不同濃度生長調節劑對馬甲子種子萌發的影響

張志朦　黃潛　袁暢　謝忠濤　張陽芷　楊賢均

摘要 采用3種濃度生長調節劑分別刺激層積與未層積的馬甲子種子，探究不同濃度生長調節劑對馬甲子種子發芽的影響，以期尋找馬甲子種子發芽的最佳生長調節劑濃度，為調控木本作物種子發芽率提供一定的參考。試驗結果表明：在25 ℃的條件下，使用0.01 mol/L的赤霉素處理被層積的馬甲子種子發芽率最高，發芽率為60.83%，綜合整體來看，赤霉素對層積的種子發芽率都能起到促進作用，但對未層積過的種子發芽起到輕微的抑制作用;生長素只有在濃度為0.001 mol/L與0.000 01 mol/L時處理未層積過的馬甲子種子，才對種子發芽起到促進作用;萘乙酸在濃度為0.05 mol/L與0.000 01 mol/L時處理未層積過的馬甲子種子，對種子發芽起到促進作用。

關鍵詞 馬甲子;種子;赤霉素;發芽率

中圖分類號 S 722.3文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2020）23-0148-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.23.036

Effects of Different Concentrations of Growth Regulator on Germination of Paliurus ramosissimus Seeds

ZHANG Zhi-meng，? HUANG Qian，YUAN Chang et al

（College of Urban and Rural Construction，Shaoyang University，Shaoyang， Hunan 422004）

Abstract Three concentrations of hormones were used to stimulate stratified and non stratified Paliurus ramosissimus seeds. The effects of different concentrations of growth regulator on the germination rate of P. ramosissimus seeds were explored， in order to find the best concentration of growth regulator for the germination of P. ramosissimus seeds， and to provide a certain reference for the control of germination rate of woody plant seeds. The results showed that under the condition of 25? ℃， 0.01 mol/L GA3 treatment had the highest germination rate， the germination rate was 60.83%.On the whole， GA3 could promote the germination rate of stratified seeds， but slightly inhibited the germination of non stratified seeds. IAA could promote seed germination only under 0.001 mol/L and 0.000 01 mol/L treatment without stratification. NAA could promote seed germination when it was treated with 0.05 mol/L and 0.000 01 mol/L.

Key words Paliurus ramosissimus;Seed;GA3;Germination rate

馬甲子[Paliurus ramosissimus （Lour.） Poir.]屬鼠李科馬甲子屬，落葉灌木，樹皮灰色，有木質的莖刺，葉為厚紙質，葉片互生，形似橢圓或卵狀，黃綠色的花極小，為聚傘花序。核果為帽狀，果期7—10月，花期4—5月。形態特征與珍稀瀕危植物銅錢樹極其相似且同科屬[1]。因為馬甲子果實形似銅錢，寓意富貴吉祥，果實在秋季具有極好的景觀觀賞價值[2]。馬甲子莖桿帶有枝刺，葉片青綠，也被稱為“活的綠籬笆”，常應用在家園圍籬處[3]，是我國湖南省園林景觀綠色公路生物隔離柵的一種應用植物[4]。有研究表明，從馬甲子果實、花、莖里純化提取出的醇類物質對抗腫瘤活性明顯，其余部位可用于治療無名腫痛、眼目赤痛、下肢潰瘍[5]。相比較楓香、馬尾松，馬甲子更適合在平地生長[6]。

植物發芽率受很多方面的影響，溫度、水分、種子的發育成熟度、種皮不透水性等都能成為抑制種子發芽的原因，大量科學家為了提高作物發芽率對其進行了深入的研究。有報道提出銅錢樹種殼堅硬，用人工破碎外種殼方法可極大提高種子發芽率[1]。有專家為提高種子發芽率，采用不同梯度濃度的生長調節劑處理刺萼龍葵種子，發現25 ℃400 mg/L赤霉素（GA3）下的發芽效果高達100%[7]。使用多種不同濃度的外源生長調節劑處理黃秋葵種子后發現，當黃秋葵被100 mg/L的赤霉素浸泡后發芽勢、發芽指數、發芽率得到顯著升高，2～25 mg/L的生長素對黃秋葵種子明顯起到抑制的作用[8]。巨紫荊種子表皮硬度大，機械切割存在較大難度，水分難以滲透，用清水浸泡3 d后，以100 mg/L的赤霉素浸泡12 h能較為顯著促進其種子萌發[9]。以上說明，選擇合適梯度生長調節劑能有效提高種子發芽率。有專家通過試驗發現，低溫4 ℃沙藏層積能夠很好地打破櫸樹種子的休眠狀態，促使其快速發芽[10]。該結果為大幅提高馬甲子發芽率提供了新思路。該研究選用赤霉素（GA3）、生長素（IAA）、萘乙酸（NAA）3種生長調節劑處理馬甲子種子，探究馬甲子種子萌發的最佳生長調節劑濃度，以期為林木業種子育苗提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料 種子于2018年10月采自邵陽學院南廣場，儲藏在邵陽學院園林實驗室內。材料有破殼刀、培養盒、濾紙、膠頭滴管、燒杯、無菌河沙、紗布，試劑有次氯酸鈉溶液（NaClO）、乙醇、生長素、赤霉素、萘乙酸等，試驗在邵陽學院園林植物生理實驗室內進行。溫度（25±1）℃，濕度40%，pH為7[11]。

1.2 試驗設計

1.2.1 馬甲子種子千粒重與含水率測定。將采集的成熟馬甲子果實放置在實驗室內風干90 d，用切割刀切割開馬甲子果實，剔除損壞的以及發育不良或果皮顏色深黑的種子。用千粒板數出5 000粒種子，將數出的種子以1 000粒為1組分為5組，將每組種子放置在千分秤上進行稱量，每組稱量4次，分別記錄，千粒重測定完成。隨機挑選飽滿且具有活力的馬甲子種子12組，每組約1.2 g，分別記錄每組種子的濕重后，將種子放入烘干箱內80 ℃烘干48 h，取出種子，稱測種子干重并記錄。

種子含水率=種子干重/種子濕重×100%

1.2.2 不同濃度生長調節劑對馬甲子種子發芽率的影響。挑選40粒飽滿且均勻的馬甲子種子共18組[11]，分別將其放入培養盒中，用去離子水對其進行浸泡，3 d后取出備用，在此過程中注意每天更換清水。按照赤霉素、生長激素、萘乙酸的相對分子質量稱取需要配制的生長調節劑質量。稱取完畢后，將稱好的生長調節劑分別倒入20 mL燒杯中，往其中緩慢滴入乙醇溶液，用玻璃棒對其進行充分攪拌，邊攪拌邊繼續加入乙醇。待生長調節劑完全溶解后停止滴加乙醇，換用自來水繼續滴加至溶液中有晶體析出，繼續換用乙醇滴加。如此反復滴加至指定的毫升，此時溶液中無晶體析出才算生長調節劑配制成功。通過以上操作分別將3種生長調節劑配制成0.1、0.05、0.001、0.000 1、0.000 01、0 mol/L共6個濃度梯度，將配制好的生長調節劑放置在實驗臺上備用。將浸泡完畢的種子放入配制好的不同梯度生長調節劑內浸泡12 h，取12 cm×12 cm無菌培養盒，在培養盒內墊入3～4層的保濕濾紙。取5‰現配現用的NaClO溶液，對生長調節劑處理完畢后的種子進行15 min的浸泡消毒。消毒完后用鑷子將馬甲子種子分別夾入保濕濾紙上，注意盡量使種子分開，避免發霉生菌。將每盒所對應處理的生長調節劑濃度進行標號后，放入25 ℃的恒溫生物培養箱內。每天檢查濾紙的濕潤程度，及時為種子進行補水，每3 d更換一次濾紙。發現霉變的種子后，及時將種子取出進行消毒，每天記錄種子的發芽狀況。重復以上試驗3次并記錄。

發芽率=發芽種子數/供試種子總數×100%

發芽勢=規定時間內發芽種子數/供試種子總數×100%

1.2.3 不同濃度生長調節劑對層積后馬甲子種子發芽率的影響。挑選顆粒飽滿、種皮光亮的種子共計18組，每組40粒。將挑選的種子分組裝入紗布內，將紗布袋深埋進河沙里，埋好后，將埋有種子的河沙放入4 ℃的恒溫培養箱內，90 d后取出，將種子清洗干凈，用現配現用的5‰NaClO溶液對生長調節劑處理完畢的種子進行15 min浸泡消毒處理。消毒處理后重復以上不同濃度生長調節劑對馬甲子種子影響的試驗辦法。

1.3 數據分析

在SPSS 10.0中對層積組與未層積組種子發芽率、發芽勢進行方差對比分析;相關模型分析與數據統計在2019 Excel中進行。

2 結果與分析

經測定該批次的馬甲子含水率為8.30%，種子的千粒重為10.56 g。

2.1 不同濃度生長調節劑對層積與未層積馬甲子種子發芽率的影響 由圖1可知，3種生長調節劑中，用不同濃度赤霉素處理過的馬甲子種子發芽率普遍偏高。比對未層積過的馬甲子種子發芽率發現，用不同濃度生長調節劑處理后發芽率高于對照組（46.67%）的有0.001 mol/L的生長素（54.17%）、0.000 01 mol/L的生長素（56.67%）、0.05 mol/L的萘乙酸（50%）、0.000 01 mol/L的萘乙酸（50.83%），且以上濃度處理過的種子發芽率與對照組差異較為顯著（P<0.05），說明0.001、0.000 01 mol/L的生長素，0.05、0.000 01 mol/L的萘乙酸對未層積的馬甲子種子發芽有促進作用。比對層積過馬甲子種子的發芽率發現，用不同濃度生長調節劑處理后發芽率高于對照組（43.33%）的有0.01 mol/L（60.83%）、0.05 mol/L（52.5%）、0.000 1 mol/L（47.50%）、0.000 01 mol/L（45.00%）的赤霉素以及0.001 mol/L的生長素（45.83%）。其中0.01 mol/L與0.05 mol/L的赤霉素對馬甲子種子萌芽有較為顯著的促進作用（P<0.05）。在使用不同濃度生長素對層積過的馬甲子種子發芽率進行處理后發現，除0.001 mol/L的生長素外，其余幾種濃度生長調節劑均對馬甲子種子發芽起到了較為顯著的抑制作用（P<0.05）。其中，0.01 mol/L的生長素對馬甲子種子發芽起到的抑制作用最顯著，種子發芽率僅為19.17%。當使用不同濃度生長素對未層積的馬甲子進行處理后發現，0.01 mol/L的生長素（20.83%）與0.000 1 mol/L的生長素（33.33%）能夠較為顯著抑制馬甲子種子發芽率（P<0.05）。使用萘乙酸對層積過的馬甲子種子進行處理，馬甲子發芽均受到抑制，其中0.000 01 mol/L的萘乙酸對馬甲子種子抑制作用最強（P<0.05），發芽率僅為18.33%。用萘乙酸處理未層積過的馬甲子種子，0.01 mol/L的萘乙酸對馬甲子種子發芽表現出最顯著的抑制作用（P<0.05）。相比較用赤霉素處理層積過的馬甲子種子，除0.001 mol/L的赤霉素對種子發芽起到輕微的抑制外，其余梯度濃度都表現出不同程度的促進作用。綜合來看，選用0.01 mol/L的赤霉素溶液對層積過的馬甲子種子進行處理后發芽率最高，為60.83%，與使用0.01 mol/L的赤霉素溶液處理未層積過的馬甲子種子發芽率（34.17%）相比差異顯著（P<0.05）。

2.2 不同濃度生長調節劑對層積與未層積馬甲子種子發芽勢的影響

由圖2可知，層積與未層積后的馬甲子種子發芽勢差異不顯著（P>0.05）。對比用赤霉素與生長素處理過的種子來看，層積過的種子發芽勢基本都高于未層積過的種子發芽勢。從整體來看，使用0.01 mol/L的赤霉素溶液（35.00%）與0.000 01 mol/L的赤霉素溶液（34.17%）處理層積種子發芽勢較高，且顯著高于對照組，說明這2種濃度赤霉素對馬甲子種子發芽勢均起到抑制作用。對于用赤霉素處理層積后的馬甲子種子來說，除0.01 mol/L與0.000 01 mol/L這2個濃度外，其余濃度對馬甲子種子發芽勢具有不同程度抑制作用，其中0.001 mol/L處理的發芽勢最低，僅為21.67%，其與對照組差異顯著（P<0.05）。對用赤霉素處理未層積的馬甲子來看，赤霉素對未層積馬甲子種子的發芽均起到不同程度的抑制作用，0.001 mol/L的赤霉素對馬甲子發芽勢的抑制作用最強，發芽勢僅為17.50%，且抑制效果十分顯著（P<0.05）。萘乙酸與生長素對馬甲子種子的發芽勢均存在不同程度的抑制作用，其中0.01 mol/L的生長素抑制作用最為顯著（P<0.05）。

3 討論

3.1 適當濃度的赤霉素能促使種子發芽

楊曉平等[12]用不同濃度的赤霉素、生長素、萘乙酸處理辣椒種子后發現，150 mg/L赤霉素處理后發芽率最高。這個結果與該試驗中用赤霉素處理層積的馬甲子種子發芽率普遍偏高，其中0.01 mol/L的赤霉素發芽率顯著高于其他濃度生長調節劑這一結論十分相似。曹運梅等[13]在研究銅錢樹種子萌發障礙的過程中發現，銅錢樹種子的種皮十分堅硬，對其進行物理機械破殼后用過氧化氫與赤霉素等方法試圖促使其發芽，結果發現用100～150 mg/L赤霉素對種子進行浸泡1 h后能提高銅錢樹的發芽率，盡管如此，銅錢樹的發芽率最高只能達44%。對比此次試驗來看，2次試驗結果存在異同。馬甲子與銅錢樹都能夠通過一定濃度的赤霉素促進發芽，但是用赤霉素處理過的馬甲子發芽率最高為60.83%，該發芽率顯著高于銅錢樹。該結果可能與用赤霉素浸泡馬甲子的時間以及馬甲子經過層積有關。由此可知，適當對馬甲子進行層積以及適當延長赤霉素處理時間能夠有效促進馬甲子種子萌發。

3.2 種子發芽率低的原因分析

此次試驗中馬甲子的發芽率并不理想，究其原因可能存在以下2個方面：其一，馬甲子存在休眠狀態，且未被完全打破。一般來說，引起種子休眠的原因有很多，綜合休眠、形態休眠、形態生理休眠、物理休眠和生理休眠是成熟種子常見休眠方式[14]。而馬甲子的休眠方式較為復雜，馬甲子除種臍部位壁較薄外，其余部位種皮十分堅硬，這就使得馬甲子透氣性與透水性較差。當種子無法接觸到水分與氧氣時，種子無法進行呼吸產生能量，種子活力也會隨之降低，從而對種胚產生機械束縛作用，降低發芽率[15-16]。其二，馬甲子種子質量問題。在試驗過程中，使用乙醇溶解有機溶劑時，生長調節劑內含有乙醇溶液，乙醇很有可能對種子產生毒害作用，致使其發芽率降低。馬甲子果實較多，授粉敗育率較高，常常會出現空癟的種子。因此，挑選個頭較大且飽滿的種子尤為重要。

3.3 不足之處

該試驗旨在探究不同濃度生長調節劑對馬甲子種子萌發所造成的影響，至于種子萌發后成苗質量如何還未進行深入探究，應當在馬甲子成苗后測定幼苗萌發后的成活率以及幼苗體內生長調節劑含量變化，待葉片平展時測定不同梯度生長調節劑對幼苗活力的影響。

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基金項目 國家級大學生創新創業訓練項目“植物生長素對馬甲子種子的萌發特性研究”（201910547040）;湖南天華園林綠化有限公司橫向項目“基于公園城市背景下園林工程項目施工與管理實務研究”（2019hx89）。

作者簡介 張志朦（1997—），女，湖南株洲人，從事園林植物應用研究。*通信作者，教授，碩士，從事生態景觀規劃與生態修復研究。

收稿日期 2020-03-25;修回日期 2020-05-02