沿阶草种子萌发特性的研究

第２５卷第４期　２００６年４月　种子（，Ｓｅｅｄ）　Ｖｏ１．２５　Ｎｏ．４　Ａｐｒ．２００６　沿阶草种子萌发特性的研究　田美华　－　唐安军　宋松泉　（１．中国科学院西双版纳热带植物园　云南勐腊６６６３０３；２．中国科学院研究生院云南昆明６５０２０４）　北京　１０００３９；　３．中国科学院昆明植物研究所摘要：通过比较分析沿阶草种子在不同＂／ｇｇｚＴ￣萌发率、发芽势、平均萌发时间和萌发指数，发现温度对种子的萌发有显　著影响，其中２０／３０　ｏＣ的变温更有利于萌发。种子经不同浓度的ＧＡ３或ＣａＣＩ２处理后，其发芽势和萌发指数均有较大的　提高，以５０ｍｇ／Ｌ的ＧＡ３或１％ＣａＣＩ：处理效果最好，但对种子萌发率没有明显影响。　关键词沿阶草种子赤霉素钙萌发种子活力　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　Ｏｐｈｉｏｐｏｇｏｎ　ｊａｐｎｉｃｕｓ　Ｓｅｅｄｓ　Ｔｉａｎ　Ｍｅｉｈｕａ　一，Ｔａｎｇ　Ａｎｊｕｎ　，Ｓｏｎｇ　Ｓｏｎｇｑｕａｎ　（１．Ｘｉｓｈｕａｎｇｂａｎｎａ　Ｔｒｏｐｉｃａｌ　ｂｏｔａｎｉｃａｌ　ｇａｒｄｅｎ，Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｍｅｎｇｌｕｎ，Ｙｕｎｎａｎ　６６６３０３；　２．Ｇｒａｄｕａｔｅ　Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００３９；　３．Ｋｕｎｍｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｂｏｔａｎｙ，Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｋｕｎｍｉｎｇ　６５０２０４）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ　ｏｎ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　Ｏｐｈｉｏｐｏｇｏｎ　ｊａｐｎｉｃｕｓ　ｓｅｅｄｓ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ。ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ　ｆｌｕｃｔｕａｔｉｎｇ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（２０／３０℃），ｈａｄ　ｓｉｇｎｉｉｃａｎｔｆ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｎ　ｓｅｅｄ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｅｎｅｒｇｉｅｓ　ａｎｄ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｉｎｄｅｘｅｓ　ｏｆ　ｓｅｅｄｓ　ｔｒｅａｔｅｄ　ｂｙ　ＧＡ３　ａｎｄ　Ｃａ¨ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ｗｅｒｅ　ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ　ｅｎｈａｎｃｅｄ．Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　５０　ｍｇ／Ｌ　ＧＡ３　ｏｎ　ｓｅｅｄ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ｂｅｔｔｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈｏｓｅ　ｏｆ　ｃｋ，１００　ｍｇ／Ｌ　ａｎｄ　１５０　ｍｇ／Ｌ．Ｓｉｍｉｌａｒｌｙ，ａｍｏｎｇ　ｃｋ，０．０１％，０．１％ａｎｄ　Ｃａ¨。１％Ｃａ　ｗａｓ　ｔ｝ｌｅ　ｍｏｓｔ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ．Ｂｕｔ　ｔｌ１ｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ＧＡ　ａｎｄ　Ｃａ　ｈａｄ　ｎｏ　ｏｂｖｉｏｕｓ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｎ　ｓｅｅｄ　ｇｅｒ－　ｍｉｎａｔｉｏｎ　ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　Ｏｐｈｉｏｐｏｇｏｎ　ｊａｐｎｉｃｕｓ　ｓｅｅｄｓ　ＧＡ　Ｃａｌｃｉｕｍ　Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　Ｓｅｅｄ　ｖｉｇｏｒ　沿阶草（Ｏｐｈｉｏｐｏｇｏｎｊａｐｎｉｃｕｓ　Ｋｃｒ－Ｇａｗ１）是百合科（Ｌｉｌｉａｃｅａｅ）沿阶草属植物，在我国大部分地区均有野生分　布和栽培。该植物又名麦冬、书带草、绣敦草，是多年生常绿草本ｕ　Ｊ。沿阶草不但是应用广泛的园林地被植物，　在我国园林中有着较悠久的历史，而且是一种常用的中药材。常说的麦冬，即是沿阶草的块根。近年来关于麦冬　的药理作用研究表明，麦冬具有多种药效功能ｌ－２　Ｊ。目前，麦冬的市场需求量大，产不济销，现已成为紧销中药材　之一。可见，种植沿阶草（麦冬）具有广阔的前景。　通常，沿阶草以分株形式进行种植　］，较少利用种子进行有性繁殖，其原因可能是种子具有休眠的特性所　致　Ｊ。因此，研究沿阶草种子的萌发特性，对其生产实践有重要的意义。大量研究　表明：ＧＡ，和Ｃａ¨对种子　萌发和种子活力有重要影响，ＧＡ　能打破种子休眠，促进种子发芽；Ｃａ　不但是植物生长发育所需的营养元素，而　且是偶联胞外刺激和胞内反应的第二信使，调节植物生长发育，提高钙调素（ＣａＭ）的含量，增强种子活力。在前　人研究的基础上，除了分析不同温度与光照条件对沿阶草种子萌发的影响外，本实验着重比较研究了不同浓度的　ＣａＣ１：、不同浓度的ＧＡ，处理对沿阶草种子的萌发效应，以探讨其内在联系，从而为有性繁殖沿阶草提供理论　依据。　收稿日期：２００５—１２—２９。　基金项目：中囤科学院知识创新工程重要方向性项目（ＫＳＣＸ　２－ＳＷ—ＩＩ７）。　作者简介：田美华（１９８１～），女，硕士研究生；主要从事种子脱水耐性生理生化机理的研究。通讯作者：宋松泉；Ｅ・ｍａｉｌ：ｓｑｓｏｎｇ＠ｘｔｂｇ．ｏｒｇ．ｃｎ　・８・　维普资讯 http://www.cqvip.com

第２５卷第４期　２００６年４月　种子（Ｓｅｅｄ）　１材料与方法　１．１实验材料　实验所用种子于２００５年３月２４日采集于中国科学院西双版纳热带植物园。种子采集后，经除杂、去除果　皮，清洗后，晾干，敞口袋装，置于ｌ５　ｃ【＝种质库中备用。以下有关参数的测定均参照国际种子检验协会制定的标　准　引。　１．２实验方法　１．２．１种子萌发率的测定　将种子置于盛有１％的琼脂培养基础（不含任何营养成分）的培养皿中，然后将培养皿放于设定不同温度　（１０、１５、２５、２０／３０、３０、３５、４０　ｃ【＝）与光照（光照１４　ｈ／ｄ和全黑暗）的培养箱（ＨＰＧ一２８０　Ｂ，哈尔滨东联电子技术开发　有限公司制造）内，让其萌发，４个重复，以胚根突破种皮２　ｍｌｎ为萌发。３　ｄ后则观察、计数，直至萌发完全（霉烂　的记为无活力的种子），统计最终萌发率。　１．２．２药剂处理　（１）不同浓度的赤霉素（ＧＡ）处理：将沿阶草种子置于浓度为ｌ０、５０、１００、１５０　ｍｇ／Ｌ的ＧＡ溶液，于ｌ５　ｃ【＝下浸　泡２４　ｈ，再于２５　ｃ【＝条件下浸泡１２　ｈ，取出种子，让其自然挥发干，然后放在２５　ｃ【＝的恒温箱内进行萌发。以蒸馏水　处理为对照（ｃｋ），每处理４个重复。萌发率的统计同１．２．１。　（２）不同浓度的氯化钙（ＣａＣ１：）处理：将沿阶草种子置于浓度为０．０１％、０．１％和１％的ＣａＣ１：的溶液里，于　２５　ｃ【＝下浸泡４８　ｈ，取出放人２５　ｃ【＝的恒温箱中进行萌发。以蒸馏水为对照（ｃｋ）。萌发率的统计同１．２．１。　１．２．３测定指标　１２０　１ｏｏ　发芽率（％）＝萌发的种子数／供试种子数×１００％；　发芽势（％）：规定时间内发芽的种子数／供试种子数×１００％；　誉８Ｏ　平均萌发时间（Ｍｔ）：最终萌发所需时间（ｄ）／萌发的种子数；　萌发指数（ＧＩ）：∑（Ｇｔ／Ｄｔ），Ｇｔ为不同发芽时间（ｔ）的萌发数；　Ｄｔ为相应的发芽日（天数）。　鬟６０　｛署４０　２０　０　１０　１５　２０舢２５　３０　３５　４０　２结果与分析　２．１　温度与光照的影响　温度（℃）　图１　温度对种子萌发率的影响　８个不同温度下的最终萌发率表明，温　度是影响沿阶草种子萌发的一个重要因素　（图１）。从图１可知，沿阶草种子在恒温条　件下能很好地萌发，而变温（２０／３０。【＝，白天　表１　ＧＡ　处理对种子萌发的影响（２５℃）　３０　ｃ【＝，夜间２０　ｃ【＝）更有利于其萌发，其最适　萌发温度范围是ｌ５～３５　ｃ【＝。此外，在ｌ０～　４０　ｃ【＝范围内，随着温度的升高，种子的萌发　率先增加，后降低。这可能由于ｌ０　ｃ【＝的低温　使种子萌发受到严重的，而４０　ｃ【＝的高温　使种子活力大大降低的原因。　在２５　ｃ【＝的周期性光照（１４　ｈ／ｄ）条件下，　沿阶草种子的萌发率为９４．１％；在２５℃的　黑暗条件下的萌发率为９１．６％，由此可见，　光照对该种子萌发无显著影响。　２．２　ＧＡ，与ＣａＣ１：处理对种子萌发的影响　不同浓度的ＧＡ　与ＣａＣ１：处理对种子萌发的作用结果分别见表１和表２。从表１和表２可以看出，适当浓度　的ＧＡ，与ＣａＣ１：处理对沿阶草种子的萌发有一定的促进作用。　・９－　维普资讯 http://www.cqvip.com

第２５卷第４期　２００６年４月　种子（Ｓｅｅｄ）　Ｖｏ１．２５　Ｎｏ．４　Ａｐｒ．２００６　发芽率、发芽势、平均萌发时间和萌发指数是衡量种子活力的重要指标，发芽势高，种子活力强，在田间出苗　整齐且苗壮。在很多情况下，种子在适宜的条件下发芽率并不能代表在田间的出苗率。在种子发芽过程中，高活　力的种子发芽迅速而且整齐，低活力的种子则相反。在发芽率差异不明显的情况下，萌发指数的高低则能反应种　子活力的强弱　］。从表１可以看出，处理与对照的萌发率无明显差异，但用１Ｏ、５０、１００　ｍｇ／Ｌ　ＧＡ，的处理后，种子　的发芽率、发芽势和萌发指数都有所提高，而且５０　ｍｇ／Ｌ　ＧＡ，处理后的平均萌发时间（０．２９　ｄ）较对照（０．３１　ｄ）缩　短了。随着ＧＡ　处理浓度的升高（１０～１５０　ｍｇ／Ｌ），发芽势与萌发指数均先增加后降低，以５０　ｍｇ／Ｌ效果最好。从　表２可知，不同浓度的ＣａＣ１　处理与对照间的萌发率无明显差异，但各处理的发芽势显著高于对照，萌发指数也有　所提高，尤其是浓度为１％的处理，效果更明显。综合分析认为，各处理对种子萌发率无显著影响，５０　ｍｇ／Ｌ的　ＧＡ　和ＣａＣ１　能提高种子的活力，促进其萌发。　３讨论　在种子萌发过程中，在放置５　ｄ后，种子则开始萌发，ｌ４～２２　ｄ则完全萌发（霉烂的记为不萌发），而没表现出　休眠的特性。这可能与种子的采集季节有关。据报道，沿阶草种子有一定的休眠特性，但在５℃的低温下经历一　段时间则休眠被解除　］。在本实验中，所用种子在母株上已经历了一个温度较低的干旱冬季（温度范围约为１２　～２６℃），其休眠特性的消失无疑与此有关。可见，不同季节采集的同一物种的种子休眠特性也是有差异的，应　通过分析不同温度下的萌发率，发现变温（２Ｏ～３Ｏ℃）更有利于沿阶草种子的萌发，这可能是其对环境长期　根据试剂需要选择合适的季节采集种子。　适应的结果。在西双版纳热带植物园，昼夜温差较大，白天温度高，晚上温度低。沿阶草种子在变温下体现出较　好的萌发结果，一定程度上反应了生境效应。　ｃａ　和ＧＡ　是离体大麦糊粉层保持　一淀粉酶高生产率所必须的两个条件，其同功酶合成与分泌依赖着　Ｃａ　的存在　＇加Ｊ。　一淀粉酶是一种含Ｃａ　的金属酶，Ｃａ　对　一淀粉酶有活化和稳定的作用　Ｊ。沿阶草种子是一　种淀粉型种子。ＧＡ　能提高沿阶草种子的发芽率、发芽势和萌发指数，缩短萌发时间（表１），其促进作用可能表　现为诱导种子　一淀粉酶的合成，加速胚乳中淀粉水解，促进种子发芽。Ｃａ　能提高沿阶草种子的发芽势和萌发　指数（表２），其机理可能是Ｃａ　提高了种子的淀粉酶活性¨　Ｊ，淀粉酶活性增强，则加速贮藏物的动员和水解，　为胚的生长提供能量。　除此之外，沿阶草种子的休眠机理及其解除方法，仍须进一步的研究；化学物质处理对该种子活力的影响程　度及其生理生化机制，还值得进一步探讨。　参考文献　１梁胜．沿阶草——耐荫草坪的选择．广东园林，１９９９（２）：４＿４～４５．　２林晓，周强峰，徐德生．麦冬药理作用研究进展．上海中医药杂志，２００４，３８（６）：５９～６１．　３王淑欣．麦冬栽培管理．河北农业科技，２００４（２）：２７．　４　ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．Ｘｎｏｎｇ．ｃｏｍ／Ｔｅｃｈ／Ａｒｔｉｃｌｅ．ａｓｐ？ｉｄ＝９８０６．　５李玮，朱广廉．ＧＡｄ一淀粉酶基因表达的分子生物学．植物生理学通讯，１９９４，３０（２）：１４７～１５３．　６段咏新，宋松全，傅家瑞．钙在黄皮种子萌发中的作用．种子，１９９７，８８（２）：４—６．　７　Ｄｅｉｋｍａｎ　Ｊ，Ｊｏｎｅｓ　Ｒ　Ｌ．Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｄ—ａｍｙｌａｓｅ　ｍＲＮＡａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ　ｂｙ　ｇｉｂｂｅｒｅｌｉｃ　ａｃｉｄ　ａｎｄ　ｃａｌｃｉｕｍ　ｉｎ　ｂａｒｌｅｙ　ａｌｅｕｍｎｅ　ｌａｙｅｒｓ．Ｐｌｎｔａ　Ｐｈｙｓｉｏｌｏ－　ｇＹ，１９８５，７８：１９２～１９８．　８　Ｉｎｔｅｎａｔｒｉｏｎａｌ　Ｓｅｅｄ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（ＩＳＴＡ）．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　ｒｕｌｅｓ　ｆｏｒ　ｓｅｅｄ　ｔｅｓｔｉｎｇ，Ｒｕｌｅｓ，Ｓｅｅｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９３，２１（ｓｕｐ－　ｐ１．）：７９—２８７．　９宋松泉，程红焱，龙春林等．种子生物学研究指南．北京：科学出版社，２００５，６０～６１．　１０陈士林，卫秀英，赵新亮．赤霉素和钙对玉米种子萌发的效应．种子，２００４，２３（４）：４７～４９．　・１Ｏ・