龙葵种子萌发特性的研究

丁雪梅，李玉梅，沈景林，赵 云，王 鹏，付婷婷，牛淑玲*

（1.吉林大学畜牧兽医学院，长春 130062；2.吉林大学农学部，长春 130062）

龙葵（Solanum nigrum Linn.），别名野葡萄、天茄子、老鸦眼睛草、苦葵等，为茄科龙葵属一年生草本植物，在全国各地均有分布。龙葵具有重要的食用价值[1-3]、药用价值[4-6]并对重金属污染土壤具有修复作用[7-8]等。我国盐碱地约占全国耕地面积的7%左右，全世界20%可耕地受到盐渍化的影响，盐害是21世纪世界农业的重要问题[9]，关于龙葵种子发芽特性的研究主要集中在光照、浸种药剂等单因素对龙葵种子萌发的影响[10]，对于多种因素对龙葵种子萌发的影响，尤其是盐胁迫对龙葵种子萌发的影响尚未见报道。促进龙葵快速发芽以及提高发芽率是提高龙葵价值潜力的关键技术之一。本文采用正交试验设计研究3个因素5个水平，即不同浸种药剂、浸泡时间以及不同浓度盐（NaCl）胁迫处理对龙葵种子发芽的影响，又采用单因素试验进一步确定龙葵种子对NaCl的耐盐能力以及复萌能力。探索环境因子对龙葵种子萌发和出苗的影响，以期探索快速繁育的方法，丰富龙葵开发利用途径。

1 材料与方法

1.1 材料

野生龙葵种子于2009年10月采集于吉林大学农学部校内，将收集的种子晾晒后室温黑暗贮藏备用。

1.2 方法

1.2.1 正交试验

选定3因素5水平见表1，采用L25（56）正交试验设计。2010年11月取干燥、颗粒饱满的供试龙葵种子，每100粒为1份，重复3次，标记1a，1b，1c～25a，25b，25c，用硫酸纸包好，铅笔标明序号，放入0.1%KMNO4溶液消毒5 min。用清水反复冲洗干净后用滤纸吸干，按正交表分别处理，沥干后放入温度为-20℃的冰箱中冰冻24 h。采用培养皿纸上置床法。在普通培养皿上铺上3层定性滤纸，作为发芽床。分别用不同浓度的NaCl溶液3 mL充分润湿滤纸后，每个培养皿均匀散入100粒种子，置于25℃恒温植物培养箱中，种子表面的光强约为6 200 lx。试验期间，滤纸始终保持湿润而无明水。每日18:00向对应的培养皿中注入3 mL各种浓度的NaCl溶液，润洗后，吸出多余的溶液，再向每个培养皿中，补加1 mL溶液，以保持盐分浓度恒定。从第1天起开始计数每天发芽的数量，从开始发芽后连续3 d没有发芽即停止计数。

表1 试验设计的因素水平Table1 Factors and levels of experiment design

1.2.2 单因素试验

为了进一步确定NaCl盐胁迫下龙葵耐盐能力，又进行了单因素试验。NaCl浓度分别为0，20，40，60，80，100，120 mmol·L-1。另取龙葵种子，每100粒为1份，重复3次，用硫酸纸包好，铅笔标明序号，放入0.1%KMNO4溶液消毒5 min。用清水反复冲洗干净，放入温度为-20℃的冰箱中冰冻24 h。每日补加溶液与发芽数量记数方法同1.2.1，发芽结束后，将未萌动的种子用蒸馏水洗去表面盐分移至培养皿中，在25℃恒温下继续发芽。

以发芽率达对照发芽率10%以下相对应的盐浓度为种子耐盐极限浓度，以发芽率达对照发芽率50%时相对应的盐浓度为种子耐盐半致死浓度[11]。

1.2.3 数据分析

发芽率、复萌率以及总发芽率的计算公式分别如下[12]：

发芽率（%）＝盐胁迫下发芽数/种子总数×100%；

复萌率（%）＝复萌发芽数/未萌发种子数×100%；

总发芽率（%）＝（盐胁迫下发芽数+复萌数）/种子总数×100%。

用SPSS10.0软件进行统计分析，用Excel作图。

2 结果与分析

2.1 浸种药剂、浸种时间和NaCl浓度对龙葵发芽率的影响

3种因素对龙葵发芽率的影响见表2。

由表2方差分析结果可以得出，浸种药剂和NaCl浓度对发芽率有显著影响（P＜0.05），而浸种时间对发芽率则没有影响（P＜0.05），影响次序为浸种药剂＝NaCl浓度＞浸种时间。由图1可知，0.1%水杨酸（20/25℃）的发芽率皆显著低于其他4个浸种药剂的发芽率（P＜0.05）。NaCl浓度 1，2（0，20 mmol·L-1）之间的发芽率无显著差异（P＞0.05），但皆高于3、4、5（40，60，80 mmol·L-1）的发芽率（P＜0.05），而这三者间差异显著（P＜0.05），即发芽率随NaCl浓度升高而呈下降的趋势（P＜0.05），发芽率在60 mmol·L-1时高于0 mmol·L-1时发芽率的50%，即龙葵种子的耐盐半致死浓度可能介于40和60 mmol·L-1之间。

表2 浸种药剂、浸种时间和NaCl浓度对龙葵种子发芽率的影响Table2 Effect of seed-soaking reagent,seed-soaking time,and NaCl concentration on germination rate of S.nigrum Linn.seeds

2.2 NaCl浓度对发芽率、复萌率以及总发芽率的影响

由图2可知，发芽率随NaCl浓度升高而呈下降趋势（P＜0.05）。

根据定义，龙葵种子耐盐半致死浓度在40和60 mmol·L-1之间，耐盐极限浓度在60和80 mmol·L-1之间。将未萌发的种子转移到蒸馏水中复萌，复萌率皆随NaCl浓度升高而呈上升的趋势（P＜0.05），不同NaCl浓度总发芽率间没有显著差异（P＞0.05）。龙葵种子复萌率皆达到10%以上，最高达到92%，总发芽率皆高于84%，这表明盐胁迫时间和强度尚未对种子产生伤害。

图2 NaCl浓度对龙葵种子发芽率、复萌率及总发芽率的影响Fig.2 Effect of NaCl concentration on germination rate,recovery rate,and total germination rate of S.nigrum Linn.seeds

3 讨论与结论

通过正交试验设计和单因素试验设计研究3种因素对龙葵种子发芽率的影响。正交试验结果表明，浸种药剂和NaCl盐浓度对发芽率有显著性影响（P＜0.05），而浸种时间对发芽率没有影响（P＞0.05），影响次序为浸种药剂＝盐浓度＞浸种时间。适量浓度的浸种药剂能有效地解除休眠，提高种子的活力，促进发芽[9,13-14]。但在本试验中，0.1%硝酸钾、0.01%赤霉素、0.3%双氧水与蒸馏水浸泡发芽率之间没有差异（P＞0.05），皆高于0.1%水杨酸浸泡下的种子发芽率（P＜0.05），这可能是盐胁迫的原因。对三角滨藜种子的研究表明，用水杨酸浸种后，在没有盐胁迫的情况下，可以增加滨藜种子的萌发率，但在有盐胁迫的情况下，水杨酸不能增加种子的萌发率，甚至加剧了盐胁迫的不利影响[15-16]。龙葵种子发芽率随NaCl浓度升高而呈下降的趋势（P＜0.05）。单因素试验确定了龙葵种子耐盐半致死浓度在40～60 mmol·L-1之间，耐盐极限浓度在60～80 mmol·L-1之间。复萌试验表明，龙葵种子在NaCl盐溶液中不萌发，但仍保持种子活力，具有发芽能力，这具有重要的生态学意义。土壤的盐分随季节呈波动性变化，当降雨导致土壤盐分含量下降时，种子即可萌发。浸种药剂与盐浓度之间的交互作用尚待进一步研究。

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