植物生长调节剂对冷藏4年的甘蔗种子发芽的影响

植物生长调节剂对冷藏4年的甘蔗种子发芽的影响

朱建荣1，2，刘家勇1，2，赵培方1，2，赵 俊1，2，陈学宽1，2，吴才文1，2*

(1.云南省农业科学院甘蔗研究所，云南开远 661699；2.云南省甘蔗遗传育种重点实验室，云南开远 661699)

摘要[目的]了解植物生长调节剂赤霉素(GA3)、吲哚丁酸(IBA)和6-苄基腺嘌呤(6-BA)浸种对甘蔗种子发芽的影响。[方法]研究不同时间和浓度的外源GA3、IBA和6-BA对冷藏4年的甘蔗实生苗种子发芽率和发芽势的影响。[结果]与对照相比，GA3促进甘蔗种子发芽与幼苗生长的最佳浓度为100 mg/L，而IBA和6-BA植物生长调节剂的理想浓度分别为50和10 mg/L，其中100 mg/L GA3促进甘蔗种子发芽和幼苗生长的效果最好。[结论]一定浓度的GA3、IBA、6-BA浸种均可提高甘蔗种子的发芽率，促进种子发芽。

关键词甘蔗；种子发芽；植物生长调节剂；发芽率

中图分类号S482.8

基金项目国家产业技术体系项目(CARS-20-1-1)；云南省科技创新人才计划项目(2014HC015)；云南省科技惠民计划(农业)项目(2014RA059)；云南省重点新产品计划项目(2012BB014)。

作者简介朱建荣(1983- )，女，河南开封人，助理研究员，硕士，从事甘蔗遗传育种研究。*

收稿日期2015-08-17

Effects of Plant Growth Regulators on Seed Germination of Sugarcane (Saccharumofficinalum) in 4 Years of Cold Storage

ZHU Jian-rong1,2, LIU Jia-rong1,2, ZHAO Pei-fang1,2, WU Cai-wen1,2*et al(1. Sugar Research Institute of Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Kaiyuan, Yunnan 661699; 2. Yunnan Key Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement, Kaiyuan, Yunnan 661699)

Abstract[Objective]The aim was to understand effects of plant growth regulators like GA3, IBA and 6-BA on seed germination of S. officinalum. [Method]Effects of different concentrations of GA3, IBA and 6-BA under different soaking time on seed germination of S. officinalum in 4 years cold storage were studied. [Result]Compared with CK, the treatment with 100 mg/L GA3 could obviously enhance the seeds germination and seed growth. However, 50 mg/L IBA and 10 mg/L 6-BA were ideal concentration for seeds to grow. Among them, 100 mg/L GA3 could promote seeds germination and seeding growth of sugarcane seeds best. [Conclusion] GA3, IBA and 6-BA in a certain range of concentration could improve germination rate and germination vigor of sugarcane seeds.

Key wordsSugarcane; Seed germination; Plant growth regulators; Germination rate

甘蔗杂交种子是确保甘蔗选育种工作顺利进行的重要基础，为了保持甘蔗花穗种子活力，目前主要是采用冰箱保存[1]，而随着储藏时间的延长，甘蔗种子的发芽力逐渐降低[2]。为了打破种子休眠，提高种子活力，利用植物生长调节剂刺激种子萌发得到广泛研究，并取得理想成果[3-6]。低浓度赤霉素可以使蔗芽萌发早、提高发芽率已有研究[7]，但利用植物生长调节剂影响甘蔗种子发芽的研究少有报道。为此，笔者研究了不同时间和浓度的外源GA3、IBA和6-BA浸种对甘蔗种子发芽的影响，旨在为提高甘蔗种子田间出苗整齐度和发芽成苗能力、甘蔗种子发芽的生理生化研究以及植物生长调节剂在甘蔗种子的应用提供理论依据。

1材料与方法

1.1材料试验材料甘蔗实生苗种子由云南省农业科学院甘蔗研究所瑞丽育种站于2011年1月提供，2011年3月起用保鲜袋封口保存于云南省农业科学院甘蔗研究所生理实验室-18 ℃冷柜中，湿度为50%。试剂购自云南昆明云科生物技术有限公司。

1.2试验设计试验于2015年4月在云南省农业科学院甘蔗研究所生理实验室进行。将GA3、IBA和6-BA分别用少量乙醇和盐酸溶解后，以蒸馏水配成浓度分别为100、200、300 mg/L，25、50、100、200 mg/L和5、10、25、50 mg/L的溶液。在0.001 水平的电子天平上称0.1 g甘蔗种子，用纱布包好，取包有纱布的种子分别置于盛有50 ml不同浓度的GA3、IBA和6-BA溶液的烧杯中，每个浓度的浸种时间分别为24和48 h，以清水浸种作为对照，每个浸种3次重复。浸种时间到，用蒸馏水冲洗种子，随机放在铺有4层滤纸的培养皿中，加蒸馏水浸润(以倾斜时皿底无溶液聚合为宜)，在光照14 h与黑暗10 h 交替的光照条件下，于温度为30 ℃和湿度为60%的恒温培养箱中进行种子萌发试验。

1.3测定项目与方法从浸种的第2天起每天观察并记录种子萌发的情况，以苗突破种皮2 mm以上作为发芽标准，第3、7天分别统计发芽势、发芽率，第15天随机测量10棵幼苗的苗高和根长。

发芽势=3 d后萌发种子粒数/供试种子总粒数×100%

发芽率=7 d后萌发种子总数/供试种子总粒数×100%[8]

1.4数据处理试验数据用Excel 2007软件进行整理，采用SPSS 21.0 数据统计分析软件进行方差分析，多重比较采用Duncan’s法测验。

2结果与分析

2.1GA3对甘蔗种子的影响选用组合德蔗07-36×云瑞06-4806的种子。由表1可知，当浸种24 h时，浓度为100和200 mg/L的发芽率和发芽势超过对照；当浸种48 h时，只有100 mg/L的发芽率和发芽势超过对照。相同浓度下浸种24 h的发芽势和发芽率均超过浸种48 h的结果。当浸种24 h时，3个浓度GA3浸种的苗高均超过对照，而根长则均未超过对照；当浸种48 h时，只有300 mg/L GA3浸种的苗高超过对照，而根长则相反，只有300 mg/L GA3浸种低于对照。说明GA3不同浸种时间和不同浸种浓度对甘蔗种子的发芽势、发芽率、苗高和根长均有不同程度的影响。

表1　不同浓度GA 3浸种对甘蔗种子萌发的影响

注：表中数值为平均值±标准误；同列数据后不同小写字母表示不同处理间在0.05水平差异显著。

2.2IBA对甘蔗种子的影响选用组合RD75-11×云瑞05-171的种子。由表2可知，不同浓度IBA对甘蔗种子的发芽率、发芽势、苗高和根长都有显著影响。4个浓度的IBA浸种24 h，结果除了25 mg/L浓度外，其余3个浓度浸种的发芽率均超过对照，200 mg/L IBA浸种的发芽率最高；浸种48 h后，除了50 mg/L IBA浸种的发芽率高于对照外，其余3个浓度均低于对照。相应浓度的IBA浸种24 h的发芽率明显高于浸种48 h的结果。由此可见，IBA浸种甘蔗种子并不是浸种时间越长发芽率越高。浸种24 h的发芽势明显高于相应浓度浸种48 h的发芽势，浸种24 h时，结果除了25 mg/L浓度外，其余3个浓度浸种的发芽势均高于对照；浸种48 h时，只有50 mg/L浸种的发芽势高于对照。对于苗高和根长，无论是浸种24 h还是48 h，不同浓度的IBA浸种结果均未超过对照。说明IBA对甘蔗种子可提高其发芽率和发芽势，但对苗高和根长则有一定抑制。

表2　不同浓度IBA浸种对甘蔗种子萌发的影响

注：表中数值为平均值±标准误；同列数据后不同小写字母表示不同处理间在0.05水平差异显著。

2.36-BA甘蔗种子的影响选用组合川糖89-103×云瑞05-770的种子。由表3可知，发芽率和发芽势随着浓度的增加有降低的趋势。当浸种24 h时，只有低浓度为5和10 mg/L的发芽势和发芽率高于对照；当浸种48 h时，4个浓度的发芽势和发芽势均低于对照，相应浓度浸种24 h的发芽势和发芽率均高于浸种48 h的结果；浸种24 h时，4个浸种浓度的苗高均超过对照，而根长只有低浓度10 mg/L浸种的结果高于对照；当浸种48 h时，苗高也只有低浓度10 mg/L浸种的结果高于对照，而根长均未超过对照。因此，6-BA低浓度短时间浸种可以增加甘蔗种子的发芽势、发芽率、苗长和根长。

表3　不同浓度6-BA浸种对甘蔗种子萌发的影响

注：表中数值为平均值±标准误；同列数据后不同小写字母表示不同处理间在0.05水平差异显著。

3结论与讨论

试验结果表明，不同类型的植物生长调节剂对同一类型种子的作用是不同的。

GA3对甘蔗种子的影响并不是浓度越高、浸种时间越长越好，而是低浓度促进发芽，高浓度抑制发芽。随着GA3浓度和浸种时间的增加，苗高明显增加，却抑制根的生长。当浓度为100 mg/L时，浸种24 h的发芽率和发芽势最高，分别为85.27%和78.17%。一定浓度的GA3浸种可以提高蜡梅[9]、杜鹃种子[10]、萝芙木种子[11]等植物的种子发芽率，但不同植物适宜的浸种浓度和时间不同。GA3主要是促进α-淀粉酶合成和提高其活性，从而直接影响种子的萌发速率[12]。

不同浓度处理IBA对甘蔗种子发芽率和整齐度都有显著影响，一定浓度的IBA能提高甘蔗种子的发芽率，而对甘蔗幼苗的苗高和根长则表现出抑制作用，结果与不同浓度吲哚丁酸处理蒙古栎种子结果相似[13]，其中300 mg/L浓度处理效果最好，浓度过高或者过低都会影响处理效果，而该试验所用最高浓度为200 mg/L，更高浓度的处理结果需要进一步验证。同样与IBA低浓度范围内，对一串红均抑制主根长度，对苗高没有明显影响结果有一定差异[14]，与外施IBA显著抑制了大豆根系的生长结果相似[15]，这主要与作物不同有关。

该研究结果表明，低浓度的6-BA可以促进甘蔗种子的萌发，随着浓度的增加，则表现出抑制种子的萌发，与前人研究结果类似[16]。6-BA主要是横向扩大增粗细胞，不促进细胞纵向伸长，对细胞的伸长有一定的抑制效应[17]。该试验中，10 mg/L 6-BA浸种24 h可以显著增加甘蔗种子的发芽势、发芽率、苗长和根长。有研究表明，6-BA还能促进分蘖芽的萌发[18]、增强作物抗渍性和增加产量[19-20]、促进细胞分裂、调控营养物质运输、促进植物新陈代谢等功能[21]。该研究中，高浓度的6-BA亦能提高种子的发芽率，但更严重抑制了根的生长，因此，用6-BA进行种子发芽宜采用低浓度浸种。

发芽势是指种子发芽速度和发芽整齐度，表示种子生活力的强弱程度。在一定范围内，不同浓度的GA3、IBA、6-BA浸种均可增加甘蔗种子的发芽势，说明GA3、IBA、6-BA浸种均可增加甘蔗种子的生活力，使其发芽速度加快、发芽整齐度提高。发芽率指样本种子中发芽种子的百分数，表示种子发芽的多少。该研究中，一定浓度的GA3、IBA、6-BA浸种均可增加甘蔗种子的发芽率，促进种子发芽。由此可见，利用外源激素浸种可以作为一项简单易行的促进甘蔗种子萌发和幼苗生长的化学调控技术加以应用。

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