GA3处理对濒危植物永瓣藤种子发芽的影响

孙维敏，雷杨，潘健

（1.黄山学院生命与环境科学学院，安徽黄山245041；2.中国林业科学研究院亚热带林业研究所，浙江富阳311400）

GA3处理对濒危植物永瓣藤种子发芽的影响

孙维敏1,2，雷杨1，潘健1

（1.黄山学院生命与环境科学学院，安徽黄山245041；2.中国林业科学研究院亚热带林业研究所，浙江富阳311400）

以永瓣藤种子为实验材料，研究了GA3处理对种子萌发的影响。结果表明，用浓度为100mg·L-1的GA3溶液浸泡种子，其浸种时间对种子发芽率和发芽指数的影响差异不显著；GA3浓度处理对永瓣藤种子发芽率和发芽指数的影响显著，300mg·L-1的GA3浸种12h，其种子发芽率、发芽指数分别为(88.5±4.123)%、2.483±0.1293。

永瓣藤；GA3；种子萌发

永瓣藤(Monimopetalum chinense Rehd.)为卫矛科(Celastraceae)永瓣藤属(Monimopetalum)半常绿木质藤本，多攀援于常绿或落叶阔叶林木之上，主要分布于安徽省和江西省海拔150-1000m的山谷、沟边或山坡林中，为中国特有的单种属植物，国家二级稀有濒危保护物种[1,2]。永瓣藤的叶具有随季节而变色的特点，春夏季为绿色，秋季转红，隆冬为深红色，翌年春，待新叶长成方落去[3]。在江西民间，永瓣藤常用来治疗风湿性关节炎，并且具有较好的疗效[4]。因此，永瓣藤是集观赏、药用于一身的珍稀树种，具有较高的开发利用价值[5]。由于生殖障碍和生长环境不断遭到破坏，自然分布的永瓣藤呈不断缩小趋势[6]。

永瓣藤种子具有休眠现象，赤霉素处理能有效打破其休眠[5]，但如何确定适当的浸种时间和赤霉素使用的浓度，本实验作了进一步探讨。

1 材料与方法

1.1 供试材料

永瓣藤种子于2013年10月采于安徽省祁门县牯牛降自然保护区，净种风干后放在4℃冰箱中冷藏备用。

1.2 试验时间

发芽试验于2014年11月份进行。

1.3 试验方法

1.3.1 种子千粒重的测定

从自然风干的永瓣藤种子中，采用百粒重法测量永瓣藤种子千粒重，重复8次，并计算平均值、标准差及变异系数[7]。

1.3.2 发芽试验

发芽试验中，将处理的种子置于直径为12cm的培养皿中，以一层脱脂棉加一层滤纸和适量蒸馏水为萌发基质。试验均在25℃，4600lx、24h/d的光照培养箱中进行，每天保持芽床湿润并观察记录种子发芽情况。试验中，每个处理4次重复，每次重复50粒种子。

1.浸种时间

在室温下，用浓度为100mg·L-1的GA3溶液浸种，设置4个不同浸种时间，实验设计见表1。

表1 GA3浸种时间实验设计

2.GA3浓度

在室温下用7个不同浓度GA3溶液浸种12h，然后放入光照培养箱中进行发芽实验，实验设计见表2。

表2 GA3浓度实验设计

1.4 测定指标

种子发芽以胚根大于种子的二分之一作为正常发芽标准，以连续5d没有种子发芽作为种子发芽结束标志，每天观察并记录种子发芽状况。待发芽试验记录结束后，测定苗高、根长。按照以下公式计算种子的发芽能力和发芽时间。

1.发芽能力：

发芽率GR(%)=n/N×100%，n为最终发芽数，N为供试种子数；

发芽指数GI=∑(Gt／Dt)，Gt为第t日的发芽数，Dt为相应的发芽天数，发芽天数以置床时间为第0天；

活力指数VT=GI×S，S表示幼苗平均长度，即苗高、根长之和。

2.发芽时间[8]：

平均发芽时间MGT=∑(Gt×Dt)/∑Gt；

50%发芽时间(G50)：当种子发芽率达到最终发芽率50%时的发芽天数。

1.5 数据处理

试验数据用Microsoft Excel2003和SPSS17.0统计软件进行分析，发芽率进行反正弦转换。采用单因素方差分析(one-way ANOVA)进行均值显著性检验，用Duncan方法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 永瓣藤种子千粒重

经测定，永瓣藤种子千粒重为(3.9918±0.0049)g，变异系数为0.1237%，属于小粒种子。

2.2 不同浸种时间对永瓣藤种子发芽的影响

实验结果（见表3）表明，不同浸种时间对永瓣藤种子发芽率(F=0.228，P＞0.05)和发芽指数(F=1.913，P＞0.05)的影响无显著性差异；随着浸种时间的延长，活力指数呈现上升趋势，差异显著(F=3.528，P＜0.05)，但浸种24-48h处理间的活力指数差异不显著，浸种12与24小时的差异不显著而与36h、48h差异均显著。本实验中，不同处理的种子均从置床之日后第11-12d开始陆续发芽，方差分析表明各处理间平均发芽时间（F＝4.539，P＜0.05）、50%发芽时间差异显著（F=3.514，P＜0.05），其中浸种36h的平均发芽时间和50%发芽时间最短，分别为(17.6±1.46)d、(17.3±0.50)d，但与浸种24小时和48小时差异不显著。

表3 GA3浸种时间对永瓣藤种子发芽的影响

2.3 不同GA3浓度对永瓣藤种子发芽的影响

由表4可知，GA3对永瓣藤种子发芽率的影响差异显著(F=144.037，P＜0.05)，不同浓度GA3处理的种子发芽率均显著高于对照组，表明GA3可以显著提高永瓣藤种子的发芽率。其中用浓度为300mg·L-1的GA3处理的种子发芽率最高，为(88.5±4.123)%，但与浓度为100mg·L-1、200mg·L-1GA3处理的发芽率差异不显著。

用浓度100-600mg·L-1的GA3处理种子，其种子发芽指数各处理间差异显著(F=6.318，P＜0.05)，活力指数差异不显著(F=0.833，P＞0.05)，置床后第11-12d开始陆续发芽，平均发芽时间(F=1.002，P＞0.05)、50%发芽时间(F=0.657，P＞0.05)均无显著性差异。

2.4 不同处理的永瓣藤种子萌发过程

种子的发芽进程图可以直观反映种子的发芽周期。分析图3和图4可知，GA3时间处理和不同浓度GA3处理的永瓣藤种子发芽时间跨度(发芽周期)基本一致，均在置床后第25d达到恒定值，可以由此得出永瓣藤种子发芽周期大约为25d左右。

图3 不同GA3浓度下永瓣藤种子萌发过程

图4 不同GA4浸种时间下永瓣藤种子萌发过程

3 结论与讨论

种子休眠和萌发主要取决于种子内部赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)和细胞分裂素(CTK)3种激素的存在状况及相对浓度的大小[9]。赤霉素是植物生长发育过程中的一种重要调节物质，在植物生长发育中起着重要作用，它能通过促进细胞分裂调控促进物与抑制物的平衡来提高种子的发芽力[10]。

GA3能解除种子休眠，它可能影响了种子萌发中相关生理生化过程，宋发军等[11]研究表明外源GA3处理促进了华重楼种子中SOD、CAT、G6PDH酶活性以及ZT、内源GA3和IAA含量的增加，降低了POD酶活性以及ABA含量。本研究中对照组（蒸馏水浸泡）发芽率仅为1.0±2.000%，而用GA3处理能显著提高种子发芽率，说明外源激素对永瓣藤种子的萌发具有一定的调控作用。推测永瓣藤种子休眠可能是由于永瓣藤种子内缺乏赤霉素或赤霉素含量未达到有效的生理浓度。因此，使用外源赤霉素进行浸泡处理后，可以有效地改变“激素控制者”之间的平衡，促进种子的萌发[9]。但赤霉素浓度和浸种时间对种子萌发的影响作用有差异，袁继红等[12]认为赤霉素浸泡时间对种子萌发的影响大于浓度的影响，本实验结果与之相反，赤霉素浸种时间对永瓣藤种子发芽率和发芽指数影响差异不显著，而赤霉素浓度对永瓣藤种子发芽率和发芽指数影响显著。

表4 GA3浓度对永瓣藤种子发芽的影响

屈燕等用赤霉素处理总状绿绒蒿3个居群的种子，结果表明浓度为100-250mg·L-1的GA3处理可提高种子的发芽率和发芽势，且差异极显著，但GA3处理对平均发芽时间无显著影响[13]。王非等研究发现，GA3能显著提高齿叶铁线莲、林地钱线莲褐、毛铁线莲和棉团铁线莲种子的发芽率，对棉团铁线莲种子的平均发芽时间缩短不明显，但显著缩短了其它3种铁线莲种子的平均发芽时间[14]。本实验发现，100-600mg·L-1GA3处理显著提高永瓣藤种子发芽率和发芽指数，但对于起始发芽时间、平均发芽时间和50%发芽时间无显著影响。GA3能提高具有休眠特性种子的发芽率，但对于平均发芽时间、起始萌发时间产生的影响，则因物种不同而有差异，因此，有专家推测GA3是否对不同物种的萌发指标产生选择性影响有待进一步研究。

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The Effect of GA3on Seed Germination of the Endangered Plant of Monimopetalum chinense

Sun Weimin1,2,Lei Yang1,Pan Jian1
(1.School of Life and Environmental Sciences,Huangshan University,Huangshan245041,China;2.Research Institute of Subtropical Forestry,CAF,Fuyang 311400,China)

Monimopetalum chinense seeds are used as the experimental material,and the effect of GA3on seed germination is investigated.The results show that when the seeds are soaked in GA3solution with a concentration of 100mg·L-1,the soaking time has no significant impact on the final germination percentage and germination index;the effect of GA3concentration on the final germination percentage and germination index is significant.After being soaked in 300mg·L-1GA3for 12h,the final germination percentage and germination index of Monimopetalum chinense seeds are(88.5±4.123)%and 2.483±0.1293 respectively.

Monimopetalum chinense Rehd;GA3;seed germination

S722.1

A

1672-447X(2017)05-0051-004

2017-07-22

安徽省教育厅自然科学研究重点项目(KJ2013A241)；大学生创新创业训练计划项目(201510375005)

孙维敏(1993－)，安徽安庆人，硕士研究生，中国林业科学研究院亚热带林业研究所，研究方向为经济林育种及栽培；潘健(1968－)，安徽黄山人，博士，黄山学院生命与环境科学学院副教授，研究方向为种苗学。

责任编辑：胡德明