不同浓度蔗糖和山梨醇对万寿菊种子萌发的影响

慕彪彪

摘要：以万寿菊的种子为试验材料，用10、20、50、100、150、200 mmol/L的蔗糖溶液和10、50、200 mmol/L的山梨醇溶液对万寿菊种子进行浸种处理，结果表明，10～50 mmol/L的蔗糖溶液可显著提高万寿菊种子的发芽率，50～100 mmol/L的蔗糖溶液延缓万寿菊种子的萌发进程，150、200 mmol/L的蔗糖溶液阻碍万寿菊种子萌发；10、50、200 mmol/L的山梨醇溶液均抑制万寿菊种子萌发，随着山梨醇浓度增大，其抑制作用越强。通过与同浓度的山梨醇对比可知，不同浓度的蔗糖溶液对万寿菊种子萌发进程影响不同，且不完全由渗透压的变化引起。

关键词：万寿菊；种子萌发；蔗糖；山梨醇

中图分类号：S681.9 文献标志码：A 文章编号：1001-1463（2018）10-0051-04

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2018.10.016

Effects of Sucrose and Sorbitol of Different Concentrations on Germination of Marigold Seeds

MU Biaobiao

（Lanzhou Ecological Forestry Experiment Site， Lanzhou Gansu 730030， China）

Abstract：Marigold seeds used as test materials were soaked in 10， 20， 50， 100， 150， 200 mmol/L sucrose solution and 10， 50， 200 mmol/L sorbitol solution. The results showed that 10～50 mmol/L sucrose significantly increased the germination rate of marigold seed， 50～100 mmol/L sucrose delayed the germination process of marigold seed， 150，200 mmol/L sucrose blocked marigold seed germination； 10， 50 mmol/L sorbitol solution innibited the germination of marigold seeds with the increase of the concentration of sorbitol， the inhibitory effect was stronger. By comparing with the same concentration of sorbitol，it can be seen that different concentrations of sucrose have different effects on the germination process of marigold seeds， and are not completely caused by changes in osmotic pressure.

Key words：Marigold；Seed germination；Sucrose；Sorbitol

万寿菊（Tagetes erecta）属菊科万寿菊属一年生草本植物[1 - 2 ]，别名臭芙蓉、蜂窩菊、金盏花等[3 ]，原产墨西哥及美洲地区。万寿菊叶呈羽状分裂，头状花序单生，花期为7—10月份[4 - 5 ]。其花可入药，味苦性凉，可化痰止咳、祛风保健、具有清热解毒的功效，是我国传统的中药材[6 ]。万寿菊还可以补充人体所需的多种微量元素，对机体细胞的新陈代谢和酶调节具有一定影响[7 ]。万寿菊无臭、无污染及无毒副作用，被广泛运用于建筑业、化工业、装修、食品饮料及洗涤化妆业[8 ]，因此提高万寿菊种子的萌芽率有着很高的经济价值和研究价值[9 ] 。

目前，有学者对万寿菊种子发芽进行了研究，如模拟酸雨、融雪剂、沼泽浸种、CO2浓度升高、盐分及温度对万寿菊种子萌发、幼苗生长的影 响[5 - 6，10 - 12 ]，而对外源蔗糖和山梨醇对万寿菊种子萌发的影响研究较少。有研究表明，通过外源物质浸种可以调控种子萌发，植物种子萌发后，植株是否正常生长则视其自养生长的能力而定。在植物自养和异养的转折期间，光合机构虽然已有光合能力，但植物仍以异养的方式生长，这一转折阶段是植物生长的一个关键时期，在种子萌发期间，储藏物质的分解要保证正在发育的幼苗的能量和碳架供应[13 ]，而蔗糖和山梨醇作为植物体内非结构性碳水化合物，能调节细胞的渗透势，为植物提供能量，利于其正常生长[14 ]。外源蔗糖和山梨醇作为植物体内信号分子和渗透调节物质对植物种子萌发和幼苗生长会产生一定影响。山梨醇作为一种重要的渗透调节物质，对植物种子萌发具有一定影响[15 ]；蔗糖作为信号分子可以调控种子的萌发过程，并且会对早期幼苗的生长发育产生影响[16 ]。笔者用不同浓度蔗糖溶液浸种处理来调控万寿菊种子的萌发，以期为外源蔗糖对万寿菊种子萌发的适宜浸种浓度提供参考，并且为考究外源蔗糖对万寿菊种子萌发的影响是否由渗透压引起，同时进行了不同浓度山梨醇溶液对万寿菊种子浸种的发芽试验，现将结果报道如下。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试万寿菊种子由甘肃省农业科学院提供，千粒重为（0.363±0.004）g。

1.2 试验方法

1.2.1 种子处理 选取籽粒相对饱满且完整的万寿菊种子，用1 g/L的KMnO4溶液浸泡消毒30 min，蒸馏水冲洗3遍，放入大烧杯在35～40 ℃温水中浸泡2 h [17 ]。随后晾干备用。

1.2.2 蔗糖溶液浸种 蔗糖溶液浓度依次为10、20、50、100、150、200 mmol/L，以蒸馏水浸种为对照（CK），共7个处理。浸种8 h后用蒸馏水洗净，播种在铺有滤纸的培养皿中，置于室内恒温25 ℃条件下进行发芽试验，各处理均3次重复，每重复50粒种子。

1.2.3 山梨醇溶液浸种 选取浓度为10、50、200 mmol/L的山梨醇溶液浸种，以蒸馏水浸种为对照（CK），共4个处理。浸种8 h后用蒸馏水洗净，播种在铺有滤纸的培养皿中，置于室内恒温25 ℃条件下进行发芽试验，各处理均3次重复，每重复50粒种子。

1.2.4 观测指标 分别在催芽12、24、36、48、60 h时统计发芽种子数目，发芽标准为胚根长1 mm，计算发芽率、发芽势和发芽指数。

发芽率=（发芽种子数/参试种子数） ×100%

发芽指数=∑（Gt/Dt），其中Gt为处理后第t日的发芽数，Dt为相对应的发芽天数。

1.3 数据处理

使用SPSS19.0统计软件对所测数据进行系统分析，结果用平均值±标准差表示，分别对不同浓度蔗糖溶液和山梨醇溶液的处理结果进行方差分析，并用Excel 2003绘制。

2 结果与分析

2.1 不同浓度蔗糖溶液对万寿菊种子萌发的影响

2.1.1 对种子发芽率的影响 由表1可见，蔗糖溶液浓度为10、20 mmol/L时可显著提高万寿菊种子的发芽率，尤其蔗糖溶液浓度为10、20 mmol/L时对万寿菊种子萌发的促进作用最强。蔗糖溶液浓度为50、100 mmol/L时延缓了万寿菊种子的萌发进程；蔗糖溶液浓度为150、200 mmol/L时阻碍万寿菊种子萌发，发芽率明显降低。

2.1.2 对种子发芽指数的影响 由图1可见，10～50 mmol/L的蔗糖浓度下的万寿菊种子发芽指数变化明显，且幅度较大。其中以20 mmol/L蔗糖浓度下的发芽指数最高，50～200 mmol/L的蔗糖浓度下发芽指数变化缓慢。

2.2 不同浓度山梨醇溶液对万寿菊种子萌发的影响

2.2.1 对种子发芽率的影响 由表2可见，在催芽12～24 h和48～60 h时，各处理万寿菊种子的发芽率变化最大；催芽60 h后，山梨醇溶液浓度为10、50 mmol/L时的种子发芽率与对照无显著差异，而山梨醇溶液浓度为200 mmol/L时种子发芽率比对照显著降低，说明用该浓度山梨醇溶液浸种抑制了种子的发芽过程。

2.2.2 对种子发芽指数的影响 由图2可见，催芽1.5～2.5 d时，万寿菊种子的发芽指数变化较明显，2.0～2.5 d时间段发芽指数增长幅度最大。整个催芽过程中，50 mmol/L山梨醇溶液浸种的种子发芽指数与对照差异不大，而200 mmol/L山梨醇溶液比对照显著降低，说明该浓度对种子萌发过程具有一定的抑制作用。

3 小结与讨论

蔗糖不仅是植物光合同化物与能量运输及储藏的形式，而且能被植物细胞感知，进而调控基因和影响生理生化过程[18 ]，调控种子的萌发过 程[19 ]。研究表明，外源蔗糖对种子萌发兼有抑制和促进两种效应[14 ]。本研究发现整个催芽过程中，外源蔗糖浓度在10 mmol/L和20 mmol/L时种子发芽率、发芽指数均显著高于蒸馏水对照，50 mmol/L蔗糖处理的种子发芽率、发芽指数与蒸馏水对照相比无显著差异。100～200 mmol/L下种子发芽率、发芽指数显著低于蒸馏水对照。即蔗糖浓度为10～50 mmol/L时的各处理都不同程度促进了万寿菊种子萌发进程，在高浓度蔗糖处理100～200 mmol/L时才表现出推迟种子萌发效应。

与同浓度蔗糖溶液处理相比，浓度为10、50 mmol/L的山梨醇溶液浸种后种子发芽率、发芽指数并未高于蒸馏水对照，对万寿菊种子萌发并无明显的促进作用。且10 mmol/L山梨醇处理下各指标与对照无差异，50 mmol/L山梨醇溶液浸种后反而对万寿菊种子萌发的进程有一定的抑制作用，200 mmol/L的山梨醇溶液浸种后种子发芽率、发芽指数均显著低于蒸馏水对照，对种子萌发抑制作用最强。

比较不同浓度外源蔗糖溶液和山梨醇溶液对万寿菊种子的发芽试验结果可以看出，山梨醇溶液浸种后种子所表现的促进与延迟效应与同浓度的蔗糖溶液浸种不同。这与刘丽萍[14 ]报道高浓度外源蔗糖不能阻止种子萌发，但能显著延迟种子萌发进程的结果有所差异。用同浓度的山梨醇溶液处理种子却无此现象，说明外源蔗糖影响万寿菊种子萌发不完全由渗透压决定。不同浓度的蔗糖溶液浸种对万寿菊种子萌发进程影响不同，其中以浓度为10、20 mmol/L时对万寿菊种子萌发的促进作用最強，且万寿菊种子萌发不完全由渗透压的变化引起，这与To JPC等[20 ]、Ullah H等[21 ]报道的蔗糖对种子萌发的影响不完全是由渗透压变化引起的结果一致。

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（本文责编：郑立龙）