， ， ， ， ， (.貴州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院， 貴陽 55005； .貴州省植物園， 貴陽 550004)

凱里杜鵑的種子特性及萌發(fā)試驗研究

楊鵬1，蔣影2，顧毓興1，桂豹1，趙財1，吳洪娥2
(1.貴州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院， 貴陽 550025； 2.貴州省植物園， 貴陽 550004)

為研究提高凱里杜鵑種子發(fā)芽率的途徑與方法，以雷公山地區(qū)采集的野生凱里杜鵑種子為試材，通過種子形態(tài)觀察，測定長寬、千粒重及吸水率，研究不同貯藏方式、不同光照時間及不同濃度赤霉素(GA3)處理對種子的發(fā)芽率及發(fā)芽勢的影響，結(jié)果表明，凱里杜鵑種子極小，千粒重僅為(0.113 4±0.000 06)g，吸水吸脹主要集中在前4 h，在一定濃度范圍內(nèi)(0～1 000 mg/L)，GA3處理及貯藏方式(室溫干藏與低溫沙藏)均對種子的發(fā)芽率及發(fā)芽勢影響不大，而光照對其影響較大，其中全光照更有利于種子的萌發(fā)。

凱里杜鵑； 種子特性； 種子萌發(fā)

凱里杜鵑(Rhododendronwestlandii)又名南海杜鵑[1]，是杜鵑花科(Ericaceae)常綠灌木或小喬木植物，主要產(chǎn)于貴州西部地區(qū)海拔1 340～1 540 m的山谷密林中，高4～5 m，胸徑15 cm；當(dāng)年生枝條為棕褐色，多年生枝條呈灰褐色；葉革質(zhì)，宿存，近于輪生，呈長圓形或長圓狀披針形，長8～14 cm，寬2.5～4 cm，頂端銳尖，基部楔形或?qū)捫ㄐ?，邊緣微反卷，上面綠色，中脈微凹陷，下面淡白色，中脈凸出，側(cè)脈不顯著[2]。目前關(guān)于凱里杜鵑植物的研究主要集中于葉表皮結(jié)構(gòu)的解剖，王玉國等[3]、唐光大等[4]對杜鵑花屬不同植物的葉表皮結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解剖觀察，結(jié)果表明，凱里杜鵑葉表皮形態(tài)特征較為特殊，具有一定的分類學(xué)意義。

凱里杜鵑具有極高的觀賞價值，很適合庭院、公園等綠化造景，目前有關(guān)凱里杜鵑的無性繁殖技術(shù)尚未見報道[5]。本實驗通過觀察凱里杜鵑種子的形態(tài)，測定種子的千粒質(zhì)量和吸水率，研究種子不同貯藏方式、不同濃度赤霉素及光照時間處理對凱里杜鵑種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢的影響，旨在探討凱里杜鵑種子的萌發(fā)特性，探索提高凱里杜鵑種子發(fā)芽率的途徑與方法，以期為凱里杜鵑的種質(zhì)保存和開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)，為凱里杜鵑的馴化引種、苗木生產(chǎn)等提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試的凱里杜鵑種子采集于貴州省雷山縣雷公山自然保護(hù)區(qū)，實驗地點為貴州大學(xué)生物技術(shù)實驗室。實驗器材包括：光照培養(yǎng)箱(常州澳華儀器有限公司，300 D)、電子天平(上海菁海儀器有限公司，F(xiàn)A 1004 N)、電熱恒溫水浴鍋(天津市泰斯特儀器有限公司，DK-98-Ⅱ)、電子顯微鏡(Olympus，BX 53)。

1.2 方 法

1.2.1 種子形態(tài)特性觀察及測定

隨機選取30粒飽滿均勻的種子，用電子顯微鏡觀察種子形態(tài)，用cellsens standard軟件拍照保存并用該軟件自帶的測量工具測定種子長度及寬度，然后分別取其平均值。千粒重測定用四分法隨機取凈種子1 000粒于分析天平稱重，8次重復(fù)取平均值。

1.2.2 種子吸水率測定

取100粒種子(去除干癟種子)，置于裝有蒸餾水的燒杯中，在電熱恒溫(25 ℃恒溫下)水浴鍋中使其吸水，每隔4 h將種子取出用吸水紙吸干種子表面水分后稱量，直到種子重量恒定，3次重復(fù)。

吸水量△W=Wt-W(Wt為吸水t時間后種子的重量，W為吸水前的重量，單位為g)；

種子吸水率(%)=△W/W×100%。

圖1 凱里杜鵑種子形態(tài)圖

1.2.3 貯藏方式對種子萌發(fā)的影響

將采集到的種子帶回實驗室后，一部分室溫干藏，另一部分低溫(4 ℃)沙藏，100 d后將種子取出，先用0.5%KMnO4溶液消毒5 min，再用蒸餾水沖洗至無色，放入墊有脫脂紗布和濾紙的培養(yǎng)皿中，每皿100粒，置于光照培養(yǎng)箱，設(shè)置每天光照12 h進(jìn)行培養(yǎng)(溫度25 ℃，濕度85%)，每天噴施1～2次蒸餾水保持種子濕潤，所有處理均設(shè)3次重復(fù)。播種后每天觀察種子發(fā)芽情況，以胚根長度超過種子直徑1/2作為萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，連續(xù)3 d無種子萌發(fā)視為萌發(fā)結(jié)束。

1.2.4 光照時間、光照時間與GA3共同作用對種子萌發(fā)影響

播種前將室溫干藏的種子用0.5%KMnO4溶液消毒5 min，再分別用不同濃度(200，400，600，800，1 000 mg/L)的GA3處理15 min，對照組用蒸餾水代替GA3，將不同濃度GA3和蒸餾水處理的種子分為3個組，每組設(shè)置3次重復(fù)，分別用全光照、半光照(光照時間12 h)及全黑暗方式培養(yǎng)，統(tǒng)計各處理發(fā)芽率及發(fā)芽勢。光照時間對種子萌發(fā)的影響以對照組統(tǒng)計數(shù)據(jù)為分析依據(jù)。

1.2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析

每24 h觀察記錄種子發(fā)芽數(shù)，在播種后的第11天記錄各處理種子的發(fā)芽勢，待種子萌發(fā)結(jié)束后統(tǒng)計其發(fā)芽率及發(fā)芽勢。

發(fā)芽率(%)=萌發(fā)種子總數(shù)/供試種子總粒數(shù)×100%。

發(fā)芽勢(%)=萌芽始11 d內(nèi)萌發(fā)種子粒數(shù)/供試種子總粒數(shù)×100%。

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007軟件進(jìn)行處理，并采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行單因素方差統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 種子的形態(tài)特征

由圖1可以看出，凱里杜鵑種子呈長橢圓形，種皮顏色為紅褐色，表面上呈不規(guī)則的細(xì)條紋，種子兩端有翅；種子細(xì)小扁平，長(2.07±0.75)mm、寬(0.41±0.04)mm，千粒重(0.113 4±0.000 06)g。

2.2種子吸水率

凱里杜鵑種子的吸水率在0～4 h內(nèi)吸水迅速(圖2)，高達(dá)12.9%，可見這一階段為吸脹期；4～24 h種子吸水變緩，這一階段為吸水緩沖期，24 h時達(dá)到最大值(14.14%)；24 h后種子吸水飽和。可見，凱里杜鵑種子的萌發(fā)過程中，種皮不是阻礙種子萌發(fā)的主要原因，前4 h就能達(dá)到總吸水率的91%，浸種24 h后達(dá)到飽和狀態(tài)，所以在種子萌發(fā)過程中，前24 h內(nèi)應(yīng)保證供給種子充足的水分。

圖2 凱里杜鵑種子吸水率

2.3 貯藏方式對凱里杜鵑種子萌發(fā)的影響

由表1可看出，室溫干藏的發(fā)芽率高于低溫干藏，但低溫干藏的發(fā)芽勢要高于室溫干藏；發(fā)芽率及發(fā)芽勢的單因素方差分析統(tǒng)計結(jié)果(表2，表3)表明，2種貯藏方式的種子發(fā)芽率及發(fā)芽勢差異均不顯著(pgt;0.05)，說明室溫干藏和低溫干藏對凱里杜鵑種子的萌發(fā)影響不大。

表1 不同貯藏方式處理對種子的萌發(fā)影響

貯藏方式發(fā)芽率(%)發(fā)芽勢(%)室溫干藏20±8．72Aa8．72±7．23Aa低溫干藏18．33±8．39Aa10±6．08Aa

注：不同大寫字母為0.01水平差異顯著，小寫字母表示0.05水平差異顯著。

表2 不同藏方式處理對種子發(fā)芽率的單因素方差分析

變異因數(shù)SSdfMSFF0．05F0．01組間4．16714．1670．0577．7121．2組內(nèi)292．667473．167總數(shù)296．8335

2.4 光照時間對凱里杜鵑種子萌發(fā)的影響

由表4可看出，凱里杜鵑種子的發(fā)芽率及發(fā)芽勢與光照時間呈正相關(guān)，黑暗培養(yǎng)的種子幾乎不萌發(fā)，全光照處理的發(fā)芽率和發(fā)芽勢都顯著高于半光照處理的，說明凱里杜鵑種子是典型的喜光型種子。發(fā)芽率及發(fā)芽勢的單因素方差分析結(jié)果(表5，表6)顯示，全光照與半光照處理種子的發(fā)芽率及發(fā)芽勢均呈顯著性差異(plt;0.05)，表明全光照處理能夠極大促進(jìn)凱里杜鵑種子的萌發(fā)。

表3 不同藏方式處理對種子發(fā)芽勢的單因素方差分析

變異因數(shù)SSdfMSFF0．05F0．01組間8．16718．1670．1837．7121．2組內(nèi)178．667444．667總數(shù)186．8335

表4 光照時間對凱里杜鵑種子萌發(fā)的影響

光照時間發(fā)芽率(%)發(fā)芽勢(%)全光照45．67±5．1323．33±4．62半光照20±8．728．72±7．23全黑暗11

表5 全光照及半光照處理對凱里杜鵑種子發(fā)芽率的單因素方差分析

變異因數(shù)SSdfMSFF0．05F0．01組間988．1671988．16719．3137．7121．2組內(nèi)204．667451．167總數(shù)1192．8335

表6 全光照及半光照處理對種子發(fā)芽勢的單因素方差分析

變異因數(shù)SSdfMSFF0．05F0．01組間368．1671368．1679．9957．7121．2組內(nèi)147．333436．833總數(shù)515．5005

2.5 光照時間及GA3共同處理對種子萌發(fā)的影響

由圖3可看出，在全光照處理試驗組中，當(dāng)GA3濃度為800 mg/L時，凱里杜鵑種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢均達(dá)到最大值，分別為40.33%和24%，但與對照組相比，發(fā)芽率降低了11.68%；半光照組中，GA3濃度為1 000 mg/L時，種子發(fā)芽率達(dá)到最大值(19%)，當(dāng)GA3濃度為800 mg/L時，種子的發(fā)芽勢達(dá)到最大值(14.33%)，表明高濃度的赤霉素對凱里杜鵑種子的萌發(fā)有促進(jìn)作用，但多重比較表明，全光照組中，GA3濃度為200 ，400 mg/L時，發(fā)芽率與對照組呈顯著差異(plt;0)，半光照處理中，GA3濃度為200 mg/L時，發(fā)芽勢較對照組呈顯著差異(plt;0)，其余處理均無顯著差異(pgt;0)，說明赤霉素處理對凱里杜鵑種子的刺激打破休眠作用不大，進(jìn)一步證明光照時間是促進(jìn)凱里杜鵑種子萌發(fā)的主要因素。

注：不同大寫字母為0.01水平差異顯著，小寫字母表示0.05水平差異顯著。圖3 光照時間及GA3共同作用對種子萌發(fā)的影響

3 討 論

3.1 種子特性與種子萌發(fā)的關(guān)系

凱里杜鵑種子屬于極細(xì)小的種子型，其內(nèi)容物及營養(yǎng)物質(zhì)含量不高，種子播種萌發(fā)后需及時補充營養(yǎng)物質(zhì)以保證正常萌發(fā)[6]；從種子的吸水率來看，凱里杜鵑種子的吸水主要集中在前4 h內(nèi)，且24 h達(dá)吸水飽和狀態(tài)，說明其種皮透性較好，由此可見，凱里杜鵑種子的萌發(fā)前浸泡24 h為宜。

3.2 光照時間及貯藏環(huán)境與種子萌發(fā)的關(guān)系

種子萌發(fā)需要適宜的環(huán)境條件，光照時間對種子順利萌發(fā)尤為重要，適宜的光照條件能較快打破種子休眠，促進(jìn)種子萌發(fā)，趙冰等對秀雅杜鵑種子的萌發(fā)試驗研究表明，全光照處理不利于秀雅杜鵑種子的萌發(fā)[7]；樊叢令等研究表明，日光照8 h比黑暗處理最終發(fā)芽率高[8]。本研究結(jié)果表明，全光照處理效果最佳，長光照處理能打破凱里杜鵑種子的休眠。

3.3 GA3處理與種子萌發(fā)的關(guān)系

GA3作為一種激素處理常用來打破種子休眠，能促進(jìn)細(xì)胞分裂和分化組織發(fā)生，促進(jìn)早期幼苗生長，在生產(chǎn)實踐中應(yīng)用較多[9-10]。有研究表明，GA3可影響胚軸生長及促進(jìn)子葉的伸展[11]。劉仁陽等[12]，陳雪梅等[13]研究表明，當(dāng)濃度為400 mg/L、浸種24 h時，雷山杜鵑種子發(fā)芽率達(dá)到最大值；黃承玲等研究表明，當(dāng)GA3濃度為500 mg/L時能明顯促進(jìn)大白杜鵑種子的萌發(fā)[14]；劉林等利用GA3對紫斑杜鵑和山花杜鵑種子進(jìn)行處理，結(jié)果表明，紫斑杜鵑種子以600 mg/L GA3浸種效果最好，而三花杜鵑種子以400，600 mg/L GA3處理效果最佳[15]。本研究結(jié)果表明，高濃度(800～1 000 mg/L)的GA3能提高凱里杜鵑種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢，但與對照組相比，發(fā)芽率和發(fā)芽勢的差異都不顯著，這可能是因為凱里杜鵑種子種皮的蠟質(zhì)層含量與GA3的滲透率具有一定的關(guān)系，具體原因需進(jìn)一步研究。

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Studies on Seed Characteristics and Seed Germination ofRhododendronwestlandii

YANGPeng1，JIANGYing2，GUYuxing1，GUIBao1，ZHAOCai1，WUHonge2

2017-01-26

貴州科學(xué)院青年科學(xué)基金“雷公山野生杜鵑種質(zhì)資源保育研究”(黔科院J合字[2014]05號)；國家自然科學(xué)基金“中國貴州野生杜鵑群落天然更新障礙機理研究”(31460136)；貴州科學(xué)院科技計劃專項“貴州省植物園植物保育展示平臺建設(shè)”(黔科院科專合字[2014]04號)。

楊 鵬(1991—)，男(土家族)，貴州思南人；碩士研究生，主要從事植物分子生物學(xué)研究；E-mail：894734163@qq.com。

吳洪娥，助理研究員，主要從事觀賞植物資源保育與利用研究；E-mail：wuhonge163@163.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.05.084

S 685.21

A

1001-4705(2017)05-0084-04