PEG-6000模擬干旱對土荊芥種子萌發(fā)的影響

崔現(xiàn)亮 王桔紅 羅婭婷

摘要? ? 采用0（CK）、5%、10%、15%和20%濃度的PEG-6000溶液模擬干旱，測定不同干旱條件下土荊芥種子的萌發(fā)指標及幼苗的初生根與胚芽的長度指標，探討了干旱脅迫對土荊芥種子在15～25 ℃、12 h光暗周期條件下的萌發(fā)及幼苗生長的影響。結果表明，土荊芥種子能夠耐受輕中度的干旱（5%和10%PEG-6000濃度），在CK、5%、10%PEG-6000濃度下的萌發(fā)率均>88%、發(fā)芽指數(shù)較高，萌發(fā)開始時間早（2 d以內(nèi)），活力指數(shù)較高，達到最高日相對萌發(fā)率的時間早（第2天）;隨著干旱程度的增加，各萌發(fā)活力指標受到顯著的抑制，但在20%PEG-6000濃度下的萌發(fā)率依然能達到23%。PEG-6000濃度處理對土荊芥種子的初生根和胚芽長度均具有低促高抑的作用。總體來看，土荊芥種子具有一定的抗旱能力，在干旱區(qū)具有生存的可能性。

關鍵詞? ? 土荊芥種子;干旱;萌發(fā)率;活力指數(shù);PEG-6000脅迫

中圖分類號? ? S512.12? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）14-0165-01

土荊芥（Chenopodium ambrosioides）為藜科（Chenopodia-ceae）藜屬（Chenopodium）一年生或多年生草本植物。原產(chǎn)于熱帶美洲，現(xiàn)作為一種外來入侵植物，廣泛分布于熱帶、亞熱帶和溫帶地區(qū)[1]。關于土荊芥的研究非常多，主要集中在化學成分、入侵生物學、他感作用、藥用價值、逆境抗性等方面[1]。關于土荊芥種子萌發(fā)等方面也有研究。尹? 燦等[2]研究發(fā)現(xiàn)土荊芥種子萌發(fā)能耐受一定的鹽、堿脅迫;王? 云等[3]研究了光照、溫度和儲藏對土荊芥種子萌發(fā)的影響;劉? 麗等[4]對土荊芥種子在不同溫度下的萌發(fā)情況進行了研究。但關于土荊芥種子萌發(fā)對干旱脅迫的響應還沒有人報道。本研究主要利用PEG-6000模擬干旱，測定不同干旱條件下土荊芥種子的萌發(fā)指標及幼苗的初生根與胚芽的長度指標，探討干旱脅迫對土荊芥種子萌發(fā)及幼苗生長的影響，以期為農(nóng)林業(yè)防治土荊芥入侵提供一定的理論基礎。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 試驗材料

試驗用土荊芥種子，于2018年12月采自于糯扎渡自然保護區(qū)糯扎渡鎮(zhèn)，海拔800～1 616 m。采集的成熟種子，至少來自30個植株，充分混勻（避免個體間的差異）并去除雜質，裝入信封，室溫儲藏[5]。

1.2? ? 試驗方法

2019年3月進行萌發(fā)試驗。PEG-6000濃度設置為5%、10%、15%、20% 4個處理，以蒸餾水作為對照組（CK）[6-7]。每個處理設置3個重復，每個重復隨機選取50粒飽滿種子，均勻放在鋪有2層濾紙的90 mm培養(yǎng)皿內(nèi)。放入人工氣候箱內(nèi)培養(yǎng)，溫度設為15/25 ℃變溫，光照條件為12 h光/12 h暗。期間每天加少量蒸餾水保證濾紙浸濕。每24 h查看萌發(fā)結果，實驗持續(xù)30 d，并測定幼苗的胚芽和初生根長度[8]。

1.3? ? 數(shù)據(jù)處理

采用最小顯著差異法（LSD）檢驗在不同處理條件下的差異顯著性[5]。主要萌發(fā)指數(shù)：萌發(fā)率（%）=發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100;萌發(fā)開始時間：從播種到第1粒種子萌發(fā)所需的時間（d）;日相對萌發(fā)率（%）=相對各日正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100;發(fā)芽指數(shù)（GI）=∑（Gt/Dt），式中Gt為日發(fā)芽數(shù)，Dt為發(fā)芽天數(shù);活力指數(shù)（VI）=GI×lr，式中l(wèi)r為平均初生根長（cm）[8]。采用Excel繪圖，SPSS 17.0進行統(tǒng)計分析。

2? ? 結果與分析

2.1? ? 不同濃度PEG-6000處理對種子萌發(fā)進程的影響

土荊芥種子在CK、5%、10%、15%和20%PEG-6000濃度處理下分別在第1.33、2.00、2.00、10.67、6.00天開始萌發(fā)，5%和10%PEG-6000濃度處理的種子萌發(fā)開始時間與CK沒有顯著差異，隨著PEG-6000濃度的增加萌發(fā)開始時間顯著推遲，但20%PEG-6000濃度處理下的萌發(fā)開始時間又比15%濃度處理的顯著提前（表1）。

土荊芥種子在CK、5%、10%、15%和20%PEG-6000濃度處理下分別在第2（28.67%）、2（17.33%）、2（20.67%）、21（19%）、7天（12%）達到最高日相對萌發(fā)率。5%和10%PEG-6000濃度處理的種子達到最高日相對萌發(fā)率的時間與CK相同，隨著PEG-6000濃度的增加達到最高日相對萌發(fā)率的時間明顯推遲，但20%PEG-6000濃度處理下的萌發(fā)開始時間又比15%濃度處理的顯著提前。

2.2? ? 不同濃度PEG-6000處理對種子萌發(fā)率的影響

CK、5%和10%濃度處理的種子萌發(fā)率均在88%以上，且3個處理間沒有顯著差異。隨著PEG-6000濃度增加到15%，萌發(fā)率顯著降低，當濃度增加到20%，萌發(fā)率僅23%，即高濃度PEG-6000抑制了種子的萌發(fā)（表1）。

2.3? ? 不同濃度PEG-6000處理對種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的影響

PEG-6000處理的土荊芥種子的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均比CK顯著降低，隨PEG-6000濃度的增加降低得越明顯。也就是說，不同PEG-6000濃度對土荊芥種群種子的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)具有顯著的抑制作用（表1）。

2.4? ? 不同濃度PEG-6000處理對種子幼苗生長的影響

5%PEG-6000濃度處理種子的初生根和胚芽長度與CK相比均有顯著提高，隨著PEG-6000濃度的增加，又顯著降低。也就是說PEG-6000濃度處理對土荊芥種子的初生根和胚芽長度均具有低促高抑的作用（圖1）。

3? ? 結論與討論

種子萌發(fā)關系到幼苗的存活及后期種間的競爭，就入侵植物而言，關系到其能否成功入侵。植物的生長離不開水，水分也是種子萌發(fā)必需的生態(tài)因子。種子萌發(fā)對水分有一定的需求范圍，只是種子耐旱性強弱不一樣。本研究的土荊芥種子在5%、10%PEG-6000濃度下的萌發(fā)率均>88%，15%PEG-6000濃度時萌發(fā)率也在73.33%，但隨著PEG-6000濃度繼續(xù)增加到20%，種子萌發(fā)受到顯著抑制，萌發(fā)率急劇下降到23%。說明在中低PEG-6000濃度時，土荊芥種子的萌發(fā)對干旱脅迫不敏感;當PEG-6000濃度達到20%時，其萌發(fā)率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)等受到顯著抑制，這和魏波等對紅花種子的研究結果一致[9]。

一般來說，PEG-6000模擬水分脅迫通過抑制種子的吸水過程而抑制種子的萌發(fā)，而且種子萌發(fā)后胚根和胚芽的生長對 PEG -6000脅迫的反應更為敏感。但本研究卻發(fā)現(xiàn)，5%PEG-6000濃度處理對土荊芥種子的初生根和胚芽長度均有促進的作用，這和史? 薇等[10]、李志萍等[11]的研究結果一致。輕度干旱脅迫對土荊芥初生根和胚芽表現(xiàn)出了增效效應，可能激活了內(nèi)源滲透調(diào)節(jié)物質的產(chǎn)生，激發(fā)抗氧化酶系統(tǒng)活性，說明土荊芥在輕度干旱脅迫下抗旱性較強[10]。

總體來看，土荊芥種子具有一定的抗旱能力，在干旱區(qū)具有生存的可能性。

4? ? 參考文獻

[1] 丁瑩，洪文秀，左勝鵬.外來植物土荊芥入侵的化學基礎探討[J].中國農(nóng)學通報，2017，33（31）：127-131.

[2] 尹燦.不同脅迫條件下入侵植物土荊芥（Chenopodium ambrosioides L.）與藜（Chenopodium album L.）的生長及生理比較研究[D].重慶：西南大學，2010.

[3] 王云，唐書國，陳巧敏，等.外來有害植物土荊芥種子貯藏與萌發(fā)特性的研究[J].雜草科學，2007（3）：10-12.

[4] 劉麗，郭巧生，趙榮梅，等.土荊芥種子萌發(fā)特性的研究[J].中國中藥雜志，2007，32（13）：1346-1348.

[5] 崔現(xiàn)亮，羅婭婷，畢廷菊，等.儲藏和萌發(fā)溫度對青藏高原東緣12種灌木種子萌發(fā)的影響[J].生態(tài)學雜志，2014，33（1）：23-32.

[6] 王慧慧，王普昶，趙鋼，等.干旱脅迫下白刺花種子大小與萌發(fā)對策[J].生態(tài)學報，2016，36（2）：335-341.

[7] 王繼玥，石登紅，白禹，等.PEG-6000模擬干旱脅迫對黃秋葵種子萌發(fā)和幼苗生理特性的影響[J].熱帶亞熱帶植物學報，2018，26（6）：611-616.

[8] 齊淑艷，段繼鵬，郭婷婷，等.入侵植物牛膝菊種子萌發(fā)對PEG模擬干旱脅迫的響應[J]. 生態(tài)學雜志，2014，33（5）：1190-1194.

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[10] 史薇，徐海量，趙新風，等.脹果甘草種子萌發(fā)對干旱脅迫的生理響應[J].生態(tài)學報，2010，30（8）：2112-2117.

[11] 李志萍，張文輝，崔豫川.PEG模擬干旱脅迫對栓皮櫟種子萌發(fā)及生長生理的影響[J].西北植物學報，2013，33（10）：2043-2049.