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紫堇属植物种子的休眠解除方法研究现状

2021-03-29张倩丽

农业灾害研究 2021年11期

摘要 为了有效解除紫堇属植物的种子休眠,充分发挥紫堇属植物的利用价值,对紫堇属植物种子的休眠解除方法进行分析,为该属植物种子休眠解除研究提供方向,加速其开发利用进程,更好地服务于园林建设。

关键词 紫堇属;种子休眠;解除

中图分类号:S681.9 文献标志码:B 文章编号:2095–3305(2021)11–0016–02

紫堇属(Corydalis)隶属于罂粟科,为一年生或多年生草本,有区别于其他植物的“距”。1753年,林奈的《植物种志》中就有关于紫堇属植物的记载。1806年De Candole在法国植物志中正式发表了关于此属植物的描述,至此紫堇属正式成立。紫堇属是罂粟科最大的属,全世界约470种,其中有428种左右(约占总数的68%),主要分布在亚洲[1]。我国本属植物种类十分丰富,文献记载有200多种,全国均有分布,以西南地区最多[2]。浙江有紫堇属植物10种、3变种和1变型,连同江苏、安徽、江西、福建、台湾、山东等省共有18种、5变种和1变型,在江苏南京的紫金山区域分布了紫堇属植物总计6种,含有5变种和1变型[3-4]。

紫堇属植物具有开花早、花色多变、耐阴湿、生命力强等特点,在早春时节,可以弥补城市早春植物色彩单调的不足,是开发野生花卉的良好资源,在我国分布广泛,可以在多地推广种植,在园林中有广泛的应用前景[5-6]。此外,其块茎可入药,是较为重要的中药材,野生紫堇属资源已不能满足市场的需求,亟需人工栽培扩大资源储备量[7]。由于紫堇属植物的种子存在胚生理后熟及发芽率低等问题,在推广应用方面具有一定的困难。

1 层积处理

层积处理可有效解除由抑制物质和生理后熟等因素引起的紫堇属植物生理性种子休眠[8]。例如,罂粟属(Papaver)植物种子经30 d的(15℃;5℃)变温层积,发芽率可达83%[9];紫堇种子经4周期变温层积(每周期:15℃、6 d;5℃、4 d)种胚完成分化,但经适宜的条件培养16 d,发芽率仅为36%[10];变温层积5个月(每周期:20℃、20 d;5℃、10 d)后的延胡索(Corydalis yanhusuo)种胚即发育成熟,经适宜的条件培养35 d,其发芽率为41.33%[11];刻叶紫堇(Corydalis incisa)种子经不同层积处理后的种子发芽率高低依次为:低温转暖温(5℃、2.5个月;25℃、2.5个月)>昼夜变温(白天25℃、12 h;晚间5℃、12 h)>暖温转低温(25℃、2.5个月;5℃、2.5个月),但层积90 d时仅有极少量种子萌发,层积150 d时种子发芽率仅有42%[12]。

2 赤霉素处理

赤霉素溶液浸泡可以使生理休眠较浅的种子萌发[13];热水浸种可以软化种皮,去除种皮表面的蜡质及油脂,增强种皮通透性,从而促进种子萌发[14];但刻叶紫堇种子经赤霉素和45℃温水浸种36 h,置于培养皿培养30 d后,发芽率为0。层积和赤霉素综合处理能有效打破种子的休眠。例如,刻叶紫堇种子经500 mg/L赤霉素溶液浸泡后置于暖温转低温下层积30 d时种子即开始萌发,层积150 d时种子发芽率达51%。

3 小结

种子是亲本遗传信息的携带者,而且能通过变异得以优胜劣汰。种子休眠是植物经过长期进化而获得的一种对环境条件及季节性变化的生物学适应。种子休眠可以有效调节其萌发时间,使种子在合适的时机萌发。不同的休眠类型需要不同的方式完成休眠解除,温度、水分、光照、植物激素等都会对种子休眠与萌发产生影响。研究种子的休眠破除技术必须先研究种子休眠的分子机制。层积处理和赤霉素处理均能在一定程度上打破紫堇属植物种子的休眠,但处理后的发芽率仍较低,可能是因为未充分了解紫堇属植物种子休眠的分子机制,因此,下一步应以此为切入点进一步展开研究,提高其发芽率,并筛选出观赏性状优良、适应性强的种类,丰富其药用及园林植物资源,更好地造福人类。

4 休眠解除技术展望

磁场对种子萌发的促进作用已被普遍证实[15]。Morejón等[16]采用120 mT磁场产生的静态磁化水和动态磁化水(流速为1.5 m/s)处理热带松(Pinus tropicalis)种子,其发芽率由43%提高到81%,用磁化水处理过的种子萌发后,其幼苗生长速度也较对照组快。今后或许可以采取变温层积、赤霉素和磁化水的综合处理方式来解除紫堇属植物种子的休眠。

参考文献

[1] 张继.两种紫堇的应用基础研究[D].兰州:西北师范大学,2002.

[2] 中国科学院植物研究所.中国高等植物图鉴[M].补编第一册.北京:科学出版社,1982:661-697.

[3] 张渝华,庄元忠.浙江及其邻近地区的紫堇属植物[J].云南植物研究,1990,12(1):35-41.

[4] 程澄,田如男.南京紫金山风景区紫堇属观赏植物调查及开发应用前景[J].中国野生植物资源,2010,29(4):13-16.

[5] 莫训强,陈小奎,李洪远.北方城市早春野生花卉的色彩分析与應用[J].中国园林,2010,26(3):69-72.

[6] 郭力宏,郭聪聪,纪凯婷.紫堇属植物的园林应用前景探讨[J].黑龙江农业科学,2015(2):84-87.

[7] 赵丽萍,周忠会,徐福春.紫堇属植物的研究现状[J].科技风,2019(24):222.

[8] Junttila O. The mechanism of low temperature dormancy in mature seeds of Syringra species[J]. Physiol Plant, 1973(29): 256-263.

[9] Karlsson L M, Milberg P. Seed dormancy pattern and germination preferences of the South African annual Papaver aculeatum[J]. South African Journal of Botany, 2006(5): 257-262.

[10] 王娜.紫堇种子生物学特性及萌发条件研究[D].南京:南京林业大学, 2013.

[11] 郭聪聪.延胡索种子萌发特性与植株耐阴性研究[D].南京:南京林业大学,2014.

[12] 芦建国,张振玲.刻叶紫堇种子休眠特性及解除方法研究[J].西北林学院学报,2016,31(2):175-180.

[13] Bent Sink L, Hilhorst H. Seed dormancy and germination[J]. Current Opinion in Plant Biology, 2002(5): 33-36.

[14] 傅强,杨期和,叶万辉.种子休眠的解除方法[J].广西农业生物科学,2003,22(3):230-234.

[15] Jae-Duk Moon, Hwa-Sook Chung. Acceleration of germination of tomato seed by applying AC electric and magnetic fields[J].Journal of Electrostatics, 2000, 48(2): 103-114.

[16] Morejón L P,Palacio J C C,Abad L V, et al. Stimulation of Pinus tropicalis M. seeds by magnetically treated water[J].International Agrophysics, 2007, 21(2): 173.

责任编辑:黄艳飞

Current Research Status of Dormancy Release Methods for Corydalis Seeds

ZHANG Qian-li (Shanghai Vocational College of Agriculture and Forestry, Shanghai 201699)

Abstract In order to effectively relieve the seed dormancy of Corydalis and give full play to the utilization value of Corydalis, this article analyzed the methods of relieving dormancy of Corydalis seeds, and provided directions for further research on the seed dormancy relief of Corydalis, and accelerates its use. The development and utilization process will better serve garden construction.

Key words Corydalis; Seed dormancy; Dismiss

基金項目 上海农林职业技术学院校内科研项目“紫堇种子解除休眠的方法研究”(KY2 -0000-20-07)。

作者简介 张倩丽(1994—),女,硕士,助理教师,主要从事园林植物应用研究。

收稿日期 2021-09-10