正交设计优化舞草种子萌发及幼苗生长研究

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(绵阳师范学院生命科学与技术学院，　四川 绵阳 621000)

舞草(Codariocalyxmotorius(Houtt.) Ohashi)别名情人草、补血草，属多年生蝶形花科木本豆科植物，直立小叶灌木，是对一定频率和强度的声波极富感应性植物。在气温不低于22 ℃时，特别是在阳光下，受到声波刺激时会随之连续不断地上下摆动，犹如飞行中轻舞双翅的蝴蝶，又似舞台上轻盈起舞的少女，于是因此而得名。舞草株型美观，花色持久，是一种具有较高观赏价值的植物，是制作盆景的优良材料。据《本草纲目》的记载，跳舞草全株可以供药用，该草具有去瘀、舒筋活络之功效[1]。舞草生长周期长，具有大量不孕枝，种子结实少萌发率低，难以满足人们的观赏和药用需求。

目前已有对舞草栽培和快速繁殖技术方面的研究[2-6]，植物生长调节剂对舞草种子萌发特性的影响因素研究目前尚少报道。由于舞草在野外的种子萌发率很低，所以致使该植物逐渐濒危。本研究采用L 9正交设计法，以6-BA、NAA、GA3为影响因素，分析了植物生长调节剂对舞草种子萌发及幼苗生长的影响，筛选出最适合舞草萌发及生长的生长调节剂及浓度，为进行大量人工繁殖舞草提供理论基础，解决舞草种子萌发率低的问题。

1　材料与方法

1.1　实验材料

1.1.1舞草种子

本实验舞草种子购于明轩格花卉种子公司，购回后阴凉处保存待用。

1.1.2主要试剂

6-BA、NAA、GA3、无水乙醇、升汞，纯度均为分析纯。

1.2　实验方法

1.2.1种子预处理

选取籽粒饱满、大小一致的舞草种子播种前用砂纸打磨6～8 min，打磨掉种子表皮的蜡质，使外种皮微磨破，打磨至种子表皮无光泽为止。80%浓硫酸浸泡处理4 min，40 ℃水浴泡种30 min。

1.2.2种子消毒方案实验设计

将处理好的舞草种子进行75%酒精消毒30 s，无菌水清洗3～5次后，用0.1%升汞溶液分别消毒3，4，5 min，无菌水清洗数次后置于培养皿中进行培养。第7、10、20天分别统计污染率、发芽率和幼苗生长情况，筛选最佳消毒方案。

1.2.3植物生长调节剂实验设计

图1　植物生长调节剂对舞草种子萌发的动态影响

采用最佳消毒方案消毒，选取6-BA、NAA、GA3为供试植物生长调节剂，进行L 9正交实验设计，因素水平表见表1。第10天分别测定萌发率，发芽的标准为种子露白，20 d随机每组选取10株苗测定幼苗平均鲜重、平均干重、平均苗高、幼苗生长情况。

1.2.4培养条件

消毒后的种子均匀地放置于培养皿(每个培养皿铺2层滤纸、1层纱布，无菌水或植物生长调节剂湿润)，每培养皿接种10粒舞草种子，对准种子编号1～10，每个方案50粒种子，每天定时定量添加相应浓度的植物生长调节剂溶液以保持湿润。培养皿置于培养室内，温度(25±1)℃，日光灯照明，光照强度为1 500～2 000 lx，光照10 h/d，3次重复。

1.2.5数据处理

数据采用Excel 2003、SPSS 16.0软件进行统计分析，数据统计方法如下：

污染率(%)=污染数/接种数×100%；

萌发率(%)=萌发数/接种数×100%。

表1生长调节剂配比因素水平表

水平A6⁃BA(mg/L)BNAA(mg/L)CGA3(mg/L)10．500．521．00．21．032．00．52．0

2　结果与分析

2.1　升汞消毒时间对污染率及发芽率的影响

从表2可看出，不同的消毒方案对污染率影响较大。随着0.1%升汞消毒时间增加，污染率呈下降再上升的趋势，当0.1%升汞消毒时间为4 min时，污染率最低，发芽率最高。0.1%升汞消毒3 min的污染率最高，为16.7%，差异显著，出芽率相对较低，为80.7%，幼苗瘦弱，子叶呈黄色。0.1%升汞消毒4 min和消毒5 min在污染率和出芽率的差异不明显。0.1%升汞消毒4 min的幼苗子叶较大，茎段较粗壮，根部侧根较多，幼苗生长正常。0.1%升汞消毒5 min的幼苗部分出现根部黄化或黑化现象，影响后期生长。

2.2　植物生长调节剂对舞草种子萌发率的影响

从表3可以看出，在舞草种子萌发过程中3种植物生长调节剂对其的影响不同，极差分析表明，3种植物生长调节剂的影响舞草种子萌发重要性为：6-BA>NAA>GA3。最优组合为A2B1C2，即6-BA 1.0 mg/L+NAA 0 mg/L+GA31.0 mg/L，在本实验中该组合的萌发率达到96%。方差分析结果(表4)表明，α=0.05水平下，6-BA对舞草种子萌发有显著影响，NAA和GA3对舞草种子萌发率影响不显著，与极差分析的结果一致。

表2消毒时间对出芽的影响

升汞消毒时间(min)污染率(%)出芽率(%)316．7a80．7a45．3b88ab58bc86bc

注：相同小写字母表示差异不显著(p<0.05)。

表3舞草种子正交设计萌发率极差分析

实验号A6⁃BA(mg/L)BNAA(mg/L)CGA3(mg/L)D萌发率(%)方案10．500．5184方案20．50．21．0292方案30．50．52．0382方案41．001．0396方案51．00．22．0186方案61．00．50．5288方案72．002．0284方案82．00．20．5380方案92．00．51．0172k10．8600．8800．8400．807k20．9000．8600．8670．880k30．7870．8070．8400．860极差0．1130．0730．0270．073

2.3　植物生长调节剂对舞草种子萌发的动态影响

由图1可知，播种第2天部分种子开始启动，以赤霉素浓度较高的方案3、方案5、方案7的启动数量最多，萌发前期添加赤霉素对舞草种子萌发有促进作用。第4天开始，大量种子开始萌发，主要呈白色或者淡黄色，基本在第6天或第7天达到峰值，7 d后基本不再有新芽萌出，幼苗颜色逐渐转变为绿色。10 d后幼苗多生长出1～2个茎节，顶端子叶较大。

表4舞草种子萌发率方差分析

影响因素平方和自由度F值显著性6⁃BA0．02022．000∗NAA0．00920．900GA30．00120．100误差0．036

2.4　植物生长调节剂对幼苗生长的影响

置种20 d后，平均单株鲜重及干重最高的组合为6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.5 mg/L+GA31.0 mg/L，鲜重达到0.52 g，干重达到0.039。鲜重及干重实验数据表明，较高浓度的GA3处理有利于物质的积累，且幼苗粗壮，利于幼苗后期生长，平均苗高最高达5.44 cm。低浓度的NAA添加对幼苗苗长的增长有一点的促进作用，浓度为0.2 mg/L的NAA处理苗长较长。由表5可知，影响因素GA3和NAA对幼苗的平均鲜重有显著影响，6-BA影响不显著，平均鲜重影响效力为NAA>GA3>6-BA。GA3对幼苗的平均干重有显著影响，NAA和6-BA无显著影响。对平均苗长影响显著的是NAA和GA3，6-BA则影响不显著，平均苗长影响效力为NAA>GA3>6-BA。

表5舞草种子幼苗生长方差分析

测定指标影响因素平方和自由度F值显著性平均鲜重6⁃BA0．00120．200NAA0．01122．200∗GA30．03320．600∗误差0．016平均干重6⁃BA0．00120．429NAA0．00120．429GA30．00522．143∗误差0．016平均干重6⁃BA0．01420．025NAA1．53122．716∗GA30．14620．259∗误差1．6906

3　结论与讨论

升汞能有效杀死外植体表面的细菌及真菌芽孢，是一种灭菌效果极好的灭菌剂，但残留的汞不易除去[7]。有研究表明，Hg2+能降低植株中POD、SOD的活性[8]，使细胞染色体产生畸变[9]，影响植株正常的生长发育。本研究中，0.1%升汞溶液消毒5 min出现根部变黄或变黑的现象，可能与消毒时间过长，汞的残留较多有关。

舞草种子表皮坚硬，外表蜡质，自然繁殖率不高[5]，物理及化学处理表皮后，结合适当浓度的植物生长调节剂刺激，有利于种子的发育和萌发。GA3是一种常用的植物生长调节剂，主要作用是促进作物的生长发育，解除脱落酸的抑制作用，打破种子休眠[10]。本研究中，GA3对舞草种子及幼苗的发育有促进作用，GA3浓度过高或者过低都具有抑制作用，其浓度应控制在1.0～2.0 mg/L。6-BA可促进细胞分裂及不定芽生长，促进种子的萌发[11]，本研究中，6-BA对舞草种子萌发的激素影响最大，最适浓度为1.0 mg/L。低浓度NAA对舞草幼苗的生长有促进作用，本研究设置NAA浓度为最低0.2 mg/L，最高0.5 mg/L，低于0.2 mg/L及高于0.5 mg/L的结果还有待进一步验证。

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