紫斑牡丹种子的萌发特性

刘行��+李成忠��汤庚国��+任杰��沈超��

摘要：以紫斑牡丹（Paeonia rockii）当年采摘种子为材料，研究赤霉素浓度和基质层积对其解除休眠的影响。结果表明：紫斑牡丹种子在500 mg/L GA3溶液浸泡48 h后于25 ℃恒温中椰糠基质层积对下胚轴休眠解除效果最好；根长≥3 cm的生根种子在300 mg/L GA3溶液浸泡1 h后于25 ℃恒温中湿沙层积最有利于上胚轴休眠的解除。因而紫斑牡丹种子的催芽处理可使种子生根速度加快和出苗率提高，从播种到发芽仅需 97 d 左右，明显缩短出苗时间。

关键词：紫斑牡丹；种子；休眠解除；赤霉素；基质

中图分类号： S685.110.4文献标志码：

文章编号：1002-1302（2016）08-0289-02

紫斑牡丹（Paeonia rockii）为芍药科芍药属多年生落叶灌木，花大色艳，因花瓣基部有独特的色斑而得名，是中國特有的木本名贵花卉，具有很高的观赏和药用价值，并具有较为广泛的生态适应性，不仅耐旱、耐寒性较强，且能耐一定的湿热[1]。紫斑牡丹油用价值的发现使其作为一种新兴的木本油料作物得到广泛关注。牡丹油具备高产出（五年生苗产量可达4 500 kg/hm2）、高含油率（含油率达22%）、高品质（不饱和脂肪酸含量92%）、低成本（耐旱耐贫瘠，一年种多年收）的特点；同时籽油具有高达42%的α-亚麻酸，被称为植物脑黄金[2]。因而紫斑牡丹具有很高的经济价值和广阔的市场前景，同时对苗木的需求量也日趋剧增。播种繁殖的繁殖系数较大，可在短期内获得大量苗木。但紫斑牡丹种子具有双重休眠的特性，直接影响到出苗速度和出苗率[3]。因而研究依据播种繁殖的关键技术问题进行试验设计，筛选出最适宜催根催芽的处理方式，形成一整套系统化的紫斑牡丹催芽技术，以期为紫斑牡丹种苗的批量化生产提供技术支撑。

1材料与方法

1.1材料

以当年采摘的紫斑牡丹种子为试验材料，采摘于甘肃中川牡丹产业基地，置于4 ℃冰箱低温处理20 d后，在江苏农牧科技职业学院综合实验室进行种子萌发试验。

1.1种子处理方法

[JP3]牡丹种子具有双重休眠的特性，入冬种子即进入休眠状态，需在一定的低温条件下才能萌发生长，因而播种于自然环境下的种子当年仅发根不出芽，即秋季发根，春季出芽。针对牡丹种子双重休眠特性，试验设计分别对其进行激素及层积处理以达到解除下胚轴和上胚轴休眠的目的，并以不做处理为对照。

1.1.1上胚轴解除休眠试验紫斑牡丹种子经过0.3%的KMnO4消毒30 min后，再用蒸馏水冲洗干净，并分别以100、300、500、700 mg/L赤霉素（GA3）浸泡48 h，以蒸馏水浸泡为对照（CK）。然后对浸泡处理后的种子分别采取不同基质进行层积处理（沙子层积、草炭层积、椰糠层积），基质均经高温灭菌，每个处理100粒种子，3次重复。置于25 ℃的恒温条件中，注意保湿，每天按时观察，对发根起始天数、发根历期、发根率、根长等进行记录及统计，以胚根伸出种皮0.5 cm视为种子发根。发根起始天数：从基质层积到第1粒种子发根所需要天数[4]。发根历期：即从第1粒种子发根至统计期间最后1粒种子发根所经历时间，发根高峰后连续15 d不再有发根种子出现即为终止[4]。

1.1.2下胚轴解除休眠试验为筛选出解除上胚轴休眠效应的适宜根长，将萌发生根的紫斑牡丹种子分为0.5 cm≤根长<3 cm和根长≥3 cm的种子分别进行催芽处理：以100、200、300、400 mg/L赤霉素浸泡2 h或1 h后，每个处理分为3份分别进行沙子、草炭和椰糠层积，置于25 ℃恒温条件下，注意保湿，不作任何处理按根长要求分别继续恒温层积为CK，均设3个重复。每天按时观察，统计各处理的发芽起始天数、发芽历期和发芽率，以胚芽出土0.5 cm视为种子发芽，统计及计算方法与发根试验相同。

采用Excel软件进行数据处理，SPSS 13.0软件进行方差分析（α=0.05）。

2结果与分析

2.1不同处理对紫斑牡丹种子下胚轴休眠解除的影响

由表1可见，紫斑牡丹种子在相同赤霉素（GA3）处理浓度下，椰糠层积种子的发根起始时间最早，草炭次之，湿沙最晚；椰糠和草炭层积种子的发根历期较短，湿沙层积种子发根持续时间较长；相同GA3处理下，椰糠层积的紫斑牡丹种子发根率、最长根长值、平均根长值均超过草炭和湿沙层积效果。可见紫斑牡丹种子经GA3处理后用椰糠层积催根效果最好，草炭次之，湿沙最差，可能与椰糠基质较疏松、孔隙度大有关，利于种子发根及根的伸长生长，但保水能力较差。

在相同基质层积下，发根起始天数及发根历期均随GA3浓度的升高而缩短，GA3 500 mg/L处理椰糠层积种子的生根起始时间为21 d，发根全程仅为52 d，比对照提前了34 d，且发根率达到80.0%，最长根长达13.00 cm，平均根长达 7.67 cm，均与CK差异显著；GA3 700 mg/L处理椰糠层积种子的生根起始时间为21 d，发根历期仅为27 d，发根率达到64.0%，最长根长达6.00 cm，平均根长达5.20 cm，均与CK差异显著。由此可见，GA3浓度的升高有利于打破紫斑牡丹种子下胚轴的休眠，缩短发根起始天数和发根历期，但以GA3 500 mg/L处理椰糠层积种子的发根率最高，因此GA3 500 mg/L 为紫斑牡丹种子下胚轴休眠解除的最适宜浓度。

2.2不同处理对紫斑牡丹种子上胚轴休眠解除的影响

由表2可见，紫斑牡丹根长≥3 cm种子的发芽起始时间明显早于根长为0.5～<3 cm种子，而发芽历期、发芽率均明显高于根长为0.5～<3 cm的种子。由此可见，根长达3 cm及以上的种子是上胚轴休眠解除的关键因素。浸泡GA3 1 h的种子发芽率整体高于浸泡GA3 2 h的种子。在相同处理下，不同基质层积对种子的发芽起始天数、发芽历期影响不大，但以湿沙层积种子的发芽率明显高于其他基质层积，草炭次之，椰糠最低。GA3对紫斑牡丹上胚轴休眠解除效应有较大影响。GA3处理后发芽起始天数、发芽历期、发芽率均显著优于CK，尤以湿沙层积300 mg/L GA3处理1 h的紫斑牡丹种子发芽率高达93.1%，而未经GA3处理的CK的发芽率为20%～35.4%。因此根长≥3 cm，湿沙层积300 mg/L GA3处理1 h的条件更有利于解除紫斑牡丹种子上胚轴休眠。

4结论与讨论

自然条件下播种的紫斑牡丹种子休眠期长，萌发期需半年之久，且发根率很低。而用500 mg/L GA3浸泡48 h处理过并经椰糠层积处理后只需21 d左右开始生根，31 d后生根率达到80.0%，比CK草炭层积种子提前12 d生根，且CK 53 d [CM（232/3]后生根率仅为16.7%；

经草炭层积处理后需28 d左右开始生根，35 d后生根率达到740%，比CK草炭层积种子提前9 d生根，且CK 57 d后生根率仅15.0%；500 mg/L GA3浸泡48 h处理并经湿沙层积处理后需28 d左右开始生根，39 d后生根率达到46.0%，比CK湿沙层积种子提前15 d生根，且CK 68 d后发根率仅100%。可推测在紫斑牡丹种子萌发生根过程中，内部发生一系列生理生化变化，大分子物质要降解为易被胚吸收的物质，为萌发生根提供营养，而用GA3浸泡处理后，可促进这一代谢过程。GA3可激发异柠檬酸裂解酶活性，促使胚中脂類物质裂解为可溶性糖，同时也可促进蛋白酶的活性，使贮藏蛋白水解，从而为胚提供充足的营养物质，解除种子休眠，促胚生根。因而GA3浸泡处理可打破紫斑牡丹种子上胚轴的休眠。

在解除上胚轴休眠研究中，用300 mg/L GA3浸泡1 h后25 ℃湿沙层积处理根长为3 cm以上（包括3 cm）的紫斑牡丹种子效果最好，13 d后第1粒种子发芽，32 d后发芽率达到93.1%。而关于紫斑牡丹上胚轴休眠的机制有待于进一步研究。为提高紫斑牡丹生产育苗的产量，建议用500 mg/L GA3浸泡48 h并于25 ℃恒温条件下椰糠层积进行催根处理，并于种子根长≥3 cm后用300 mg/L赤霉素浸泡1 h后于25 ℃恒温条件下湿沙层积进行催芽处理，可使种子生根速度加快和出苗率提高，从播种到发芽仅需97 d左右，与播种于自然条件下的种子相比显著缩短了出苗时间。

因紫斑牡丹油用价值的发现和推广，目前国内对油用牡丹方面的研究有所增加，但主要集中于油用牡丹栽培技术方面的研究，而对油用牡丹种子发芽特性方面的研究报道甚少。本研究对紫斑牡丹种子萌发试验进行了系统研究，虽可对生产育种提供一定的技术支撑，但针对紫斑牡丹种子休眠机制和育苗方法有待于进一步研究。

参考文献：

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江苏农业科学2016年第44卷第8期〖SM）〗

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