黃 寧， 劉革寧， 楊繼生， 付 超， 黃 方， 劉雄盛， 尹國平

(1.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)技術(shù)推廣總站， 南寧 530022； 2.廣西大學(xué)， 南寧 530000；3.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院/廣西優(yōu)質(zhì)用材林資源培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 南寧 530002)

種子是植物有性繁殖的基礎(chǔ)，是植物體遺傳信息的載體，植物通過種子繁殖，不斷產(chǎn)生新的變異從而適應(yīng)環(huán)境。種子休眠是植物在長期進(jìn)化過程中形成的抵御外界不良環(huán)境的保護(hù)措施，有利于保存遺傳信息，對植物本身意義重大[1]。但是部分植物種子由于休眠的原因，生產(chǎn)上出苗周期不一致，成本增加，不利于后期栽培管理。因此研究不同類型的植物種子的休眠與解除極為重要。目前，生產(chǎn)上常利用赤霉素來打破種子休眠，促進(jìn)種子萌發(fā)，但過量或過長時(shí)間施用赤霉素會(huì)抑制種子萌發(fā)，不同植物種子所需赤霉素濃度和浸種時(shí)長的合理閾值還要依靠大量試驗(yàn)來確定[2]。

楓香(LiquidambarformosanaHance)隸屬金縷梅科(Hamamelidaceae)楓香樹屬(Liquidambar)，落葉喬木，是第三紀(jì)孑遺植物[3]，主要分布于秦嶺及淮河以南各省海拔100～1 000 m的山谷和山麓地帶，是我國南方重要的鄉(xiāng)土樹種，有著“荒山先鋒樹種之稱”[4]，其葉色美觀、生長快、適應(yīng)性強(qiáng)、用途廣泛，亦是優(yōu)良的園林綠化和經(jīng)濟(jì)用材樹種，在科研、觀賞、藥用等方面都具有較高的價(jià)值[5-6]。目前，對楓香的研究主要集中在種子生物學(xué)特性[7-8]、遺傳變異及優(yōu)良家系選擇[9]、葉色變化[10]等方面，但是有關(guān)楓香種子萌發(fā)的研究較少，部分學(xué)者研究了酸脅迫[8]及溫度[6]對楓香種子萌發(fā)的影響，而赤霉素對于楓香種子萌發(fā)的影響尚未見報(bào)道。因此，本試驗(yàn)以楓香種子為材料，通過設(shè)置不同梯度的赤霉素濃度和浸種時(shí)間，研究赤霉素對其種子萌發(fā)特性的影響，旨在了解促進(jìn)楓香種子萌發(fā)的最佳赤霉素濃度和浸種時(shí)間組合，提高種子利用率，為楓香培育優(yōu)良苗木提供理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料

楓香果實(shí)于2017年11月下旬采收自廣西德?？h紅葉森林公園。采集后在室內(nèi)晾曬數(shù)天，待果實(shí)自然開裂脫出種子后，去除雜質(zhì)收集種子，置于4 ℃冰箱內(nèi)保存?zhèn)溆谩?/p>

2 試驗(yàn)方法

2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選擇籽粒飽滿健壯、大小均勻的楓香種子，置于0.2%的KMnO4溶液中消毒10 min后，用蒸餾水沖洗干凈，去除種子表面浮水后待用。試驗(yàn)設(shè)置5個(gè)赤霉素濃度(50、100、200、300、400 mg·L-1)和1個(gè)對照(清水)，將種子分別浸泡3個(gè)時(shí)長(6、12、24 h)后置入墊有兩層濾紙的培養(yǎng)皿(直徑9 cm)中，每個(gè)培養(yǎng)皿放30粒種子，重復(fù)3次。培養(yǎng)皿放置于25 ℃，持續(xù)光照，90% RH的人工氣候箱中，每天定時(shí)觀察記錄種子萌發(fā)情況，當(dāng)胚根長達(dá)到種子長度的1/2時(shí)視為發(fā)芽。

2.2 發(fā)芽指標(biāo)

萌發(fā)率(%)=(發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子總數(shù))×100%；

發(fā)芽勢(%)=(7 d內(nèi)正常發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子總數(shù))×100%；

萌發(fā)時(shí)滯(d)=第1粒種子萌發(fā)所需要的天數(shù)；

萌發(fā)歷期(d)=第1粒種子萌發(fā)至最后1粒種子萌發(fā)所經(jīng)歷的天數(shù)；

萌發(fā)指數(shù)=∑(Gt/Dt)；

式中：Gt為在發(fā)芽試驗(yàn)期內(nèi)每日發(fā)芽的種子數(shù)；Dt為相對應(yīng)的種子發(fā)芽日數(shù)。

2.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016軟件對楓香種子各萌發(fā)指標(biāo)進(jìn)行常規(guī)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和作圖。用SPSS 19.0軟件對不同處理下楓香種子各萌發(fā)指標(biāo)進(jìn)行單因素方差分析和多重比較(采用鄧肯氏新復(fù)極差法)，同時(shí)，采用雙因素方差分析赤霉素濃度、浸種時(shí)間及兩者的交互作用對種子萌發(fā)的影響。所有分析顯著性水平均設(shè)定為α=0.05。

3 結(jié)果與分析

3.1 赤霉素濃度對種子萌發(fā)的影響

從圖1可知，浸種6 h，不同濃度赤霉素處理間楓香種子萌發(fā)率、發(fā)芽勢、萌發(fā)時(shí)滯、萌發(fā)歷期均差異不顯著，萌發(fā)指數(shù)差異顯著(p<0.05)，其中100 mg·L-1赤霉素處理下種子萌發(fā)率、發(fā)芽勢、萌發(fā)指數(shù)最大，分別為85.6%、52.2%、4.6，萌發(fā)時(shí)滯最短，為4.3 d。浸種12 h，不同濃度赤霉素處理間楓香種子萌發(fā)率和萌發(fā)歷期差異不顯著，發(fā)芽勢、萌發(fā)指數(shù)、萌發(fā)時(shí)滯均差異顯著(p<0.05)，其中100 mg·L-1赤霉素處理下種子萌發(fā)率、發(fā)芽勢、萌發(fā)指數(shù)最大，分別為81.1%、70.0%、4.4，萌發(fā)時(shí)滯最短，為3.0 d。浸種24 h，不同濃度赤霉素處理間楓香種子萌發(fā)率、發(fā)芽勢、萌發(fā)指數(shù)、萌發(fā)時(shí)滯均差異顯著(p<0.05)，萌發(fā)歷期差異不顯著，其中100 mg·L-1赤霉素處理下種子萌發(fā)率、發(fā)芽勢、萌發(fā)指數(shù)最大，分別為81.1%、70.0%、4.0，萌發(fā)時(shí)滯為4.0 d。隨著赤霉素濃度的增加，3個(gè)浸種時(shí)間處理下種子萌發(fā)率、發(fā)芽勢和萌發(fā)指數(shù)均逐漸增加，在100 mg·L-1濃度時(shí)達(dá)到高峰，之后減?。幻劝l(fā)時(shí)滯則逐漸減小，在100 mg·L-1濃度時(shí)達(dá)到低谷，之后增加；萌發(fā)歷期無明顯變化規(guī)律。

3.2 不同浸種時(shí)間對種子萌發(fā)的影響

由表1可知，ck條件下，不同浸種時(shí)間各處理間種子萌發(fā)率差異極顯著(p<0.01)，發(fā)芽勢、萌發(fā)指數(shù)、萌發(fā)時(shí)滯均差異顯著(p<0.05)；赤霉素濃度為50 mg·L-1時(shí)，不同浸種時(shí)間各處理間種子萌發(fā)歷期差異顯著(p<0.05)；濃度為100 mg·L-1時(shí)，不同浸種時(shí)間各處理間種子萌發(fā)時(shí)滯差異極顯著(p<0.01)，萌發(fā)歷期差異顯著；200 mg·L-1條件下，不同浸種時(shí)間各處理間種子萌發(fā)歷期差異顯著(p<0.05)；300 mg·L-1時(shí)，不同浸種時(shí)間各處理間種子萌發(fā)率、萌發(fā)指數(shù)均呈極顯著差異(p<0.01)；400 mg·L-1時(shí)，不同浸種時(shí)間各處理間種子萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)均差異極顯著(p<0.01)。各赤霉素濃度處理下種子萌發(fā)率均以浸種6 h最高，發(fā)芽勢則均以浸種12 h最高，萌發(fā)指數(shù)均以浸種24 h最小，萌發(fā)時(shí)滯均以浸種12 h最短，萌發(fā)歷期均以浸種6 h最短。

表1 不同浸種時(shí)間對楓香種子萌發(fā)的影響Table 1 Effects of different soaking seed time on seed germination of L. formosana

隨著浸種時(shí)間的延長，各赤霉素濃度處理下種子萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)均呈逐漸減小的趨勢；種子發(fā)芽勢呈先增加后減小的趨勢；各赤霉素濃度處理下種子萌發(fā)時(shí)滯均呈先減小后增加的趨勢；濃度為300、400mg·L-1時(shí)，種子萌發(fā)歷期呈先增后減的趨勢，ck、50、100、200 mg·L-1處理下種子萌發(fā)歷期逐漸增加。

3.3 赤霉素濃度-時(shí)間效應(yīng)分析

赤霉素濃度、時(shí)間雙因素方差分析表明(表2)，浸種濃度、浸種時(shí)間及兩者間的交互作用對種子萌發(fā)率均有顯著影響(p<0.05)。由圖2可看出，5種赤霉素濃度浸泡6 h，種子萌發(fā)率差異較小，浸泡24 h種子萌發(fā)率差異較大，其中以100 mg·L-1赤霉素浸泡6 h楓香種子萌發(fā)率最高。

表2 不同濃度赤霉素和浸泡時(shí)間對楓香種子萌發(fā)率的雙因素方差分析Table 2 Two-Way ANOVA of seed germination of L. formosana under different gibberellin concentration and soaking seed time

4 結(jié)論與討論

赤霉素是一種廣泛存在的具備高度生理活性的植物激素，可誘導(dǎo)與種子萌發(fā)相關(guān)的酶的合成，并提高酶的活性，促進(jìn)種子內(nèi)部物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，為胚的發(fā)育提供營養(yǎng)，進(jìn)而促進(jìn)種子萌發(fā)[11]。大量研究表明，適量的赤霉素濃度浸種后可以提高種子活力，促進(jìn)種子萌發(fā)，而過低或過高的赤霉素濃度浸種對促進(jìn)種子萌發(fā)效果不明顯或抑制種子萌發(fā)[12-15]。因此，赤霉素對種子萌發(fā)的影響因樹種不同而異。本研究結(jié)果表明，隨著赤霉素濃度的增加，種子萌發(fā)率、發(fā)芽勢和萌發(fā)指數(shù)均呈逐漸增加的趨勢，在100 mg·L-1濃度時(shí)達(dá)到高峰，之后種子萌發(fā)率、發(fā)芽勢和萌發(fā)指數(shù)均下降，都小于ck，說明低濃度(50、100 mg·L-1)赤霉素對楓香種子具有促進(jìn)作用，高濃度(200、300、400 mg·L-1)赤霉素對楓香種子萌發(fā)具有不同程度的抑制作用。而隨著赤霉素濃度的增加種子萌發(fā)時(shí)滯呈逐漸減小的趨勢，在100mg·L-1濃度時(shí)達(dá)到低谷，之后增加，低濃度(50、100 mg·L-1)赤霉素萌發(fā)時(shí)滯均小于ck，高濃度(200、300、400 mg·L-1)赤霉素萌發(fā)時(shí)滯除了浸泡6 h外，其余2個(gè)浸種時(shí)間均大于ck，說明低濃度赤霉素對楓香種子萌發(fā)速率具促進(jìn)作用，而高濃度赤霉素浸種時(shí)間過長(>12 h)抑制種子萌發(fā)速率。這可能是高濃度赤霉素浸種在短時(shí)間內(nèi)可以增加植物細(xì)胞內(nèi)水解酶的合成，對受損的細(xì)胞進(jìn)行一定的修復(fù)，提高種子活力；而浸泡時(shí)間過長，高濃度赤霉素會(huì)引起滲透調(diào)節(jié)，降低外界溶液的滲透勢，打破種子內(nèi)源激素物質(zhì)間平衡，使種胚的生長受到抑制[16-17]。

相關(guān)研究表明，因樹種不同，赤霉素浸種時(shí)間對種子的萌發(fā)差異較大。羅登攀等[18]對蠟梅(Chimonanthuspraecox)種子萌發(fā)和彭玉輔等[19]對柳葉馬鞭草(VerbenabonariensisL.)種子萌發(fā)的研究表明，相同赤霉素濃度下，浸種6 h和12 h的處理發(fā)芽率和發(fā)芽勢均高于浸種24 h的處理，王楠等[20]對黃芪(Astragalusmembranaceus)種子萌發(fā)的研究則表明，赤霉素浸種12 h的處理，發(fā)芽率和發(fā)芽勢高于浸種6 h的處理；而宋麗琴[21]對暴馬丁香(Syringareticulatavar.amurensis)種子萌發(fā)的研究表明，相同的赤霉素處理濃度下，暴馬丁香種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率也不是隨著浸泡時(shí)間的增加一直增加，以浸泡 24 h 時(shí)最高。本研究與羅登攀等[18]和彭玉輔等[19]的研究結(jié)果類似，各赤霉素濃度條件下種子萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)均為6 h>12 h>24 h；種子發(fā)芽勢12 h>6 h>24 h，說明赤霉素浸種6 h楓香種子能得到更高的萌發(fā)率，而浸種12 h 楓香種子萌發(fā)率雖然較6 h低，但發(fā)芽整齊，出苗一致性較高，這是赤霉素濃度和浸種時(shí)間共同作用的結(jié)果，因?yàn)槌嗝顾貪舛?、浸種時(shí)間及兩者間的交互作用對楓香種子萌發(fā)率均有顯著影響，具體原因有待進(jìn)一步研究。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，100 mg·L-1赤霉素，浸泡6 h是促進(jìn)楓香種子萌發(fā)的合理組合。