低溫處理對(duì)火龍果種子萌發(fā)的影響

劉 穎, 毛永亞, 周俊良, 肖圖艦, 馬玉華

（1. 貴州省果樹科學(xué)研究所，貴州 貴陽 550006；2. 貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，貴州 貴陽 550006）

火龍果（Hylocereus undatus）為仙人掌科量天尺屬植物，原產(chǎn)于中美洲熱帶地區(qū)哥斯達(dá)黎加、古巴、墨西哥等地，是典型的熱帶作物[1-2]。種子發(fā)芽是火龍果形態(tài)建成、完成其生長發(fā)育的第一步，對(duì)火龍果繁育具有重要意義[3]。火龍果實(shí)生苗培育是火龍果雜交育種的基礎(chǔ)，但直接利用火龍果種子播種育苗存在發(fā)芽慢、發(fā)芽率低、發(fā)芽不整齊、幼苗細(xì)弱和生長緩慢等問題[4]。另外，果樹雜交F1代會(huì)產(chǎn)生性狀分離，雖會(huì)導(dǎo)致火龍果實(shí)生苗培育難以保持母本優(yōu)良遺傳特性，但可從中篩選變異優(yōu)良品種，是培育火龍果新品種的重要技術(shù)之一。而快速、高效地獲得火龍果實(shí)生苗，需提高火龍果種子的萌發(fā)能力。研究表明，溫度是影響種子萌發(fā)的重要環(huán)境因素之一[5]。在特定溫度條件下，仙人掌類植物的種子才能正常發(fā)芽[6-7]。目前國內(nèi)外對(duì)不同品種火龍果種子的播種、發(fā)芽及繁育的研究不多，也鮮見有關(guān)溫度對(duì)其萌發(fā)特性的研究。因此，對(duì)不同品種火龍果種子在不同溫度條件下的發(fā)芽特征進(jìn)行分析，比較低溫和常溫條件下不同品種火龍果種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率的差異，旨在探索提高火龍果種子發(fā)芽率的方法，為快速、高效獲得火龍果實(shí)生苗，進(jìn)而提高火龍果實(shí)生苗繁殖成功率及選育火龍果優(yōu)良品種提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

于2021年9月，在貴州省果樹科學(xué)研究所鎮(zhèn)寧基地果園采收成熟的無刺紅、以色列黃龍、黔蜜龍3種不同品系果實(shí)（表1），其種子用自來水沖洗，洗去果肉及附著在種子上的果膠后，選取其大小均一且健康飽滿的種子作為供試材料。

表1 供試火龍果品種及其外觀特征

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)置低溫和常溫2個(gè)不同溫度處理，其中低溫處理為4℃處理24 h。每個(gè)處理種子為100 粒，分別重復(fù)3 次，于玻璃培養(yǎng)皿中進(jìn)行培養(yǎng)。發(fā)芽期間，參照農(nóng)作物種子檢驗(yàn)國家標(biāo)準(zhǔn)[8-9]，每隔24 h 記錄種子萌發(fā)情況及發(fā)芽粒數(shù)，第7 天測定火龍果種子發(fā)芽勢(shì)，第14天統(tǒng)計(jì)其發(fā)芽率。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，SPSS 26.0進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度處理的3種火龍果種子發(fā)芽勢(shì)

從圖1可知，低溫和常溫處理下不同品種火龍果的種子發(fā)芽勢(shì)均存在差異。同一品種的種子發(fā)芽勢(shì)均表現(xiàn)為低溫處理大于常溫處理。同一溫度處理下，3 種火龍果的種子發(fā)芽勢(shì)均表現(xiàn)出以色列黃龍＞黔蜜龍＞無刺紅，其中低溫處理下以色列黃龍的發(fā)芽勢(shì)為45%，黔蜜龍為39%，無刺紅為31%；常溫條件下，以色列黃龍種子發(fā)芽勢(shì)為37%，黔蜜龍種子發(fā)芽勢(shì)為33%，無刺紅種子發(fā)芽勢(shì)為22%。對(duì)低溫和常溫處理下3 種火龍果的種子發(fā)芽勢(shì)進(jìn)行方差分析可知（表2），不同品種火龍果種子間的發(fā)芽勢(shì)差異極顯著；同時(shí)，低溫和常溫處理下火龍果種子發(fā)芽勢(shì)的差異均達(dá)極顯著水平。

圖1 不同溫度下3種火龍果的種子發(fā)芽勢(shì)

表2 不同溫度下3種火龍果種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率方差分析

2.2 不同溫度處理的3種火龍果種子發(fā)芽率

從圖2 可知，低溫和常溫處理下3 種火龍果的種子發(fā)芽率均存在差異，總體表現(xiàn)為低溫處理高于常溫處理。低溫處理下，以色列黃龍火龍果種子發(fā)芽率最大，為89%，黔蜜龍其次，為82%，無刺紅最低，為78%。

圖2 不同溫度下3種火龍果的種子發(fā)芽率

常溫條件下，以色列黃龍和黔蜜龍的發(fā)芽率最大，均為73%，無刺紅種子發(fā)芽率為71%。對(duì)低溫和常溫處理下3 種火龍果的種子發(fā)芽率進(jìn)行方差分析可知（表2），不同火龍果品種間的種子發(fā)芽率差異極顯著；同時(shí)，不同溫度處理下火龍果種子發(fā)芽率的差異極顯著。

3 討論

種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率能在一定程度上反映種子萌發(fā)的速度和種子生活力大小[10-12]。研究表明，不同肉色的火龍果具有不同的染色體倍型，黃皮白肉火龍果為四倍體植物（4x=44），紅皮白肉和紅皮紅肉火龍果為二倍體植物（2n=2x=22），而四倍體植物種子具有比二倍體植物種子更高的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率，這與試驗(yàn)中以色列黃龍（黃皮白肉）火龍果種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率表現(xiàn)最好的結(jié)果一致。現(xiàn)有研究[13-15]也得出相同結(jié)論。試驗(yàn)中經(jīng)低溫處理的火龍果種子比常溫處理火龍果種子具有較高的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率，原因可能是較低的溫度有利于維持火龍果種子活力[16]，這與麥芒[17]、油菜[18]、獨(dú)活[19]、柴胡[20]、小米[21]等作物種子在低溫條件下的萌發(fā)特性一致。

種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率屬數(shù)量性狀，數(shù)量性狀由微效多基因決定，其是由基因、環(huán)境、基因與環(huán)境互作協(xié)同作用的結(jié)果。雜交是利用染色體重組對(duì)有利等位基因及遺傳變異進(jìn)行組合，火龍果種子是經(jīng)有性雜交而來的F1代，在有性雜交過程中會(huì)發(fā)生基因分離與重組，使眾多火龍果種子在遺傳背景上存在一定差異，因而對(duì)火龍果種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率的研究結(jié)果不盡相同。綜上所述，結(jié)合前人對(duì)火龍果種子萌發(fā)的特征特性研究來看，不同的培養(yǎng)條件或評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)火龍果種子影響不同[1,22-23]。因此，對(duì)火龍果種子萌發(fā)的不同評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行研究時(shí)，應(yīng)考慮火龍果基因分離與重組、環(huán)境以及環(huán)境與基因間的互作效應(yīng)，可為大幅縮短火龍果培育時(shí)間提供依據(jù)。

4 結(jié)論

3 個(gè)品種火龍果的種子，經(jīng)低溫處理的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率顯著高于常溫處理，且不同基因型品種的差異顯著。其中，種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率表現(xiàn)最好的是以色列黃龍，其次是黔蜜龍，最后為無刺紅。低溫在一定程度上可促進(jìn)火龍果種子萌發(fā)，提高火龍果種子發(fā)芽率。在利用以色列黃龍、黔蜜龍、無刺紅進(jìn)行雜交育種時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇種子發(fā)芽勢(shì)或發(fā)芽率高的以色列黃龍、黔蜜龍作為雜交中的母本，利于后代實(shí)生苗的繁育，提高雜交育種效率。