赤霉素對泰山花楸種子發芽作用研究

郭慧玲 亓立國 孟巖 趙澍 周鵬 劉盼盼

(泰安市泰山管委會/泰山林場，山東 泰安 271000)

泰山花楸(Sorbus taishanensis)隸屬于薔薇科花楸屬，落葉喬木，為泰山特有種，于1984年命名新種[1]，2015年實地調查僅存1株，已被列入山東珍稀瀕危樹種目錄[2]。泰山花楸生長在海拔1100m的陡崖山溝中，地勢險峻，人煙稀少。種子發育不良、種胚質量差以及種子發芽潛力低和泰山花楸幼苗光合特性均導致了泰山花楸的瀕危狀態[3]。有關泰山花楸的研究文獻很少，韓彪等[4]在實驗室測定泰山花楸幼苗凈光合速率日變化及有效光輻射和CO2響應等研究其光合生理特性，表明泰山花楸幼苗形態學指標和生物量積累能力較差。本研究針對不同存放年份的泰山花楸種子開展赤霉素濃度處理試驗，探索縮短泰山花楸種子休眠時間，提高種子發芽率的最佳方法，為解決泰山花楸種子繁育提供技術指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

分別于2016年10月上旬、2018年10月上旬和2020年10月上旬野外采集泰山花楸成熟果實，經過30℃左右溫水浸泡后除去果肉等雜質，凈選成熟種子，在室溫陰干后，用塑料真空袋包裝，放入5℃冰箱低溫保存備用。處理藥劑采用上海同瑞生物科技有限公司生產的75%赤霉酸GA3粉劑(劑量lg/包)。

1.2 試驗方法

取赤霉酸GA3粉劑用少量無水乙醇溶解后，兌水配置1500mg·L-1、2000mg·L-1、2500mg·L-1、3000mg·L-1及5000mg·L-1，共5種不同濃度GA3溶液。泰山花楸當年種子采取2組處理，第1組處理是分別取當年種子50粒放入不同濃度GA3溶液的培養皿中浸種24h；第2組處理是分別取當年種子50粒放入不同濃度GA3溶液的培養皿浸種至48h。浸種處理完成后，將種子撈出和濕沙按1∶3比例混合，用紗布包起來放入5℃冰箱中存放，期間保持種子濕潤(濕度60%～70%)并定期翻動。對照(CK)則是把泰山花楸種子浸水48h后混沙，用紗布包好放入冰箱中。存放1a種子處理方法與當年種子相同；存放2a種子分別取50粒種子在不同濃度GA3溶液浸種24h；存放3a種子分別取50粒種子在不同濃度GA3溶液浸種48h(其中24h后換1次相應濃度藥劑浸種至48h)；存放4a種子分別取50粒種子在不同濃度GA3溶液浸種30h。15d后每天觀察記錄每組花楸種子的發芽時間和發芽數量，直至60d內沒有發現發芽種子為止，匯總統計每組種子發芽數量和發芽率。

2 結果與分析

2.1 泰山花楸當年種子發芽試驗結果

2.1.1 泰山花楸當年種子采用赤霉素處理24h的發芽試驗結果

泰山花楸當年種子采用5種不同濃度赤霉素浸泡24h后的種子發芽試驗結果見表1。

表1 泰山花楸當年種子不同濃度赤霉素浸泡24h的發芽率和催芽天數

由表1可知，泰山花楸當年種子經過5種不同濃度赤霉素浸泡處理24h后，種子發芽率差別顯著。種子發芽率和赤霉素濃度處理效果的大小關系依次為3000mg·L-1>2500mg·L-1>1500mg·L-1>5000mg·L-1>2000mg·L-1。其中，以3000mg·L-1濃度處理效果最好，平均發芽率94%；2000mg·L-1濃度處理效果最差，平均發芽率76%，低于對照組的80%發芽率。經赤霉素處理種子的最短催芽天數，5種濃度處理都明顯低于對照組，其中種子催芽天數以5000mg·L-1濃度處理用時17d最短，以2000mg·L-1濃度處理用時64d為最長。

2.1.2 泰山花楸當年種子采用赤霉素處理48h的發芽試驗結果

當年泰山花楸種子采用5種不同濃度赤霉素浸泡48h后的種子發芽試驗結果見表2。

表2 泰山花楸當年種子不同濃度赤霉素浸泡48h發芽率和發芽天數

由表2可知，泰山花楸當年種子經過5種不同濃度赤霉素浸泡處理48h后，與對照組種子發芽率差別不顯著。種子發芽率和赤霉素濃度處理效果的大小關系依次為1500mg·L-1>5000mg·L-1>3000mg·L-1>2000mg·L-1>2500mg·L-1。其中，以1500mg·L-1濃度處理效果最好，發芽率達到84.4%；2500mg·L-1濃度處理效果最差，發芽率為78%，低于對照組80%發芽率。經赤霉素處理種子的最短催芽天數，除了2000mg·L-1濃度處理外，其余4種濃度處理都明顯低于對照組，其中種子催芽天數以1500mg·L-1濃度處理17d用時最短，以5000mg·L-1濃度處理70d為最長。

2.2 泰山花楸存放1a種子發芽試驗結果

2.2.1 泰山花楸存放1a種子采用赤霉素處理24h的發芽試驗結果

泰山花楸種子冷藏存放1a后，采用不同濃度赤霉素浸種24h處理后的種子發芽試驗結果見表3。

表3 泰山花楸1a種子采用不同濃度赤霉素浸泡24h的發芽率和發芽天數

由表3可知，經過5種不同濃度赤霉素24h處理后，存放1a泰山花楸種子發芽率提高顯著。種子發芽率和赤霉素濃度處理效果的大小關系依次為5000mg·L-1>2000mg·L-1>1500mg·L-1>2500mg·L-1>3000mg·L-1。其中，以5000mg·L-1濃度處理效果最好，平均發芽率達到94%；3000mg·L-1濃度處理效果最差，平均發芽率為78%，5種處理和對照組發芽率69.4%差別顯著。經赤霉素處理種子的最短催芽天數，5種濃度處理都明顯低于對照組，其中種子催芽天數以5000mg·L-1濃度處理18d用時最短，以2000mg·L-1濃度處理165d為最長。說明赤霉素明顯縮短了泰山花楸存放1a種子的發芽時間，提高了種子發芽率。

2.2.2 泰山花楸存放1a種子采用赤霉素處理48h的發芽試驗結果

泰山花楸種子在5℃冰箱冷藏存放1a后，采用不同濃度赤霉素一次性浸種48h處理后的種子發芽試驗結果見表4。

由表4可知，冷藏1a的泰山花楸種子，經過5種不同濃度赤霉素浸種48h處理后，種子發芽率有明顯不同。種子發芽率和不同赤霉素濃度處理效果的大小關系依次為3000mg·L-1>2000mg·L-1>5000mg·L-1>1500mg·L-1>2500mg·L-1。其中，以3000mg·L-1濃度處理效果最好，發芽率90%；2500mg·L-1濃度處理效果最差，發芽率為52%，1500mg·L-1和2500mg·L-12種濃度赤霉素浸泡處理的種子發芽率都明顯低于比對照組。經赤霉素處理種子的最短催芽天數，除了5000mg·L-1濃度處理外，其余4種濃度處理都明顯低于對照組，其中以2000mg·L-1濃度處理用時16d最短；以1500mg·L-1濃度處理用時186d為最長。

表4 泰山花楸1a種子采用不同濃度赤霉素浸泡48h的發芽率和發芽天數

2.3 泰山花楸存放2a種子采用赤霉素處理24h后的發芽試驗結果

冷藏存放2a的泰山花楸種子，采用不同濃度赤霉素浸種24h處理后的種子發芽試驗結果見表5。

表5 泰山花楸2a陳種子采用不同濃度赤霉素浸泡24h的發芽率和發芽天數

由表5可知，存放2a的泰山花楸種子，經過3種不同濃度赤霉素浸種24h處理后，種子發芽率差別不明顯。種子發芽率和赤霉素濃度處理效果的大小關系依次為1500mg·L-1>5000mg·L-1>3000mg·L-1。其中，以1500mg·L-1濃度處理效果最好，發芽率為68.8%；3000mg·L-1濃度處理效果最差，發芽率為65%。3種濃度處理的發芽率和對照組差別不明顯，略高于對照組，說明赤霉素處理對種子縮短發芽時間有一定的促進作用。經赤霉素處理種子的最短催芽天數和最長催芽天數都低于對照組，以5000mg·L-1濃度處理用時32d最短，以3000mg·L-1濃度處理用時128d為最長。

2.4 泰山花楸存放3a的種子采用赤霉素處理48h的試驗發芽結果

冷藏存放3a泰山花楸種子，分別采用3000mg·L-1和5000mg·L-12種濃度赤霉素浸種處理48h(其中24h后中間換1次相應濃度藥劑浸泡)后的種子發芽試驗結果見表6。

表6 泰山花楸3a陳種子采用2種濃度赤霉素浸泡48h的發芽率和發芽天數

由表6可知，存放3a的泰山花楸種子，經過2種不同濃度赤霉素浸種48h處理后，種子發芽率都低于對照組，說明赤霉素降低了種子發芽率。種子發芽率和赤霉素濃度處理效果的大小關系依次為CK>3000mg·L-1>5000mg·L-1。經赤霉素處理種子的最短催芽天數和對照組相差不大，其中以3000mg·L-1濃度處理用時27d最短，以對照組用時100d為最長。

2.5 泰山花楸存放4a的種子采用赤霉素處理30h后的發芽試驗結果

冷藏存放4a的泰山花楸種子，采用1500mg·L-1和5000mg·L-12種濃度赤霉素浸種30h處理后的種子發芽試驗結果見表7。

表7 泰山花楸4a陳種子采用2種濃度赤霉素浸泡30h的發芽率和發芽天數

由表7可知，存放4a的泰山花楸種子，經過2種濃度赤霉素浸種30h處理后，種子發芽率差別不明顯，并且都低于對照組，說明赤霉素明顯降低了種子發芽率。種子發芽率和赤霉素濃度處理效果的大小關系依次為CK>1500mg·L-1>5000mg·L-1。經赤霉素處理種子的最短催芽天數都高于對照組，其中以對照組用時31d最短和用時114d為最長，說明隨著泰山花楸種子存放期限的增加，赤霉素處理具有延緩種子發芽時間的趨勢。

3 結論與討論

試驗結果表明，赤霉素濃度過高或者浸泡處理時間過長對泰山花楸種子發芽都有明顯的抑制作用。當年種子采用赤霉素3000mg·L-1濃度浸種處理24h發芽率最高，發芽率94%；存放1a種子以赤霉素5000mg·L-1濃度浸種處理24h發芽率最高，發芽率94%；經赤霉素處理的存放4a種子發芽率為45%～47%，為最低值。由此可見，對于在低溫5℃冰箱中保存放1～2a的泰山花楸種子來說，采用赤霉素處理提高了種子發芽率，縮短了發芽時間，對種子催芽有明顯促進作用；但對存放3～4a的泰山花楸種子來說，赤霉素處理則明顯降低了種子發芽率，延長了催芽天數，對種子發芽具有一定的抑制作用。因此，建議泰山花楸種苗繁育方面使用種子的冷藏存放期限不超過2a，采用赤霉素處理濃度以小于5000mg·L-1為宜，以達到縮短發芽時間、提高種子發芽率的目的。另外，赤霉素處理后的泰山花楸種子，催芽天數大部分集中于25～40d，最短時間17d，最長時間186d，這是其種子自身的休眠特性決定的。

赤霉素作為外源激素對花楸種子相關研究文獻都集中于對當年花楸種子的作用研究[5,6]，針對存放多年的花楸種子的相關作用研究很少。本項目研究泰山花楸種子統籌考慮種子存放年份、赤霉素濃度、赤霉素浸種處理時間等因素，為提高泰山花楸種子發芽率和縮短發芽時間提供了詳實的技術數據。由于泰山花楸野外僅存1株，可供實驗的種子數量受限，在赤霉素濃度和浸種處理時間方面還需要進一步設計細分，以取得更為詳盡的數據資料，為珍稀瀕危樹種泰山花楸種子繁育成功提供技術參考。