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植物生长调节剂对毛萼紫薇种子萌发及幼苗生长的影响

2014-04-29蒙真铖等

热带作物学报 2014年9期
关键词:种子活力发芽势

蒙真铖等

摘 要 自然条件下毛萼紫薇Lagerstroemia balansae结实率很高,但自然萌发率和成苗率极低。适合的植物生长调节剂处理种子,能够有效打破种子休眠、有效促进幼苗生长。本研究采用TTC染色法测定毛萼紫薇种子的生活力,比较5种植物生长调节剂GA3、TDZ、IAA、6-BA和NAA处理下毛萼紫薇种子的发芽率、发芽势及对幼苗生长的影响。结果表明:(1)毛萼紫薇种子生活力较低;(2)200 mg/L GA3处理的种子发芽势,发芽率较高,幼苗长势良好;其次是0.02 mg/L的TDZ处理,再次是200 mg/L IAA的处理;(3)1~20 mg/L 的6-BA和NAA处理对毛萼紫薇种子的萌发无促进作用。上述结果表明:GA3、TDZ、IAA能有效促进毛萼紫薇种子的萌发及幼苗生长。

关键词 毛萼紫薇;TTC;发芽势;种子活力

中图分类号 S604 文献标识码 A

Abstract Ornamental utilization of Lagerstroemia balansae is hindered due to low seed percentage germination with low seedling percentage though it produces large amount of seed in the wild. We can effectively break seed dormancy and promote seedling growth effectively after treating the seeds with suitable plant growth regulator. In this paper, the seeds vigor were determined by TTC staining method, and were soaked in different growth regulators, GA3, TDZ, IAA, 6-BA and NAA of various concentrations to evaluate the effect on germination rate, seedling height and the number of lateral root. The results showed that:(1)The seed vigor of L. balansae was very low;(2)We treated the seeds with 200 mg/L GA3 to study the germination potential and found out that germination rate was higher and seedling growing better; followed by 0.02 mg/L TDZ treatment and by, 200 mg/L IAA treatment successively;(3)The effect of 6-BA and NAA treatment ranging from 1 mg/L to 20 mg/L on seed germination was not significant. GA3, TDZ, IAA could effectively promote the seed germination and seedling growth of L. balansae.

Key words Lagerstroemia balansae; TTC; Germination potential; Seed vigor

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.09.022 毛萼紫薇(Lagerstroemia balansae)为千屈菜科(Lythraceae)紫薇属(Lagerstroemia)植物,分布于老挝、越南和泰国等地,中国仅分布于海南西南部低海拔山地雨林中[1-2]。毛萼紫薇树姿优美,花色艳丽多彩,亦是园林景观的好树种。在园林生产中,种子繁殖是扩大毛萼紫薇幼苗主要的生产方式。然而,调查发现,毛萼紫薇结籽率虽然很高,萌发率和成苗率却很低,极大地限制了其园林应用。因此,提高毛萼紫薇种子的萌发率,对充分利用种子进行实生扩繁显得十分重要。

用合适的植物生长调节剂处理种子,能够有效促进种子的萌发,这已在很多紫薇属植物种子上得到广泛的应用。如GA3、TDZ可促进紫薇(L. indica)[3]、大花紫薇(L. speciosa)[4-5]种子萌发及幼苗的生长 ;6-BA、NAA等能提高南紫薇(L. subcostata)[6]种子的萌发率,幼苗也比较健壮。本研究测定了野生毛萼紫薇的种子活力,采用GA3、TDZ、IAA、6-BA、NAA等5种植物生长调节剂浸种处理毛萼紫薇种子,探讨了5种生长调节剂对种子萌发及幼苗生长状况的影响,筛选出促进种子萌发及幼苗生长的最适处理方法,为毛萼紫薇种子种苗规模化繁育生产及园林推广提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料

成熟种子于2012年12月采自海南昌江黎族自治县七叉镇低地雨林次生林(海拔180 m)。置于室内通风处阴干,自然开裂后取出种子放入玻璃瓶,室温下干燥保存备用。

1.2 方法

1.2.1 种子活力测定 随机选取储存2个月的毛萼紫薇种子,用自来水冲洗干净后,在20 ℃蒸馏水中浸泡48 h;剥去种皮,在30 ℃恒温箱内黑暗条件下,用1%四唑溶液将种子浸泡24 h,清水冲洗药液干净,取出种子在放大镜下观察种胚染色情况,参照《国际种子检验规程》[7]和《四唑测定手册》[8]进行鉴定,记录具有生活力的种子数。每处理30粒种子,3次重复。

1.2.2 种子萌发实验设计 经研究发现,种子刚成熟采收时,种子的生活力和萌发率都很低;当种子干燥储存2个月后,生活力和萌发率都较高,随着存储时间的增加,生活力比较稳定,差异不大(内部资料,未发表)。实验选取保存2个月的成熟饱满种子放于小烧杯,用清水浸泡24 h,然后用不同浓度梯度的GA3、TDZ、IAA、6-BA和NAA(表1)浸种2 h,之后用无菌水冲洗3次。清水浸种24 h作对照(CK),每个处理50粒种子,每处理重复3次。将处理好的种子置于垫有2层滤纸的培养皿中,排列整齐,在人工气候箱(07 : 00~19 : 00,30 ℃,光照强度75 μmol/(m2·s),湿度90%;19 : 00~07 : 00,

25 ℃,光照强度0,湿度90%)中培养;每天观察1次,记录发芽的种子数,计算种子发芽势[9],发芽率,并随机抽取10株生长的幼苗,测量其株高、侧根数、最长侧根长度等指标。

1.3 数据处理

采用SPSS19.0分析数据,Duncan法比较不同浓度梯度的植物生长调节剂对各生长指标的影响。公式计算:

活种子/%=有生活力的种子数/试验种子数×100

发芽率/%=发芽种子数/试供种子数×100

发芽势/%=Gpt/Dpt×l00

式中Gpt指达到高峰日时的发芽量,Dpt指达到高峰值时的天数。

2 结果与分析

2.1 种子生活力

毛萼紫薇种子常温干燥储存2个月后,种子生活力较低,仅13.3%(N=90)。

2.2 植物生长调节剂对毛萼紫薇种子萌发的影响

2.2.1 植物生长调节剂对种子发芽势的影响

GA3和TDZ的不同浓度处理中,B2与其他处理浓度差异显著,B2的处理效果最好,为最适处理浓度(表2);在IAA不同浓度的处理中,B4与其他处理浓度差异显著,B4的处理效果较好;而6-BA和NAA各处理浓度的发芽势都比CK低。因此,不同的生长物质调节剂处理种子,种子的发芽势各不相同;低浓度的GA3、TDZ和IAA可以打破种子休眠,提高种子的发芽势,而过高的浓度则阻碍了种子的萌发,其中最佳植物生长调节剂及浓度组合为:GA3 200 mg/L>TDZ 0.02 mg/L>IAA 200 mg/L;而6-BA和NAA对种子的发芽势无促进作用。

2.2.2 植物生长调节剂对种子发芽率的影响

GA3不同浓度处理中,B2(200 mg/L)与其他处理浓度差异显著,可见B2的处理效果较好,为最适处理浓度;TDZ的处理中,B2(200 mg/L)与其他处理差异显著,B2的处理效果最好,为最佳处理浓度(表3);在IAA不同浓度的处理中,B4(200 mg/L)与其他处理浓度差异显著,B4的处理效果较好;而6-BA和NAA各处理浓度的种子发芽率都低于CK,由此可见,6-BA和NAA的处理对种子的发芽率无促进作用。对种子发芽率有促进作用的植物生长调节剂及浓度组合为:GA3 200 mg/L>TDZ 0.02 mg/L>IAA 200 mg/L。

2.2.3 植物生长调节剂对幼苗株高的影响

GA3、TDZ、6-BA和NAA的各浓度处理与CK对照,幼苗的株高均比CK高(表4)。在这4种生长调节剂中,而同一种物质不同处理浓度又有差别,较好的处理浓度分别:GA3和TDZ均为B2,6-BA和NAA均为B4;而在IAA不同浓度处理中,B1、B2、B3、B4都比CK高,而B5 比CK低,其中B3是IAA最适处理浓度。

2.2.4 植物生长调节剂对幼苗侧根数的影响

GA3、TDZ、6-BA和NAA的各浓度处理与CK对比,幼苗的侧根数均比CK多,而同一种物质不同处理浓度又有差别,B1,B2,B4,B5的GA3处理,侧根数较高,其中B1(50 mg/L),B2(200 mg/L)处理为佳(表5);TDZ处理中,B1~B4的处理浓度较好,各处理间差异不显著;B1~B4的IAA处理,可以较好的促进侧根数的增加,但处理间差异不显著;IAA浓度过高时反而严重抑制侧根数的增加;在6-BA的处理中,B5与其他4种处理差异显著,即B5(20 mg/L)为最佳处理浓度;不同浓度的NAA处理,可以较好促进幼苗侧根数的增加,且各处理间差异不显著。

2.2.5 植物生长调节剂对幼苗最长侧根长度的影响

GA3、TDZ、6-BA和NAA的各浓度处理与CK对比,幼苗的最长侧根长度均比CK长,GA3处理中,B1、B2与B3、B4、B5处理浓度差异显著,而对比B1和B2,B2浓度较合适(表6);各浓度的TDZ、6-BA和NAA的处理,可以较好的促进最长侧根长度的增加,其中0.02 mg/L的TDZ,5 mg/L的6-BA效果较好,各浓度的NAA处理间差异不显著;在IAA不同浓度处理中,50~200 mg/L都比CK高,但差异不显著,而250 mg/L比CK低。

3 讨论与结论

种子生活力是指种子发芽的潜在能力或种胚所具有的生命力[9]。种子生活力是种子质量鉴定项目中重要检测内容,是判定种子质量优劣的重要指标[10]。毛萼紫薇种子的生活力较低。而自然条件下,毛萼紫薇结实率很高,但自然萌发率很低,这可能与种子的生活力低有关。研究发现,种子成熟采收后,有些种子的种胚已经褐化、变硬。在萌发实验中,褐化变硬的种子不再具有萌发能力。由此可见,毛萼紫薇种子生活力低,一方面有可能是种胚在发育过程中已经褐化死亡,从而丧失萌发能力;另一方面有可能是种子具有一定的休眠特性,种子需要经过一定时间的存储后才能完成生理后熟。

用适合的植物生长调节剂处理种子,能够有效打破种子休眠,加快种子的萌发[11],甚至能有效促进幼苗的生长[12],并在很多植物种子如香豌豆[13]、烟草[14]、罗勒[15]和芝麻菜[16]种子上得到广泛应用。本实验对毛萼紫薇种子研究中发现,GA3、TDZ、IAA、6-BA和NAA对种子的发芽势、发芽率、幼苗生长等指标都有一定的影响,其结果表明:(1)200 mg/L的GA3处理浓度,毛萼紫薇种子的发芽势,发芽率均最高,幼苗株高,侧根数,最长侧根长度等指标都也较好,幼苗长势健壮;其次0.02 mg/L的TDZ浓度处理,种子的萌发效果也比较理想,幼苗长势较健壮;最后是200 mg/L的IAA处理。(2)1~20 mg/L范围的6-BA、NAA虽对毛萼紫薇幼苗的株高、侧根数,最长侧根长度有促进作用,但发芽势和发芽率与对照相比,效果不明显,这与宋平等[6]研究在同浓度的6-BA和NAA处理南紫薇种子的结果不同,由此可以看出,同浓度的植物生长调节剂作用于不同的种子,效果并不相同。

本实验中,不经任何生长物质调节剂处理的种子发芽率为15.78%,比种子的生活力(13.3%)稍高,可能原因是在活力鉴定试验中,染色较浅的或是没有染色而被认为是没有活力的种子在适宜的条件下也萌发了,所以萌发率比生活力高;当用适合的植物生长调节剂处理种子后,种子的发芽率提高,说明其能有效打破种子的休眠,并促进种子的萌发。

本研究通过5种植物生长调节剂处理毛萼紫薇种子,得出一定浓度的GA3、TDZ、IAA可有效促进毛萼紫薇种子的萌发和幼苗的生长,至于本实验以外的其他植物生长调节剂及浓度处理对毛萼紫薇种子萌发的影响如何,还有待进一步研究。

致 谢 海南大学胡翔宇、张哲和余文刚同学在资料收集和写作过程中提供帮助,霸王岭自然保护区王进强工程师提供采样协助,特致谢意。

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