵑種子特性及萌發試驗研究[J]. 江蘇農業科學，2014，42（8）：184-186.

[13]劉林，張良英，牛歆雨，等. 溫度和赤霉素浸種對兩種高山杜鵑種子發芽的影響[J]. 北方園藝，2016（3）：69-71.

[14]閆興富，周立彪，思彬彬，等. 不同溫度下PEG-6000模擬干旱對檸條錦雞兒種子萌發的脅迫效應[J]. 生態學報，2016，36（7）：1989-1996.韓艷英，魏麗萍，葉彥輝，等. 西藏色季拉山冷杉林空間結構特征分析[J]. 江蘇農業科學，2016，44（10）：242-245.