任國香,唐 彪,歐陽路平,周 健,張小剛,何新杰
(深圳市鐵漢生態(tài)環(huán)境股份有限公司,廣東 深圳 518040)
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不同處理方法對樟葉越桔種子萌發(fā)的影響
任國香,唐 彪*,歐陽路平,周 健,張小剛,何新杰
(深圳市鐵漢生態(tài)環(huán)境股份有限公司,廣東 深圳 518040)
為了提高樟葉越桔種子的萌發(fā)率,以在六盤水采集的樟葉越桔種子為材料,對其進行種子萌發(fā)試驗,研究了不同水浴溫度浸種(常溫、40℃和60℃)、不同濃度赤霉素(GA3)溶液浸種(200、1000、1500 mg/L)、不同濃度硼酸溶液浸種(0.2%和0.5%)和不同培養(yǎng)溫度(15、20、25、30、35℃)等處理對樟葉越桔種子萌發(fā)的影響。結(jié)果表明:常溫水浴浸種與40℃水浴浸種條件下種子萌發(fā)率差異不顯著,60℃水浴溫度過高,浸種后的種子喪失生命活力;GA3浸種處理能顯著促進種子萌發(fā),縮短發(fā)芽時間,且萌發(fā)率隨濃度增加而增加,最大萌發(fā)率達68.67%,而硼酸浸種無明顯作用;不同培養(yǎng)溫度條件下的萌發(fā)率差異顯著,在15~30℃條件下,種子都能發(fā)芽,但萌發(fā)適宜溫度為15~25℃,最適溫度為20℃,最大萌發(fā)率達65.33%。
樟葉越桔;萌發(fā);GA3;硼酸;溫度
樟葉越桔(VacciniumdunalianumWight)為杜鵑花科(Ericaceae)越桔屬(Vaccinium)常綠灌木[1],生長于山坡灌叢、闊葉林下或石灰山灌叢,稀附生常綠闊葉林中樹上,主產(chǎn)于云南、貴州、四川、西藏等地,錫金、不丹、印度(東北部)、緬甸(東北部)至越南亦有分布[2],在貴州省境內(nèi)主要分布于黔東南(榕江、從江、施秉)、黔西南(安龍)、六盤水(盤縣、鐘山)[3-5]等地。樟葉越桔高1~4 m,偶成喬木,葉革質(zhì),頂端尾狀漸尖,花序腋生,長3~6 cm,花冠淡綠帶紫紅色或淡紅色,寬鐘狀,漿果球形,直徑4~12 cm,紫黑色。
樟葉越桔的頂芽或嫩葉經(jīng)過一系列的工藝可制成在滇中地區(qū)廣泛飲用的具有祛風除濕、舒筋活絡等功效的雀嘴茶[6],研究證明其陰干果實亦具有較高的營養(yǎng)價值和保健價值[7]。樟葉越桔還是一種富含咖啡酰熊果苷類物質(zhì)的特殊資源植物[8],并已成功從中分離出糖基轉(zhuǎn)移酶基因家族中的VdUGT1基因全長cDNA序列,證明糖基轉(zhuǎn)移酶VdUGT1屬于UGTs家族的一個新成員,而天然熊果苷是植物體內(nèi)的對苯二酚和 UDP葡萄糖在UGTs成員之一熊果苷合成酶的催化下生物合成而來[9],因此,樟葉越桔有望作為熊果苷天然替代品資源加以應用,具有重要的開發(fā)價值[10]。在我國,樟葉越桔主要分布于西南地區(qū),其主干直立、枝繁葉茂,嫩葉紫紅色、老葉濃綠、花序精巧美觀、土壤適應性強,且根據(jù)其野外生境,在損害生態(tài)系統(tǒng)恢復中適于巖石邊坡綠化,在城市綠化中適于道路兩旁或中央綠化帶種植,在庭院中適于草坪叢植或配置于山石[11],作為觀賞植物,樟葉越桔同樣具有廣闊的應用前景。
目前,樟葉越桔仍為野生生長狀態(tài),羅旭璐等[10]以野生樟葉越桔幼嫩帶芽莖段為外植體,通過對初代啟動培養(yǎng)、增殖及生根培養(yǎng)方案的篩選,建立了樟葉越桔的組織培養(yǎng)和快速繁殖體系。迄今為止,有關樟葉越桔種子萌發(fā)的研究尚未見報道。為此,本研究以野生樟葉越桔種子為實驗材料,通過研究不同水溫浸種、不同濃度硼酸溶液浸種、不同濃度赤霉素(GA3)浸種以及不同萌發(fā)溫度等探究對樟葉越桔種子萌發(fā)的影響,從而找出最優(yōu)的種子萌發(fā)條件,以期為樟葉越桔的物種資源保護以及進一步的綜合開發(fā)利用鄉(xiāng)土資源植物提供基礎。
1.1 試驗材料
用于試驗的樟葉越桔種子于2015年12月采自貴州省六盤水市鐘山區(qū)。采回后將果實置于陰涼通風處晾干,放入種子柜貯藏備用。樟葉越桔果實為紫黑色球形漿果,直徑6~8 mm。每顆種子3~10粒,種子褐色近圓形,種子千粒重為(0.30±0.01)g。實驗前將種子從果實中分離、清洗并晾干后備用。
1.2 試驗方法
試驗于2016年5~6月和8~9月分兩批進行。
1.2.1 不同浸種處理對樟葉越桔種子萌發(fā)的影響 試驗共設置3個浸種處理:(1)不同水溫浸種:常溫、40℃和60℃蒸餾水浸種24 h;(2)不同濃度硼酸溶液浸種:0、0.2%和0.5%硼酸溶液常溫下浸種24 h;(3)不同濃度赤霉素(GA3)溶液浸種:0 mg/L、200 mg/L、1000 mg/L和1500 mg/L GA3溶液常溫下浸種24 h。
每個處理挑選籽粒飽滿的樟葉越桔種子50粒,3次重復,用小燒杯進行24 h浸種處理,之后用蒸餾水沖洗干凈,于0.5%的高錳酸鉀溶液中消毒2.5 h,之后用蒸餾水反復沖洗干凈。采用培養(yǎng)皿濾紙法于RXZ-436B-LED人工氣候箱中進行萌發(fā)實驗,并將試驗溫度設為(25±1)℃,光照強度8000 lx,每天光照12 h。每24 h觀察并記錄種子的萌發(fā)情況,以胚根突破種皮0.5 mm作為種子發(fā)芽的標準,以每個重復發(fā)芽末期連續(xù)3天內(nèi)平均發(fā)芽數(shù)不超過1%作為試驗結(jié)束。同時根據(jù)需要適量滴加蒸餾水,保持濾紙濕潤。
1.2.2 不同培養(yǎng)溫度對樟葉越桔種子萌發(fā)的影響 實驗共設置15、20、25、30、35℃5個溫度梯度,每個梯度下每組50粒種子,3次重復。實驗種子用常溫蒸餾水浸種24 h,于0.5%的高錳酸鉀溶液中消毒2.5 h,之后用蒸餾水反復沖洗干凈。采用培養(yǎng)皿濾紙法在光照強度8000 lx,每天光照12 h的人工氣候箱中進行萌發(fā)實驗。之后每天記錄種子發(fā)芽情況,在此期間,注意補充水分,保持濾紙濕潤。
1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計
數(shù)據(jù)用Excel 2003處理,采用Origin軟件對數(shù)據(jù)進行制圖分析比較,采用spss軟件對數(shù)據(jù)進行顯著性分析。測定指標如下:
(1)萌發(fā)率=n/N×100%
其中,n為萌發(fā)的種子粒數(shù),N為供試種子;
(2)發(fā)芽勢=發(fā)芽高峰期正常發(fā)芽的種子粒數(shù)/供檢種子總數(shù)×100%[12]
(3)發(fā)芽指數(shù)=(G1/1+G2/2+…Gx/x)[13]
其中,G為每一次測定的發(fā)芽數(shù),x為連續(xù)測定對應的天數(shù);
(4)平均發(fā)芽時間=Σ(Dt×Gt)/ΣGt[14]
其中,Dt為測定發(fā)芽的天數(shù),Gt為Dt當天的發(fā)芽數(shù)。
2.1 不同水浴溫度浸種對樟葉越桔種子萌發(fā)的影響
圖1表明,不同水浴溫度浸種的樟葉越桔種子均在處理23 d后萌發(fā)率不再變化,常溫水浴浸種的種子在播種后的第8 d開始發(fā)芽,40℃水浴浸種的種子在播種后的第10 d開始發(fā)芽,兩者的日萌發(fā)率都在種子發(fā)芽后的第6 d達到最高,常溫水浴浸種種子的最終萌發(fā)率為46.67%,40℃水浴浸種種子的最終萌發(fā)率較高,為51.33%,說明40℃水浴浸種對樟葉越桔種子萌發(fā)有促進作用。而60℃水浴浸種后,種子萌發(fā)率為0,推測是由于水浴溫度過高,導致種子喪失活力。
圖1 不同水浴溫度浸種對樟葉越桔種子萌發(fā)率的影響
2.2 不同濃度GA3溶液浸種對樟葉越桔種子萌發(fā)的影響
圖2表明,不同濃度GA3溶液浸種的樟葉越桔種子均在處理23 d后萌發(fā)率不再變化,對照處理種子在播種后第11天開始發(fā)芽,不同濃度GA3溶液浸種的種子發(fā)芽時間較早,開始于播種后第8天,且日萌發(fā)率都在種子發(fā)芽后的第3~5天內(nèi)達到最高,為5.33%~6.67%。在不同濃度的GA3溶液處理條件下,以1500 mg/L GA3溶液浸種的萌發(fā)率最高,達68.67%,1000 mg/L GA3溶液處理的萌發(fā)率次之,為53.33%,而對照和200 mg/L GA3溶液處理的種子萌發(fā)率分別為50.67%和44.67%。由此可見,GA3處理可使發(fā)芽時間提前,且隨著浸種溶液中GA3濃度的增加,種子的最終萌發(fā)率也顯著增加,說明GA3有助于促進樟葉越桔種子的萌發(fā)。
圖2 不同濃度GA3溶液浸種對樟葉越桔種子萌發(fā)率的影響
2.3 不同濃度硼酸溶液浸種對樟葉越桔種子萌發(fā)的影響
不同濃度硼酸溶液浸種對樟葉越桔種子萌發(fā)的影響如圖3所示,各處理的萌發(fā)率均在處理23天后不再變化,通過硼酸浸種種子萌發(fā)時間較晚,在播種后的第10~11 d才開始發(fā)芽,三者的日萌發(fā)率都在種子發(fā)芽后的第6 d達到最高,對照處理的最終萌發(fā)率為50.67%,硼酸溶液處理的最終萌發(fā)率略高于對照,分別為51.33%、53.67%,說明硼酸溶液浸種對于樟葉越桔種子的萌發(fā)促進作用不明顯。
圖3 不同濃度硼酸溶液浸種對樟葉越桔種子萌發(fā)率的影響
2.4 不同培養(yǎng)溫度對樟葉越桔種子萌發(fā)的影響
由圖4可知,不同培養(yǎng)溫度培養(yǎng)的樟葉越桔種子均在處理23 d后萌發(fā)率不再變化,20℃和25℃條件下種子在播種后的第8天開始發(fā)芽,兩者日萌發(fā)率都在種子發(fā)芽后的第6 d達到最高,30℃條件下種子在播種后的第10 d開始發(fā)芽,其日萌發(fā)率在種子發(fā)芽后的第7 d達到最高,而15℃條件下種子萌發(fā)較遲,始于播種后的第16 d,其日萌發(fā)率在種子發(fā)芽后的第5 d達到最高。從萌發(fā)率來看,20℃條件下種子萌發(fā)率高于其他處理,為65.33%,15℃和25℃條件下萌發(fā)率分別為42.67%和49.33%,30℃條件下種子萌發(fā)率較低,僅為32.67%,35℃條件下種子喪失生活力,萌發(fā)率為0。說明樟葉越桔種子培養(yǎng)溫度不宜超過30℃,且20℃是樟葉越桔種子萌發(fā)的最適溫度。
圖4 不同培養(yǎng)溫度對樟葉越桔種子萌發(fā)率的影響
2.5 不同處理對樟葉越桔種子的萌發(fā)率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)以及平均發(fā)芽時間的影響
在不同處理條件下,種子的萌發(fā)率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)以及平均發(fā)芽時間情況見表1。從萌發(fā)率來看,在不同溫度浸種下,樟葉越桔種子在60℃浸種處理條件下萌發(fā)率為0,40℃浸種的萌發(fā)率為51.33%,與對照無顯著差異,說明此條件對提高樟葉越桔種子萌發(fā)率無顯著影響。赤霉素浸種處理中,在GA3(1500 mg/L)浸種條件下萌發(fā)率達到最高,達68.67%,顯著高于對照;而GA3(1000 mg/L)浸種條件下萌發(fā)率為53.33%,與對照無顯著差異,說明一定濃度的GA3浸種對樟葉越桔種子萌發(fā)有促進作用。不同濃度硼酸浸種處理的種子萌發(fā)率均與對照無顯著差異,說明硼酸處理不能提高樟葉越桔種子萌發(fā)率。在不同培養(yǎng)溫度條件下,20℃培養(yǎng)溫度樟葉越桔種子萌發(fā)率高達65.33%,15℃和25℃條件下萌發(fā)率分別為42.67%和49.33%,與對照無顯著差異;35℃條件下種子發(fā)芽率為0。由此可見,用1500 mg/L GA3浸種和20℃培養(yǎng)條件對提高樟葉越桔種子萌發(fā)率有顯著作用,低濃度的GA3(200 mg/L)浸種以及高培養(yǎng)溫度(30℃)對種子萌發(fā)有顯著抑制作用,過高的水浴溫度(60℃)以及培養(yǎng)溫度(35℃)則會使種子喪失生活力。
從發(fā)芽勢來看,除60℃水浴以及35℃培養(yǎng)溫度致種子喪失活力外,其余不同處理對提高樟葉越桔種子發(fā)芽勢無顯著差異。由表1可知,樟葉越桔種子在GA3濃度處理條件下平均發(fā)芽時間最低,發(fā)芽指數(shù)最大,其中以1000~1500 mg/L濃度GA3處理條件效果最好;而未經(jīng)過藥劑浸種處理,直接放置于不同溫度培養(yǎng)條件下的種子平均發(fā)芽時間最大,發(fā)芽指數(shù)較小??梢姡?000~1500 mg/L 濃度GA3浸種有利于提高雜交種子的萌發(fā)能力,縮短發(fā)芽時間。
表1 不同處理對樟葉越桔種子萌發(fā)的影響
注:表中發(fā)芽勢為種子萌發(fā)高峰期(即處理13~16 d)的萌發(fā)率,即總萌發(fā)率、發(fā)芽指靈敏和平均發(fā)芽時間均為處理23 d后的統(tǒng)計數(shù)據(jù);不同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著。
浸種具有改變種皮的透水性,加速種子吸水,促進種子萌發(fā)的作用[15]。溫水和激素處理是種子促萌常用的有效方法,能夠改善種皮透水透氣性,增強種子的抗氧化酶活性,誘導產(chǎn)生水解酶,催化種子內(nèi)貯藏物質(zhì)的分解,從而促進種子萌發(fā)[16]。蔡靜如等[17]的研究表明40℃浸種和GA3浸種處理均能顯著提高杜鵑花雜交種子的萌發(fā)率和發(fā)芽勢,而硼酸浸種無明顯作用。申瑞雪等[18]認為GA3溶液對打破烏飯樹(V.bracteatum)和短尾越橘(V.carlesii)種子休眠、提高萌發(fā)率、縮短發(fā)芽時間有顯著的效果,處理后的烏飯樹和短尾越橘種子對溫度有很高的敏感度,25℃是最佳發(fā)芽溫度,溫度升高萌發(fā)率則降低。楊洪濤等[19]研究了不同處理溫度以及GA3不同處理時間及濃度對云南越桔(V.duclouxii)種子萌發(fā)的影響,發(fā)現(xiàn)在不同溫度條件下的萌芽率差異極顯著,萌發(fā)適宜溫度為15~30℃,最適溫度為25℃;GA3不同處理濃度間的萌發(fā)率差異極顯著,不同處理時間的萌芽率差異不顯著,隨著濃度升高,萌發(fā)率降低,濃度為100 μl/L時,隨著處理時間加長,萌發(fā)率隨之升高,濃度為1000 μL/L時,隨著處理時間加長,萌發(fā)率降低。丁亦男等[20]的研究表明,GA3在50 mg/L條件下,藍莓(V.corymbosum)種子的萌發(fā)率和發(fā)芽勢最高。肖偉鳴等[21]認為,800 mg/L GA3浸種處理24 h對促進烏飯樹(V.bracteatum)種子發(fā)芽的效果最顯著。
本試驗采用不同溫度水浴、不同濃度GA3溶液、不同濃度硼酸溶液浸種和不同培養(yǎng)溫度等對樟葉越桔種子進行萌發(fā)處理,結(jié)果表明60℃浸種會導致種子死亡,喪失生活力,40℃浸種能夠提高種子的萌發(fā)率,但與常溫浸種沒有顯著差異,說明樟葉越桔種子浸種溫度不適宜超過40℃,當室溫較高時,可直接采用室溫浸種;不同濃度GA3溶液浸種對樟葉越桔種子萌發(fā)有顯著影響,用1500 mg/L GA3溶液浸種的樟葉越桔種子萌發(fā)率顯著高于其余處理,且在200~1500 mg/L范圍內(nèi),隨著GA3濃度的增加,種子的最終萌發(fā)率也顯著增加,說明赤霉素有助于促進樟葉越桔種子的萌發(fā);而0.2%和0.5%硼酸溶液浸種對種子萌發(fā)并無明顯的促進作用;不同培養(yǎng)溫度對樟葉越桔種子萌發(fā)影響較大,培養(yǎng)溫度為20℃時,樟葉越桔種子的萌發(fā)率達到最高,顯著高于其余處理,推測溫度可能是影響樟葉越桔資源分布的重要生態(tài)因子,從試驗結(jié)果看,說明樟葉越桔具有一定的抗寒性,種子萌發(fā)的適宜溫度在15~25℃之間。由于本研究的不同浸種試驗都是在25℃下開展的,而試驗表明樟葉越桔種子萌發(fā)的最適溫度為20℃,據(jù)此我們推測在GA3濃度1500 mg/L、培養(yǎng)溫度20℃條件下,樟葉越桔種子的萌發(fā)率可能還會提高,這一點有待進一步的研究。
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Effect of Different Treatments on the Seed Germination ofVacciniumDunalianum
RENGuo-xiang,TANGBiao*,OU-YANGLu-ping,ZHOUJian,ZHANGXiao-gang,HEXin-jie
(ShenzhenTechandEcology&EnvironmentCO.,LTD.,Shenzhen,Guangdong518040,China)
Seeds ofVacciniumdunalianumcollected from Liupanshui, Guizhou province were chosen as the germination test materials. Seeds were treated in different soaks such as different temperature (room temperature, 40 ℃ and 60 ℃), different concentrations of GA3(200, 1000 and 1500 mg/L), different concentrations of H3BO3(0.2% and 0.5%) and different constant culture temperatures (15、20、25、30、35℃). The results showed that germination percentage was not significant different in the room temperature and 40 ℃ water bath soaking conditions. However, the temperature of the water bath at 60 ℃ was too high, and the seed after soaking had lost its vitality. The seeds treated with GA3had significantly higher final germination percentage and shortened germination time; and their germination percentage increased along with the increase of concentrations, reaching a maximum of 68.67%. H3BO3treatments did not have effect on seed germination. The difference of germination percentage at different culture temperatures was significant. Seeds ofV.dunalianumcould germinate in a wide range of temperature from 15℃ to 30℃. The suitable temperatures for their germination were 15℃ to 25℃, and the optimum temperature was 20℃ with the maximum germination percentage of 65.33%.
Vacciniumdunalianum; Germination; GA3; H3BO3; temperature
2017-03-05;
2017-04-12
廣東省生態(tài)修復技術(shù)工程實驗室(粵發(fā)改高技術(shù)[2015]162號);深圳立體綠人輕型基質(zhì)研究工程實驗室(深發(fā)改[2016]1023號)。
Q958.1;S443.3(273)
A
1008-0457(2017)04-0049-06 國際
10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2017.04.009
*通訊作者:唐彪(1987-),男,碩士,主要研究方向:抗逆植物選育;E-mail:tangbiao@sztechand.com.cn。