NaOH對梨種子萌發(fā)及生長的影響

王 瑋，李紅旭，趙明新，曹素芳，劉 芬，楊 瑞

（甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院林果花卉研究所，甘肅 蘭州 730070）

梨（Pyrus L.）是我國栽培歷史悠久的果樹之一，其種子普遍存在休眠現(xiàn)象［1-2］。種子休眠是適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境條件形成的一種生理生態(tài)特性，可確保種子生命力的有效延續(xù)［3-4］。在自然條件下，較難打破梨種子休眠，即使在合適的外界條件下打破休眠，種子的萌芽率較低，發(fā)芽整齊度不高，損失大，極大制約了雜交育種的高效開展。近年國內(nèi)外在種子休眠機理及休眠解除方法方面進行了大量研究。種子的休眠類型有生理休眠、形態(tài)休眠、形態(tài)生理休眠、物理休眠、復(fù)合休眠，其中物理休眠可通過機械或者化學(xué)損傷釋放［5］。我們選擇NaOH為處理藥劑，以早熟品種早酥梨和中熟品種黃冠梨種子為試材，以期探尋打破梨種子休眠適宜NaOH質(zhì)量濃度，并觀察測定了發(fā)芽種子生長狀況，現(xiàn)報道如下。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

早酥梨、黃冠梨種子分別于2013年10月20日、2014年10月18日和2015年10月24日采于甘肅省白銀市景泰縣條山集團林果公司梨園，淘洗、剔除癟種、壞種并晾干后，避光貯藏于冰箱冷藏室中（4℃）備用。

1.2 試驗方法

將試驗用種子經(jīng)活力測定后，用質(zhì)量濃度為2、4、6 g/L的NaOH溶液浸泡1、3、6、12、24 h，浸泡溫度為25℃，浸泡后用蒸餾水沖洗3遍，5℃恒溫培養(yǎng)箱中（黑暗條件）分別沙藏層積0 d和60 d，隨后將各處理種子放入墊有一層濕潤濾紙的培養(yǎng)皿中，置于恒溫培養(yǎng)箱中催芽（25℃，12 h黑暗，12 h光照），每隔2 d沖洗1次，第7天調(diào)查發(fā)芽勢，并調(diào)查12 d后的萌芽數(shù)，選代表性種子20粒測定胚、子葉的長寬，計算胚種比（E∶S）、葉種比（L∶S），取平均值。以蒸餾水1、3、6、12和24 h處理且5℃恒溫培養(yǎng)箱中（黑暗條件）沙藏層積60 d為對照，各處理100粒種子，取3個年份所采種子的平均值。

發(fā)芽指數(shù)（GI）=∑Gt/Dt，其中Gt是指在 t天時發(fā)芽種子數(shù)，Dt是指相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。

1.3 統(tǒng)計分析

采用Excel 2007統(tǒng)計并作圖，用DPS v3.01數(shù)據(jù)處理軟件進行標準差計算和Duncan法多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaOH處理對梨種子生活力及發(fā)芽率的影響

2.1.1 種子生活力測定 對2個梨品種種子生活力的測定結(jié)果（表1）表明，供試早熟品種早酥梨及中熟品種黃冠梨種子的生活力均在98%以上，黃冠梨比早酥梨生活力高1.3百分點，但差異不顯著。表明供試梨品種的種子生活力強弱稍有差異，不影響發(fā)芽試驗正常進行。

表1 2個梨品種種子生活力

2.1.2 NaOH處理對梨種子發(fā)芽率的影響 從圖1可以看出，NaOH浸種+60 d沙藏層積處理的梨種子發(fā)芽率明顯高于NaOH浸種+0 d沙藏層積處理和對照，沙藏層積對提高早酥和黃冠梨種子發(fā)芽率的效果不同。結(jié)合表2可見，在NaOH不同質(zhì)量濃度和浸種時間處理中，以2 g/L NaOH浸種3 h+60 d沙藏層積處理的早酥梨種子和2 g/L NaOH浸種1 h+60 d沙藏層積處理的黃冠梨種子發(fā)芽率最高，經(jīng)12 d催芽，發(fā)芽率分別可達85.0%和83.0%，兩者間差異不顯著，且與沙藏層積早酥2 g/LNaOH浸種（1 h、12 h）、4 g/LNaOH浸種（1 h、3 h）、6 g/LNaOH浸種3 h及沙藏層積黃冠2 g/L NaOH浸種12 h、4 g/L NaOH浸種6 h、6 g/L NaOH浸種（3 h、12 h）處理亦無顯著差異，與其余處理間差異均達到顯著水平（P<0.05）。經(jīng)NaOH處理但未經(jīng)沙藏層積的早酥梨、黃冠梨種子，最高發(fā)芽率僅為1.33%和0.67%。表明NaOH浸種+60 d沙藏層積處理能提高梨種子發(fā)芽率，與其相應(yīng)的對照處理差異極顯著；對未經(jīng)沙藏層積處理的梨種子發(fā)芽效果有限或無效。

2.1.3 NaOH處理對梨種子發(fā)芽勢的影響 NaOH浸種+60 d沙藏層積處理對梨種子發(fā)芽勢有明顯影響。從圖2和表2看出，NaOH浸種+60 d沙藏層積處理的梨種子發(fā)芽勢與NaOH浸種+0 d沙藏層積和對照的比較結(jié)果同發(fā)芽率。在NaOH不同質(zhì)量濃度和浸種時間處理中，以4 g/LNaOH浸種1 h+60 d沙藏層積處理的早酥梨種子和4 g/L NaOH浸種6 h+60 d沙藏層積處理的黃冠梨種子發(fā)芽勢最高，分別可達78.3%和65.3%，兩者間差異極顯著（P<0.01）；且4 g/LNaOH浸種1 h+60 d沙藏層積處理的早酥梨種子與其余各處理差異極顯著；4 g/L NaOH浸種6 h+60 d沙藏層積處理的黃冠梨種子與2 g/LNaOH浸種（3 h、6 h）+60 d沙藏層積處理的黃冠梨種子和2 g/LNaOH浸種（1 h、3 h、6 h、12 h、24 h）、4 g/L NaOH浸種 6 h、6 g/L NaOH浸種3 h+60 d沙藏層積處理的早酥梨種子差異不顯著，與4 g/L NaOH浸種24 h+60 d沙藏層積、6 g/L NaOH浸種（6 h、12 h）+60 d沙藏層積處理的黃冠梨種子差異顯著。由以上結(jié)果可知，早酥梨種子經(jīng)4 g/L NaOH浸種1 h+60 d沙藏層積處理的發(fā)芽整齊度高，而黃冠梨種子較早酥梨種子對NaOH浸種對提高種子發(fā)芽勢的敏感度低。

圖1 NaOH對梨種子發(fā)芽率的影響

表2 2個梨品種種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)的差異顯著性

圖2 NaOH對梨種子發(fā)芽勢的影響

2.1.4 NaOH處理對梨種子發(fā)芽指數(shù)的影響 NaOH浸種+60 d沙藏層積處理的梨種子發(fā)芽指數(shù)與NaOH浸種+0 d沙藏層積和對照的比較結(jié)果同發(fā)芽率、發(fā)芽勢。由圖3和表2可見，在NaOH不同質(zhì)量濃度和浸種時間處理中，分別以4 g/LNaOH浸種1 h+60 d沙藏層積處理的早酥梨種子和2 g/L NaOH浸種3 h+60 d沙藏層積處理的黃冠梨種子發(fā)芽指數(shù)均為最高，分別可達35.1和26.0，兩者間差異極顯著（P<0.01），且4 g/LNaOH浸種1 h+60 d沙藏層積處理的早酥梨種子與其余各處理差異極顯著；2 g/LNaOH浸種3 h+60 d沙藏層積處理的黃冠梨種子與2 g/LNaOH浸種12 h+60 d沙藏層積處理的黃冠梨種子和4 g/L NaOH浸種3 h、6 g/L NaOH浸種12 h+60 d沙藏層積處理的早酥梨種子差異顯著，但未達極顯著水平；與4 g/L NaOH浸種6 h、6 g/LNaOH浸種（6 h、12 h）+60 d沙藏層積處理的黃冠梨種子及2 g/L NaOH浸種（1 h、6 h、12 h、24 h）、4 g/L NaOH浸種6 h、6 g/L NaOH浸種（1 h、6 h）+60 d沙藏層積處理的早酥梨種子差異不顯著。由以上結(jié)果可知，早酥梨種子經(jīng)4 g/L NaOH浸種1 h+60 d沙藏層積處理的種子活力高，而黃冠梨較早酥梨對NaOH浸種響應(yīng)遲鈍。

圖3 NaOH對梨種子發(fā)芽指數(shù)的影響

2.2 NaOH處理對發(fā)芽梨種子生長的影響

2.2.1 NaOH處理對梨種子胚種比A的影響 從圖4可以看出，NaOH浸種+60 d沙藏層積處理的梨種子胚種比A高于NaOH浸種+0 d沙藏層積和對照，且NaOH浸種+60 d沙藏層積處理的早酥梨種子胚種比A高于黃冠梨種子，而NaOH浸種+0 d沙藏層積處理的梨種子胚種比A最小。從表3可見，在NaOH不同質(zhì)量濃度和浸種時間處理中，以6 g/L NaOH浸種12 h+60 d沙藏層積處理的早酥梨種子和4 g/L NaOH浸種12 h+60 d沙藏層積處理的黃冠梨種子胚種比A最高，經(jīng)12 d催芽分別可達3.63和1.79，兩者間及與對照差異極顯著（P<0.01）。6 g/L NaOH浸種12 h+60 d沙藏層積處理的早酥梨種子與60 d沙藏層積早酥2 g/L NaOH浸種24 h、6 g/L NaOH浸種6 h差異不顯著，4 g/L NaOH浸種12 h+60 d沙藏層積處理的黃冠梨種子與60 d沙藏層積黃冠2 g/L NaOH浸種（3 h、6 h、12 h）、4 g/L NaOH 浸種（6 h）、6 g/L NaOH浸種（12 h）差異極顯著（P<0.01），與6 g/L NaOH浸種6 h、4 g/L NaOH浸種3 h差異顯著（P<0.05）?？梢?，NaOH浸種+60 d沙藏層積處理可明顯增加梨種子胚的長度，胚長隨NaOH質(zhì)量濃度和浸種時間的增加呈先增加后減小的趨勢變化，且早酥梨種子胚的縱向生長速度大于黃冠梨種子。

圖4 NaOH對梨發(fā)芽種子胚種比A的影響

表3 2個梨品種種子胚種比、葉種比的差異顯著性

續(xù)表3

2.2.2 NaOH處理對梨種子胚種比B的影響 從圖5可以看出，NaOH浸種+60 d沙藏層積處理的梨種子胚種比B高于相應(yīng)NaOH浸種+0 d沙藏層積和對照，且NaOH浸種+60 d沙藏層積處理的早酥梨種子胚種比B普遍高于黃冠梨種子。從表3可見，在NaOH不同質(zhì)量濃度和浸種時間處理中，以6 g/L NaOH浸種6 h+60 d沙藏層積處理的早酥梨種子和4 g/L NaOH浸種12 h+60 d沙藏層積處理的黃冠梨種子胚種比B最高，經(jīng)12 d催芽分別達0.44和0.34，兩者間及與對照差異極顯著（P<0.01）。6 g/L NaOH浸種6 h+60 d沙藏層積處理的早酥梨種子除與60 d沙藏層積早酥2 g/L NaOH浸種3 h、4 g/L NaOH浸種1 h差異顯著（P<0.05）外，與NaOH浸種+60 d沙藏層積處理的早酥梨種子的其它處理差異不顯著，與黃冠梨處理差異極顯著（P<0.01）。4 g/L NaOH浸種12 h+60 d沙藏層積處理的黃冠梨種子與其它NaOH浸種+60 d沙藏層積處理的黃冠梨種子差異不顯著，與60 d沙藏層積早酥4 g/L NaOH浸種（6 h、12 h）、6 g/L NaOH 浸種（3 h、12 h）差異顯著（P<0.05）。表明NaOH浸種+60 d沙藏層積處理可明顯增加梨種子胚的粗度，早酥梨種子胚的橫向生長速度要大于黃冠梨種子，但在各品種處理間差異不顯著。

2.2.3 NaOH處理對梨種子胚種比C的影響 從圖6可以看出，NaOH浸種+60 d沙藏層積處理和對照的早酥梨種子胚種比C高于相應(yīng)處理的黃冠梨種子，而NaOH浸種+0 d沙藏層積的梨種子胚種比C均為0。結(jié)合表3可見，在NaOH不同質(zhì)量濃度和浸種時間處理中，分別以6 g/L NaOH浸種12 h+60 d沙藏層積處理的早酥梨種子和4 g/L NaOH浸種12 h+60 d沙藏層積處理的黃冠梨種子胚種比C最高，經(jīng)12 d催芽分別可達2.08和0.77，兩者間及與相應(yīng)對照處理差異極顯著（P<0.01）。6 g/L NaOH浸種12 h+60 d沙藏層積處理的早酥梨種子與60 d沙藏層積早酥2 g/L NaOH浸種24 h、對照3 h處理差異不顯著，與其它早酥梨及黃冠梨種子處理差異極顯著（P<0.01）；4 g/L NaOH浸種12 h+60 d沙藏層積處理的黃冠梨種子除與60 d沙藏層積黃冠梨2 g/L NaOH浸種1 h、4 g/L NaOH浸種1 h、6 g/L NaOH浸種（1 h、3 h）差異極顯著，與2 g/L NaOH浸種24 h、4 g/L NaOH浸種（3 h、24 h）差異顯著外，與其它NaOH浸種+60 d沙藏層積處理黃冠梨種子差異不顯著，與60 d沙藏層積早酥梨種子2 g/L NaOH浸種（1 h、3 h、6 h）、4 g/L NaOH 浸種（1 h、3 h）、6 g/L NaOH 浸種1 h、對照6 h無顯著差異，但與4 g/L NaOH浸種6 h有顯著差異（P<0.05）。可見，胚根長度隨NaOH質(zhì)量濃度和浸種時間的增加的變化趨勢同胚長，且早酥梨種子胚根的生長速度快于黃冠梨種子。

圖5 NaOH對發(fā)芽梨種子胚種比B的影響

圖6 NaOH對發(fā)芽梨種子胚種比C的影響

2.2.4 NaOH處理對梨種子葉種比A的影響從圖7可以看出，NaOH浸種+60 d沙藏層積處理和對照的早酥梨種子葉種比A高于相應(yīng)的黃冠梨種子，而NaOH+0 d沙藏層積的梨種子葉種比A均為0。由表3可見，在NaOH不同質(zhì)量濃度和浸種時間處理及對照中，分別以浸種12 h+60 d沙藏層積處理的早酥梨種子和2 g/L NaOH浸種24 h+60 d沙藏層積處理的早酥梨種子、4 g/L NaOH浸種12 h+60 d沙藏層積處理的黃冠梨種子葉種比A最高，經(jīng)12 d催芽分別可達1.10、0.76和0.18，三者間差異極顯著（P<0.01）。浸種12 h+60 d沙藏層積早酥梨對照處理種子與早酥梨、黃冠梨各處理差異極顯著（P<0.01）。2 g/L NaOH浸種24 h+60 d沙藏層積處理的早酥梨種子與4 g/L NaOH浸種12 h、6 g/L NaOH浸種（12 h）差異不顯著，但與60 d沙藏層積早酥對照6h、6g/L NaOH浸種（3 h、6 h） 差異顯著（P<0.05）。4 g/L NaOH 浸種12 h+60 d沙藏層積處理的黃冠梨種子與其它黃冠梨種子處理及早酥未沙藏層積處理差異不顯著（P<0.01），與60 d沙藏層積早酥對照（1 h）、2 g/L NaOH 浸種（1 h、3 h、6 h）、4 g/L NaOH 浸種（1 h、3 h、24 h）、6 g/L NaOH 浸種（1 h、24 h）處理差異不顯著，與沙藏層積早酥4 g/L NaOH浸種6 h差異顯著（P<0.05）。可見假子葉長度隨NaOH質(zhì)量濃度和浸種時間的增加趨勢同胚長，且早酥梨種子的假子葉縱向生長速度大于黃冠梨種子。

圖7 NaOH對發(fā)芽梨種子葉種比A的影響

圖8 NaOH對發(fā)芽梨種子葉種比B的影響

2.2.4 NaOH處理對梨種子葉種比B的影響 從圖8可見，NaOH浸種+60 d沙藏層積處理和對照的早酥梨種子葉種比B高于相應(yīng)的黃冠梨種子，而NaOH浸種+0 d沙藏層積的梨種子葉種比B均為0。結(jié)合表3可見，在NaOH不同質(zhì)量濃度和浸種時間處理及對照處理中，分別以12 h浸種+60 d沙藏層積早酥梨對照處理種子和2 g/L NaOH 24 h浸種+60 d沙藏層積處理的早酥梨種子、4 g/L NaOH 12 h浸種+60 d沙藏層積處理的黃冠梨種子葉種比B最高，經(jīng)12 d催芽分別可達1.12、0.81和0.20，三者間差異極顯著（P<0.01）。12 h浸種+60 d沙藏層積早酥梨對照處理種子與早酥梨、黃冠梨各處理差異極顯著（P<0.01）。2 g/L NaOH 24 h浸種+60 d沙藏層積處理的早酥梨種子與早酥對照6 h、6 g/L NaOH浸種（3 h、6 h）處理差異不顯著；與早酥4 g/L NaOH浸種12 h、6 g/L NaOH浸種12 h處理差異顯著（P<0.05）。4 g/L NaOH 12 h浸種+60 d沙藏層積處理的黃冠梨種子與其它黃冠梨種子處理及早酥未沙藏層積處理差異極不顯著（P<0.01），與黃冠對照12 h、2 g/L NaOH浸種12 h、4 g/L NaOH浸種 6 h、6 g/L NaOH（6 h、12 h）處理差異不顯著，與早酥沙藏層積2 g/L NaOH浸種（1 h、3 h、6 h）、4 g/L NaOH 浸種（1 h、3 h、24 h）、6 g/L NaOH（1 h、24 h）處理差異不顯著，與早酥對照（6 h、12 h）、2 g/L NaOH（12 h、24 h）、4 g/L NaOH浸種12 h、6 g/L NaOH浸種（3 h、6 h、12 h）處理差異極顯著（P<0.01）?？梢姡僮尤~寬度隨NaOH質(zhì)量濃度和浸種時間的增加趨勢同胚長，早酥梨種子的假子葉橫向生長速度大于黃冠梨種子。

3 小結(jié)與討論

通過對NaOH處理的2個梨品種種子的發(fā)芽及生長指標的測定和分析，梨種子經(jīng)NaOH處理，并經(jīng)60 d低溫沙藏層積處理，可明顯能提高種子發(fā)芽率。以早酥梨種子用4 g/L NaOH浸種1 h和黃冠梨種子用4 g/L NaOH浸種6 h為佳。不同梨品種種子對NaOH的質(zhì)量濃度響應(yīng)效果不同。梨種子經(jīng)NaOH處理，而不經(jīng)低溫沙藏層積，不能解除休眠而萌發(fā)。隨NaOH質(zhì)量濃度和浸種時間的增加，梨種子的萌發(fā)生長呈先增強后減弱的趨勢變化，且早酥梨種子的生長速度快于黃冠梨。梨種子休眠是胚的生理休眠和種皮阻礙的復(fù)合休眠類型。

通過對NaOH不同濃度及時間處理的2個梨品種種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)的分析，發(fā)現(xiàn)NaOH浸種+60 d低溫沙藏層積可有效提高梨種子的發(fā)芽率、發(fā)芽整齊度及發(fā)芽活力，而常規(guī)低溫沙藏層積或NaOH浸種的梨種子發(fā)芽率偏低或萌發(fā)極少，可見梨種子存在生理和物理的復(fù)合休眠現(xiàn)象［6］。

低溫沙藏層積能一定程度上解除植物種子生理休眠［7-10］。植物種子胚的生理休眠主要是因為抑制劑（主要是ABA）質(zhì)量濃度過高，而促進劑赤霉素（GA）、細胞分裂素（CTK）和生長素（IAA）等質(zhì)量濃度過低所致［11］，低溫沙藏層積的作用可能是降低種子內(nèi)ABA含量［12］。本試驗中，經(jīng)NaOH浸種處理但未經(jīng)低溫沙藏層積的梨種子，即使種胚不受種皮阻礙也不萌發(fā)，而經(jīng)低溫沙藏層積的種子要比未經(jīng)該處理的種子發(fā)芽率明顯高，說明低溫沙藏層積可以調(diào)整種子內(nèi)源激素的含量，解除種子的生理休眠。

植物種子種皮對種子胚的萌發(fā)有阻礙［11］。種皮的機械阻礙可通過物理、化學(xué)的方法解除［5，11］。采用一定質(zhì)量濃度的NaOH溶液浸種，對種皮強迫休眠的種子有促發(fā)作用，可使種子的發(fā)芽率接近其潛在的發(fā)芽能力［13-16］。本試驗中，經(jīng)NaOH溶液浸種+60 d低溫沙藏層積的梨種子大部分都打破休眠，種子的發(fā)芽率較對照處理明顯提高，這與前人的研究結(jié)果一致。說明NaOH可以解除梨種子種皮對胚的阻礙，增加水、氣透性，從而提高種子發(fā)芽率。

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