GA3處理對紫薇種子萌發及幼苗生長的影響

王 甜,李永欣，陳亮明,王曉明，曾慧杰，蔡 能，喬中全，陳 藝

(1.湖南省林業科學院，湖南 長沙 410018；2.中南林業科技大學 林學院，湖南 長沙 410014；3.長沙市木本花卉工程技術研究中心，湖南 長沙 410018)

1 引言

根據《中國植物志》記載，紫薇(Lagerstroemiaindica)，為千屈菜科紫薇屬的落葉灌木或者小喬木[1]，有癢癢樹、百日紅等別稱[2]。原產自我國長江流域，夏季開花，樹型優美，花期長達百日，花色絢麗，能抗污染、吸附粉塵，在園林綠化方面有重要應用；同時紫薇還可作為建筑用材、醫藥用材來使用[3～6]，有時亦可做盆景，是形美色艷、價值多樣的優良園林觀花樹種。

紫薇原產我國，目前國內研究主要集中在種質資源[7～9]、生理生態特性[10,11]、育種[12]與繁育技術[13～21]、開發與應用[22～25]等方面。紫薇的繁殖比較容易，扦插、播種、壓條、分株以及嫁接等方法都可以。其中種子繁殖有技術簡便、繁殖系數大、便于運輸和貯藏等優點，有利于引種馴化和新品種培育，但種子繁殖存在不易保持品系性狀、發芽率較低等問題。紫薇成熟種子自然脫落后發芽率極低,在培育新品種過程中,仍需要種子繁殖來獲得足量的變異苗和實生苗[26]。因此，開展提高紫薇種子的發芽率及幼苗長勢的研究，顯得尤為重要。

GA3作為重要的植物內源激素，在解除種子休眠、促進萌發上起著重要作用，廣泛應用于農業生產中。近年來，關于GA3在紫薇屬植物種子萌發方面的研究也有報道。宋平等[27]在研究不同的生長調節劑對南紫薇種子萌發的影響時發現，500 mg/L的GA3溶液能夠顯著提高發芽率和發芽勢。孫寬瑩[28]在研究不同化學藥劑對紫薇種子萌發和釉面長勢時發現, 1500 mg/L濃度GA3處理的紫薇在提高種子發芽力和幼苗長勢表現突出。胡國華[31]研究表明，GA3浸種可以有效提高紫薇種子的各項指標，并且隨著濃度的增高，各項指標均呈現先上升后下降的趨勢，300 mg/L的GA3溶液處理的種子各項指標明顯提高。本實驗采用5個不同濃度的GA3溶液處理種子，在25 ℃恒溫的溫度條件下進行培養，觀察種子的萌發情況以及幼苗的生長情況，以系統地研究出紫薇種子萌發最適合的條件。

2 材料與方法

2.1 材料

2020年10月采集長沙市內川黔紫薇(Lagerstroemiaexcelsa(Dode) Chun.)、‘丹紅紫葉’紫薇、‘紫韻’紫薇以及南紫薇(LagerstroemiasubcostataKoehne)樹上的成熟果實，置于陰涼干燥處處理，剝去外殼取殼內種子，挑選形態較好、顆粒飽滿、大小一致的種子，去翅除雜，室溫保存備用。

2.2 處理方法

將4種紫薇種子分別隨機分成36份(川黔紫薇、‘丹紅紫葉’紫薇和南紫薇每份100粒，‘紫韻’紫薇每份50粒)，隨機分成6組，每組6份。將GA3設5個濃度(50、100、200、300、500 mg/L)處理，以無菌水為對照(CK)。

使用0.5%的高錳酸鉀溶液對種子進行消毒，處理30 min后，用無菌水沖洗3～4次，將表面殘留的高錳酸鉀沖洗干凈，然后使用濾紙吸干種子表面水分，將種子分別放置于盛有40 mL不同濃度GA3溶液的離心管中浸泡12 h。將浸泡好的種子均勻平鋪在培養皿中(培養皿內事先放入3層濾紙，加入無菌水鋪平，然后將種子均勻鋪在濾紙上)，培養皿保鮮膜封口后，貼上標簽，然后將培養皿置于光照培養室中(培養條件為，25 ℃恒溫培養，光照強度2000 Lx，全光照條件)。每天觀察，記錄種子發芽數目，同時及時補充水分保持濾紙濕潤。

2.3 數據收集與指標測定

以種子露白為發芽標準, 統計記錄發芽種子的數目，并測量種子不再萌發時的株高、主根長及鮮重。使用Excel 2019對收集的實驗數據進行匯總，計算平均值等，運用SPSS26.0軟件進行數據分析，在(P<0.05)水平上進行方差分析，比較不同處理之間的差異。

種子的發芽率、發芽勢、發芽指數等指標測定參照胡國華[26]的方法。

3 結果與分析

3.1 不同處理對種子萌發的影響

3.1.1 不同濃度GA3處理對種子發芽率的影響

由圖1可以看出，不同種子的發芽率受GA3濃度影響，表現出不同變化趨勢。在0～500 mg/L濃度范圍內，隨著GA3溶液濃度升高， 川黔紫薇先降低后升高再降低，‘丹紅紫葉’紫薇則先升高后降低再升高，‘紫韻’紫薇先降低后升高再降低,南紫薇發芽率呈現出先升高后降低的趨勢。4個紫薇種(品種)發芽率范圍為2.67%～26.67%，其中100 mg/LGA3處理南紫薇種子發芽率最高，比此濃度下發芽率最低的川黔紫薇高23.34%；‘丹紅紫葉’紫薇用50 mg/L GA3處理，促進發芽效果最好，發芽率比對照高了17.67%；川黔紫薇對GA3處理不敏感，各濃度處理下發芽率都不高；GA3能顯著提高‘丹紅紫葉’紫薇和南紫薇的發芽率，對川黔紫薇和‘紫韻’紫薇的發芽率影響不大。

圖1 不同赤霉素濃度處理對種子發芽率的影響

3.1.2 不同濃度GA3處理對種子發芽的影響

由表1可以看出，50～500 mg/L GA3處理種子時，‘丹紅紫葉’紫薇、‘紫韻’紫薇和南紫薇的發芽勢種間差異性不顯著，川黔紫薇顯著低于其他三種，‘丹紅紫葉’紫薇的發芽指數分別與‘紫韻’紫薇、南紫薇差異性不顯著，‘紫韻’紫薇的發芽指數分別與川黔紫薇、‘丹紅紫葉’紫薇差異性不顯著。只有川黔紫薇的發芽勢和發芽指數種內差異性顯著，其余均種內差異性不顯著。GA3處理川黔紫薇種子時，200 mg/L發芽勢和發芽指數顯著高于500 mg/L處理；‘紫韻’紫韻的起始發芽時間和萌發時間最短，比萌發時間最長的南紫薇短4～6 d；‘丹紅紫葉’紫薇的發芽勢顯著高于川黔紫薇，南紫薇的發芽指數顯著高于川黔紫薇。200 mg/L GA3處理川黔紫薇種子，50 mg/L GA3處理‘丹紅紫葉’紫薇種子，500 mg/L GA3處理‘紫韻’紫薇，100 mg/L GA3處理南紫薇種子發芽效果最好。

表1 不同濃度GA3處理對種子萌發的影響

3.2 不同GA3濃度處理對幼苗生長的影響

從表2中可以得知，幼苗的株高、主根長、鮮重與GA3濃度及品種具有一定的相關性，‘丹紅紫葉’紫薇和南紫薇在株高、鮮重差異性不顯著，與川黔紫薇和‘紫韻’紫薇差異性顯著，4種紫薇的主根長均差異性顯著；GA3處理對株高有顯著影響，對鮮重影響不大。通過4種紫薇幼苗長勢對比發現，‘丹紅紫葉’紫薇在500 mg/L GA3處理種子時株高最大為23.67 mm，比該濃度下株高最低的川黔紫薇高12.24 mm；南紫薇對照組的主根長最大為24.44 mm, 比該濃度下主根長最小的‘丹紅紫葉’紫薇高11.36 mm；‘紫韻’紫薇在500 mg/L GA3處理種子時鮮重最大為17.46 mg，比該濃度下最小的川黔紫薇高13.88 mg。200 mg/L GA3處理川黔紫薇種子的幼苗長勢最好，100 mg/L GA3處理‘丹紅紫葉’紫薇種子的幼苗長勢最好，500 mg/L GA3處理‘紫韻’紫薇種子的幼苗長勢最好，200 mg/L GA3處理南紫薇種子的幼苗長勢最好。

表2 不同濃度GA3處理幼苗的長勢情況

4 討論與結論

4.1 討論

激素處理種子主要通過打破種子休眠和調節內部激素平衡達到促進發芽的目的。有本實驗結果可知，50～200 mg/L GA3處理‘紫韻’紫薇種子，發芽效果低于對照組，說明濃度不適宜的外源激素會抑制種子的萌發。本研究中，南紫薇最適濃度與宋平等[35]的研究結果不同，這可能和培養環境、種子儲藏條件不同有關。發芽率受GA3濃度影響的變化與胡國華[33]的研究相似，說明外源激素的濃度對發芽情況有很大影響。此外，本實驗所設溫度均為25 ℃恒溫，外源激素均為GA3，在下階段還應開展不同溫度、不同外源激素對紫薇種子萌發影響的試驗。

4.2 結論

不同濃度的GA3處理種子后，對發芽率、發芽勢、萌發時間、幼苗長勢等有不同的影響。川黔紫薇的發芽率和幼苗長勢在200 mg/L GA3處理后達到最大值；‘丹紅紫葉’紫薇的發芽率在50 mg/L GA3處理后最高，幼苗長勢則在100 mg/L時最好；‘紫韻’紫薇的發芽率和幼苗長勢在500 mg/L GA3處理后達到最大值；南紫薇的發芽率在100 mg/L GA3處理后最高，幼苗長勢則在200 mg/L時最好。

‘丹紅紫葉’紫薇的各項發芽指標均受GA3正向調控；GA3處理對‘紫韻’紫薇和南紫薇的發芽率、幼苗的株高和鮮重總體上有促進作用，對主根長有一定抑制作用；川黔紫薇的各項發芽指標受GA3影響不大。同種植物激素對不同種紫薇的影響不同，同種但不同品種紫薇的最適GA3濃度也不相同。