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        不同引發(fā)處理對(duì)辣椒種子萌發(fā)的影響

        2021-11-05 02:30:38胡華冉劉廣未張芮豪鐘秋月龍洪進(jìn)
        辣椒雜志 2021年2期

        胡華冉 劉廣未 杜 磊 張芮豪 鐘秋月 龍洪進(jìn) 桂 敏*

        (1. 云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝作物研究所, 昆明 650205; 2. 云南省普洱市鎮(zhèn)沅縣者東鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心, 普洱 665000)

        辣椒是一種重要的蔬菜作物,由于其具有適應(yīng)性強(qiáng)、果期長(zhǎng)、產(chǎn)量高、營(yíng)養(yǎng)豐富、用途廣等諸多優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)在已經(jīng)成為人們廣泛栽培和研究的蔬菜品種。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)已成為世界第一大辣椒(含甜椒)生產(chǎn)國(guó)與消費(fèi)國(guó),辣椒也成為我國(guó)蔬菜產(chǎn)業(yè)中的第一大產(chǎn)業(yè)[1]。在辣椒育種過程中,有些辣椒材料的種子存在發(fā)芽緩慢、發(fā)芽率低、整齊度差等問題,特別是在低溫保存多年的種子,極不利于辣椒優(yōu)良品種選育和種業(yè)發(fā)展。因此,探索提高辣椒老化種子發(fā)芽率的方法,對(duì)提高其利用率、減少種質(zhì)資源的浪費(fèi)具有十分重要的意義。

        種子萌發(fā)領(lǐng)域的重要進(jìn)展之一是種子引發(fā)技術(shù),該技術(shù)不僅可以顯著提高種子活力,還能大大縮短種子出苗的時(shí)間、保持出苗一致性,促進(jìn)種子萌發(fā)[2]。植物種類、引發(fā)介質(zhì)、引發(fā)濃度、引發(fā)時(shí)間、引發(fā)溫度等因素對(duì)引發(fā)有很大的影響[3]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)PEG分子量越大(10 000),種子活力提高越多;且隨著分子量的增大,濃度越低(15%),引發(fā)效果越好[4];不同濃度(5、10、15、20 g/L)NaCl引發(fā)對(duì)紅花種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和速度系數(shù)均有顯著影響[5];亦有學(xué)者發(fā)現(xiàn)KCl(2%)和KH2PO4(1%)引發(fā)能顯著提高小麥種子的萌發(fā)率和出苗率[6]。此外,在引發(fā)過程中加入一定濃度的激素,也是促進(jìn)萌發(fā)的一種引發(fā)方法。目前國(guó)內(nèi)外已有報(bào)道的激素種類有赤霉素(GA3)、6-芐氨基嘌呤(6-BA)、生長(zhǎng)素(IAA)、脫落酸、油菜素內(nèi)酯、細(xì)胞分裂素等[7-9]。種子引發(fā)技術(shù)已在花卉、果樹、蔬菜、作物等方面得到廣泛應(yīng)用,成為種子科學(xué)研究領(lǐng)域研究熱點(diǎn)之一[2]。

        目前,國(guó)內(nèi)雖然已經(jīng)有辣椒種子萌發(fā)相關(guān)的研究,但利用引發(fā)技術(shù)對(duì)老化種子萌發(fā)特性方面的報(bào)道較少,本文對(duì)不同引發(fā)劑在不同濃度條件下對(duì)辣椒老化種子萌發(fā)的影響進(jìn)行研究,旨在找出辣椒老化種子發(fā)芽最適的引發(fā)條件,提高其萌發(fā)率,為充分利用辣椒老化種質(zhì)資源與其繁殖生產(chǎn)實(shí)踐提供理論依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        辣椒種子:品種為‘云干椒3號(hào)’,由云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝作物研究所茄果類產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)自主選育;試驗(yàn)用種子在低溫儲(chǔ)藏柜(8 ℃)保存約5年,平均發(fā)芽率約為25%。

        1.2 引發(fā)處理

        挑選飽滿的辣椒種子,用5%次氯酸鈉溶液消毒10 min,再用無(wú)菌水沖洗干凈。在28 ℃的恒溫培養(yǎng)箱內(nèi),將種子分別放入不同濃度的引發(fā)劑中引發(fā),濃度梯度設(shè)置見表1,以未浸泡種子為對(duì)照(CK)。每處理組50粒種子,3次重復(fù)。浸種24 h后,用蒸餾水沖洗種子4~5次,然后將種子置于濾紙表面進(jìn)行回干處理,室溫下晾干至可從指縫間滑落,再均勻平鋪在鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi),蒸餾水濕潤(rùn)。在晝/夜溫度為26 ℃/28 ℃,晝/夜光照時(shí)間為16 h/8 h,光照強(qiáng)度為80%,空氣濕度為65%的人工氣候箱內(nèi)催芽。

        表1 引發(fā)劑的浸種濃度設(shè)置

        1.3 指標(biāo)測(cè)定

        種子處理后每天觀察種子發(fā)芽情況,種子萌發(fā)以胚根突破種皮為標(biāo)準(zhǔn),自發(fā)芽試驗(yàn)開始每天記錄累計(jì)發(fā)芽數(shù),共統(tǒng)計(jì)8 d;8 d后,測(cè)定其株高、根長(zhǎng)、鮮質(zhì)量以及出苗率。并按照以下公式計(jì)算各指標(biāo):

        發(fā)芽勢(shì)% =第6 d發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100

        發(fā)芽率% =發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100

        出苗率% = 出苗數(shù)/供試種子數(shù)×100

        1.4 分析方法

        采用 EXCEL 2010 軟件進(jìn)行列表、統(tǒng)計(jì)和作圖,運(yùn)用 SPSS 19. 0 統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行 ANOVA 方差分析,采用 Duncan法進(jìn)行多重比較。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同濃度引發(fā)劑對(duì)辣椒種子每天發(fā)芽情況的影響

        由圖1可知,在4種引發(fā)劑的處理下,發(fā)芽率隨著時(shí)間的推移而增加。在6-BA不同濃度(0.05~0.30 g/L)處理下,種子的發(fā)芽率均顯著低于對(duì)照;第2~5 d,水引發(fā)(0 g/L)下的發(fā)芽率與對(duì)照無(wú)顯著差異;第6 d開始,均顯著高于對(duì)照及6-BA各處理。在GA3處理下,隨著濃度的升高,種子的發(fā)芽率表現(xiàn)出升高的趨勢(shì);第2~5 d,在0.30 g/L的GA3處理下,發(fā)芽率表現(xiàn)最高,與對(duì)照和其他處理差異顯著;第7~8 d,在GA3濃度為0.10、0.20、0.30 g/L處理間的發(fā)芽率無(wú)顯著性差異,但均顯著高于其他處理。在NaCl處理下,第2~5 d,12 g/L的NaCl處理下,其發(fā)芽率均顯著高于其他處理;5 d后,8 g/L NaCl的處理下,其每天的發(fā)芽率達(dá)到最大值,與對(duì)照和各濃度處理間差異顯著;而4 g/L、16 g/L NaCl處理下的發(fā)芽率顯著低于對(duì)照。在不同KCl濃度處理下的發(fā)芽率均顯著高于對(duì)照,其中,6 g/L KCl處理下的發(fā)芽率每天保持最大值,與其他處理差異顯著。

        圖1 不同濃度引發(fā)劑對(duì)‘云干椒3號(hào)’每天發(fā)芽率的影響

        此外,由表2可知,辣椒種子在6-BA各濃度處理下,起始發(fā)芽天數(shù)均被推遲;而在GA3、NaCl、KCl處理下,辣椒種子在第2 d均開始發(fā)芽。特別是在0~0.30 g/L GA3處理下,其濃度越高,起始發(fā)芽數(shù)也越多。

        表2 不同濃度梯度引發(fā)劑溶液對(duì)‘云干椒3號(hào)’發(fā)芽數(shù)的影響

        2.2 不同濃度引發(fā)劑對(duì)辣椒種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率的影響

        由表3可知,雖然6-BA處理(0.05~0.30 g/L)下的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率顯著低于對(duì)照和水引發(fā)處理,但在0.05 g/L 6-BA處理下,其發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽率顯著高于0.10、0.20、0.30 g/L處理。GA3處理(0.05~0.30 g/L)下的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率顯著高于對(duì)照和水引發(fā),其發(fā)芽勢(shì)在0.10、0.30 g/L處理下達(dá)到最大值,與其他處理差異顯著;而0.10~0.30 g/L處理間的發(fā)芽率無(wú)顯著差異,且高于其他處理。NaCl處理下,8 g/L處理下的發(fā)芽勢(shì)顯著高于其他處理;發(fā)芽率隨著NaCl濃度(8~16 g/L)的升高而降低,當(dāng)NaCl濃度為8 g /L時(shí)達(dá)到最大值,顯著高于對(duì)照。KCl(6~24 g/L)處理下,發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率隨著濃度的升高而降低,兩個(gè)指標(biāo)均在6 g/L達(dá)到最高值,且顯著高于對(duì)照與水引發(fā)。

        2.3 不同引發(fā)濃度對(duì)幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

        不同濃度引發(fā)劑處理對(duì)辣椒幼苗形態(tài)指標(biāo)的影響見表3。從表3可以看出,6-BA處理下,除了0.10、0.30 g/L處理下的鮮質(zhì)量外,其他各處理下的株高、根長(zhǎng)、鮮質(zhì)量、出苗率均顯著低于對(duì)照,且株高、根長(zhǎng)在0.05~0.30 g/L處理間沒有產(chǎn)生顯著影響。GA3(0.05~0.30 g/L)處理下的鮮質(zhì)量、出苗率明顯優(yōu)于對(duì)照,但株高、根長(zhǎng)低于對(duì)照;鮮質(zhì)量、株高、根長(zhǎng)在0.10 g/L的GA3處理下達(dá)到最大值,而出苗率在0.30 g/L處達(dá)到最大值。NaCl處理下,株高、根長(zhǎng)在4 g/L達(dá)到最大值,但明顯低于對(duì)照;而鮮質(zhì)量隨著NaCl濃度(4~12 g/L)的升高而增加,明顯優(yōu)于對(duì)照;其出苗率在8 g/L、12 g/L處理下,顯著高于對(duì)照。KCl處理下,株高、根長(zhǎng)隨濃度的升高而增加,但均低于對(duì)照;鮮質(zhì)量明顯優(yōu)于對(duì)照,在KCl濃度為12 g/L的處理下達(dá)到最大值;出苗率在KCl各處理濃度下(6~24 g/L)均顯著高于對(duì)照,在18 g/L處理下達(dá)到最大值。

        表3 不同濃度引發(fā)劑對(duì)‘云干椒3號(hào)’種子萌發(fā)期各指標(biāo)的影響

        3 討論與結(jié)論

        有報(bào)道采取浸種引發(fā)方式使種子獲得較高的發(fā)芽率,縮短發(fā)芽時(shí)間[10-12]。植物激素浸種不僅破壞妨礙種子萌發(fā)的活性物質(zhì),還有利于種子吸水萌發(fā)。例如,GA3可打破種子休眠,促進(jìn)生長(zhǎng)素類物質(zhì)的合成,提高種子內(nèi)淀粉酶活性,加快種子代謝活動(dòng),從而提高種子發(fā)芽能力,但有一定的濃度范圍,超過該范圍會(huì)出現(xiàn)抑制作用[13]。本文研究分析,GA3(0.05~0.30 g/L)能有效促進(jìn)辣椒種子萌發(fā),中低濃度(0.10、0.20 g/L)處理的效果均優(yōu)于高濃度(0.30 g/L)處理,此結(jié)果與屈海泳等[14]的研究結(jié)果類似,適宜濃度GA3處理效果較好,高濃度處理效果下降,甚至抑制萌發(fā)。

        6-BA作為一種細(xì)胞分裂素,可以促進(jìn)細(xì)胞分裂、誘導(dǎo)芽分化,有利于種子的萌發(fā);還可調(diào)控營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在植物體內(nèi)的運(yùn)輸、促進(jìn)新陳代謝,進(jìn)而促進(jìn)種子出苗。6-BA已經(jīng)應(yīng)用在茄子、萵苣、苦瓜、秋葵等作物上,研究結(jié)果表明,在一定程度上可以提高種子的萌發(fā)能力,但作物不同,萌發(fā)所需的6-BA濃度不同[13-15]。本試驗(yàn)中,6-BA濃度在0.05~0.30 g/L范圍內(nèi)對(duì)辣椒種子進(jìn)行浸種處理,其發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、株高及根長(zhǎng)均顯著低于對(duì)照,與姚美妮[16]試驗(yàn)認(rèn)為0.05 g/L、0.10 g/L 6-BA溶液處理種子效果相對(duì)較好的結(jié)果存在較大差距,推測(cè)一方面是因?yàn)槔苯贩N子低溫保存時(shí)間較長(zhǎng),老化嚴(yán)重導(dǎo)致其對(duì)激素的敏感性發(fā)生改變,可能降低了促進(jìn)萌發(fā)的濃度;另一方面重要的原因是本試驗(yàn)中所設(shè)置的濃度范圍可能超出了6-BA促進(jìn)此辣椒品種萌發(fā)的最適濃度范圍,縮小其濃度范圍是否有助于該辣椒種子的萌發(fā)尚有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。

        此外,大量研究表明,用NaCl和KCl鹽溶液對(duì)小麥、水稻、甜瓜、番茄、油菜等作物浸種處理,可以在種子中形成適宜的代謝反應(yīng),提高種子萌發(fā)性能和幼苗形態(tài)的建立[17-19]。本研究得到的結(jié)果與之類似,不管是NaCl還是KCl,萌發(fā)指標(biāo)和幼苗指標(biāo)均在適宜濃度處理下顯著高于對(duì)照。其中,KCl處理對(duì)促進(jìn)辣椒老化種子萌發(fā)、提高辣椒幼苗質(zhì)量的效果較好。

        綜上所述,用不同濃度的KCl、NaCl以及GA3浸種24 h既能獲得較高的發(fā)芽率,又能促進(jìn)幼苗的形態(tài)建成,是促進(jìn)辣椒老化種子萌發(fā)、縮短其萌發(fā)時(shí)間的較優(yōu)方法。其中,GA3效果最優(yōu),KCl次之,NaCl隨后。本研究不僅改變了辣椒老化種子的萌發(fā)特性,也對(duì)幼苗形態(tài)建成持續(xù)影響。造成這種現(xiàn)象的可能原因如下:在浸種時(shí)引發(fā)劑能夠活化種子的內(nèi)源激素,活化的內(nèi)源激素能激活潛在的酶系統(tǒng),進(jìn)而加速老化種子內(nèi)的生理物質(zhì)代謝;此外,在浸種時(shí)外源激素被種子以某種方式存儲(chǔ)起來,浸種干擾了植株的正常代謝,在形態(tài)建成期再逐漸釋放,導(dǎo)致形態(tài)建成期出現(xiàn)差異[21]。

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