不同外源激素對黃秋葵種子萌發的影響

趙歡蕊，李鮮花，劉 娟，趙仁杰，王曉榮

（榆林學院生命科學學院，陜西榆林719000）

0 引言

黃秋葵別名秋葵、羊角豆，錦葵科秋葵屬一年生草本植物，原產于非洲，廣泛生長于熱帶和地中海氣候地帶，目前，在全世界有幾百個品種[1-2]。中國從印度引進黃秋葵，已經種植了約60年[3]。中國地域遼闊，秋葵屬植物資源相對豐富，分布有世界范圍內9種秋葵屬資源中的7種，因此，中國從事黃秋葵及其近緣種相關植物研究具有資源優勢[4]。黃秋葵具有很高的食用價值和藥用價值，主要取食部位為嫩果，營養豐富[5]；黃秋葵籽油是一種營養極為豐富的高檔植物油[6]；黃秋葵的花中含有豐富的果膠、VA、Vc等多種營養成分和鈣、鐵、磷等多種礦物質元素，其花中植物黃酮的含量在目前發現的花中排名第一，這些營養成分對人體具有重要的保健作用[7-9]。黃秋葵花大而艷麗，花期較長，株形挺拔秀麗，有很高的觀賞價值，無論在園林、庭院或是在花壇四周，還是在路旁、池邊，均可做綠化、美化材料[10]。

黃秋葵種皮堅硬，種子存在硬實，導致其發芽率降低，從而產量降低。Balla[11]的研究表明種子萌發和種子硬實率之間的相關性非常顯著。因此，打破硬實是黃秋葵種子萌發的關鍵。赤霉素(GA3)是植物種子中的重要物質。用赤霉素浸種可促進種子發芽和提高種子發芽率，Kucer等[12]提出，赤霉素對種子的萌發有2個積極作用：（1）GA3能增強種胚的活力，促進發芽；（2）GA3能使種子打破種皮及外種皮的束縛，弱化胚根周圍組織，從而促進發芽。孟春芬等[13]的研究發現，赤霉素濃度為60 mg/L時，黃秋葵種子的發芽集中度最高，發芽所需時間最短。陳學好等[14]用過氧化氫和赤霉素處理黃秋葵種子可快速促進種子萌發，顯著提高發芽率。陸紅葉等[15]研究赤霉素對珠芽魔芋種子萌發的影響，結果表明赤霉素能促進種子內有機物質的分解，從而促進種子萌發。α-萘乙酸(NAA)是一種植物生長調節劑中的生長素類似物，可促進花卉生長，控制株型，誘導開花結果，防花病、防脫落等。賀紅早等[16]研究發現，一定濃度的NAA對半夏種子的發芽率具有促進作用，當NAA濃度為50 mg/L時，發芽率87%，比對照組高20%。胡能兵等[17]研究發現NAA濃度為0.01 g/L時，箭葉秋葵的發芽勢、發芽率和發芽指數均達到最高。

前人對黃秋葵種子的萌發研究主要有鹽脅迫[18-19]、保存條件[20]、化學藥劑[21]、生長調節劑[22]和鋁脅迫[23]，利用外源激素進行處理的相對較少，尤其利用NAA進行處理的研究尚未見報道。本試驗采用不同濃度的GA3和NAA對黃秋葵種子進行處理，研究這2種激素對黃秋葵種子萌發的影響，從而確定不同激素處理的最適濃度，為黃秋葵高產和栽培技術提供理論依據和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

黃秋葵品種分別為‘美人指’和‘凌云二號’，由陜西省蒲城縣種子站采購。

1.2 試驗方法

試驗前采用沉水法選取大小相近、籽粒飽滿的種子，用0.3%的高錳酸鉀溶液消毒30 min，用蒸餾水沖洗5～6遍。發芽試驗采用濾紙培養皿發芽法，培養皿內放置2層濾紙。赤霉素的濃度梯度為50、100、150、200、250 mg/L，α-萘乙酸(NAA)的濃度梯度為5、10、15、20、25 mg/L，蒸餾水用作對照(CK)。分別用各濃度激素浸泡黃秋葵種子12 h。每個處理設置3次重復，每個重復50粒種子，發芽溫度為25℃，試驗過程中適量在濾紙上添加蒸餾水，保持濾紙濕潤。從培養的第1天開始，每24 h觀察并記錄發芽種子（種子萌發以胚根長度為種子長度的1/2作為發芽標志）的數量，第7天結束，計算發芽率、發芽勢和發芽指數，如式(1)～(3)。

式中，n指試驗結束時相應的萌發種子數，N指供試種子總數，m指3天內發芽種子數，Gt為在t日的發芽率，Dt為相應的發芽天數。

1.3 數據處理

所有數據均用Microsoft Excel 2010統計，應用SPSS 17.0統計分析軟件對不同處理下的各項指標進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 GA3處理對‘美人指’和‘凌云二號’種子萌發的影響

由表1可知，隨著GA3濃度的提高‘，美人指’種子發芽率、發芽勢、發芽指數都呈先增后減的趨勢，50～150 mg/L的GA3處理可促進‘美人指’種子的萌發，當濃度增大至250 mg/L時各項統計指標降至最低。其中100 mg/L的GA3處理顯著高于對照，發芽率、發芽勢和發芽指數分別比對照提高12.67%、12.67%、2.62%。50 mg/L的GA3處理未達到顯著水平，發芽率、發芽勢和發芽指數增加較小，分別增加了4.00%、3.34%和0.65%。

表1 不同濃度GA3處理對‘美人指’種子萌發的影響 %

由表2可知，隨著GA3濃度的提高‘，凌云二號’種子發芽率、發芽勢、發芽指數都呈逐漸遞增的趨勢，150～250 mg/L的GA3處理均可不同程度地促進‘凌云二號’種子的萌發，當濃度增大至250 mg/L時各項統計指標達到最高，這一規律與‘美人指’存在明顯差異。當GA3濃度為50 mg/L和100 mg/L時，發芽率、發芽勢、發芽指數均低于對照；當濃度增加至150～250 mg/L時，發芽率、發芽勢、發芽指數均高于對照，其中當濃度為250 mg/L時，發芽率、發芽勢、發芽指數達到最高值，分別比對照提高12.00%、11.33%、3.47%。

表2 不同濃度GA3處理對‘凌云二號’種子萌發的影響 %

2.2 NAA處理對‘美人指’和‘凌云二號’種子萌發的影響

從表3可知，隨著NAA濃度的增加，‘美人指’種子的發芽率、發芽勢和發芽指數呈逐漸降低的趨勢。當NAA濃度為5 mg/L時，發芽率、發芽勢、發芽指數均為本組最大值，但仍較對照降低8.00%、9.33%、3.22%。當濃度增加到25 mg/L時，發芽率、發芽勢和發芽指數達到最低，分別降低了33.33%、34.00%、9.08%，且差異極顯著。

表3 不同濃度NAA處理對‘美人指’種子萌發的影響 %

由表4可知，5～10 mg/L的NAA處理，‘凌云二號’種子的發芽率、發芽勢和發芽指數均高于對照，隨著濃度的增加而呈現不斷減少的趨勢。其中5 mg/L的作用效果最為明顯，發芽率、發芽勢和發芽指數比對照分別增加了21.34%、17.33%和5.09%；10 mg/L的處理效果次之，除15 mg/L處理的發芽率沒有達到顯著水平外，其余都達到了顯著或極顯著水平。當NAA的濃度增加到25 mg/L時，發芽率、發芽勢和發芽指數均達到最低值，分別降低了16.66%、16.67%和3.17%。

3 結論

當GA3濃度為50～150 mg/L時，對‘美人指’種子的萌發具有促進作用，其中100 mg/L為最適濃度，發芽率、發芽勢、發芽指數分別比對照增加12.67%、12.67%、2.62%。當濃度≥200 mg/L會抑制‘美人指’種子萌發；對‘凌云二號’種子而言，當濃度為150～250 mg/L時，會促進其萌發，其中250 mg/L時3項指標分別達到最大，發芽率、發芽勢、發芽指數分別比對照提高12.00%、11.33%、3.47%。試驗所研究的NAA濃度(5～25 mg/L)均抑制了‘美人指’種子的萌發，且隨著NAA濃度的增加，發芽率、發芽勢和發芽指數逐漸降低；對‘凌云二號’種子，5、10 mg/L NAA會促進萌發，其中5 mg/L的處理，發芽率、發芽勢和發芽指數分別達到最高值，較對照分別提高21.34%、17.33%、5.09%。另外，研究結果顯示同一種激素采用相同的濃度處理不同品種，其結果存在明顯差異，因此不同品種對激素的敏感程度存在較大差異。

表4 不同濃度NAA處理對‘凌云二號’種子萌發的影響 %

4 討論

在本試驗中，50～150 mg/L GA3對‘美人指’種子的萌發具有促進作用，150～250 mg/L GA3會促進‘凌云二號’種子的萌發，在一定濃度范圍，提高赤霉素等激素濃度可以促使種子提前萌發，影響種子的生理和代謝活動，這一現象與孟春芬等[13]利用GA3對黃秋葵種子發芽影響的研究結果是一致的。GA3浸種促進種子的萌發，一方面可能是外源激素能夠解除種子休眠，如GA3可刺激胚芽的營養生長、松弛圍繞在胚周圍的胚乳層細胞、降低對胚生長的壓迫，還誘導種子中的淀粉酶合成，促進了蛋白酶和其他水解酶的合成，促使種子內部貯藏物質的降解；另一方面，外源激素可調節種子內部激素平衡，如GA3使內源IAA含量增加，進一步促使種子萌發。同時，種子休眠與否也常常決定于幾種內源激素的相互作用，據研究顯示，在多種植物種子中，隨著休眠的解除，脫落酸等抑制萌發物質含量水平下降，而細胞分裂素等促進萌發物質含量劇增[24]。

當GA3濃度為200、250 mg/L時，‘美人指’種子的發芽率、發芽勢和發芽指數較對照有明顯降低，抑制了種子的萌發。這一現象與韋榮昌等[25]利用GA3對藥用黑草種子萌發特性影響的研究結果相似。植物激素在一定范圍內才能夠提高種子的活力，促進種子的萌發，當激素濃度超出該范圍時，可能會促進生長素增加，促使乙烯釋放，打破種子內部生理平衡，對種子萌發產生抑制作用，甚至導致種子活力的喪失。此次試驗利用GA3處理‘凌云二號’種子，當濃度達到250 mg/L時，所測指標均達到最大值，至于濃度再增加后是促進還是抑制，還需進一步研究。利用NAA處理‘凌云二號’種子，濃度5～10 mg/L對種子的發芽具有明顯的促進作用，這一研究結果與廖建良等[26]的一致。但是本研究對‘美人指’種子萌發的影響，在所選的濃度梯度范圍內，最佳結果為最小濃度5 mg/L，胡能兵等[17]研究發現在NAA濃度為0.01 g/L時，箭葉秋葵的3項發芽指標最高，這與筆者對‘美人指’的研究結果具有相似性，因此在濃度5 mg/L以下對于‘凌云二號’種子是否存在最佳濃度也有待進一步研究。

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