浓H2 SO4和GA3对刺山柑种子萌发的影响

孙勤河,马 淼

浓H2 SO4和GA3对刺山柑种子萌发的影响

孙勤河,马 淼

(石河子大学生命科学学院,石河子832003)

以刺山柑为试材,将刺山柑种子置于浓硫酸中分别浸种60、70、80、90、100、110和120min,对酸蚀处理的种子,经 H2O2处理4h,然后分别用500、700、900、和1100mg/L赤霉素浸种24h后在培养箱中发芽。浓硫酸酸蚀时间为70min时出苗率最高。GA3处理浓度为700mg/L时效果最好。浓硫酸酸蚀70 min和700 mg/L GA3的处理组合对种子发芽率的提高效果最为显著(P<0.05)。

刺山柑种子;浓硫酸;赤霉素;发芽率

刺山柑(Capparisspinosa L.)系山柑科山柑属藤本植物,俗称“槌果藤”,果实称为“老鼠瓜”、“苦瓜”“野西瓜”,维语称为“波里克果”或“卡盘”,是荒漠、干旱地区极有栽培价值的抗旱植物。我国新疆各沙区分布较广,以吐鲁番盆地沙漠最多[1]。刺山柑含有挥发油、生物碱类、类黄酮类、萜类以及芥子油甙等物质[2～4],其叶、果、根皮均可入药 ,在抗菌、抗炎、抗氧化、抗高血压、降血糖血酯、利尿、治疗痛风和风湿等方面均有一定的功效[5,6]。国内外对刺山柑的研究主要集中对其的化学成分的研究,但目前有关破除刺山柑种子休眠促进萌发尚未见报道。本试验研究浓H2SO4和GA3对刺山柑种子萌发的影响。

1 材料与方法

1.1 材料

产于新疆吐鲁番的刺山柑成熟种子,千粒重为3.1126g。

1.2 方法

1)试验设计:试验为两因素完全随机设计,每处理重复3次,每重复50粒种子。

2)浓 H2SO4处理:浓 H2SO4浸种,浸种时间设7 个水平 ,分别为60、70、80、90、100、110 和120min。种子处理完后立即置流水冲洗2h,冲洗风干后供试。

3)酸蚀后种子用 H2O2浸种4h。

4)GA3处理:浸泡过 H2O2后种子分别用500、700、900、1100mg/L GA3浸种 24h。

5)处理后的种子在0.5%的次氯酸钠溶液浸泡15min,自来水冲洗2遍,蒸馏水冲洗1遍,移至基质为蛭石的盘中,放入光照培养箱培养。每天光照14h,光照强度为1000Lx。

1.3 数据测定

逐日观察种子的发芽情况,并于出现发芽的第1d起每天统计种子的发芽率,第60 d统计种子总的发芽率。

1.4 数据分析

用SPSS 11.0软件对实验数据进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 方差分析结果

刺山柑发芽率的方差分析结果见表1,由表1可知,浓 H2SO4的不同处理时间、不同浓度 GA3处理以及它们之间的交互作用对刺山柑种子发芽率的影响均极显著。

表1 刺山柑发芽率方差分析Tab.1 Variance analysis of seed germination rate

2.2 不同时间浓H2 SO4处理对刺山柑种子发芽率的影响

刺山柑种子经酸蚀处理后,种壳受到腐蚀,并在外种皮上出现很多裂纹,从而增加种子的透水和透气性,对打破刺山柑种子的休眠有很重要的作用。

由表2可知,浓 H2SO4处理时间的长短对刺山柑种子发芽率的影响显著(P<0.05),其中浓H2SO4酸蚀70min处理的发芽率最高,显著高于其他处理时间种子发芽率。当处理时间进一步延长,种子发芽率呈下降趋势,80min酸蚀种子发芽率迅速下降,这表明,浓 H2SO4酸蚀处理可以解除刺山柑种皮的机械束缚,打破休眠,使多数种子萌发,而且适当延长浓 H2SO4酸蚀的时间可以提高刺山柑种子的萌发老率,但酸蚀时间过长,则容易使种胚受伤,影响发芽。该试验的最佳酸蚀时间为70min。

表2 浓H2 SO4处理不同时间对种子发芽率的影响Tab.2 Effect of H2 SO4 on seed germination of C.spinosa

2.3 不同 GA3浓度浸泡种子对种子发芽率的影响

由表3可知,GA3溶液的浓度对刺山柑种子的发芽率有显著影响(P<0.05)。在浓度为700mg/L时,种子的发芽率最高,且显著高于其他浓度。低于或高于此浓度时,种子的发芽率均有不同的下降,这表明GA3能显著促进刺山柑种子发芽,一定范围内,种子发芽率随着 GA3浓度的升高而升高,但浓度过高促进作用有所下降,最适宜的 GA3浓度为700mg/L。用不同浓度的 GA3浸泡刺山柑种子对其出芽率有所影响。由实验数据可以得出,当 GA3浓度为700mg/L时,出芽率最高。GA3浓度过高时,将抑制出芽。

表3 不同GA3浓度浸泡种子对种子发芽率的影响Tab.3 Effect of GA3 concentration on seed germination of C.spinosa

2.4 浓H2 SO4和 GA3对种子发芽率的交互影响

从表4可知,浓 H2SO4和 GA3的交互作用对刺山柑种子发芽率的影响均显著(P<0.05),本实验结果显示,用浓 H2SO4浸种70min,再用 H2O2处理4h,再以700mg/L GA3处理,刺山柑的出芽率 最高,达68%。

表4 浓H2 SO4和 GA3对种子发芽率的交互影响Tab.4 Reciprocal effect of H2 SO4 and GA3 on seed germination of C.spinosa

3 讨论

硬实是植物界存在的普遍现象。由于硬实种子种皮的透水、透气性差和对胚生长的机械限制,导致种子休眠。酸蚀是解除许多硬实种子休眠的主要方法之一。本研究通过浓 H2SO4酸蚀能够打破刺山柑种子的休眠,提高出苗率。其作用是通过酸蚀种壳,使种壳变薄,重量减轻,消除珠孔等部位的堵物,以增强种胚与外界的透性。而且适当延长浓H2SO4酸蚀的时间可以提高刺山柑种子的出苗率,但酸蚀时间过长,则容易使种胚受伤,影响发芽。

种子休眠和萌发这一对立的矛盾主要是由脱落酸和 GA32种植物激素的消长来调节的,前者导致休眠,后者促进萌发,休眠种子中常含有高浓度的脱落酸,抑制了催化种子内贮藏物质水解的酶,因而阻碍萌发,而 GA3则促进水解酶的形成,导致贮藏物质转化为可溶状态,从而解除休眠。外源 GA3可促进内源 GA3和生长素的合成,提高种子活力。GA3溶液能促进种子萌发,其主要原因是其能促进种子萌发过程中DNA、RNA的合成。试验结果可以看出,外源 GA3有利于刺山柑种子休眠的打破,并且随着 GA3浓度的提高,刺山柑种子的发芽率也越来越高,但过高的 GA3浓度能抑制刺山柑种子发芽。

硬实种子的休眠一方面由于种皮阻碍作用而导致其透性变化引起,另一方面种子内部存在一些抑制物,如脱落酸、生物碱等物质,导致种子休眠,再者胚未完全成熟,需要进行后熟才能萌发。在打破刺山柑种子休眠方法上,首先用浓 H2SO4酸蚀种皮,增加其透性,有利于水、光、气体或溶质的交换,最后用GA3浸种使内部激素达到平衡从而达到解除休眠的目的。该试验以浓 H2SO4酸蚀70min,再用H2O2浸泡4h,最后用 700mg/L GA3浸种 24h,刺山柑种子发芽率最高。

[1]新疆生物土壤沙漠研究所.新疆药用植物志.第1册[M].乌鲁木齐:新疆人民出版社,1977:74.

[2]Khanafar M A,Sabri SS,Zarga M H.The chemical constituents of Cap paris spinosa of Jordanian origin[J].Nat Prod Res,2003,17(1):9-14.

[3]Al said M S,Abdelsattar EA,Khalifa SI,et al.Isolation and identification of an anti-inflammatory principle from Capparisspinosa[J].Pharmazie,1988,43:640-641.

[4]Bertrand M,Musa.Glucosinolate Composition of young shoots and flower buds of capers(Cap paris species)growing wild in Turkey[J].Journal of Agriculture Food and chemistry,2002,50:7323-7325.

[5]Jouad H,Haloui M,Rhiouani H,et al.Ethnophar-macological survey of medicinal plants used or the treatment of diabetes,cardiac and renal diseases in the north centre region of Morocco(Fez-Boulemane)[J].Journal of Ethnopharmacology,2001,77:175-182.

[6]Ali M,Ramachandram R,Rafiullah M R M,et al.Prevention of carbon tetrachloride-induced hepatotoxicity by the ethanol extract of Cap paris mooniif ruits in rats[J].Pharmaceutical Biology,2004,42:286-288.

Effects of Sulphur ic Acid and Gibberellins’on Seed Germination of Cap paris spinosa Seeds

SUN Qinhe,MA Miao
(College of Life Science,Shihezi University,Shihezi 832003,China)

The aim was to discuss the effect of soaking seeds by concentrated sulphuric acid(H2SO4)and gibberellin(GA3)and their interaction on seed germination of Cap paris spinosa.With Cap paris spinosa as tested material,its seeds were soaked with concentrated H2SO4for 60,70,80,90,100,110 and 120min,and the H2SO4-eroded seeds were again soaked with H2O2for 4h,and soaked with GA3at 500、700、900 and 1100mg/L for 24h,then they were put in incubator for accelerating germination.The most appropriate eroding time for concentrated H2SO4was 70 min.GA3could break the dormancy of Cap paris spinosa seeds with the optimum germination were 700 mg/L.The concentrated H2SO4and GA3showed significant interaction effect on seed germination.Among all the combination of concentrated H2SO4and GA3,the combination of 700 mg/L GA3and concentrated H2SO4eroding for 70min generated the significant effects on seed germination(P<0.05).

Cap paris spinosa;H2SO4;GA3;Germination

Q943

A

1007-7383(2010)02-0144-03

2009-04-23

孙勤河(1983-),男,硕士生,专业方向为植物资源学。

马 淼(1970-),男,教授,从事植物学研究;e-mail:miaom@shzu.edu.cn。