滇南杜鹃种子萌发特性研究

(云南农业大学园林园艺学院，昆明 650201)

滇南杜鹃(Rhododendronhancockii)，为杜鹃花科杜鹃花属马银花亚属常绿灌木或小乔木，常生于海拔1 100～2 000 m的杂木林或山坡灌丛内。主要分布于云南中部及东南部、广西中部及西北部等几个地区。滇南杜鹃植株最高可达4 m，花冠呈白色，阔漏斗形，具有沁人心脾的香味，是一种观赏价值高且具有开发潜力的树种，同时也是香花育种的重要资源[1]。马永鹏[2]、刘胤璇[3]等对滇南杜鹃组培繁殖及食用价值方面进行了研究。目前，关于杜鹃属植物其它种的种子萌发特性研究开展得较多，陈雪梅[4]，李畅[5]，刘林[6]，边才苗[7]等分别对不同杜鹃种子进行了关于温度、光照、GA3、干旱胁迫对种子萌发影响的研究。但未见有关滇南杜鹃种子特性及萌发试验的报道。本研究以采于云南禄丰的滇南杜鹃种子为材料，观察并测定种子形态及其千粒重和吸水率，研究不同温度、不同光照、GA3以及PEG-6000模拟干旱对滇南杜鹃种子萌发的影响，探索利于滇南杜鹃种子萌发的适宜条件以及通过种子萌发对干旱胁迫的响应初步了解其抗旱性，为今后滇南杜鹃的进一步开发利用奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材 料

滇南杜鹃种子于2017年12月采自云南省禄丰县，均为自然结实产物。将饱满无损伤的种子置于密封袋中放于4 ℃冷柜保存备用。

1.2 方 法

1.2.1种子特性测定

形态观测：随机选择30粒饱满的滇南杜鹃种子，用LEICA显微镜观察种子形态并测量种子大小，取平均值。

千粒重测定：滇南杜鹃种子较小，一般测定小粒种子千粒重时是随机数出饱满种子1 000粒，重复3次分别称重，求其平均值[8]。

种子吸水率测定：参照陈雪梅等[4]的方法进行测定。

1.2.2不同处理对种子萌发的影响

1)温度、光照对种子萌发的影响。种子萌发试验在光照培养箱中进行，材料选用饱满的滇南杜鹃种子。温度处理：5 ℃/15 ℃、15 ℃/25 ℃与25 ℃/30 ℃ 3个变温；20 ℃、25 ℃、30 ℃ 3个恒温。光照处理：12 h光照/12 h黑暗、24 h黑暗2种。温度处理和光照处理进行正交试验。每处理100粒种子，重复3次。

将经过1%NaClO消毒15 min的种子洗净后放入铺有2层湿润滤纸的培养皿中，每皿100粒。将其分类放置于不同变温的培养箱中进行培养，每天喷水1次，保持湿润。

2)GA3对种子萌发的影响。选择饱满的种子，经1% NaClO消毒15 min后，用蒸馏水洗净，滤纸吸干表面水分，分别置于不同浓度(0，100，300，600，1 000，2 000，3 000，5 000 mg·L-1)的GA3溶液中浸种24 h。处理后的种子用蒸馏水洗净后放入铺有2层湿润滤纸的培养皿中，将其放置于25 ℃恒温，12 h光照/12 h黑暗的培养箱中进行培养，每天喷水1次，保持湿润。每处理100粒种子，重复3次。

3)PEG-6000对种子萌发的影响。选择饱满的种子，经1% NaClO消毒15 min后，用蒸馏水洗净并吸干表面水分，分别置于培养皿内浸透了不同浓度(0%、5%、10%、15%、20%)PEG-6000溶液的滤纸上，相应的溶液水势分别为0、-0.05、-0.20、-0.40、-0.60 MPa[9]。将其置于25 ℃恒温，12 h光照/12 h黑暗的培养箱中进行培养。每天向培养皿中加入1 mL对应浓度的PEG-6000，每4 d更换1次滤纸，以减少水势变动。每处理100粒种子，重复3次。

每天观察种子萌发情况，并记录每种处理的具体发芽日期。以胚根长度达到种子长度1/2为发芽标准，自发芽之日起每24 h统计种子发芽数量，连续3 d没有出现发芽结束统计[10]。发芽启动时间、发芽持续时间、发芽率、发芽势、发芽指数的统计及计算参照李畅等[5]的方法进行。

1.3 数据处理

用Excel 2007软件对数据进行统计，用SPSS 18.0软件进行Duncan方差分析，所有测定结果采用平均值±标准差。

2 结果与分析

2.1 种子特性

2.1.1种子形态特征

滇南杜鹃种子呈卵形至长卵形，种皮红褐色，两端有翅；种子长(1.60±0.18)mm、宽(0.54±0.08)mm；千粒重(0.129 6±0.005)g。

2.1.2种子吸水率

从图1可以看出，滇南杜鹃种子在0～8 h内吸水急剧，浸种8 h时吸水率为37.24%，这一时期为急剧吸水期；在8～24 h内吸水量有所增加，吸水率达40.31%，这一时期为稳定吸水期；24 h后吸水速度变缓，饱和时吸水率为41.95%。

2.2 不同处理对种子萌发的影响

2.2.1温度、光照对种子萌发的影响

如图2所示，25 ℃恒温12 h光照/12 h黑暗条件下，发芽启动时间最短，为9 d；25 ℃恒温24 h黑暗条件下，发芽启动时间最长，为21 d，且发芽持续时间最短，为2 d；而5 ℃/15 ℃变温12 h光照/12 h黑暗和24 h黑暗以及30 ℃恒温24 h黑暗条件下种子均不萌发。

图1 滇南杜鹃种子吸水率

注：A为12 h光照/12 h黑暗，B为24 h黑暗；一为5 ℃/15 ℃，二为15 ℃/25 ℃，三为25 ℃/30 ℃，四为20 ℃，五为25 ℃，六为30 ℃。图2 温度、光照处理下滇南杜鹃种子的发芽进程

由表1可知,变温处理下，条件为15 ℃/25 ℃变温24 h黑暗时，滇南杜鹃种子的发芽率最高达84.33%，与其他几组处理均呈极显著差异；15 ℃/25 ℃变温12 h光照/12 h黑暗条件下次之，发芽率为74.00%；在5 ℃/15 ℃变温12 h光照/12 h黑暗和24 h黑暗以及30 ℃恒温24 h黑暗条件下种子均不萌发。15 ℃/25 ℃变温12 h光照/12 h黑暗条件下，发芽势最高达51.33%，15 ℃/25 ℃变温24 h黑暗条件次之，为34.33%。恒温处理下，条件为20 ℃恒温12 h光照/12 h黑暗时，种子发芽率最高为58.33%。从数据对比可知，同种光照处理下变温处理的发芽率、发芽势及发芽指数普遍高于恒温处理。

2.2.2GA3对种子萌发的影响

如图3所示，滇南杜鹃种子在蒸馏水(ck)浸泡下的发芽启动时间为10 d，而随着GA3浓度的增加，发芽启动时间在GA3浓度为100，1 000，2 000 mg·L-1时缩短至7 d，当浓度为3 000 mg·L-1和5 000 mg·L-1时发芽启动时间较对照缩短8 d。说明当浓度为1 000～2 000 mg·L-1时发芽启动时间最短，促进了种子提早萌发。发芽持续时间随着GA3浓度的增加从8 d延长至13 d后又缩短至8 d。

表1 温度、光照对滇南杜鹃种子萌发指标的影响

注：A为12 h光照/12 h黑暗，B为24 h黑暗；一为5 ℃/15 ℃，二为15 ℃/25 ℃，三为25 ℃/30 ℃，四为20 ℃，五为25 ℃，六为30 ℃；同列不同的小写字母和大写字母分别表示在0.05和0.01水平上差异显著。下同。

图3 GA3处理下滇南杜鹃种子的发芽进程

由表2可知，随GA3浓度提高，滇南杜鹃种子的发芽率、发芽势、发芽指数均呈先升后降的趋势，对照组的发芽率、发芽势和发芽指数均与GA3浸泡处理的种子达到极显著差异，2 000 mg·L-1GA3处理下，滇南杜鹃种子的发芽率(87.00%)、发芽势(68.00%)、发芽指数(8.98)达到最高。随GA3浓度的升高，发芽势、发芽率和发芽指数均有所下降，差异显著。

2.2.3PEG-6000对种子萌发的影响

由图4可以看出，滇南杜鹃种子在ck处理下的发芽启动时间为10 d，发芽持续时间为11 d。PEG胁迫浓度为5%和10%时发芽持续时间较ck延长2 d，发芽启动时间不变。PEG浓度为15%时，滇南杜鹃种子的发芽启动时间较ck推迟4 d，发芽持续时间延长5 d，且发芽率显著低于ck。20% PEG胁迫下的滇南杜鹃种子未见萌发。说明随着PEG浓度的增加，种子发芽越困难，发芽启动时间推迟，发芽持续时间延长，发芽率降低。

表2 GA3对滇南杜鹃种子萌发指标的影响

图4 干旱胁迫下滇南杜鹃种子的发芽进程

由表3可以看出，随着PEG浓度的增加，发芽率、发芽势、发芽指数均存在下降的趋势。5%PEG除发芽率与ck无显著差异外，其余萌发指标均与ck达到极显著差异，10%、15%、20%的所有萌发指标均与ck达到极显著差异，以上均说明PEG对滇南杜鹃种子萌发的抑制作用明显，20%PEG完全抑制了种子的萌发；但在15%PEG干旱胁迫下，滇南杜鹃种子的发芽率、发芽势、发芽指数仍能达到ck的81.13%、71.28%、43.62%，又说明滇南杜鹃具有一定抗旱性。

表3 干旱胁迫对滇南杜鹃萌发指标的影响

3 结论与讨论

滇南杜鹃种子吸水性较好，且其吸水过程与种子的吸水规律相一致，在24 h内吸水达饱和状态，饱和时吸水率为41.95%。因此在生产实践中，种子萌发前期应保证充足的水分以利于种子萌发。

适宜种子萌发的温度通常与其原生境的温度有关，且大多数种子在恒温条件下的萌发率低于变温条件[11-14]。滇南杜鹃种子在15 ℃/25 ℃变温条件下发芽率和发芽势最高。在5 ℃/15 ℃变温12 h光照/12 h黑暗和24 h黑暗以及30 ℃恒温24 h黑暗条件下种子均不萌发，而30 ℃恒温12 h光照12 h黑暗条件下滇南杜鹃种子的发芽率仅为3.33%，说明过低或过高的温度均不适宜滇南杜鹃种子萌发。在15 ℃/25 ℃变温条件下，滇南杜鹃种子的萌发最多，且萌发最为集中，播种时采用此温度，有利于提高种子的萌发率。在25 ℃恒温12 h光照/12 h黑暗下，发芽启动时间最短，为9 d，但其发芽率仅达53.00%，说明此条件下仅缩短了发芽启动时间但发芽率却不高。在不同光照条件下，光暗交替明显出现缩短萌发所需时间，进而缩短播种育苗时间。

因此，滇南杜鹃应该采用15 ℃/25 ℃变温条件促进种子萌发，同时给予适量光照，缩短滇南杜鹃种子发芽启动时间。使滇南杜鹃能够在短期内同时发芽并达到移栽程度，避免发芽时间参差不齐，影响移栽。造成杜鹃花开花时间不一致，影响观赏。

GA3作为植物生长调节剂，通过诱导种子内部淀粉酶等水解酶的合成，从而提高种子水解酶的活性，以达到催化种子内贮藏物质分解的效果，进而提供胚生长发育所需的营养，提高种子萌发率。但GA3并非对所有的种子都有促进萌发的作用，且对不同的种子促进程度及适宜浓度均不相同[15-17]。本研究发现，未经GA3处理的种子其发芽率、发芽势和发芽指数均与GA3浸泡处理的种子达到极显著差异，萌发效果不佳，发芽率仅达45.00%，与最适宜浓度2 000 mg·L-1GA3的发芽率相差42%。2 000 mg·L-1GA3浸种的滇南杜鹃种子其发芽率、发芽势和发芽指数均为最高，且所需发芽启动时间最短，发芽持续时间较长。因此，适当浓度的GA3可达到促进滇南杜鹃种子萌发的作用，这与刘林等[6]、樊丛令等[18]、李畅等[19]的研究结果相似。本研究发现，2 000 mg·L-1GA3浸种24 h可进一步加快种子的萌发，从而提高苗木的育种进程，在滇南杜鹃的育苗实践中可以推广使用，植物种子的萌发指标直接反映种子耐逆境能力[20]。低浓度(5%)的PEG-6000对滇南杜鹃种子萌发的影响不明显，但随着PEG浓度的增加，滇南杜鹃种子受抑制程度加重，具体表现为种子的发芽率、发芽势、发芽指数显著降低，发芽启动时间推迟，发芽持续时间延长，20%PEG完全抑制了种子的萌发。这与李畅等[5]对鹿角杜鹃，边才苗等[7]对云锦杜鹃，王书珍等[21]对繁花杜鹃，张凤银等[22]对凤仙花的种子萌发规律一致。研究表明，滇南杜鹃耐旱性有限，在滇南杜鹃的播种育苗及引种栽培过程中，充分考虑水分因素，防止干旱对其生长造成不良影响。