GA3、温度、光照对薄皮木种子萌发的影响

孔欣然，于雅慧，张 蓉，董开茂，郑 健

(北京农学院园林学院，北京 102206)

薄皮木Leptodermis oblongaBge.为茜草科Rubiaceae薄皮木属LeptodermisWall.落叶小灌木，因其枝条表皮薄且呈片状剥落而得名。薄皮木花形似木犀科Oleaceae中的丁香花SyringaLinn.，常呈3～7朵簇生状生于其枝顶，花冠呈淡紫红色、为漏斗状，花冠管部细长，花期6～9月，是一种极具观赏价值的野生乡土植物，其园林绿化开发前景广阔[1]。又因其株身矮小，分枝较多，故其被认为是制作盆景的好材料[2-3]。薄皮木分布于我国华北地区，尤以河北山区分布的居多，其野生种一般生长在海拔1 300m以下的石质山坡上。因此，对其开展人工繁育和引种驯化栽培研究具有重要意义。然而，目前有关薄皮木的研究仅限于盐胁迫和pH值等因素对其种子萌发的影响[4]及薄皮木的组织培养快繁技术[5]等方面，而关于薄皮木的引种栽培及应用方面的研究尚未见诸报道，为此，文中以薄皮木种子为试验材料，就不同浓度的GA3和不同的温度与光照条件对其种子萌发的影响情况[6-7]进行了试验研究，以探索促其种子萌发的最适条件，从而为薄皮木的引种栽培及推广应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2011年10月在河北省易县云蒙山从生长健壮的薄皮木上采收当年成熟的种子，净种处理后在5℃条件下贮藏。选取健康饱满、纯净的种子作为试验材料。采收地位于 115°28′E、39°20′N，属暖温带半湿润大陆性季风气候，全年平均气温为9.9～13.0℃，最热月份7月的平均气温为27.1℃，极端最高温40.3℃，无霜期185～205d，年降水量630mm，年蒸发量1 450～1 920mm，年光照时数2 696h。

1.2 试验方法

1.2.1 种子形态特征和千粒质量的观察与测定

选取健康、饱满的种子，在解剖镜下观察其外部形态特征。随机选取200粒种子，在0.001水平的电子天平上称重，重复8次，以8组数值的平均值为薄皮木种子的千粒质量。

1.2.2 GA3对种子萌发的影响

分别用0、100、500、1 000μmol/L的赤霉素溶液浸种24h，每培养皿中放置50粒饱满的种子，在光照14h与黑暗10h交替的光照条件下于25℃恒温培养箱中进行种子萌发试验，每个处理重复4次。从处理的第2天起每天观察并记录种子萌发的情况与数量，以胚根长达到1/2种长为发芽标准，直至连续两天不再有种子萌发为止，从而找出促使种子萌发的最适赤霉素浓度。

1.2.3 温度对种子萌发的影响

以不同浓度赤霉素的试验结果为依据，选用最适浓度的GA3进行温度试验。用最适浓度的GA3溶液浸种24h，然后分别置于10、15、20、25、30℃的恒温培养箱中进行种子萌发试验，每个温度处理各选取饱满种子50粒，4次重复，试验期间一直保持培养皿内湿润。从处理的第2天起每天观察并记录种子萌发的情况与数量，以胚根长达到1/2种长为发芽标准，直至连续两天不再有种子萌发为止，从而找出促使种子萌发的最适温度条件。

1.2.4 光照条件对种子萌发的影响

在前述赤霉素浓度试验和温度试验结果的基础上进行光照试验。将薄皮木种子用最适浓度的赤霉素溶液浸泡24h并置于最适的温度条件下，然后分别在光强为 0.0、24.9、35.5、67.3 µmol/(m²·s)的培养条件下进行种子萌发试验，每个光照处理各选取饱满种子50粒，4次重复，试验期间一直保持培养皿内湿润。从处理的第2天起每天观察并记录种子萌发的情况与数量，以胚根长达到1/2种长为发芽标准，直至连续两天不再有种子萌发为止，从而找出促使薄皮木种子萌发的最适光照条件。

1.3 数据处理

采用Excel软件与SPSS软件进行数据统计与分析[8]。

发芽率和发芽指数的计算公式为：

发芽率＝种子发芽数/种子总粒数×100％；

发芽指数(IG)＝Σ(Gt/Dt)。

上式中，Gt为种子置床后t日内的发芽数；Dt为相应的发芽日数。

2 结果与分析

2.2.1 种子的形态特征和千粒质量

薄皮木果实为具有4粒种子的蒴果，种子呈灰色椭球形，长为3.56～5.55mm，宽为1.32～2.32mm，果实具有与种皮分离的网状假种皮，种子的千粒质量为1.29g。

2.2.2 不同浓度的GA3对种子萌发的影响

不同浓度的赤霉素对薄皮木种子发芽率和发芽指数的影响情况分别如图1与图2所示。由图1与图2可知，以浓度分别为0、100、500、1 000μmol/L的GA3处理过的薄皮木种子其发芽率分别为57.78％、63.33％、71.81％、45.48％，其发芽指数分别为3.13、3.79、4.38、2.75，发芽率与发芽指数均呈现先上升后下降的变化趋势。由图1得知，以浓度为500μmol/L的 GA3处理的种子发芽率与以浓度为100μmol/L的 GA3处理的种子发芽率之间差异不显著，却显著高于对照(0μmol/L的GA3)和以浓度为1 000μmol/L的 GA3处理；在发芽指数方面，表现出与发芽率相同的变化规律。这说明薄皮木种子对GA3有一定的敏感性，在一定的浓度范围内，GA3对薄皮木种子的萌发具有促进作用，且随着浓度的增加，GA3对薄皮木种子萌发的促进作用逐渐增强；但达到一定浓度后，GA3对薄皮木种子的萌发反而会起抑制作用。综合以上各项发芽指标考虑，最有利于薄皮木种子萌发的GA3浓度应为100～500μmol/L。

2.2.3 不同温度条件对种子萌发的影响

用浓度为500μmol/L的GA3处理种子，不同温度条件下薄皮木种子的发芽率和发芽指数分别如图3与图4所示。由图3与图4可知，在10℃的温度条件下，其发芽率和发芽指数均为零；而在15、20、25、30℃的温度条件下薄皮木种子的发芽率分别为75.77％、74.23％、62.99％、32.71％，随着温度的升高其发芽率反而呈现降低的变化趋势，15℃条件下的发芽率显著高于25与30℃条件下的发芽率，但与20℃条件下的发芽率却无显著差异。当温度在15～30℃的范围内时，种子发芽指数随着温度的升高而呈现出先升高后下降的变化规律，其中，20℃条件下的种子发芽指数最高，为7.78，且显著高于其他3个温度处理。上述试验结果说明，促使薄皮木种子萌发的最适宜温度为20℃。

图1 不同浓度的赤霉素对薄皮木种子发芽率的影响Fig.1 Effect of different concentrations of GA3 on germination rate of Leptodermis oblonga seeds

图2 不同浓度的赤霉素对薄皮木种子发芽指数的影响Fig.2 Effect of different concentrations of GA3 on germination index of Leptodermis oblonga seeds

2.2.4 不同光照条件对种子萌发的影响

用500μmol/L的GA3处理种子并在20℃的温度条件下进行光照试验，不同光照处理下薄皮木种子的萌发结果见图5与图6。由图5与图6可知， 在 0.0、24.9、35.5、67.3μmol/(m2·s)的光照条件下薄皮木种子的发芽率分别为62.73％、72.18％、69.58％、62.61％，发芽指数分别为5.55、7.01、5.83、6.06。即在各个光照强度下薄皮木种子的发芽率与发芽指数的差异均不显著，说明光照强度对薄皮木种子萌发无显著影响，或者说薄皮木种子萌发对光强不敏感。

图3 不同温度对薄皮木种子发芽率的影响Fig.3 Effect of different temperatures on germination rate of Leptodermis oblonga seeds

图4 不同温度对薄皮木种子发芽指数的影响Fig.4 Effect of different temperatures on germination index of Leptodermis oblonga seeds

图5 不同光照强度对薄皮木种子发芽率的影响Fig.5 Effect of different illumination intensities on germination rate of Leptodermis oblonga seeds

图6 不同光照强度对薄皮木种子发芽指数的影响Fig.6 Effect of different illumination intensities on germination index of Leptodermis oblonga seeds

3 讨 论

赤霉素能够促进种子萌发，在种子萌发方面应用十分广泛[9-10]。试验中用不同浓度的赤霉素对薄皮木种子进行了预处理，结果表明，以浓度为500μmol/L的赤霉素处理的薄皮木种子其发芽率达到最大值(71.81％)，且显著高于对照(57.78％)和浓度为1 000μmol/L的赤霉素处理(45.48％)，而与浓度为100μmol/L的赤霉素处理(63.33％)之间的差异不显著；在发芽指数方面，亦以浓度为500μmol/L的GA3处理的为最高，其变化趋势与发芽率相似。试验结果表明，在一定的浓度范围内，赤霉素对薄皮木种子萌发具有促进作用[11]，而最有利于薄皮木种子萌发的GA3浓度范围为100～500μmol/L。

温度是种子萌发必要的外部条件之一，适宜的温度能够加快种子的吸水速度，并使酶促过程和呼吸作用加强，使贮藏的养分很快变成能为胚所利用的可溶性状态；同时，适宜的温度可使种皮软化，有利于种子萌发，而过高或过低的温度均不利于种子萌发甚至会使种子丧失发芽能力。关于薄皮木种子萌发的最适温度条件的研究尚未见诸报道，本试验结果表明，在20℃的温度条件下，薄皮木种子的发芽率和发芽指数均达到最大值，因此，20℃是薄皮木种子萌发的最适温度。根据种子最适萌发温度的判断标准[12-13]，试验结果进一步证明了薄皮木为喜低温型种子，其抗寒力强，在播种育苗时，可适时早播，外界环境温度在15℃以上时即可播种。

光照虽然不是所有植物种子萌发都必需的条件，但它是大多数需光性种子萌发的必需条件，光能促进或推动需光性种子的新陈代谢[14]。本试验结果表明，薄皮木种子在黑暗、光照条件下其发芽率、发芽指数均无显著差异，这一结果证明了薄皮木种子属于兼光型种子，在有、无光照条件下均可萌发，且光照的有无及光强对其种子萌发并无太明显的影响。

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