卓飛,韋建杏,田樂宇,吳金群,鄭偉,李蓮珠
(海南省林業(yè)科學研究院(海南省紅樹林研究院),海南???571100)
紅果黃檀(Dalbergia tsoi)是豆科黃檀屬藤本植物,多生長在山坡灌叢和山谷溪流旁,國內僅產(chǎn)于海南[1]。根據(jù)《本草綱目》、《海藥本草》等古代文獻的記載為紅果黃檀屬降真香的一種[2],除了可以制香、煉香之外,還有化瘀消腫、止疼止血等功效[3]。但目前對于紅果黃檀的研究較少,主要集中在物種鑒別[4]、化學成分分析和藥理作用研究[5]等方面,關于種子繁殖的研究尚未見公開報道。
植物生長調節(jié)劑即植物外源激素,具有促進細胞分裂和器官分化、控制萌芽和休眠、疏花疏果等作用[6],是人工提取、合成的一類物質[7],有使用劑量小、效果好、毒性低等優(yōu)點[8]。適宜濃度的植物生長調節(jié)劑可破除植物休眠并促進種子萌發(fā)[9]。研究發(fā)現(xiàn),200 mg/L 的GA3處理對毛萼紫薇(Lagerstroemia balansae)種子的萌發(fā)有明顯促進作用[10];10 mg/L 的6-BA 處理對喜馬拉雅紫茉莉(Oxybaphus himalaicus)種子萌發(fā)具有明顯的促進作用,發(fā)芽率達到63.67%[11]。植物對不同生長調節(jié)劑的反應會產(chǎn)生很大的差異性,該研究選用3 種植物生長調節(jié)劑,探討生長調節(jié)劑對紅果黃檀種子萌發(fā)和生長的影響,以期為紅果黃檀的種子繁殖提供技術參考。
供試材料為海南省瓊中黎族苗族自治縣黎母山國家森林公園內采集的紅果黃檀種子,種子長約17.96 mm,寬約5.89 mm,千粒重5.20 g。
培養(yǎng)皿,玻璃杯,紗網(wǎng),濾紙,鑷子,去離子水,自來水,2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D),赤霉素(GA3),吲哚乙酸(IAA),75%酒精,95%酒精;烘箱(DHG-9145A 型),電子分析天平。
1.3.1 紅果黃檀種子的處理。去除紅果黃檀的果殼,挑選大小均一、飽滿、表面無殘缺的紅果黃檀種子,用95%酒精消毒2 min,然后立即用去離子水沖洗至少5 遍,洗凈后將種子置于濾紙上吸干水分。
1.3.2 不同濃度植物激素對紅果黃檀種子的影響。試驗選用2,4-D、IAA、GA33 種植物生長調節(jié)劑,設置5 個不同濃度梯度(表1)。將粉末狀的植物激素分別稱量后放入燒杯中,加入少量的酒精溶解后根據(jù)所需濃度加入適量的蒸餾水進行稀釋,再將蒸餾水(CK)和不同濃度的植物激素分別放入提前洗凈消過毒的玻璃杯中,蓋上杯蓋,放入消毒后的紅果黃檀種子浸泡24 h。
表1 不同濃度梯度處理組合
1.3.3 發(fā)芽處理。將浸泡后的紅果黃檀種子取出,用蒸餾水沖洗去除表面的植物生長調節(jié)劑。在培養(yǎng)皿底部鋪2層濾紙,將紅果黃檀種子均勻鋪在濾紙上,每個培養(yǎng)皿中放20 粒種子,每個處理重復3 次。噴適量的蒸餾水在濾紙上,直至濾紙完全濕潤但傾斜時不滴水,蓋上培養(yǎng)皿的蓋子。從第2 天開始觀察,觀察時根據(jù)培養(yǎng)皿中的水分狀況及時補充水分,記錄種子每天的發(fā)芽情況,發(fā)芽的標準為種子的芽突破種皮2 mm,記錄種子的發(fā)芽數(shù)量按連續(xù)3 d沒有種子發(fā)芽為標準(連續(xù)3 d 不發(fā)芽視為不發(fā)芽)[12]。試驗結束后統(tǒng)計紅果黃檀種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)、根長、芽長,根長和芽長精確到0.01 cm。
發(fā)芽率=20 d 內發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%;
發(fā)芽勢=4 d 內發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%;
發(fā)芽指數(shù)=∑Gt/Dt(Gt為t日種子發(fā)芽粒數(shù),Dt為對應的天數(shù))。
所得數(shù)據(jù)用Excel 2023 整理和作圖,用SPSS 21.0 進行差異顯著性方差分析(P<0.05)。
如圖1 所示,不同藥劑及濃度處理下,紅果黃檀種子的發(fā)芽勢不同。50 mg/L 的GA3處理下紅果黃檀發(fā)芽勢最高;300 mg/L 的2,4-D 處理下紅果黃檀發(fā)芽勢最低。
圖1 不同濃度藥劑浸種對種子發(fā)芽勢的影響
隨著3 種藥劑濃度的增加,紅果黃檀的發(fā)芽勢總體上先升高后降低。與CK 相比,GA3處理的發(fā)芽勢在濃度為50 mg/L 時顯著增加了49.51%,發(fā)芽勢達最大,為0.52。其他幾種濃度處理過的種子發(fā)芽勢與CK 相比有一定的提升,但是無顯著差異,說明GA3浸泡對紅果黃檀種子的發(fā)芽速率和發(fā)芽的整齊度都有一定的提升。各濃度的IAA處理下紅果黃檀的發(fā)芽勢與CK 相比均無顯著差異,但濃度超過100 mg/L 時會降低發(fā)芽勢,說明IAA 浸種對紅果黃檀種子發(fā)芽勢在低濃度處理時有一定的提高作用,但是濃度稍高則會產(chǎn)生反作用;50、100 mg/L 的2,4-D 處理下紅果黃檀發(fā)芽勢與CK 相比均略有增加,但沒有形成顯著差異,而紅果黃檀發(fā)芽勢在200、300 mg/L 的2,4-D 處理下分別比CK 顯著降低了34.55%、52.74%,說明當濃度大于100 mg/L 時2,4-D 浸種不能提高紅果黃檀的發(fā)芽勢,反而會降低發(fā)芽勢。
如圖2 所示,隨著GA3、2,4-D、IAA 3 種藥劑濃度的增加,紅果黃檀的發(fā)芽率總體上先升高后降低。與CK 相比,GA3在濃度為50 mg/L 時,發(fā)芽率顯著增加了36.04%,為73.01%。在各濃度IAA 處理下的紅果黃檀種子發(fā)芽率與CK 相比無顯著差異,說明IAA 浸種對紅果黃檀種子的發(fā)芽率作用很小。在50、100、200 mg/L 濃度的2,4-D 處理下的紅果黃檀發(fā)芽率與CK 相比無顯著差異;而在300 mg/L濃度的2,4-D 處理下的紅果黃檀種子發(fā)芽率與CK 相比顯著降低了24.35%,說明濃度大于200 mg/L 后,2,4-D 浸種會降低紅果黃檀的發(fā)芽率,抑制種子的發(fā)芽。
圖2 不同濃度藥劑浸種對種子發(fā)芽率的影響
如圖3 所示,不同藥劑及濃度處理下,紅果黃檀種子的發(fā)芽指數(shù)不同。50 mg/L 的GA3處理下發(fā)芽指數(shù)最高,為7.26;300 mg/L 的2,4-D 處理下發(fā)芽指數(shù)最低,為2.74。
圖3 不同濃度藥劑浸種對種子發(fā)芽指數(shù)的影響
3 種藥劑對紅果黃檀發(fā)芽指數(shù)的提高效果隨著濃度的提升均呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢。與CK 相比,GA3處理的發(fā)芽指數(shù)在濃度為50 mg/L 時顯著增加了64.63%,為7.26。各濃度IAA 處理下紅果黃檀種子的發(fā)芽指數(shù)與CK 相比無顯著差異,說明IAA 浸種對紅果黃檀種子的發(fā)芽指數(shù)的影響很小。50 mg/L、100 mg/L 的2,4-D 處理下紅果黃檀種子的發(fā)芽指數(shù)較CK 有一定提高,但差異不顯著。2,4-D 濃度為200 mg/L 和300 mg/L 時,與50 mg/L 相比分別顯著降低了40.46%、52.01%,說明當濃度超過100 mg/L后,2,4-D 浸種會對發(fā)芽指數(shù)起到較為強烈的反作用。
由表2 可知,3 種藥劑處理下紅果黃檀種子的根長和芽長均呈現(xiàn)出隨著濃度的提升先升高后降低的趨勢;根長和芽長在不同藥劑處理下,除50 mg/L 濃度處理下的芽長GA3略低于IAA 外,其他處理均為GA3效果最好。
表2 不同藥劑種類和濃度對紅果黃檀根長、芽長的影響
與CK 相比,GA3處理下的根長在各濃度下均無顯著差異,濃度為50 mg/L 時對根長和芽長的促進效果最好;IAA 浸泡的種子根長在濃度為50 mg/L 時效果最好,芽長在濃度為300 mg/L 時比CK 顯著降低了21.05%;2,4-D 浸種處理下的紅果黃檀種子在200、300 mg/L 濃度處理下根長與CK 相比顯著降低了45.22%、58.76%;芽長與CK 相比顯著降低了45.86%、51.59%。
紅果黃檀作為降真香的基源植物之一,具有很高的藥用價值和經(jīng)濟價值,使用植物外源激素能夠在一定程度上提升紅果黃檀種子的發(fā)芽率。該研究表明,濃度為50 mg/L 的GA3在幾種處理中最適宜紅果黃檀種子的萌發(fā);高濃度的2,4-D 對紅果黃檀種子的萌發(fā)起抑制效果,特別是當2,4-D 的濃度大于200 mg/L 時,種子的發(fā)芽率會顯著下降的同時,根長和芽長的生長也會受到抑制,導致后期無法正常生長而造成死亡;當IAA 濃度在0~100 mg/L時可以促進種子萌發(fā),但是作用不顯著,大于100 mg/L 則會略微抑制種子萌發(fā),但是在0~200 mg/L 范圍內對根長和芽長可以起促進作用,大于200 mg/L 會抑制根長和芽長的生長。
在研究所用的3 種植物生長調節(jié)劑中,GA3對紅果黃檀種子的效果最好,不同濃度處理下的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)都得到了提高,同時還促進了根長和芽長的生長,這可能是因為GA3誘導了與種子萌發(fā)相關酶的合成,提高了酶活性,從而促進了種子的萌發(fā)[13]。聶瑩瑩等的研究表明,隨著GA3濃度的增加,紫花苜蓿(Medicago sativa)種子萌發(fā)各項指標表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢,在50 mg/L的GA3處理下的萌發(fā)效果最好[14];黃寧等發(fā)現(xiàn)100 mg/L的GA3對楓香(Liquidambar formosana)種子的萌發(fā)效果最好,各項指標呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢。該研究與上述研究結果基本一致,紅果黃檀種子的萌發(fā)效果總體趨勢為先增加后降低,在GA3濃度為50 mg/L 時效果最好。
IAA 在低濃度時對紅果黃檀種子有一定促進作用,但是隨著濃度的升高促進作用逐漸降低,沒有產(chǎn)生顯著影響,這與劉長樂等用IAA 處理烏拉爾甘草(Glycyrrhiza uralensis)種子的研究結果相似[15]。2,4-D 在低濃度處理下可以促進細胞的生長分化,但是高濃度會產(chǎn)生強烈的抑制作用[16]。該研究顯示,高濃度的2,4-D 會顯著抑制紅果黃檀種子的萌發(fā)和后續(xù)的生長發(fā)育,造成紅果黃檀芽發(fā)育不良和根部的發(fā)育畸形。
綜上所述,GA3、IAA、2,4-D 3 種植物生長調節(jié)劑對紅果黃檀種子萌發(fā)和幼苗生長的促進作用從大到小的順序為GA3>IAA>2,4-D。50 mg/L 的GA3對紅果黃檀種子萌發(fā)和幼苗生長的促進效果最好,可在生產(chǎn)中用于促進紅果黃檀種子萌發(fā)。