PEG模擬干旱對(duì)芡歐鼠尾草種子發(fā)芽影響

鄭忠標(biāo)1 王 澍23

(1.瀘州職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 四川 瀘州 646000； 2.西南林業(yè)大學(xué) 園林學(xué)院， 云南 昆明 650224； 3.國(guó)家林業(yè)局風(fēng)景園林工程技術(shù)研究中心， 云南 昆明 650224)

芡歐鼠尾草(SalviahispanicaL.)是一年生草本植物，屬于唇形科(Lamiaceae)鼠尾草屬(Salvia)，又名奇亞(Chia)，原產(chǎn)于墨西哥南部和危地馬拉北部，適于生長(zhǎng)在熱帶和亞熱帶地區(qū)[1]。奇雅子是芡歐鼠尾草的種子，具有悠久的食用和藥用歷史[2]。2014年奇雅子被我國(guó)正式批準(zhǔn)為新食品原料[3]。奇雅子已成為國(guó)內(nèi)外食品相關(guān)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，在食品和醫(yī)藥工業(yè)中有著重要的開(kāi)發(fā)潛力以及利用前景[4]。

PEG模擬干旱對(duì)蔬菜、花卉、水果的種子發(fā)芽的影響有所差異。有的種子是隨PEG濃度升高各種指標(biāo)處于下降趨勢(shì)，而有的則呈低濃度促進(jìn)高濃度抑制的趨勢(shì)。張會(huì)靈等研究表明，在PEG濃度為120 g·kg-1、150 g·kg-1、179 g·kg-1時(shí)，均抑制辣椒(Capsicumannuum)種子的萌發(fā)，且濃度越高抑制效果更明顯[5]；桔梗(Platycodongrandiflorus)種子的各項(xiàng)發(fā)芽指標(biāo)在PEG濃度為2%時(shí)，略有提升，而當(dāng)PEG濃度大于2%時(shí)，桔梗的各項(xiàng)發(fā)芽指標(biāo)下降，且隨濃度的升高，發(fā)芽指標(biāo)下降更明顯[6]；另外，在PEG濃度小于15%條件下，文冠果(XanthocerassorbifoliaBunge)的發(fā)芽指標(biāo)呈上升趨勢(shì)，當(dāng)PEG濃度大于25%時(shí)，文冠果的各項(xiàng)指標(biāo)呈現(xiàn)降低趨勢(shì)[7]。PEG模擬干旱對(duì)于不同品種間也存在差異。張峻琳等研究表明，北紫生1號(hào)在不同濃度PEG處理下，各種發(fā)芽指標(biāo)呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)，而北紫生4號(hào)則呈現(xiàn)先下降后上升趨勢(shì)[8]。

芡歐鼠尾草具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，同時(shí)耐旱、耐貧瘠。目前，在我國(guó)引種種植的過(guò)程中，出現(xiàn)了花期遲、產(chǎn)量低等問(wèn)題[9]。培育壯苗是生產(chǎn)的基礎(chǔ)，關(guān)于不同濃度PEG模擬干旱對(duì)奇雅子的影響未見(jiàn)報(bào)道，因此以黑色和白色奇雅子為材料，通過(guò)比較奇雅子種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)等各項(xiàng)指標(biāo)，分析PEG對(duì)奇雅子發(fā)芽的影響，以期為奇雅子的栽培和大面積生產(chǎn)以及開(kāi)發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

芡歐鼠尾草種子(白色、黑色)：種子產(chǎn)地來(lái)源于巴西。

試劑及藥品：1%高錳酸鉀(KMnO4)溶液、聚乙二醇(PEG-6000)。

實(shí)驗(yàn)儀器：燒杯、錐形瓶、玻璃棒、100 mL量筒、培養(yǎng)皿、濾紙、蒸餾水、鑷子、標(biāo)簽、精密電子天平、恒溫箱、膠頭滴管、試劑瓶。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

選取飽滿完好的黑色和白色奇雅子種子各12份，每份50粒。消毒處理：用1%高錳酸鉀浸種3 h，立即用無(wú)菌水沖洗3次，種子用濾紙吸干水分后，準(zhǔn)備播種。發(fā)芽實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)共4個(gè)處理，每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，PEG模擬干旱設(shè)置濃度分別為0%、5%、10%和15%。種子進(jìn)行消毒、無(wú)水處理后，把雙層濾紙放置于培養(yǎng)皿中。播種時(shí)，每個(gè)培養(yǎng)皿選取50粒種子，均勻排列在直徑9 cm培養(yǎng)皿中，并做好標(biāo)記。奇雅子播種后，把培養(yǎng)皿置于溫度為25 ℃、濕度70%和光照50%的條件下[10]，每隔24 h進(jìn)行觀察并記載相關(guān)萌發(fā)情況。每天培養(yǎng)皿中及時(shí)補(bǔ)充水分1次，保持濾紙濕潤(rùn)。種子發(fā)芽指標(biāo)按照國(guó)際種子協(xié)會(huì)(ISTA)規(guī)定，以胚根“露白”確定為發(fā)芽，在第7天統(tǒng)計(jì)其發(fā)芽率，每個(gè)處理隨機(jī)抽取10個(gè)種子，稱其鮮重及根長(zhǎng)，并計(jì)算其發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)及活力指數(shù)。

表1 干旱脅迫對(duì)奇雅子發(fā)芽影響

品種PEG濃度/%發(fā)芽率/%發(fā)芽勢(shì)/%發(fā)芽指數(shù)活力指數(shù)鮮重/g根長(zhǎng)/cm黑色0686034.460.25500.00744.205784042.170.30360.00723.6110744034.660.19060.00553.15151001.410.00250.00181.32白色0807042.080.26090.00623.825826853.070.31840.00603.5210643028.800.14980.00523.111542010.410.01670.00161.28

圖1 不同濃度PEG對(duì)奇雅子根長(zhǎng)、鮮重的影響

1.3 種子發(fā)芽指標(biāo)和幼苗形態(tài)指標(biāo)測(cè)定

根據(jù)每天觀察種子的發(fā)芽數(shù)，通過(guò)公式計(jì)算出相應(yīng)的發(fā)芽指標(biāo)(發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù))[11]，同時(shí)測(cè)定其鮮重和根長(zhǎng)。

發(fā)芽率(%)=(7 d內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù))×100%；

發(fā)芽勢(shì)(%)=(前3 d發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù))×100%；

發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑Gt/Dt；

活力指數(shù)(%)=∑(Gt/Dt)×幼苗平均鮮重。

式中：發(fā)芽日數(shù)為Dt，與Dt相對(duì)應(yīng)的發(fā)芽種子數(shù)為Gt。平均鮮重為第7天測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

分別用Microsoft Office Excel 2010軟件、SPSS Statistics 17軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、方差分析計(jì)算。同時(shí)，用Sigmaplot 12.5軟件進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度PEG處理對(duì)奇雅子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)的影響

不同濃度PEG處理下，黑色和白色奇雅子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)呈現(xiàn)出先升高再降低的趨勢(shì)，體現(xiàn)出低濃度促進(jìn)高濃度抑制的現(xiàn)象。發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)最高值出現(xiàn)在PEG濃度為5%的時(shí)候，黑色種子最大值分別為78%、42.17、0.303 6，相比ck值分別高出10%、7.71、0.048 6，差異顯著；白色種子最大值分別為82%、53.07、0.318 4，相比ck值分別高出2%、10.99、0.057 5，差異顯著。

另外，只有在PEG濃度為10%時(shí)，黑色種子的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)高于白色種子，在ck組和其他濃度下，白色種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均高于黑色種子。

2.2 不同濃度PEG處理對(duì)奇雅子發(fā)芽勢(shì)的影響

不同濃度處理奇雅子，黑色和白色種子均處于下降趨勢(shì)，在PEG濃度達(dá)15%時(shí)，黑色和白色發(fā)芽勢(shì)均達(dá)最低值0、0，與ck組值相比降低60%、70%，根據(jù)統(tǒng)計(jì)方差得出差異性顯著。另外，相同濃度PEG處理下，白色種子發(fā)芽勢(shì)均高于黑色種子發(fā)芽勢(shì)。

2.3 不同濃度PEG處理對(duì)奇雅子鮮重、根長(zhǎng)的影響

不同濃度PEG處理奇雅子，隨PEG濃度升高，黑色和白色奇雅子的鮮重、根長(zhǎng)均處于下降趨勢(shì)。奇雅子鮮重、根長(zhǎng)最低出現(xiàn)在PEG濃度為15%時(shí)，黑色和白色鮮重分別為0.001 8 g、0.001 6 g，與ck相比，低0.005 6 g、0.004 6 g；黑色和白色根長(zhǎng)分別為1.32 cm、1.28 cm，比ck低2.28 cm、2.54 cm。另外，奇雅子在相同濃度PEG處理下，黑色奇雅子的鮮重、根長(zhǎng)均高于白色奇雅子，整體趨勢(shì)如圖1所示。

3 討論與結(jié)論

PEG模擬干旱脅迫是鑒定植物種子抗旱性的常用方法，可以提前啟動(dòng)萌發(fā)所需的物質(zhì)代謝、使有害物質(zhì)含量降低以及提高種子的發(fā)芽率[12]。本實(shí)驗(yàn)中，分別用0、5%、10%、15%的PEG模擬干旱處理奇雅子。對(duì)比發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、鮮重和根長(zhǎng)。結(jié)果表明，PEG濃度低于5%時(shí)，對(duì)奇雅子發(fā)芽具有促進(jìn)作用，當(dāng)PEG濃度高于5%時(shí)，會(huì)抑制奇雅子的發(fā)芽；呈現(xiàn)出隨著PEG濃度升高，奇雅子的發(fā)芽指標(biāo)先升高再降低的趨勢(shì)，這一結(jié)果與PEG對(duì)油松(Pinustabuliformis)[13]種子發(fā)芽的影響研究結(jié)果一致。而隨著PEG濃度升高，奇雅子根長(zhǎng)呈整體下降趨勢(shì)，這與王樂(lè)等[14]實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同，王樂(lè)等認(rèn)為，馬齒莧(Portulaceoleracea)種子根長(zhǎng)隨PEG濃度的升高呈現(xiàn)先升高再降低趨勢(shì)。這可能與芡歐鼠尾草本身的特性有關(guān)。

實(shí)驗(yàn)分析顯示，隨著PEG濃度(干旱程度)的增加，芡歐鼠尾草種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均呈先升高后降低的趨勢(shì)，同時(shí)其發(fā)芽勢(shì)、鮮重和根長(zhǎng)均呈下降趨勢(shì)。而且，在輕度干旱(PEG濃度為5%)條件下，可以促進(jìn)了種子的萌發(fā)。相同濃度下，白色奇雅子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)比黑色奇雅子高，白色比黑色更加耐旱。

參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則及示例(一般圖書)

圖書著錄格式：[序號(hào)]主要作者.書名.出版地:出版社,出版年:引用頁(yè)碼.

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[3]Jickells T D,An Z S.氣候變化[M].董文杰,譯.北京:氣象出版社,2015:245-256.