激素浸种对云南松种子发芽期的胚轴和根长的影响

（西南林业大学，云南 昆明 650224）

云南松Pinus yunnanensis属松科Pinaceae松属的常绿高大乔木，是西南地区的主要造林树种之一；强阳性树种、耐干旱瘠薄、适应性强。云南省的云南松森林面积和蓄积分别约5.00×106hm2和3×108m3，占云南省森林总面积的70%和蓄积量的32%[1-2]。在其适宜的分布区内，对经济、社会和生态的可持续发展具有其它树种不可替代的重要作用[3-5]。

优质的种子是提高苗木产量和质量的必要条件，其应具有较高的活力，在田间状态下才能迅速萌发，形成生长整齐而健壮的苗木[6]。种子吸收水分和养分的部位主要是根系，其强弱程度直接影响苗木生长，根较长的苗木更容易成活和生长[7]。胚轴的长度与出土能力密切相关，直接影响种子的出苗率[8]，胚轴也是连接根和胚芽的部位，粗壮的胚轴容易将胚芽推出土面。实验主要了解吲哚乙酸（IAA）、赤霉素（GA3）和吲哚丁酸（IBA）对云南松种子发芽期的根系和胚轴生长的影响，旨在为云南松实生苗壮苗培育提供种子处理的科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

云南松种子来源于昆明市宜良县禄丰村林场的尖山林区和大理弥渡的初级无性系种子园（发芽率分别为95%和82%）；IAA、GA3和IBA均为1 g装的分析纯粉剂；采用玻璃发芽皿在实验室内开展实验实施。

1.2 方法

实验的因素包括IAA（A）、GA3（B）和IBA（C），每因素均包括4水平（实验1），并补充GA3和IBA的2因素3水平实验（实验2；表1）。根据因素水平表，采用L16(45)和L9(34)正交设计进行实验。2个产地的种子采用相同的实验设计实施，故种子产地间构成2裂区实验。

表 1 实验的因素水平Table 1 Factors and levels for experiments

根据因素水平表，实验1的因素A、B和C分别排列于第1、2和4列，第3和5列分别为A与B和A与C的交互作用。实验2的因素B和C分别排列于第1、3列，第4列为B和C的交互作用。

实验1设4次重复，每重复16个处理组合，每处理组合100粒种子，需6 400粒种子。尖山林区的种子千粒重为20.5 g，故称取140 g（约6 800粒）种子，平均分成16等分，每份8.75 g；实验2设3次重复，每重复9个处理组合，每处理组合100粒种子，需2 700粒种子，称取60 g（约3 000粒），平均分成9等分，每份6.67 g。分好的种子用纱布包裹后一起放入0.5%的高锰酸钾溶液中消毒30 min，取出用清水冲洗后置于50 ℃的水中浸泡12 h。种子消毒后，按实验设计将几种激素配制成混合溶液，浸泡种子2 h，将预处理的种子置入发芽皿中，置床后每天观测1次。弥渡种子千粒重为18.4 g，方法同尖山的。

实验室为东西坐向，一面靠窗，有双向光照的渐变现象，故实验1和2分别采用4，4，8，2，16和3，3，3，3，9的双向完全随机区组排列（图1）。实验期间，室内温度为14～22 ℃。

置皿当日为第一日，30 d时待种子发芽结束后，测量具有代表性幼苗的胚轴和根长，采用Excel、Statistical Package for the Social Science（SPSS 13.0）软件进行数据整理和方差分析[9]，应用邓肯氏（Duncan’s）法[10]进行多重比较。

图1 实验的双向随机区组排列（箭头方向表示光照由强变弱）Fig.1 Two-way randomized block design for experiments (The arrow directions were illumination intensity changed from strong to weak)

2 结果与分析

2.1 因素的不同水平组合对胚轴和根长的影响

云南松幼苗的胚轴（尖山实验1和2：3.5～3.9 cm和3.6～3.8 cm，弥渡：3.1～3.3 cm和2.8～3.3 cm）较根（尖山：2.8～3.2 cm和3.0～3.3 cm，弥渡：2.2～2.6 cm和2.3～2.8 cm）的长，而且无论胚轴或根长，两个实验均是尖山的较弥渡种子园的长（图2），说明3和2因素的水平组合对不同产地云南松种子幼苗的胚轴和根长具有相似的影响，且产地间有差异。

图2 云南松幼苗胚轴和根长（大写字母表示0.01水平的显著差异）Fig.2 Mean lengths of hypocotyls and taproots of P. yunnanensis seedlings (The capital letters indicates significant differences on α=0.01)

方差分析结果，实验1中，仅尖山处理组合间的胚轴（P≈0.000＜0.01）和根长（P=0.001＜0.01）呈现极显著的差异，其中处理组合3（GA3和IBA的浓度分别为0.10 g·L-1和0.10 g·L-1）和13（IAA和IBA的浓度分别为0.60 g·L-1和0.05 g·L-1）的胚轴极显著地长于其他的；根长则是处理组合1（对照）和15（IAA、GA3和IBA的浓度分别为 0.60 g·L-1、0.10 g·L-1和 0.15 g·L-1）的极显著地长于其他的。相反，实验2中，弥渡幼苗处理组合间的胚轴（P=0.007＜0.01）和根长（P=0.001＜0.01）呈现极显著的差异，与尖山的类似，处理组合9（GA3和IBA的浓度分别为0.15 g·L-1和0.10 g·L-1）的胚轴极显著地长于其他水平组合的；根长则是处理组合3（GA3和IBA的浓度分别为0.05 g·L-1和 0.15 g·L-1）和 9 极显著地长于其他的。两实验中都是低浓度的GA3和IBA的水平组合促进根的生长，是否低浓度的此2种外源激素有利于云南松的根生长，建议进一步实验研究。

2.2 影响胚轴和根长的主导因子及其水平间的差异

采用直观分析法[10]了解因素的主导效应及其水平对胚轴和根长的影响（表2）。实验1，IAA是影响尖山幼苗胚轴伸长的主导因子（RA(1.72)＞RA×C(1.24)＞RA×B(1.17)＞RC(1.07)＞RB(0.45)，理论优水平组合为A4B1C3，即IAA和IBA的浓度分别为0.60和0.10 g·L-1的组合；与胚轴不同，IAA和IBA的交互作用是影响尖山种子幼苗根长的主导因子（RA×C(2.01)＞RB×C(1.39)＞RB(0.95)＞RC(0.41)＞RA(0.39)，理论优水平组合为A3B1C3（IAA和 IBA 的浓度分别为 0.30 g·L-1和 0.10 g·L-1）；弥渡的与尖山的不同，IAA和IBA的交互作用是影响胚轴的伸长关键因子（RA×C(0.97)＞RB(0.88)＞RA×B(0.57)＞RC(0.46)＞RA(0.33)，理论优水平组合为A4B4C2（IAA、GA3和IBA的浓度分别为0.60 g·L-1、0.15 g·L-1和 0.15 g·L-1），IBA 则对根长的影响最大（RC(1.86)＞RA(1.82)＞RA×B(1.23)＞RA×C(1.06)＞RB(0.88)，理论优水平组合为A1B1C3，即仅用0.10 g·L-1的IBA处理种子的。以上指标的理论优水平组合均未在实际的实验中出现。

实验2中，IBA是影响尖山幼苗胚轴伸长的主导因子（RC(1.13)＞RB×C(0.79)＞RB(0.49)，理论优水平组合为B1C1（GA3和IBA的浓度均为0.05 g·L-1），而GA3对根长的影响最大（RB(1.28)＞RB×C(1.22)＞RC(1.09)，理论优水平组合为B3C1（GA3和 IBA 的浓度分别为 0.15 g·L-1和 0.05 g·L-1），均与实验结果一致。同样，弥渡的与尖山的不同，GA3和IBA的交互作用是影响胚轴伸长的主要因子（RB×C(1.68)＞RB(1.63)＞RC(1.17)，理论优水平组合为B3C2（GA3和IBA的浓度分别为0.15 g·L-1和0.10 g·L-1），与实验结果一致；与实验1的结果一致，IBA是影响弥渡幼苗根长的主导因子（RC(1.88)＞RB×C(1.79)＞RB(0.64)，理论优水平组合为B3C3（GA3和IBA的浓度均为0.15 g·L-1），未在实验中出现，而实际根最长的是B1C3，与实验1的理论优组合一致，说明实验结果的可靠性。

表 2 影响云南松种子胚轴长和根长的主导因子与优水平组合Table 2 Dominant factors and excellent level combinations of hypocotyl and taproot growth

因素水平（含区组）间方差分析结果，尖山实验1的横和纵向区组（P≈0.001＜0.01）的光照变化、IAA的4个水平间（P≈0.001＜0.01）对胚轴长具有极显著的差异影响，其中，IAA浓度为0.60 g·L-1的胚轴极显著地长于其余3个水平的（图3）；同时IAA与GA3（P=0.030＜0.05）、GA3与IBA（P=0.045＜0.05）的交互作用显著地影响胚轴伸长。说明幼苗的胚轴伸长同时对光照、IAA与IAA和GA3与IBA的交互作用具有积极的响应。同样，此实验中，纵向区组间（P=0.001＜ 0.01）、IAA与 GA3（P=0.008＜0.01）、GA3与IBA（P≈0.000＜0.01）的交互作用对幼苗根的生长具有极显著的差异影响。实验2中，IBA的3个水平间对胚轴伸长具有显著的差异影响（P=0.044＜0.05），其中，IBA浓度为0.05 g·L-1的胚轴显著地长于其余2个水平的（图3）。同时，此实验中，纵向区组间（P=0.001＜0.01）、GA3与IBA（P≈0.049＜0.05）的交互作用对幼苗根的生长具有显著的差异影响。

图3 胚轴和根长随因素水平的变化趋势Fig.3 Variation of lengths of hypocotyls and taproots with factor level differences

实验1横向区组的光照变化对弥渡种子培育幼苗的胚轴长具有极显著的差异影响（P≈0.000＜0.01）；实验2的与对尖山种子培育幼苗的类似，GA3与IBA的交互作用对幼苗胚轴的伸长具有极显著的差异影响（P=0.037＜0.05），纵向区组的光照变化则对根的生长具有显著的差异影响（P=0.023＜0.05）。从2个产地的种子，揭示了云南松幼苗生长对光照和外源激素浸种具有类似的积极响应。

2.3 胚轴和根长对种子产地的响应

种子产地作为主区，处理组合为副区进行裂区的方差分析，结果种子产地的不同，对实验1和2的胚轴和根长均具有极显著的差异影响（P≈0.000＜0.01）；处理组合间，实验2的胚轴（P=0.020＜0.05）、实验1和2的根长均具有显著的差异（P实验1=0.039＜0.05和P实验2=0.012＜0.05）；同时，主区和副区间的交互作用对实验2的胚轴（P=0.044＜0.05）、实验1和2的根长（P实验1=0.028＜0.05和P实验2=0.010＜0.05）表现出显著的差异影响。以上结果说明了不同产地的云南松种子培育幼苗的胚轴和根长对IAA、GA3和IBA（即IAA、GA3和IBA不同水平组合）的响应不尽相同，为了有效地利用外源激素处理云南松种子以达到促进幼苗期的胚轴和根长的生长，对不同产地的种子，应先进行实验的基础上，根据其影响结果再进行生产应用。

3 结论与讨论

3.1 结 论

IAA、GA3和IBA浸种对云南松种子发芽期幼苗的胚轴和根长的影响进行简要总结。（1）不同外源激素的水平组合对不同产地的幼苗胚轴和根长的影响不一致，且对光照强度的变化较为敏感。（2）3种外源激素共同处理种子，幼苗的根均较对照的长，胚轴则比对照的短，说明3者的交互作用促进根的生长而限制胚轴的伸长。（3）两个实验的胚轴均较根的长，且无论胚轴或根长，尖山的均长于弥渡种子园的。说明3和2因素的水平组合对云南松不同产地的种子发芽期间的胚轴和根生长具有相似的影响。（4）尖山3种激素处理种子，实际胚轴和根长最长的分别是IAA、GA3、IBA 的浓度为 0.0 0 g·L-1、0.10 g·L-1和0.10 g·L-1和对照的（3.9 cm和3.2 cm），2种激素（GA3和IBA）的则分别是0.05 g·L-1、0.05 g·L-1和 0.15 g·L-1、0.05 g·L-1的（3.8 cm 和3.3 cm）；弥渡的前者实际胚轴和根长最长的IAA、GA3、IBA 的浓度分别是为 0.15 g·L-1、0.15 g·L-1、0.05 g·L-1和 0.00 g·L-1、0.10 g·L-1、0.10 g·L-1的（3.3 cm和2.6 cm），2种激素（GA3和 IBA）的则为 0.15 g·L-1、0.10 g·L-1和 0.05 g·L-1、0.15 g·L-1的（3.3 cm 和 2.8 cm）。

3.2 讨论

已有的研究表明植物水提取物、温度、水分、湿度和置皿环境等均影响云南松种子发芽的相关性状[12-15]，说明云南松种子发芽过程易受外来因素的干扰。于国栋等在实验室内进行微波辐射与IBA浸种2因素3水平的L9(34)正交实验，结果IBA浸种是影响云南松种子的关键因子，微波辐射10 s和0.10 g·L-1的IBA溶液浸种提高种子发芽率，微波辐射10 s和清水浸种加速平均发芽时间和发芽指数[16]；郭樑等在全光照和75%遮荫的田间条件下进行了相同的试验，结果表明0.1 g·L-1的IBA溶液浸种促进胚根和胚轴的伸长[17]。本研究的尖山幼苗实验1的胚轴最长和弥渡的根最长也是0.10 g·L-1的IBA溶液浸种的，同样，实验2中，尖山和弥渡幼苗胚轴最长亦是此浓度的IBA溶液浸种的。不同的试验，结果均一致，证明实验的可靠性和IBA对幼苗期胚轴和根长稳定的影响。

IAA、GA3和IBA的交互作用对云南松幼苗根的伸长具有显著的促进效果，而不利于胚轴的伸长，胚轴和根长的实际优水平组合和理论最佳组合存在着差异，也许是由交互作用的复杂性导致的，也许应通过交互作用的详细分析可了解其详细的影响。同时，建议进一步开展理论优水平组合的试验和此类外源激素处理种子对苗木生长影响的研究。

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