赤霉素對浙茄10號種子萌發(fā)的影響

王五宏，石柱龍，魏慶鎮(zhèn)，胡海嬌，胡天華，汪精磊，包崇來

(浙江省農(nóng)業(yè)科學院 蔬菜研究所，浙江 杭州 310021)

茄子(SolanummelongenaL.)是茄科茄屬作物，被聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織(FAO)列為全世界第4大蔬菜作物。深受廣大消費者的喜愛，在浙江省各地也有廣泛種植。據(jù)FAO統(tǒng)計，2017年全世界茄子產(chǎn)量為5 230.9萬t，而中國的產(chǎn)量達3 290.8萬t，占全世界產(chǎn)量的62.9%，我國已成為茄子世界第一生產(chǎn)國和主要出口國(http://www.fao.org/faostat)。但是茄子種子發(fā)芽往往慢而困難，一方面是茄子種子具有休眠特性，這種特性是為了保護種子能夠在惡劣的環(huán)境中存活，以及防止種子在不適宜的季節(jié)萌發(fā)而存在的生物特性[1]；二是由于茄子的種皮為革質(zhì)，厚而堅硬，有蠟質(zhì)層，不易吸水透氣，并且種子在浸種催芽時表面會產(chǎn)生黏液，從而影響種子萌發(fā)[2]。同時種子成熟度、采種技術(shù)、儲藏條件等因素也會造成種子活力降低，嚴重影響生產(chǎn)[3-5]。此外，種子在不良條件下也容易發(fā)生劣變，導致發(fā)芽率迅速降低。因此，如何提高茄子種子發(fā)芽率、縮短發(fā)芽時間是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要問題。赤霉素是五大常見激素之一，具有促進作物生長、改善作物品質(zhì)、提高作物產(chǎn)量的作用，能夠促進細胞生長和分裂，所以生產(chǎn)上常常用赤霉素來打破種子休眠促進其發(fā)芽[6-8]。目前，大約有幾十種赤霉素類(GAs)應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上[9]。迄今為止，有關赤霉素對茄子種子萌發(fā)影響的報道較少。該試驗探討了不同濃度赤霉素對浙茄10號種子萌發(fā)的影響，明確了提高浙茄10號種子發(fā)芽率的適宜赤霉素濃度，為浙茄10號種子的商用價值和生產(chǎn)育苗提供幫助。

1 材料與方法

1.1 材料

供試茄子品種為浙茄10號，是浙江省農(nóng)業(yè)科學院蔬菜研究所選育的雜交一代茄子新品種。該品種具有較強的耐熱性，結(jié)果性良好，果實長且粗細均勻，果皮紫紅色，商品性好，中抗黃萎病和青枯病。本試驗選取顆粒飽滿，活力正常的種子；供試劑赤霉素GA3，購自上海通蔚實業(yè)有限公司。

1.2 處理設計

1.2.1 不同濃度赤霉素的配制

取1 g GA3，用1.5 mL乙醇溶解，加水定容至1 000 mL用作母液。取用7個錐形瓶，分別加入0、5、10、15、20、25、30 mL的母液，再分別加入100、95、90、85、80、75、70 mL的蒸餾水，分別稀釋成0(對照)、50、100、150、200、250、300 mg·L-1的溶液后待用。

1.2.2 種子處理

將浙茄10號種子分成7組，每組100粒，3個重復，放入網(wǎng)沙袋中，要確保種子質(zhì)量良好，無干癟、斑點、白點等異常情況。用75%乙醇消毒，然后用蒸餾水清洗3～5次。將7個不同濃度赤霉素溶液分別倒入發(fā)芽盒中，把清洗后的種子放發(fā)芽盒溶液中，將種子完全浸泡在溶液里12 h。浸種完成后，將種子取出，用清水清洗3遍，將種子表面的赤霉素溶液洗掉。準備21個發(fā)芽盒，每個發(fā)芽盒里墊2張濾紙，用蒸餾水將濾紙浸濕，要求濾紙濕潤但沒有液態(tài)水流動即可。將種子擺放到發(fā)芽盒中，為便于分類和觀察種子萌發(fā)的數(shù)量，用鑷子將種子按照10×10排列好。將處理好的種子放置在30 ℃恒溫培養(yǎng)箱中，每天同一時間觀察并記錄種子的萌發(fā)情況，并保持發(fā)芽盒內(nèi)的濾紙濕潤。

1.3 指標測定

1.3.1 種子千粒重測定

用千粒法來測定茄子種子千粒重[10]。隨機挑選3組干燥的浙茄10號種子，每組抽取1 000粒，用分析天平分別對各組種子進行稱量，取平均値。

1.3.2 種子含水量測定

采用低恒溫烘干法來測定茄子種子的含水量：把烘箱預熱到105 ℃后，把稱好的3組種子(m1)裝入小信封袋，放入烘箱中烘干12 h，取出后分別稱量(m2)，然后繼續(xù)放入105 ℃烘箱中，烘8 h后取出稱量(m3)，含水量=(m1-m3)/m1×100%[11]。重復3次，取平均值。

發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)根據(jù)以下公式計算。發(fā)芽勢=規(guī)定日期內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%，規(guī)定期限為以發(fā)芽試驗規(guī)定期限的最初1/3，本研究為6 d；發(fā)芽率=發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%；發(fā)芽指數(shù)=ΣGt/Dt，Dt為萌發(fā)天數(shù)，Gt為第t天發(fā)芽數(shù)[12]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2010對浙茄10號種子的千粒重、含水量、發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)進行分析并作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 浙茄10號種子的特征特性

浙茄10號種子千粒重為4.516 3 g，含水量為9.79%。國家農(nóng)作物種子質(zhì)量標準含水量為8.0%，本試驗涉及的浙茄10號種子為采收后初步處理的種子，種子含水量高于國家標準，因此，需要對浙茄10號的種子進行干燥，降低其含水量，以達到國家農(nóng)作物種子質(zhì)量標準。

2.2 不同濃度GA3對浙茄10號種子萌發(fā)的影響

2.2.1 發(fā)芽率

由圖1可以看出，對照處理的種子第4天開始發(fā)芽，第6～12天其發(fā)芽率逐漸升高，最終平均發(fā)芽率為91%，18 d后其發(fā)芽率達97%；GA3濃度為50 mg·L-1時，0～6 d發(fā)芽率在30%以下，低于100 mg·L-1GA3處理的種子，7～10 d發(fā)芽率明顯提升，第10天能達85%及以上，到第12天發(fā)芽率就達95%及以上；100 mg·L-1GA3處理的種子在0～3 d發(fā)芽緩慢，發(fā)芽率僅在15%左右，4～8 d發(fā)芽率達85%及以上，第10天開始起發(fā)芽率就達95%及以上；150、200、250 mg·L-1GA3處理的種子發(fā)芽率從第2天開始就較高，其中150 mg·L-1GA3處理的種子到第7天發(fā)芽率就能達90%及以上，到第10天發(fā)芽率在98%以上；200 mg·L-1GA3處理的種子在第6天發(fā)芽率就能達90%以上，第8天發(fā)芽率就穩(wěn)定在98%以上；250 mg·L-1GA3處理的種子到第6 天發(fā)芽率就已經(jīng)達95%以上，到第7天發(fā)芽率已經(jīng)穩(wěn)定在98%以上。300 mg·L-1GA3處理的種子發(fā)芽速度最快，到第4天發(fā)芽率就已經(jīng)達90%，第7天就已經(jīng)達100%(表1)。

圖1 不同濃度赤霉素處理浙茄10號種子的發(fā)芽率

表1 不同濃度赤霉素的處理浙茄10號種子的萌發(fā)情況

對照、50 mg·L-1、100 mg·L-1、150 mg·L-1GA3處理的種子發(fā)芽率分別在第16、12、10、8天達95%以上。200 mg·L-1GA3處理的種子發(fā)芽率到第6天達90%以上。250 mg·L-1GA3處理的種子發(fā)芽率在第6天達95%以上。300 mg·L-1GA3處理的種子發(fā)芽率在第4天達90%以上。綜上所述，300 mg·L-1GA3處理的浙茄10號種子發(fā)芽時間最短，發(fā)芽率最高。對照組的種子平均發(fā)芽時間是4 d，經(jīng)過GA3處理的種子在第2 天就開始發(fā)芽且發(fā)芽勢明顯高于對照組(表1)，這說明赤霉素能夠提高茄子發(fā)芽率，縮短種子發(fā)芽所需時間。

2.2.2 發(fā)芽勢

由表1可知，對照組浙茄10號的發(fā)芽勢為4.67%，經(jīng)過赤霉素處理的茄子種子的發(fā)芽勢均高于對照。250、300 mg·L-1赤霉素溶液處理的浙茄10號種子的發(fā)芽勢較高，分別達96.33%、99.67%；50、100、150、200 mg·L-1赤霉素溶液處理的浙茄10號種子發(fā)芽勢分別為26.67%、57.67%、74.00%和90.33%。由此可見，與對照相比，隨著赤霉素濃度的升高，浙茄10號種子的發(fā)芽勢也逐漸升高，300 mg·L-1赤霉素處理發(fā)芽勢最高。

2.2.3 發(fā)芽指數(shù)

由表1可知，對照處理的浙茄10號種子發(fā)芽指數(shù)為3.10，不同濃度赤霉素處理的浙茄10號種子發(fā)芽指數(shù)均高于對照組，且不同濃度處理之間發(fā)芽指數(shù)差異顯著；發(fā)芽指數(shù)隨著赤霉素濃度的升高而升高，赤霉素濃度為300 mg·L-1時種子發(fā)芽指數(shù)最高，達97.70。

3 小結(jié)與討論

一定濃度的赤霉素可促進浙茄10號種子的萌發(fā)，這與前人研究結(jié)果基本一致，表明赤霉素具有打破種子休眠的作用[13-19]。但對于不同植物，赤霉素的最適濃度有可能不同。本研究表明，浙茄10號種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)會隨著赤霉素濃度增加而提高，并能有效的解除種子的休眠，赤霉素濃度為300 mg·L-1時，浙茄10號種子發(fā)芽時間最短，其發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)都較高，分別為100%、99.67%、97.70。這與孟淑春等[14]在京茄種子萌發(fā)上篩選的赤霉素濃度一致。王桂榮等[15]在砧木托魯巴姆種子發(fā)芽試驗中得出，赤霉素濃度越高，萌發(fā)越早，但不會提高發(fā)芽率，這與該試驗的得出赤霉素濃度的結(jié)論基本一致。王桂榮等[15]研究表明，300～500 mg·L-1赤霉素處理中，萌發(fā)種子數(shù)隨赤霉素濃度的升高先增多后減少，萌發(fā)種子數(shù)達到最高值后，開始出現(xiàn)爛根現(xiàn)象，且赤霉素濃度越高腐爛率越高；本試驗赤霉素最高濃度為300 mg·L-1，并沒有出現(xiàn)爛根現(xiàn)象，高濃度赤霉素對浙茄10號種子的影響有待進一步研究。王榮青[3]和郭曉宇[16]利用長虹2號茄子、沈茄三號茄子種子進行萌發(fā)試驗，發(fā)現(xiàn)600 mg·L-1赤霉素處理 12 h對種子迅速萌發(fā)和提高種子活力有顯著作用，且沒有出現(xiàn)爛根現(xiàn)象。狄文偉[17]研究表明，150 mg·L-1赤霉素對茄子種子催芽效果最好。蘇婉玉等[18]研究表明，600 mg·L-1赤霉素對紅茄種子萌發(fā)有顯著影響，800～1 000 mg·L-1赤霉素能極顯著提高水茄和刺天茄種子的萌發(fā)。綜上所述，導致這些差異的原因一方面可能與所設的濃度梯度有關，不同試驗，赤霉素處理間濃度差異較大，本試驗處理濃度梯度間隔不大，更能準確得出最適濃度；另一方面是由于不同的茄子品種其種皮厚度不同，對赤霉素的敏感程度也不同；此外，新收茄子種子的發(fā)芽率與果實成熟度、后熟時間、后熟時儲藏溫度也有密切關系[19-21]。

綜合考慮，在該試驗范圍內(nèi)先用乙醇消毒，再用300 mg·L-1赤霉素溶液浸泡12 h，可以明顯縮短浙茄10號種子發(fā)芽天數(shù)，提高發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)效果，能夠加快浙茄10號種子的萌發(fā)。本研究為浙茄10號種子打破休眠處理提供了參考，不同濃度赤霉素處理對浙茄10號幼苗和成株期是否產(chǎn)生影響還有待進一步研究。