孫勤河,馬 淼

濃H2 SO4和GA3對刺山柑種子萌發(fā)的影響

孫勤河,馬 淼

(石河子大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,石河子832003)

以刺山柑為試材,將刺山柑種子置于濃硫酸中分別浸種60、70、80、90、100、110和120min,對酸蝕處理的種子,經(jīng) H2O2處理4h,然后分別用500、700、900、和1100mg/L赤霉素浸種24h后在培養(yǎng)箱中發(fā)芽。濃硫酸酸蝕時間為70min時出苗率最高。GA3處理濃度為700mg/L時效果最好。濃硫酸酸蝕70 min和700 mg/L GA3的處理組合對種子發(fā)芽率的提高效果最為顯著(P<0.05)。

刺山柑種子;濃硫酸;赤霉素;發(fā)芽率

刺山柑(Capparisspinosa L.)系山柑科山柑屬藤本植物,俗稱“槌果藤”,果實稱為“老鼠瓜”、“苦瓜”“野西瓜”,維語稱為“波里克果”或“卡盤”,是荒漠、干旱地區(qū)極有栽培價值的抗旱植物。我國新疆各沙區(qū)分布較廣,以吐魯番盆地沙漠最多[1]。刺山柑含有揮發(fā)油、生物堿類、類黃酮類、萜類以及芥子油甙等物質(zhì)[2～4],其葉、果、根皮均可入藥 ,在抗菌、抗炎、抗氧化、抗高血壓、降血糖血酯、利尿、治療痛風(fēng)和風(fēng)濕等方面均有一定的功效[5,6]。國內(nèi)外對刺山柑的研究主要集中對其的化學(xué)成分的研究,但目前有關(guān)破除刺山柑種子休眠促進(jìn)萌發(fā)尚未見報道。本試驗研究濃H2SO4和GA3對刺山柑種子萌發(fā)的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

產(chǎn)于新疆吐魯番的刺山柑成熟種子,千粒重為3.1126g。

1.2 方法

1)試驗設(shè)計:試驗為兩因素完全隨機設(shè)計,每處理重復(fù)3次,每重復(fù)50粒種子。

2)濃 H2SO4處理:濃 H2SO4浸種,浸種時間設(shè)7 個水平 ,分別為60、70、80、90、100、110 和120min。種子處理完后立即置流水沖洗2h,沖洗風(fēng)干后供試。

3)酸蝕后種子用 H2O2浸種4h。

4)GA3處理:浸泡過 H2O2后種子分別用500、700、900、1100mg/L GA3浸種 24h。

5)處理后的種子在0.5%的次氯酸鈉溶液浸泡15min,自來水沖洗2遍,蒸餾水沖洗1遍,移至基質(zhì)為蛭石的盤中,放入光照培養(yǎng)箱培養(yǎng)。每天光照14h,光照強度為1000Lx。

1.3 數(shù)據(jù)測定

逐日觀察種子的發(fā)芽情況,并于出現(xiàn)發(fā)芽的第1d起每天統(tǒng)計種子的發(fā)芽率,第60 d統(tǒng)計種子總的發(fā)芽率。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用SPSS 11.0軟件對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 方差分析結(jié)果

刺山柑發(fā)芽率的方差分析結(jié)果見表1,由表1可知,濃 H2SO4的不同處理時間、不同濃度 GA3處理以及它們之間的交互作用對刺山柑種子發(fā)芽率的影響均極顯著。

表1 刺山柑發(fā)芽率方差分析Tab.1 Variance analysis of seed germination rate

2.2 不同時間濃H2 SO4處理對刺山柑種子發(fā)芽率的影響

刺山柑種子經(jīng)酸蝕處理后,種殼受到腐蝕,并在外種皮上出現(xiàn)很多裂紋,從而增加種子的透水和透氣性,對打破刺山柑種子的休眠有很重要的作用。

由表2可知,濃 H2SO4處理時間的長短對刺山柑種子發(fā)芽率的影響顯著(P<0.05),其中濃H2SO4酸蝕70min處理的發(fā)芽率最高,顯著高于其他處理時間種子發(fā)芽率。當(dāng)處理時間進(jìn)一步延長,種子發(fā)芽率呈下降趨勢,80min酸蝕種子發(fā)芽率迅速下降,這表明,濃 H2SO4酸蝕處理可以解除刺山柑種皮的機械束縛,打破休眠,使多數(shù)種子萌發(fā),而且適當(dāng)延長濃 H2SO4酸蝕的時間可以提高刺山柑種子的萌發(fā)老率,但酸蝕時間過長,則容易使種胚受傷,影響發(fā)芽。該試驗的最佳酸蝕時間為70min。

表2 濃H2 SO4處理不同時間對種子發(fā)芽率的影響Tab.2 Effect of H2 SO4 on seed germination of C.spinosa

2.3 不同 GA3濃度浸泡種子對種子發(fā)芽率的影響

由表3可知,GA3溶液的濃度對刺山柑種子的發(fā)芽率有顯著影響(P<0.05)。在濃度為700mg/L時,種子的發(fā)芽率最高,且顯著高于其他濃度。低于或高于此濃度時,種子的發(fā)芽率均有不同的下降,這表明GA3能顯著促進(jìn)刺山柑種子發(fā)芽,一定范圍內(nèi),種子發(fā)芽率隨著 GA3濃度的升高而升高,但濃度過高促進(jìn)作用有所下降,最適宜的 GA3濃度為700mg/L。用不同濃度的 GA3浸泡刺山柑種子對其出芽率有所影響。由實驗數(shù)據(jù)可以得出,當(dāng) GA3濃度為700mg/L時,出芽率最高。GA3濃度過高時,將抑制出芽。

表3 不同GA3濃度浸泡種子對種子發(fā)芽率的影響Tab.3 Effect of GA3 concentration on seed germination of C.spinosa

2.4 濃H2 SO4和 GA3對種子發(fā)芽率的交互影響

從表4可知,濃 H2SO4和 GA3的交互作用對刺山柑種子發(fā)芽率的影響均顯著(P<0.05),本實驗結(jié)果顯示,用濃 H2SO4浸種70min,再用 H2O2處理4h,再以700mg/L GA3處理,刺山柑的出芽率 最高,達(dá)68%。

表4 濃H2 SO4和 GA3對種子發(fā)芽率的交互影響Tab.4 Reciprocal effect of H2 SO4 and GA3 on seed germination of C.spinosa

3 討論

硬實是植物界存在的普遍現(xiàn)象。由于硬實種子種皮的透水、透氣性差和對胚生長的機械限制,導(dǎo)致種子休眠。酸蝕是解除許多硬實種子休眠的主要方法之一。本研究通過濃 H2SO4酸蝕能夠打破刺山柑種子的休眠,提高出苗率。其作用是通過酸蝕種殼,使種殼變薄,重量減輕,消除珠孔等部位的堵物,以增強種胚與外界的透性。而且適當(dāng)延長濃H2SO4酸蝕的時間可以提高刺山柑種子的出苗率,但酸蝕時間過長,則容易使種胚受傷,影響發(fā)芽。

種子休眠和萌發(fā)這一對立的矛盾主要是由脫落酸和 GA32種植物激素的消長來調(diào)節(jié)的,前者導(dǎo)致休眠,后者促進(jìn)萌發(fā),休眠種子中常含有高濃度的脫落酸,抑制了催化種子內(nèi)貯藏物質(zhì)水解的酶,因而阻礙萌發(fā),而 GA3則促進(jìn)水解酶的形成,導(dǎo)致貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可溶狀態(tài),從而解除休眠。外源 GA3可促進(jìn)內(nèi)源 GA3和生長素的合成,提高種子活力。GA3溶液能促進(jìn)種子萌發(fā),其主要原因是其能促進(jìn)種子萌發(fā)過程中DNA、RNA的合成。試驗結(jié)果可以看出,外源 GA3有利于刺山柑種子休眠的打破,并且隨著 GA3濃度的提高,刺山柑種子的發(fā)芽率也越來越高,但過高的 GA3濃度能抑制刺山柑種子發(fā)芽。

硬實種子的休眠一方面由于種皮阻礙作用而導(dǎo)致其透性變化引起,另一方面種子內(nèi)部存在一些抑制物,如脫落酸、生物堿等物質(zhì),導(dǎo)致種子休眠,再者胚未完全成熟,需要進(jìn)行后熟才能萌發(fā)。在打破刺山柑種子休眠方法上,首先用濃 H2SO4酸蝕種皮,增加其透性,有利于水、光、氣體或溶質(zhì)的交換,最后用GA3浸種使內(nèi)部激素達(dá)到平衡從而達(dá)到解除休眠的目的。該試驗以濃 H2SO4酸蝕70min,再用H2O2浸泡4h,最后用 700mg/L GA3浸種 24h,刺山柑種子發(fā)芽率最高。

[1]新疆生物土壤沙漠研究所.新疆藥用植物志.第1冊[M].烏魯木齊:新疆人民出版社,1977:74.

[2]Khanafar M A,Sabri SS,Zarga M H.The chemical constituents of Cap paris spinosa of Jordanian origin[J].Nat Prod Res,2003,17(1):9-14.

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[4]Bertrand M,Musa.Glucosinolate Composition of young shoots and flower buds of capers(Cap paris species)growing wild in Turkey[J].Journal of Agriculture Food and chemistry,2002,50:7323-7325.

[5]Jouad H,Haloui M,Rhiouani H,et al.Ethnophar-macological survey of medicinal plants used or the treatment of diabetes,cardiac and renal diseases in the north centre region of Morocco(Fez-Boulemane)[J].Journal of Ethnopharmacology,2001,77:175-182.

[6]Ali M,Ramachandram R,Rafiullah M R M,et al.Prevention of carbon tetrachloride-induced hepatotoxicity by the ethanol extract of Cap paris mooniif ruits in rats[J].Pharmaceutical Biology,2004,42:286-288.

Effects of Sulphur ic Acid and Gibberellins’on Seed Germination of Cap paris spinosa Seeds

SUN Qinhe,MA Miao
(College of Life Science,Shihezi University,Shihezi 832003,China)

The aim was to discuss the effect of soaking seeds by concentrated sulphuric acid(H2SO4)and gibberellin(GA3)and their interaction on seed germination of Cap paris spinosa.With Cap paris spinosa as tested material,its seeds were soaked with concentrated H2SO4for 60,70,80,90,100,110 and 120min,and the H2SO4-eroded seeds were again soaked with H2O2for 4h,and soaked with GA3at 500、700、900 and 1100mg/L for 24h,then they were put in incubator for accelerating germination.The most appropriate eroding time for concentrated H2SO4was 70 min.GA3could break the dormancy of Cap paris spinosa seeds with the optimum germination were 700 mg/L.The concentrated H2SO4and GA3showed significant interaction effect on seed germination.Among all the combination of concentrated H2SO4and GA3,the combination of 700 mg/L GA3and concentrated H2SO4eroding for 70min generated the significant effects on seed germination(P<0.05).

Cap paris spinosa;H2SO4;GA3;Germination

Q943

A

1007-7383(2010)02-0144-03

2009-04-23

孫勤河(1983-),男,碩士生,專業(yè)方向為植物資源學(xué)。

馬 淼(1970-),男,教授,從事植物學(xué)研究;e-mail:miaom@shzu.edu.cn。