俯仰臂形草种子休眠原因的研究

段新慧,罗富成，钟 声,李乔仙,薛世明,杨国荣，黄必志

(1.云南省草地动物科学研究院，云南 昆明 650212；2.云南农业大学动物科学技术学院，云南 昆明 650201)

俯仰臂形草种子休眠原因的研究

段新慧1,2,罗富成2，钟 声1,李乔仙1,薛世明1,杨国荣1，黄必志1

(1.云南省草地动物科学研究院，云南 昆明 650212；2.云南农业大学动物科学技术学院，云南 昆明 650201)

通过测定不同储存时间和浓硫酸处理的臂形草种子的发芽指标及电导率，结果表明，储存2年的俯仰臂形草种子可作为播种材料；浓硫酸处理15 min能显著(P<0.01)提高贝斯莉斯克俯仰臂形草种子的发芽势和发芽率；破除休眠的3号和深度休眠的4号种子不同部位的甲醇提取液对油菜籽的发芽试验表明，30%，50%和80%原提取液处理发芽势为0，当把提取液中甲醇蒸发提取后，4号胚和胚乳提取液处理油菜籽发芽势与CK无显著性差异(P<0.01),说明甲醇会影响植物的发芽，休眠的俯仰臂形草种子存在发芽抑制物质，抑制物主要存在于种子的稃内。

俯仰臂形草；种子休眠；抑制物质

臂形草属(Brachiaria)植物主要有珊状臂形草、俯仰臂形草、网脉臂形草、刚果臂形草等[1]，是世界热带、亚热带地区优良的放牧和水保兼用型牧草，在南、中美洲和东南亚等地区均有种植[2]。伏生俯仰臂形草(Brachiariadecumbens)又名俯仰臂形草，原产东非，云南省草地动物科学研究院1984年从澳大利亚引入俯仰臂形草贝斯莉斯克(cv.Baslilisk)，经过多年的推广，已经成为热带亚热带种植的优良牧草之一[2-4]。

国外相关研究表明，贝斯利斯克俯仰臂形草具有固氮能力[5]，在瘠薄土壤上也能较好的生长，重牧条件下，能和落花生(Arachispintoi),异叶山蚂蝗(Desmo-diumheterophyllum)和卵叶山蚂蝗(D.ovalifolium)混播形成长期稳定的草地[6]。但由于其生产成本高，加上休眠的影响，给生产带来了极大的不便。国内外学者多年来都致力于消除生产过程中休眠带来的不利影响，提高其发芽率[7，8]。贝斯莉斯克俯仰臂形草自从引进云南后，在云南普洱，西双版纳、德宏等热带地区种植多年，表现极其良好，并且与大叶千斤拔(Flemingiamacrophylla)、多年生落花生也共生良好，是热带地区替代紫茎泽兰(Ageratinaadenophorum)和飞机草(Chromolaenaodorata)的优良牧草[9]。由于臂形草种子休眠较长，有的品种休眠期长达一年的特性[10]，故新鲜的种子发芽率很低，直接播种影响田间出苗率。试验通过测定不同收获年份的贝斯莉斯克俯仰臂形草种子的发芽率、发芽势、电导率等相关指标，以区分休眠和完成休眠的种子。此外，用甲醇浸提种子，以提取液进行油菜籽种子发芽试验处理，以期确定抑制种子萌发的抑制物质，为生产提供技术参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验于2008年5～6月在云南省草地动物科学研究院实验室完成。全部材料由云南省草地动物科学研究院提供(表1)。

1.2 试验方法

1.2.1 电导率的测定 每种供试种子选取400粒大小均匀饱满的种子，用无离子水冲洗3次，100 mL无离子浸泡，每隔1 h测定1次电导率，以电导率值趋于稳定的值为计算依据，以蒸馏水为对照，所有处理均设3次重复。

表1 供试种子情况Table1 Description of the tested seeds

1.2.2 生活力、发芽势、发芽率的测定 每种供试种子选取200粒大小均匀饱满的种子，取100粒直接放置于30 ℃的光照恒温箱中进行发芽试验；另100粒用浓硫酸处理15 min后置于30 ℃的光照恒温箱中做发芽试验。10 d后统计发芽势，21 d统计发芽率，重复3次。种子生活力的测定采用文献[11]TTC方法进行，重复3次。

1.2.3 抑制物的提取与浸种试验 取1.2.2中相对发芽率最高和最低的种子，分离胚、胚乳、内稃各3.0 g。粉碎后置于盛有60 mL 80%甲醇溶液中置4 ℃冰箱中提取24 h，过滤后滤渣再用10 mL 80%甲醇液提取1 h，重复2次，滤液混合。考虑到甲醇对油菜籽萌发的影响，取一半滤液做30%，50%和80%原滤液浸种实验，另一半自然蒸发甲醇后再做浸种实验。每个重复100粒油菜籽，重复3次。

1.2.4 数据分析 数据采用SAS 9.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同收获时间种子发芽指标的差异分析

对不同收获时间的种子进行电导率和种子活力测定，经过硫酸处理和未处理的种子进行发芽实验，结果见表2。

未用硫酸处理的种子发芽率都为0，用浓硫酸处理15 min的种子发芽正常，但1999年收获的1号，2号种子没有发芽，种子活力也较低(表2)。2006，2007年收获的3、4号种子发芽率和发芽势均存在极显著差异(P<0.01)，但两年收获的种子活力差异极不显著(P>0.01)，说明种子休眠导致发芽率和发芽势差异显著。2006年收获的3号种子发芽率和发芽势都显著高于2007年收获的4号种子，说明3号种子已经基本破除了休眠，4号种子还处于深度休眠状态。

表2 不同来源的种子发芽率、发芽势和电导率Table2 The germination rate,germination vigor and conductivity of tested seeds %

注：同列不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)，下同

2007年在德宏收获的4号种子，电导率显著高于(P<0.01)1、2、3号种子，2、3号种子电导率差异不显著(P>0.01)，1号种子电导率显著高于(P<0.01)2、3号种子，显著低于(P<0.01)4号种子。

2.2 种子不同部位提取液对油菜籽发芽的影响

把破除休眠的3号种子和处于深度休眠的4号种子部分分离，用甲醇提取，提取液分两部分进行油菜籽发芽试验，30%，50%和80%原提取液溶液处理时发芽率均为0，当把提取液中的甲醇蒸发掉，残留物用定量的蒸馏水溶解进行油菜籽发芽试验，4号胚和胚乳提取液处理油菜籽的发芽势与CK无显著性差异(P>0.01)，说明甲醇抑制了油菜籽的发芽；3号种子的提取液发芽势均显著(P<0.01)低于对照，但各提取液之间无显著性差异，4号种子稃提取液油菜籽的发芽势显著低于对照和4号种子的其他提取液(表3)，说明4号种子的稃中存在影响油菜籽发芽势的物质。

表3 种子不同部位提取液对油菜籽发芽的影响Table3 Effect of extracts from different part of Brachiaria decumbens on germination of rapeseeds %

3号种子各提取液油菜籽的发芽率均显著低于(P<0.01)对照，3号种子各提取液之间比较，稃提取液显著低于(P<0.01)对照和其他部位的提取液；4号种子各提取液处理下油菜籽的发芽率也显著低于(P<0.01)对照，其中，以胚提取液发芽率最高，为82.7%，显著高于(P<0.01)4号胚乳和稃的提取液，其中，4号稃提取液油菜籽发芽率显著低于(P<0.01)胚和胚乳的提取液；3、4号种子的稃提取液对油菜籽的发芽率间差异不显著(P>0.01)，但显著低于(P<0.01)其他提取液，说明稃提取液对油菜籽发芽率的影响最大。

俯仰臂形草种子各部位甲醇提取液对油菜籽幼苗发芽率和根系发育的影响如图1～2所示，图中稃、胚乳、胚表示高度休眠4号种子的各部位；I1稃、I1胚乳、I1胚表示破除休眠3号种子的各部位。

图1 俯仰臂形草种子各部位甲醇提取液对油菜籽幼苗发芽率的影响Fig.1 Effect of methanol extracts from different part of Brachiaria decumbens on germination of rapeseeds

图2 俯仰臂形草种子各部位甲醇提取液对油菜籽幼苗根系发育的影响Fig.2 Effect of methanol extracts from different part of Brachiaria decumbens on seedling root of rapeseeds

2.3 俯仰臂形草各发芽指标相关性分析

俯仰臂形草种子各发芽指标相关性分析表明，种子发芽势和发芽率与电导率呈负相关，但相关性不显著(P>0.01)；种子的发芽率和发芽势之间存在极显著正相关(P<0.01)，发芽率和种子活力之间存在显著正相关(P<0.01)，种子活力和种子发芽势间存在显著正相关(P<0.01)。

表4 俯仰臂形草各发芽指标相关性分析Table4 Correlation analysis among germination indicators

3 讨论与结论

(1)用浓硫酸处理俯仰臂形草种子15 min后，能有效破除贝斯莉斯克俯仰臂形草种子的休眠，由于强酸能够腐蚀种皮，改变种皮的通透性，从而促进种子的萌发，利用强酸强碱处理牧草种子，能提高种子的发芽率[12，13]；利用浓硫酸处理种子同时应该注意，处理的时间因种子不同而不同，不同的种子种皮的厚度及种皮的木质化程度不一致，处理的时间太长，腐蚀到种胚，种子败育率高，处理的时间较短，种皮透性达不到萌发的需要，种子也不会萌发。

(2)国外有关作物种子贮存期间的渗透电导率特性的研究较为深入[14]，并且电导率已经发展成为一种常规的种子活力测定方法[15-17]。试验中不同俯仰臂形草种子电导率存在差异，但是不成规律性变化，影响电导率测定的因素有多方面，其主要的因素是浸种温度、浸种时间、浸种水质、种子本身的含水量以及种皮完整性等。试验用种为不同收获时间，不同来源，可能导致种皮的完整性不一定相同，所以种子的电导率不成规律性变化，但是在相关性分析中，试验种子的电导率与发芽率和发芽势成负相关。

(3)影响种子的休眠的因素很多，公认的休眠类型有：生理休眠、形态休眠、形态生理休眠、物理休眠、复合休眠[18]，大部分研究发现，种子的休眠基本由多种因素影响，热带牧草木质化程度高[19]，依据试验结果，俯仰臂形草属于复合休眠状态，其种皮不透水，并且种子中存在发芽抑制物。

(4)目前，在进行种子发芽抑制物研究时，大部分采用白菜作为发芽指示物[20，21]，笔者认为利用与研究对象不同的物种作为发芽指示物存在一定的问题，能抑制白菜发芽的抑制物不一定抑制所研究物种的发芽，反之亦然，所以存在问题有待进一步探讨。

俯仰臂形草种子储存2年是种子的最佳播种时期，当俯仰臂形草储存2年后种子休眠基本结束，可以作为播种的材料。利用浓硫酸处理贝斯莉斯克俯仰臂形草，能显著(P<0.01)提高种子的发芽势、发芽率；俯仰臂形草种子中存在休眠物质，休眠物质主要存在种子的稃中；俯仰臂形草种子各发芽指标相关性分析表明，种子发芽势和发芽率和电导率负相关，但相关性不显著(P>0.01)；种子的发芽率和发芽势间存在极显著正相关(P<0.01)，发芽率和种子活力间存在显著正相关(P<0.01)，种子活力和种子发芽势间存在显著正相关(P<0.01)。

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A preliminary study on causes of seed dormancy ofBrachiariadecumbens

DUAN Xin-hui1,2,LUO Fu-cheng2,ZHONG Sheng1,LI Qiao-xian1,XUE Shi-ming1,YANG Guo-rong1,HUANG Bi-zhi1
(1.YunnanAcademyofGrassandAnimalScience,Kunming650212,China；2.CollegeofAnimalScienceand
Technology,YunnanAgriculturalUniversity,Kunming650201,China)

The seed ofBrachiariadecumbensstored for different time was used to determine the mechanism of dormancy through testing the germination and conductivity.Results indicated that the seed storaged for twoyears were suiTablefor planting.Concentrated sulfuric acid treatment could significantly (P<0.01) improve the vigor and rate of germination.And a rapeseed germination experiment was carried out with methanol extract of different part of dormancyBrachiariadecumbensseeds and it showed that the inhibitory substances might be present in dormancy seeds,mainly in hull.And the methanol could affect the germination of rapeseeds.

Brachiariadecumbens；seed dormancy；inhibitory substances

2014-10-22；

2015-01-03

云南农业大学动物科学技术学院基金项目(DKY3P201103);现代农业产业技术体系建设专项资金(2009)资助

段新慧(1975-)，女，云南昆明人，硕士，助理研究员，主要从事牧草栽培及育种工作。 E-mail：xinhuiduan@aliyun.com 黄必志为通讯作者。

S 330.3

A

1009-5500(2015)01-0049-05