滇南杜鵑種子萌發特性研究

(云南農業大學園林園藝學院，昆明 650201)

滇南杜鵑(Rhododendronhancockii)，為杜鵑花科杜鵑花屬馬銀花亞屬常綠灌木或小喬木，常生于海拔1 100～2 000 m的雜木林或山坡灌叢內。主要分布于云南中部及東南部、廣西中部及西北部等幾個地區。滇南杜鵑植株最高可達4 m，花冠呈白色，闊漏斗形，具有沁人心脾的香味，是一種觀賞價值高且具有開發潛力的樹種，同時也是香花育種的重要資源[1]。馬永鵬[2]、劉胤璇[3]等對滇南杜鵑組培繁殖及食用價值方面進行了研究。目前，關于杜鵑屬植物其它種的種子萌發特性研究開展得較多，陳雪梅[4]，李暢[5]，劉林[6]，邊才苗[7]等分別對不同杜鵑種子進行了關于溫度、光照、GA3、干旱脅迫對種子萌發影響的研究。但未見有關滇南杜鵑種子特性及萌發試驗的報道。本研究以采于云南祿豐的滇南杜鵑種子為材料，觀察并測定種子形態及其千粒重和吸水率，研究不同溫度、不同光照、GA3以及PEG-6000模擬干旱對滇南杜鵑種子萌發的影響，探索利于滇南杜鵑種子萌發的適宜條件以及通過種子萌發對干旱脅迫的響應初步了解其抗旱性，為今后滇南杜鵑的進一步開發利用奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材 料

滇南杜鵑種子于2017年12月采自云南省祿豐縣，均為自然結實產物。將飽滿無損傷的種子置于密封袋中放于4 ℃冷柜保存備用。

1.2 方 法

1.2.1種子特性測定

形態觀測：隨機選擇30粒飽滿的滇南杜鵑種子，用LEICA顯微鏡觀察種子形態并測量種子大小，取平均值。

千粒重測定：滇南杜鵑種子較小，一般測定小粒種子千粒重時是隨機數出飽滿種子1 000粒，重復3次分別稱重，求其平均值[8]。

種子吸水率測定：參照陳雪梅等[4]的方法進行測定。

1.2.2不同處理對種子萌發的影響

1)溫度、光照對種子萌發的影響。種子萌發試驗在光照培養箱中進行，材料選用飽滿的滇南杜鵑種子。溫度處理：5 ℃/15 ℃、15 ℃/25 ℃與25 ℃/30 ℃ 3個變溫；20 ℃、25 ℃、30 ℃ 3個恒溫。光照處理：12 h光照/12 h黑暗、24 h黑暗2種。溫度處理和光照處理進行正交試驗。每處理100粒種子，重復3次。

將經過1%NaClO消毒15 min的種子洗凈后放入鋪有2層濕潤濾紙的培養皿中，每皿100粒。將其分類放置于不同變溫的培養箱中進行培養，每天噴水1次，保持濕潤。

2)GA3對種子萌發的影響。選擇飽滿的種子，經1% NaClO消毒15 min后，用蒸餾水洗凈，濾紙吸干表面水分，分別置于不同濃度(0，100，300，600，1 000，2 000，3 000，5 000 mg·L-1)的GA3溶液中浸種24 h。處理后的種子用蒸餾水洗凈后放入鋪有2層濕潤濾紙的培養皿中，將其放置于25 ℃恒溫，12 h光照/12 h黑暗的培養箱中進行培養，每天噴水1次，保持濕潤。每處理100粒種子，重復3次。

3)PEG-6000對種子萌發的影響。選擇飽滿的種子，經1% NaClO消毒15 min后，用蒸餾水洗凈并吸干表面水分，分別置于培養皿內浸透了不同濃度(0%、5%、10%、15%、20%)PEG-6000溶液的濾紙上，相應的溶液水勢分別為0、-0.05、-0.20、-0.40、-0.60 MPa[9]。將其置于25 ℃恒溫，12 h光照/12 h黑暗的培養箱中進行培養。每天向培養皿中加入1 mL對應濃度的PEG-6000，每4 d更換1次濾紙，以減少水勢變動。每處理100粒種子，重復3次。

每天觀察種子萌發情況，并記錄每種處理的具體發芽日期。以胚根長度達到種子長度1/2為發芽標準，自發芽之日起每24 h統計種子發芽數量，連續3 d沒有出現發芽結束統計[10]。發芽啟動時間、發芽持續時間、發芽率、發芽勢、發芽指數的統計及計算參照李暢等[5]的方法進行。

1.3 數據處理

用Excel 2007軟件對數據進行統計，用SPSS 18.0軟件進行Duncan方差分析，所有測定結果采用平均值±標準差。

2 結果與分析

2.1 種子特性

2.1.1種子形態特征

滇南杜鵑種子呈卵形至長卵形，種皮紅褐色，兩端有翅；種子長(1.60±0.18)mm、寬(0.54±0.08)mm；千粒重(0.129 6±0.005)g。

2.1.2種子吸水率

從圖1可以看出，滇南杜鵑種子在0～8 h內吸水急劇，浸種8 h時吸水率為37.24%，這一時期為急劇吸水期；在8～24 h內吸水量有所增加，吸水率達40.31%，這一時期為穩定吸水期；24 h后吸水速度變緩，飽和時吸水率為41.95%。

2.2 不同處理對種子萌發的影響

2.2.1溫度、光照對種子萌發的影響

如圖2所示，25 ℃恒溫12 h光照/12 h黑暗條件下，發芽啟動時間最短，為9 d；25 ℃恒溫24 h黑暗條件下，發芽啟動時間最長，為21 d，且發芽持續時間最短，為2 d；而5 ℃/15 ℃變溫12 h光照/12 h黑暗和24 h黑暗以及30 ℃恒溫24 h黑暗條件下種子均不萌發。

圖1 滇南杜鵑種子吸水率

注：A為12 h光照/12 h黑暗，B為24 h黑暗；一為5 ℃/15 ℃，二為15 ℃/25 ℃，三為25 ℃/30 ℃，四為20 ℃，五為25 ℃，六為30 ℃。圖2 溫度、光照處理下滇南杜鵑種子的發芽進程

由表1可知,變溫處理下，條件為15 ℃/25 ℃變溫24 h黑暗時，滇南杜鵑種子的發芽率最高達84.33%，與其他幾組處理均呈極顯著差異；15 ℃/25 ℃變溫12 h光照/12 h黑暗條件下次之，發芽率為74.00%；在5 ℃/15 ℃變溫12 h光照/12 h黑暗和24 h黑暗以及30 ℃恒溫24 h黑暗條件下種子均不萌發。15 ℃/25 ℃變溫12 h光照/12 h黑暗條件下，發芽勢最高達51.33%，15 ℃/25 ℃變溫24 h黑暗條件次之，為34.33%。恒溫處理下，條件為20 ℃恒溫12 h光照/12 h黑暗時，種子發芽率最高為58.33%。從數據對比可知，同種光照處理下變溫處理的發芽率、發芽勢及發芽指數普遍高于恒溫處理。

2.2.2GA3對種子萌發的影響

如圖3所示，滇南杜鵑種子在蒸餾水(ck)浸泡下的發芽啟動時間為10 d，而隨著GA3濃度的增加，發芽啟動時間在GA3濃度為100，1 000，2 000 mg·L-1時縮短至7 d，當濃度為3 000 mg·L-1和5 000 mg·L-1時發芽啟動時間較對照縮短8 d。說明當濃度為1 000～2 000 mg·L-1時發芽啟動時間最短，促進了種子提早萌發。發芽持續時間隨著GA3濃度的增加從8 d延長至13 d后又縮短至8 d。

表1 溫度、光照對滇南杜鵑種子萌發指標的影響

注：A為12 h光照/12 h黑暗，B為24 h黑暗；一為5 ℃/15 ℃，二為15 ℃/25 ℃，三為25 ℃/30 ℃，四為20 ℃，五為25 ℃，六為30 ℃；同列不同的小寫字母和大寫字母分別表示在0.05和0.01水平上差異顯著。下同。

圖3 GA3處理下滇南杜鵑種子的發芽進程

由表2可知，隨GA3濃度提高，滇南杜鵑種子的發芽率、發芽勢、發芽指數均呈先升后降的趨勢，對照組的發芽率、發芽勢和發芽指數均與GA3浸泡處理的種子達到極顯著差異，2 000 mg·L-1GA3處理下，滇南杜鵑種子的發芽率(87.00%)、發芽勢(68.00%)、發芽指數(8.98)達到最高。隨GA3濃度的升高，發芽勢、發芽率和發芽指數均有所下降，差異顯著。

2.2.3PEG-6000對種子萌發的影響

由圖4可以看出，滇南杜鵑種子在ck處理下的發芽啟動時間為10 d，發芽持續時間為11 d。PEG脅迫濃度為5%和10%時發芽持續時間較ck延長2 d，發芽啟動時間不變。PEG濃度為15%時，滇南杜鵑種子的發芽啟動時間較ck推遲4 d，發芽持續時間延長5 d，且發芽率顯著低于ck。20% PEG脅迫下的滇南杜鵑種子未見萌發。說明隨著PEG濃度的增加，種子發芽越困難，發芽啟動時間推遲，發芽持續時間延長，發芽率降低。

表2 GA3對滇南杜鵑種子萌發指標的影響

圖4 干旱脅迫下滇南杜鵑種子的發芽進程

由表3可以看出，隨著PEG濃度的增加，發芽率、發芽勢、發芽指數均存在下降的趨勢。5%PEG除發芽率與ck無顯著差異外，其余萌發指標均與ck達到極顯著差異，10%、15%、20%的所有萌發指標均與ck達到極顯著差異，以上均說明PEG對滇南杜鵑種子萌發的抑制作用明顯，20%PEG完全抑制了種子的萌發；但在15%PEG干旱脅迫下，滇南杜鵑種子的發芽率、發芽勢、發芽指數仍能達到ck的81.13%、71.28%、43.62%，又說明滇南杜鵑具有一定抗旱性。

表3 干旱脅迫對滇南杜鵑萌發指標的影響

3 結論與討論

滇南杜鵑種子吸水性較好，且其吸水過程與種子的吸水規律相一致，在24 h內吸水達飽和狀態，飽和時吸水率為41.95%。因此在生產實踐中，種子萌發前期應保證充足的水分以利于種子萌發。

適宜種子萌發的溫度通常與其原生境的溫度有關，且大多數種子在恒溫條件下的萌發率低于變溫條件[11-14]。滇南杜鵑種子在15 ℃/25 ℃變溫條件下發芽率和發芽勢最高。在5 ℃/15 ℃變溫12 h光照/12 h黑暗和24 h黑暗以及30 ℃恒溫24 h黑暗條件下種子均不萌發，而30 ℃恒溫12 h光照12 h黑暗條件下滇南杜鵑種子的發芽率僅為3.33%，說明過低或過高的溫度均不適宜滇南杜鵑種子萌發。在15 ℃/25 ℃變溫條件下，滇南杜鵑種子的萌發最多，且萌發最為集中，播種時采用此溫度，有利于提高種子的萌發率。在25 ℃恒溫12 h光照/12 h黑暗下，發芽啟動時間最短，為9 d，但其發芽率僅達53.00%，說明此條件下僅縮短了發芽啟動時間但發芽率卻不高。在不同光照條件下，光暗交替明顯出現縮短萌發所需時間，進而縮短播種育苗時間。

因此，滇南杜鵑應該采用15 ℃/25 ℃變溫條件促進種子萌發，同時給予適量光照，縮短滇南杜鵑種子發芽啟動時間。使滇南杜鵑能夠在短期內同時發芽并達到移栽程度，避免發芽時間參差不齊，影響移栽。造成杜鵑花開花時間不一致，影響觀賞。

GA3作為植物生長調節劑，通過誘導種子內部淀粉酶等水解酶的合成，從而提高種子水解酶的活性，以達到催化種子內貯藏物質分解的效果，進而提供胚生長發育所需的營養，提高種子萌發率。但GA3并非對所有的種子都有促進萌發的作用，且對不同的種子促進程度及適宜濃度均不相同[15-17]。本研究發現，未經GA3處理的種子其發芽率、發芽勢和發芽指數均與GA3浸泡處理的種子達到極顯著差異，萌發效果不佳，發芽率僅達45.00%，與最適宜濃度2 000 mg·L-1GA3的發芽率相差42%。2 000 mg·L-1GA3浸種的滇南杜鵑種子其發芽率、發芽勢和發芽指數均為最高，且所需發芽啟動時間最短，發芽持續時間較長。因此，適當濃度的GA3可達到促進滇南杜鵑種子萌發的作用，這與劉林等[6]、樊叢令等[18]、李暢等[19]的研究結果相似。本研究發現，2 000 mg·L-1GA3浸種24 h可進一步加快種子的萌發，從而提高苗木的育種進程，在滇南杜鵑的育苗實踐中可以推廣使用，植物種子的萌發指標直接反映種子耐逆境能力[20]。低濃度(5%)的PEG-6000對滇南杜鵑種子萌發的影響不明顯，但隨著PEG濃度的增加，滇南杜鵑種子受抑制程度加重，具體表現為種子的發芽率、發芽勢、發芽指數顯著降低，發芽啟動時間推遲，發芽持續時間延長，20%PEG完全抑制了種子的萌發。這與李暢等[5]對鹿角杜鵑，邊才苗等[7]對云錦杜鵑，王書珍等[21]對繁花杜鵑，張鳳銀等[22]對鳳仙花的種子萌發規律一致。研究表明，滇南杜鵑耐旱性有限，在滇南杜鵑的播種育苗及引種栽培過程中，充分考慮水分因素，防止干旱對其生長造成不良影響。