不同处理方法对巨柏种子萌发的影响

2018-01-24，，

种子 2017年11期

，，

(1.西藏农牧学院资源与环境学院，西藏林芝 860000；2.西藏自治区林木科学研究院，西藏拉萨 850000)

巨柏(Cupressusgigantean)又名雅鲁藏布江柏木，常绿乔木，仅分布于我国西藏东南部林芝地区，为国家一级重点保护的濒危树种[1]。巨柏有较古老的地史，生长于西藏雅鲁藏布江流域海拔3 000～3 400 m沿江漫滩和灰石露头阶地阳坡的中下部，巨柏对研究柏科植物的系统发育和西藏植被的发生发展及其环境的关系都有重要意义。我国目前对巨柏的研究主要集中在濒危机制、群落结构、种群更新等方面[2-4]。为了更好地保护巨柏，达到人工大量快速繁殖，以巨柏种子作为研究对象，从温度、光照、激素等方面系统研究了外界环境与药剂对巨柏种子发芽的影响，以期为促进巨柏种子萌发，提高种子发芽率，节约用种及巨柏种子萌发期的水分条件提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验用巨柏种子于2015年11月15日采自西藏林芝市朗县境内，风干后收集种子保存至次年5月在实验室人工控制条件下进行发芽试验。

1.2 方法

1.2.1 不同水温浸泡对种子萌发的影响

浸泡水温设20，40，60，80 ℃，沸水和对照ck(不浸泡)共6个处理，处理时间为24 h。加入设定温度的水充分搅拌后自然冷却，12 h后再用设定温度的水换水浸泡。

1.2.2 不同发芽温度对种子萌发的影响

将巨柏种子按照不同水温处理中最佳水温浸泡后进行本实验，发芽温度设恒温7.5，12.5，17.5，22.5，27.5 ℃共5个处理。

1.2.3 GA3处理对巨柏萌发的影响

将巨柏种子分别用100，200，300，400，500 mg/L GA3浸种0.5 h后进行发芽实验，以蒸馏水浸种0.5 h为对照(ck)。

1.2.4 PEG(聚乙二醇)胁迫处理对巨柏萌发的影响

将消毒后的种子置于铺有已消毒湿沙的发芽床上，采用不同质量浓度的PEG溶液模拟渗透胁迫，质量浓度分别为95，140，170，221，250 g/L，与之相对应的溶液水势约为-0.2，-0.3，-0.5，-0.7，-0.9 MPa[5]，以蒸馏水作对照(ck)。每隔24 h为各处理发芽床用称量法补充水分至原质量，以保持恒定水势。

1.2.5 光暗培养对种子萌发的影响

将巨柏种子平铺在发芽床上，在已筛选的最佳发芽温度17.5 ℃恒定温度下，设置光培养和暗培养(完全遮光)2个处理。

以上各试验中，种子均在萌发试验前用2% KMnO4溶液消毒10 min，然后用蒸馏水冲洗干净。发芽在发芽盒中进行，发芽床为2 cm厚细沙，湿度以手握成团松开即散为宜。每处理均设3个重复，每重复50粒种子。试验在恒温培养箱中进行，相对湿度为70%，暗培养(除光照处理外)。每天定时补充水分，第2天开始统计发芽情况，至30 d时结束。

以胚根突破种皮超过种子直径作为萌发标准。

1.3 发芽率和发芽势的计算

发芽率(%)=发芽种子数/供试种子总数×100%；

发芽势(%)=发芽高峰日发芽种子数/供试种子总数×100%。

2 结果与分析

2.1 不同水温浸泡对种子萌发的影响

从表1可看出，巨柏种子用40 ℃水温浸泡24 h后的发芽率最大，达到34%、发芽势为6.7%；而沸水处理后发芽率仅为2%、发芽势1.3%，20 ℃和60 ℃浸泡处理后发芽率及发芽势略低于40 ℃水温浸泡，80 ℃水温浸泡后发芽率及发芽势显著下降，沸水处理后发芽率、发芽势降至极小值。由此可知，巨柏种子种皮相对较薄，播种前用40 ℃左右水温浸泡即可，浸泡温度过高反而会损伤种子，发芽率急剧降低。

表1 不同水温浸泡巨柏种子对萌发的影响

浸泡水温(℃)发芽率(%)发芽势(%)ck244.720346.740358.760307.380143沸水20.3

2.2 不同发芽温度对种子萌发的影响

从表2可看出，巨柏种子在不同温度都有萌发，但各温度下存在差异，最大的发芽温度为17.5 ℃，发芽率达39%，显著高于其他温度；发芽势除7.5 ℃下表现较弱外，其余均表现较佳。12.5 ℃下巨柏种子的发芽率为37%，略低于17.5 ℃时，22.5 ℃和27.5 ℃时，种子的发芽率稍有下降，均达到30%，但随温度升高，发芽势会随之下降。可见，巨柏发芽温度并非与大多数温带作物适宜的发芽温度25 ℃相一致，而相对偏低的发芽温度更有利于其发芽。

表2 不同发芽温度对巨柏种子萌发的影响

发芽温度(℃)发芽率(%)发芽势(%)7.5174.612.5377.317.539822.5307.327.5306.7

2.3 GA3处理对种子萌发的影响

图1为不同浓度GA3处理对巨柏种子发芽的影响，相对于蒸馏水浸种，不同浓度的GA3处理对巨柏种子萌发均有一定的促进作用。随着GA3浓度的逐渐增加，巨柏种子的发芽率和发芽势也呈现逐步增加的趋势，当GA3的处理浓度为300 mg/L时，巨柏种子的发芽率达到最大值，为44%，发芽势为10%，GA3浓度增加到400 mg/L，发芽率有所下降，为36.7%， 500 mg/L时，发芽率降低至31%。由此可知，在一定程度上GA3对巨柏种子的发芽具有促进作用，但作用不显著。

图1 不同浓度GA3处理对巨柏种子萌发的影响

2.4 PEG处理对巨柏种子萌发的影响

从表3可看出，巨柏种子在不同PEG浓度下均有萌发，但各浓度下差异显著。同对照相比，低浓度PEG有利于巨柏种子的萌发，-0.2 MPa的PEG溶液水势下巨柏种子的发芽率最大，发芽势高达12%。随着PEG质量浓度的增加，水势下降，胁迫加重，巨柏种子萌发受到严重抑制，说明在严重胁迫下，种子生理代谢已紊乱。

表3 不同浓度PEG对巨柏种子萌发的影响

PEG溶液水势(MPa)发芽率(%)发芽势(%)0(ck)286-0.132.78-0.23812-0.314.74-0.42.72-0.50.72

图2 光暗培养对巨柏种子萌发的影响

2.5 光暗培养对种子萌发的影响

从图2可看出，光暗培养对巨柏种子萌发的差异显著，其中在光照培养下种子发芽率高达43%，发芽势为18%，暗培养时发芽率为22.7%，远小于光照条件。

3 结果与讨论

种子萌发是受多种内、外因素影响的复杂过程。温水浸种对巨柏种子的萌发有促进作用，40 ℃水温浸种是最佳的处理。若种皮相对较薄，而水温过高就会对种胚造成损伤，抑制其萌发，这可能就是当水温为沸水时，其发芽率和发芽势均极显著低于其它处理的原因。发芽温度为12.5～17.5 ℃时巨柏种子的发芽率和发芽势最高，随着温度的再降低或增高发芽率和发芽势反而下降。长时间温度过高，种子会霉烂。低温下种子不霉烂，但呈休眠状态[6]。浓度为300 mg/L赤霉素浸种后，巨柏种子的发芽率和发芽势最高，赤霉素处理能够增加种皮的通透性，有利于激活种子内部酶的活性，促进种子萌发[7]。在植物生命史中，种子萌发期是最为重要的时期，此阶段对水分的变化最为敏感[8]，研究表明，利用PEG模拟干旱以评价和鉴定不同材料种子萌发阶段的抗旱性是一种比较可靠的方法[9]。PEG渗透浸种能提高种子活力，促进种子萌发和初期生长[10-11]。本实验中，随着胁迫程度的加剧巨柏种子的发芽率受到影响，发芽势受到严重抑制。低浓度的PEG对巨柏种子萌发具有一定的促进作用，而高浓度则有抑制作用。光照是影响植物种子萌发的重要环境因子[12]，本实验中光照可以提高巨柏种子的发芽率和发芽势。本研究未设置不同梯度的光强处理，今后的研究应设置从光强处理，以更加深入地揭示巨柏种子萌发对不同强度光照的响应。

种子发芽率是判断种子质量、衡量种子活力的指标之一，发芽率越高，表明种子活力越强[13]。本实验各处理下，巨柏种子的发芽率虽有所差异，但总体的发芽率并未超过50%，种子自身活力不足是其发芽率较低的主要原因，在今后的育种工作中，可主要通过人工措施加强巨柏的开花和结实率，提高种子质量，同时采用无性繁殖繁育苗木，以更好的保护与管理。

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