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黄菖蒲种子萌芽特性研究

2012-10-22付宝春

山西农业科学 2012年12期
关键词:鸢尾种皮菖蒲

付宝春,薄 伟

(山西省农业科学院园艺研究所,山西太原030031)

黄菖蒲(Iris pseudacorus L.)又名黄花鸢尾,为鸢尾科鸢尾属宿根草本地被植物,其既可水生又可旱生,是优良的水陆两栖宿根地被植物,适应范围极广,观赏价值高。目前,国内外对鸢尾属植物的研究还比较零散,研究方向主要集中在核型分析、花粉形态、药用、引种及组培快繁等领域,且对其在育种、繁殖生物学等方面也开展了研究[1-7],但对黄菖蒲仅在组培快繁技术[8]、金属胁迫[9-12]、光合特性[13]、病虫害[14]及抗旱性[15-17]等方面进行了探讨,关于其种子萌芽及休眠原因方面的研究报道甚少。

为利用我国丰富的鸢尾种质资源,本试验以黄菖蒲为材料,对其种子进行了休眠原因和打破休眠方法的研究,以期找到提高种子萌芽率的有效方法,为黄菖蒲的播种育苗及其园林应用提供一定的科学理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料

本试验所用的黄菖蒲种子是在山西省农业科学院园艺研究所试验基地栽种,经过正常的肥水管理,2010年从生长健壮、没有病虫害的植株上采集种子,并选取其中饱满的种子室温储存至次年初。

1.2 方法

1.2.1 千粒质量的测定 从采收的种子中随机选取100粒,用千粒质量测定仪contador康达得(德国PFEUFFER福弗公司研发)称质量,重复8次,计算平均质量(X)、标准偏差(S)、变异系数(C)[18]。

1.2.2 生活力的测定 根据TTC快速鉴定植物种子生活力的测定方法[19],将黄菖蒲种子在35℃条件下浸泡6 h后,用单面刀片剥离得到完整种胚,浸泡于0.2%TTC中,置于35℃恒温箱,在黑暗条件下保持30 min后取出,观察其染色情况,计算染色率。

1.2.3 吸水量的测定 将种子剥去种皮称质量。各取50粒去种皮和留有种皮发育良好的种子,放入装有蒸馏水的烧杯,置于25℃培养箱中,前2 h每隔0.5 h测定一次,然后每隔2,4,12 h测定一次吸水量,测定时用滤纸吸干种子表面水膜称湿质量,直至质量不变,3次重复取平均值。

1.2.4 赤霉素处理对种子萌芽影响的测定 将黄菖蒲种子分别浸入 50,100,200,400 mg/L 的赤霉素溶液中,浸泡24 h后,用蒸馏水冲洗数次。各处理选取种子50粒均匀地放于发芽床上,重复3次,置于26℃恒温培养箱中进行萌芽试验,以清水浸泡作为对照(CK),每日光照10~12 h,观察其萌芽情况,萌芽结束后计算萌芽率。参照文献[20]的鉴定标准,以胚根突出种皮的长度超过种子直径作为萌发标准,逐日观察记录种子萌芽数[21]。

1.2.5 不同处理方法对种子萌芽影响的测定将黄菖蒲种子用清水浸泡1周,用0.05%的高锰酸钾浸泡消毒2 h,流水冲洗10 min。分3个处理:去种皮;去种皮并用其伴随处理种子;未去种皮(CK)。每个处理3次重复,每重复50粒种子。培养箱内温度控制在25℃,每天光照10~12 h。

1.2.6 叶片生长量测定 黄菖蒲种子萌芽试验结束后,选取上述3种不同处理时萌发出绿叶且生长良好、长势一致的幼苗各20株,测量其叶片长与宽,分别取平均值。

1.3 数据分析

数据采用Excel软件进行分析。子增加质量/风干种子质量×100%;种子萌芽率=发芽种子数/研究用种子总数×100%。

2 结果与分析

2.1 黄菖蒲种子的形态

黄菖蒲正常的成熟种子黄褐色,有棱角,表皮光滑。种子的千粒质量为(39.867±0.675)g,变异系数为1.7(小于4),因此,得出的种子千粒质量在误差范围之内,较为准确。经TTC染色,当年采收储藏至第2年初的种子染色率可达90%以上,种子生活力较高。说明短时间内室温储藏对其生活力影响不大。

2.2 黄菖蒲种子吸水曲线

种子萌发首先从吸水开始,干燥种子中的含水量极低,种子吸水后,一方面使原生质从凝胶状态转变为溶胶状态,代谢水平提高;另一方面,水分可以使种皮膨胀软化,氧气容易透过种皮,增强胚的呼吸作用,也使胚根易于突破种皮[22]。

从图1可以看出,对照处理种子吸水量平均为103.29%,而去种皮种子吸水量平均仅为64.06%,去种皮处理与对照相比,种子吸水量降低39.23百分点。2种处理种子均在8 h时吸水速率开始加快,去种皮种子在68 h吸水量接近饱和,对照处理种子在92 h后吸水速率开始降低,至128 h基本达到饱和。说明种皮具有较好的透水保水能力。

2.3 不同赤霉素处理对种子萌芽的影响

赤霉素能促进细胞的伸长和分裂,在种子发芽中的主要作用是代替光照和低温打破休眠,催化种子内贮藏物质的降解,以供胚的生长发育所需[23-26]。

从图2可以看出,赤霉素虽不能有效提高黄菖蒲种子萌芽率,但不同赤霉素(GA)处理对其萌芽影响仍有所差异。100,400 mg/L赤霉素处理的种子萌芽率平均分别达到80.67%和79.33%,与对照差异不大,仅比对照高出7百分点左右;而50,200 mg/L赤霉素处理的种子萌芽率均低于对照,以200 mg/L处理种子萌芽率最低。赤霉素对缩短黄菖蒲种子萌芽时间具有明显作用,4种赤霉素处理种子萌芽开始时间相比对照均提前2 d,其中,用100,400 mg/L赤霉素处理后,黄菖蒲种子分别在11,15 d萌芽率超过50%,在25,26 d萌芽结束,而对照组的种子在22 d萌芽率才达到50%,在29 d萌芽结束。由此可知,赤霉素处理对提高黄菖蒲种子萌芽率效果不明显,但可提早结束其萌芽所需时间,使种子萌芽时间比较集中。

2.4 种皮对黄菖蒲种子萌芽的影响

从表1可以看出,去掉种皮并用其伴随处理种子的处理,第4天开始萌芽,相比去掉种皮和未去种皮2种处理分别提早1,3 d;种子萌芽率最高,达到93.3%,相比去种皮和未去种皮2种处理分别提高10.0百分点和19.3百分点。故种皮对黄菖蒲的萌芽有明显的抑制作用,但种皮中不存在萌芽抑制物,相反可能有萌芽促进物,仍需进一步证实。

表1 种皮对黄菖蒲种子萌芽率的影响

从图3可以看出,去种皮并用其伴随处理种子萌芽速率最快,从第9天开始显著提高,11 d后萌芽率超过50%,在第21天后呈现不再萌芽的趋势;而去皮种子萌芽速率稍快于未去皮处理,2种处理萌芽率分别在第 18,22天超过50%,均在第29天后萌芽速率趋于平缓。说明剥去种皮并用其伴随处理可缩短种子萌芽时间,使种子萌芽相对集中,而去种皮处理对缩短萌芽时间效果不明显。

2.5不同处理方法对幼苗叶片生长量的影响

绿色植物体内具有十分复杂的新陈代谢,而维持其生命的同化作用与异化作用均有叶片参与,因此,叶片的长势强弱直接影响植株生长发育以及日后开花结果情况(表2,图4)。

表2 不同处理方法对幼苗叶片生长量的影响

从表2和图4可以看出,3种处理后幼苗叶片生长情况不同,以去种皮处理叶片长宽均最小;而未去种皮处理虽萌芽率最低,但相比其他2种处理叶片长势较好,长宽分别达到12.98,2.24 cm。证明种皮对种子出苗后长势影响明显。

3 结论与讨论

(1)黄菖蒲种子采收后室温储藏至第2年生活力较高,说明短时间储藏对其生活力影响不大,且种子储藏条件相对比较宽松。同时未去种皮种子相比去种皮种子吸水量明显提高,由此可知,种皮具有一定的透水及保水能力,吸水困难并不是影响黄菖蒲种子萌芽的原因。

(2)赤霉素可以少量提高黄菖蒲种子萌芽率,但不同剂量赤霉素处理后种子萌芽效果也不同,其中以100 mg/L的赤霉素处理效果最好;同时赤霉素处理可以缩短种子萌芽所需时间,并且使种子萌芽期较为集中。

(3)黄菖蒲剥去种皮并用其伴随处理种子萌芽率最高,萌芽时间最早,且种子萌芽速率要明显高于其他2种处理,说明种皮对黄菖蒲的萌芽有显著的物理抑制作用,但种皮中不存在萌芽抑制物,相反可能存在促进种子萌芽的物质,这与郭瑛等[27]对马蔺种子的研究结果相同。同时,剥去种皮并用其伴随处理种子可缩短种子萌芽时间,使种子萌芽期相对集中。

(4)未去种皮处理黄菖蒲种子出苗后长势最好,剥去种皮并用其伴随处理种子其次。原因可能是种皮内存在促进生长的物质,或者种皮具有一定的硬度和厚度,胚突破种皮萌芽使自身得到锻炼,具体原因还有待进一步研究。

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