不同激素對香果樹種子發芽特性與呼吸速率的影響

張 璇， 陳通旋*， 郭江雪， 彭麗芬， 丁 波

(1.貴州省林業學校，貴州 修文 550201；2.貴州省林業廳，貴州 貴陽 550001)

香果樹(EmmenopteryshenryiOliv.)為茜草科香果樹屬的落葉大喬木[1]，我國特有并列入國家二級保護樹種[2]，在亞熱帶中山或低山地區的落葉闊葉林或常綠、落葉闊葉混交林的伴生樹種[1]，喜溫和或涼爽氣候，濕潤肥沃土壤。香果樹花大，樹姿雄偉，適合庭園觀賞，且木材質地好，零星分布于陜西、江蘇、甘肅、貴州等14個省份。香果樹的材質潔白細密，輕韌柔軟，紋理通直，色紋美麗，易加工，是細木工藝、雕刻、裝飾、建筑和家具的優良用材[3]，既可作為經濟樹種，又可作為園林綠化的樹種[4]。

香果樹種子千粒重約0.5 g，種子太小，自然狀態落下，不易生根成苗[5]，導致種群更新不良[4]。目前，對于香果樹繁殖的研究主要集中在扦插[6]和組織培養[7-9]，對香果樹種子萌發特性有少量報道[1，10]，而關于激素對香果樹種子發芽特性和呼吸速率的研究尚未見報道。筆者在不同光照條件和暗環境下利用赤霉素(GA3)和吲哚乙酸(IAA)對香果樹種子進行處理，觀察測定植物激素對香果樹種子發芽率和呼吸速率的影響，為提高香果樹種子的發芽率，更好地促進香果樹繁殖和保護提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試種子

種子采自黎平東風林場。東風林場地貌類型屬低山丘陵河谷盆地，氣候屬低緯度中亞熱帶季風濕潤性氣候。年平均氣溫15.6℃，無霜期277 d，>10℃持續日為288 d，年日照時數1 318 h，降水量1 330 mm，年平均相對濕度83%，年蒸發量1 000 mm。海拔420～470 m，土壤主要是頁巖發育的山地黃壤，土層厚度85 cm[11]。香果樹平均單果重(干果)為0.282 1 g，千粒重(有翅)為0.525 9 g。

1.2 設備與試劑

無光恒溫箱(DNP-9082型)為上海精宏實驗設備有限公司生產，光照培養箱(HWS-400型)為上海丙林電子生產。赤霉素GA3為上海溶劑廠生產，吲哚乙酸IAA為武漢運成共創科技有限公司生產。另有濾紙、鑷子、培養皿、脫脂紗布等。

1.3 試驗方法

1.3.1 濃度設置 赤霉素(GA3)和吲哚乙酸(IAA)分別配制成濃度為100 mg/L、300 mg/L、400 mg/L、500 mg/L、800 mg/L的溶液，分別用冷水(20℃，CK1)、熱水(55℃，CK2)作空白對照，樣品采取隨機取樣。每個處理100粒種子，3次重復。

1.3.2 浸種處理 將常溫蒸餾水浸種30 min的香果樹種子，分別放入已配置好的不同濃度GA3和IAA溶液中浸種30 min，撈出放入已消毒并墊有消毒濾紙的培養皿中進行發芽試驗，濾紙分別用不同處理溶液浸透，以保持發芽床的濕度。

1.3.3 發芽條件設置 參照常規種子萌發試驗的方法和程序，恒溫箱溫度設定為20℃，無光照；光照培養箱的溫度為20℃，光照強度為1 000 lx，光照時間為全天。將培養皿分別放入無光恒溫箱與光照培養箱中，進行發芽試驗。每天觀察發芽數量并保持發芽床濕潤。

1.3.4 計算與測定方法 香果樹種子的發芽時間為15 d，種子從露白開始，每天檢查種子萌發情況并記錄萌發數量。在試驗結束后，計算發芽率，并測定呼吸速率。呼吸速率的測定采用小籃子法進行測定。

發芽率=(發芽種子數/供試種子數)×100%

呼吸速率=(空白滴定值-樣品滴定值)×mgCO2/(植物組織鮮重×時間)

式中，mgCO2表示1/44 mol/L草酸的量。

2 結果與分析

2.1 不同處理的種子發芽率

2.1.1 赤霉素 從圖1可知，香果樹種子經赤霉素處理過的發芽率均高于對照(除光照條件下GA3為500 mg/L時低于對照)。在光照條件和暗環境下均以赤霉素濃度為400 mg/L處理的發芽率最高，暗環境下平均發芽率為90.00%，分別比CK1和CK2高40.33%和35.00%；在光照條件下，其平均發芽率為82.00%，分別比CK1和CK2高15.00%和20.33%。在赤霉素濃度<100 mg/L，光照條件下的發芽率高于暗環境，且光環境下冷水高于熱水5.00%；在赤霉素濃度為300～500 mg/L時，暗環境下均高于光照條件；在800 mg/L時香果樹種子發芽率暗環境下低于光照條件2.00%。

圖1 不同光照條件下赤霉素處理香果樹的種子發芽率Fig.1 Germination rate of E.henyi seed with different concentrations of GA3 under different light conditions

2.1.2 吲哚乙酸 吲哚乙酸對香果樹種子發芽有顯著的抑制作用(圖2)。在暗環境或光照條件下，經吲哚乙酸處理香果樹種子的發芽率顯著低于CK1和CK2，當吲哚乙酸濃度為100 mg/L時，光照條件下發芽率優于暗環境，高于暗環境6.00%。吲哚乙酸濃度為300～800 mg/L光照條件和暗環境均發芽率無顯著差異。暗環境下CK1和CK2發芽率分別高于吲哚乙酸(濃度為100 mg/L)處理46%和51%，光照條件下分別高57%和52%。

圖2 不同光照條件下吲哚乙酸處理香果樹的種子發芽率Fig.2 Germination rate of E.henyi seed with different concentrations of IAA under different light conditions

2.2 GA3處理香果樹的萌動種子呼吸速率

經赤霉素處理的香果樹萌動種子呼吸速率均高于對照(除光照條件下赤霉素為500 mg/L時低于對照)。在光照條件和暗環境下均以赤霉素濃度為400 mg/L處理的種子萌動呼吸率最高。暗環境下呼吸率為13.24 mg/(g·h)，分別比CK1和CK2高8.41 mg/(g·h)和5.83 mg/(g·h)；在光照條件下，其呼吸率為11.96 mg/(g·h)，分別比CK1和CK2高5.61 mg/(g·h)和 4.00 mg/(g·h)。光照條件下呼吸速率高于暗環境，在暗環境和光照條件下熱水呼吸速率高于冷水；在赤霉素濃度為100～800 mg/L，香果樹種子暗環境下均高于有光照條件下呼吸速率。因吲哚乙酸處理下種子發芽率很低，無法測定種子的呼吸速率。

圖3 不同光照條件下赤霉素處理香果樹種子的呼吸速率Fig.3 Respiration rate of E.henyi seed with different concentrations of GA3 under different light conditions

2.3 GA3處理香果樹萌動種子發芽率與呼吸速率的相關性

從表1可看出，香果樹種子發芽率與呼吸速率呈相關關系，光照條件下發芽率與呼吸速率呈正相關關系，與暗環境下發芽率和呼吸速率呈顯著正相關關系；光照條件下呼吸速率與暗環境下發芽率和呼吸速率呈顯著正相關關系；暗環境下發芽率與呼吸速率呈極顯著相關關系。

表1 不同赤霉素處理下種子發芽率與呼吸速率的相關性Table 1 The correlation of seed germination rate and respiration rate with different concentrations of GA3

3 結論與討論

1) 香果樹種子在光培養和暗環境培養下，赤霉素對香果樹種子的發芽都具有促進作用。均以赤霉素濃度為400 mg/L處理的發芽率最高，且暗環境比光照條件發芽率高8.00%。甘聃等[1]研究表明，光照條件下的種子發芽率、發芽勢均高于暗培養，與試驗結果不同，這可能是研究時所取的赤霉素濃度差別所致，且甘聃等[1]認為，光照對香果樹種子萌發有很大的促進作用，但并不是必要條件。

2) 試驗結果表明，吲哚乙酸不利于香果樹種子的萌發，有一定的抑制作用。在暗環境和光照條件下，經吲哚乙酸處理過的香果樹種子發芽率顯著低于CK1和CK2，暗環境下CK1和CK2發芽率分別高于濃度100 mg/L時46%和51%，光照條件下分別高于濃度100 mg/L時57%和52%。這可能是吲哚乙酸的濃度過高導致，吲哚乙酸對香果樹種子發芽情況還有待進一步研究。

3) 種子呼吸作用可為種子胚萌發生長提供必須的能量。呼吸作用越強，物質的分解和運轉速度越快，種子萌發的速度亦越快。試驗結果表明，光照條件下香果樹發芽率與呼吸速率呈正相關關系，與暗環境下發芽率和呼吸速率呈顯著正相關關系；光照條件下呼吸速率與暗環境下發芽率和呼吸速率呈顯著正相關關系；暗環境下發芽率與呼吸速率呈極顯著正相關關系。

4) 適當濃度的赤霉素浸種可以提高香果樹種子的呼吸速率，加快種子內部貯藏營養物資的分解，提高發芽速度，以赤霉素濃度為400 mg/L處理效果最佳。