李文硯,趙 靜,周彩霞,黃麗君,蔣娟娟,周 婧,韋 優(yōu),盧美瑛
(廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院廣西南亞熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,南寧,532415)
植物外源激素是一類由人工合成且具有生理調(diào)節(jié)功能的植物生長調(diào)節(jié)劑,可以控制植物生長發(fā)育等[1]。赤霉素(GA)是生長調(diào)節(jié)類激素,在植物種子萌發(fā)等生理過程中有重要調(diào)節(jié)作用[2-3]。GA可有效打破種子休眠,促進種子萌發(fā)[4],然而不同植物種子對于外源GA的敏感性不同[5],因此探索適宜濃度的GA對促進種子萌發(fā)具有重要意義[6]。
蛋黃果LucumanervosaA.DC是山欖科蛋黃果屬(果欖屬)多年生常綠果樹,因其果肉含水量較少,粉質(zhì)狀,果肉似煮熟的雞蛋黃,故得名蛋黃果[7]。蛋黃果原產(chǎn)于古巴和南美洲熱帶地區(qū),近年來,我國各熱帶地區(qū)都有種植,部分地區(qū)已形成較大規(guī)模的種植。蛋黃果具有適應(yīng)性強,病蟲害少,樹姿優(yōu)美,果形美觀等特點,其果皮黃色,果肉營養(yǎng)豐富,富含植物多糖、淀粉、粗蛋白、維生素C以及多種人體必需的氨基酸和微量元素等[8],具有幫助消化、降脂減壓、美容養(yǎng)顏等功效,愈加受到消費者喜愛。除鮮食外,蛋黃果還可加工成果醬、奶油、飲料和果酒等[9],具有良好的國內(nèi)外市場及特色農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展?jié)搫?。早期蛋黃果常實生繁殖,故進入結(jié)果期較遲且遺傳變異性較大。嫁接繁殖可保持品種原有優(yōu)良性狀,促其生長一致,可確保早產(chǎn)豐產(chǎn)。嫁接育苗的前提是實生種苗(砧木)的繁育;但蛋黃果常規(guī)沙床催芽育苗方法往往出現(xiàn)種子發(fā)根出芽慢(約90 d),萌發(fā)率低(約60 %),根系不發(fā)達,造成移栽成活率低等問題,嚴(yán)重影響蛋黃果后續(xù)嫁接繁育工作的開展。因此,探究外源激素對蛋黃果種子萌發(fā)特性的影響,提高種子萌發(fā)率,提升種子的發(fā)芽勢,縮短種子成苗時間,對培育健壯蛋黃果實生苗和后續(xù)開展蛋黃果的繁育工作具有重要意義。
“仙桃1號”蛋黃果種子,赤霉素(GA3)、吲哚-3-乙酸(IAA)、2,4-表油菜素內(nèi)酯(EBL)、6-芐氨基嘌呤(6-BA)、萘乙酸(NAA),紗布、濾紙電子天平、游標(biāo)卡尺、燒杯、托盤、人工氣候培養(yǎng)箱等。
1.2.1 蛋黃果種子的收集 2021年1月底在廣西南亞熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所蛋黃果種質(zhì)資源圃(北緯22°20′22″,東經(jīng)106°47′11″),采摘成熟度一致的蛋黃果[10-11]果實,約10 d果實后熟后將種子剝離。挑選成熟飽滿的蛋黃果種子,先用大量清水沖洗種子表面,再用少量75%乙醇溶液浸泡40~60 s消毒,最后用蒸餾水沖洗3次,晾干備用。
1.2.2 不同濃度GA3處理 先進行種子萌發(fā)預(yù)試驗,篩選最適植物生長調(diào)節(jié)劑種類及濃度,供試植物生長調(diào)節(jié)劑包括GA3、IAA、EBL、6-BA與 NAA,發(fā)現(xiàn)除GA3外,IAA、EBL、6-BA 的促萌發(fā)作用均不顯著,而NAA具反向作用。預(yù)試驗發(fā)現(xiàn)較低濃度GA3具有促種子萌發(fā)的效果,因此分別設(shè)置0、60、80、100、120、150 mg/L GA3溶液處理,浸泡蛋黃果種子24 h后,取出種子放置于鋪放有3層濕潤紗布的塑料托盤中,每個濃度梯度重復(fù)3次,每重復(fù)種子30粒,每天在托盤中噴灑適量蒸餾水,各處理放置于28 ℃,濕度80%人工氣候培養(yǎng)箱,每天光照12 h+無光照12 h。參考段義忠[12]及呼鳳蘭[13]的方法并調(diào)整,以蛋黃果種子露白1.5~2.0 mm為萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn),處理后10 d統(tǒng)計發(fā)芽勢,20 d統(tǒng)計萌發(fā)率,30 d用游標(biāo)卡尺測量胚根與胚芽長度。發(fā)芽勢(%)=培養(yǎng)10 d后萌發(fā)種子數(shù)/90×100,萌發(fā)率(%)=培養(yǎng)20 d后萌發(fā)種子數(shù)/90×100,發(fā)芽指數(shù)=∑(每天萌發(fā)種子數(shù)/相應(yīng)的萌發(fā)天數(shù))。
采用SPSS 20.0軟件分析數(shù)據(jù)差異顯著性。
從表1可知,使用較低濃度GA3浸種后,蛋黃果種子萌發(fā)率和發(fā)芽勢均呈上升趨勢,在濃度達到100 mg/L時,發(fā)芽勢和萌發(fā)率均達到最高,分別為(57.80 ±1.91)%和(92.53±1.33)%。之后,隨著GA3濃度增加,蛋黃果種子發(fā)芽勢和萌發(fā)率反而呈下降趨勢,150 mg/L處理的種子發(fā)芽勢為(35.53±3.87)%,與對照相似;萌發(fā)率為(71.13±5.10)%,略高于對照,但無顯著性差異。
從表1可知,GA3濃度0~100 mg/L時,種子發(fā)芽指數(shù)與GA3濃度呈正相關(guān),即GA3濃度的增加,發(fā)芽指數(shù)隨之上升;GA3濃度為100 mg/L時,發(fā)芽指數(shù)最大,達到9.62±0.33,顯著高于其他處理;此后隨著GA3濃度增加發(fā)芽指數(shù)顯著降低;對照、60 mg/L及150 mg/L處理的種子發(fā)芽指數(shù)間無顯著性差異。
從表1可知,種子胚根與胚芽的長度隨GA3濃度增加而增長;濃度達到100 mg/L時,胚根及胚芽的長度均達到最高,分別為(34.74±1.83)mm和(14.43±1.43)mm,均極顯著和顯著高于對照、60 mg/L及80 mg/L處理,而這3個處理的胚根及胚芽長無顯著性差異。之后,隨著GA3濃度增加,胚根及胚芽的伸長受到明顯抑制,呈快速下降趨勢,濃度為150 mg/L時種子胚根及胚芽長度均為最低值,分別為(25.96 ±1.46)mm和(8.90±0.94)mm。
表1 不同濃度赤霉素(GA3)處理對“仙桃1號”蛋黃果種子萌發(fā)的影響
低濃度GA3可打破種子休眠,促進其萌發(fā),高濃度GA3則抑制種子萌發(fā)[14-16],但GA3濃度的高低是針對特定作物而言,不同作物種子的最適GA3濃度存在較大差異。如魚腥草種子萌發(fā)的最佳GA3處理濃度為250 mg/L,該處理濃度下魚腥草種子的發(fā)芽時間縮短、萌發(fā)率和發(fā)芽勢均達85%,均優(yōu)于對照[17];而900 mg/L GA3則是解除桃種子休眠的最適濃度[18]。本試驗結(jié)果表明,蛋黃果種子在低濃度GA3(60~150 mg/L)浸種處理后,蛋黃果種子萌發(fā)率與發(fā)芽勢呈明顯正相關(guān);濃度達到100 mg/L時,萌發(fā)率和發(fā)芽勢均達到最高,說明蛋黃果種子活力較強。發(fā)芽指數(shù)是種子活力指標(biāo),試驗結(jié)果看出,蛋黃果種子經(jīng)100 mg/L GA3處理后,種子活力達到峰值;而濃度從120 mg/L開始,種子發(fā)芽指數(shù)開始下降;濃度為150 mg/L時,種子發(fā)芽指數(shù)下滑劇烈,說明了蛋黃果種子對赤霉素有較強的敏感性。
赤霉素對于蛋黃果種子胚根及胚芽的伸長亦有較大的影響。GA3濃度為60~100 mg/L時,隨著GA3濃度升高,種子胚根及胚芽的伸長越長,幼苗的生長越好;當(dāng)GA3濃度為100 mg/L時,蛋黃果種子的胚根及胚芽長度均達到最大。說明100 mg/L GA3處理能增加種子萌發(fā)率及種子活力,還能顯著加快種子的成苗速度。
使用GA3浸種處理后,蛋黃果種子發(fā)芽勢、萌發(fā)率、發(fā)芽指數(shù)、胚根長及胚芽長均有不同程度的提高,當(dāng)濃度為100 mg/L時,各項指標(biāo)達到最高值;隨著GA3濃度的繼續(xù)提升,蛋黃果種子萌發(fā)率及幼苗伸長開始顯著下降。說明適宜濃度的GA3促進蛋黃果種子萌發(fā),高濃度GA3反而具有抑制作用。本試驗僅研究單一植物生長調(diào)節(jié)劑不同濃度對蛋黃果種子萌發(fā)的影響,因此后續(xù)研究中從多種植物生長調(diào)節(jié)劑組合著手,以期更全面地了解植物生長調(diào)節(jié)劑對蛋黃果種子萌發(fā)的作用機制。