38份贵州紫苏资源种子的萌发特性

向依， 杨航， 李慧琳， 奉斌， 袁婷婷， 于二汝

(贵州省农业科学院 油料研究所， 贵州 贵阳 550006)

0 引言

【研究意义】紫苏(PerillafruescensL. Britt.)是唇形科紫苏属一年生草本植物，是药用蔬菜、叶用蔬菜、油用蔬菜的多用途小宗作物[1]。紫苏起源中心为东亚，在中国具有2 000多年的栽培历史，贵州少数民族地区有较长的种植和食用历史，当地称为苏麻、引子，主要分布于贵州西南部山区(>50%)[2]。贵州省地处低纬度山区，地势西高东低，海拔147. 8～2 900. 6 m，垂直气候差异较大，立体气候明显；贵州具有独特的喀斯特地貌，多变的气候环境以及人文因素，因此蕴含丰富的紫苏生态变异类型和野生种质资源[3]。紫苏籽油α-亚麻酸含量高达50%～70%[4]，具有“陆地深海鱼油”的美誉，α-亚麻酸是人体必需脂肪酸，在预防老年痴呆症、抗癌、治疗心脑血管疾病等方面均有显著药理作用[5]。因此，紫苏因富含α-亚麻酸而备受学者关注。【前人研究进展】紫苏种子萌发相关研究主要集中在不同pH、激素和盐分处理等对紫苏种子萌发的影响[6-7]；刘淑霞等[8]对22份国内外引进的紫苏品种进行萌发特性分析，综合评价引进品种。【研究切入点】紫苏种子易老化，生产实践和试验研究均表明紫苏种子若保存不当，约180 d会失去生产价值，甚至10个月后发芽率降为零[9]。贵州当地紫苏资源在种植保存过程中发芽率低，需反复补种等问题。【拟解决的关键问题】为此，试验以38份贵州紫苏资源为材料，测量种子发芽率、鲜重、根长、苗长等8个与萌发相关的重要指标，探索其萌发的内在联系，并综合评价种子的萌发特性，为种质资源的利用及优良品种选育提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

38份试验材料均由贵州省油料研究所在贵州各地收集的油用紫苏资源(表1)，田间性状较为整齐一致，主要是各地生产的自留种或农家品种。在贵州省农业科学院内种植，试验种子于2019年4—11月种植收获，种子干燥后密封保存于-20℃冷库中。

表 1 38份贵州紫苏种质资源的来源及编号

1.2 指标测定方法

1.2.1 发芽率 发芽试验于2020年4月完成。选取饱满、颜色、大小一致的紫苏种子，放置于铺有3层滤纸的10 cm培养皿中，每个培养皿50粒，加适量纯水(湿润滤纸培养皿内无明显流动的水)，每个品种设3次重复，放置于恒温箱中，23℃条件下暗培养。初次计数为第3天，末次计数为第7天，至少连续2天发芽数目不变时统计出苗数，计算种子发芽率。发芽标准：胚根或胚芽长度≥种子长度；发芽率=发芽种子数/供试种子总数×100%。

1.2.2 根长、苗长以及鲜重 在培养的第7天，每个培养皿随机选取10株苗，用直尺测量每株的根长、苗长，以平均值表示。每个培养皿取10株苗，用千分之一天平测量10株苗的鲜重。

1.2.3 千粒重每份紫苏资源使用微电脑自动数粒仪随机计数1 000粒种子，用千分之一天平称量，每个品种设3个重复，以平均值表示。

1.2.4 粗蛋白含量及含油量 利用 NIRS DS 2500 近红外光谱分析仪(FOSS，瑞典)，以及构建的紫苏品质分析模型，测定每份紫苏资源籽粒中的含油量以及蛋白质含量百分比。

1.3 数据处理

试验所得数据利用Excel 2016以及DPS进行分析处理。利用隶属函数对38份不同品种紫苏资源进行萌发特性的综合评价。计算公式[10]如下：

(1)

(2)

式中，Zi是第i个隶属函数值，xi是指第i个指标值，ximin是第i个指标的最小值，ximax是第i个指标的最大值。当某一性状(x)与发芽率呈正相关时，用公式(1)计算；当某一性状(x)与发芽率呈负相关时，用公式(2)计算。然后将所有性状的隶属函数值进行累加并求平均值。

2 结果与分析

2.1 38份贵州紫苏资源的发芽率

从图1看出，38份紫苏资源的发芽率为18%～97%，各品种间差异较大。发芽率达90%以上的资源有8份，其中S5发芽率最高，达97%；发芽率小于50%的资源有8份，其中S22发芽率最低，为18%。38份紫苏资源发芽率为S5>S35>S12>S27>S6>S1>S10>S4>S2>S3>S33>S14>S7>S25>S19>S30>S26>S29>S11>S20>S15>S22>S16>S32>S38>S37>S8>S21>S34>S24>S9>S28>S13>S36>S31>S17>S18>S23。

图 1 38份贵州紫苏资源的发芽率

2.2 38份贵州紫苏资源的根长、苗长及其比值

2.2.1 根长 如图2所示，试验的第7天，38份供试紫苏资源的根长为3.63～5.97 cm，其中S10根长最短，S22根长最长。24份(63%)材料根长为4.55～5.55 cm，各资源间的根长呈较大差异。38份资源的根长为S22>S31>S12>S11>S21>S27>S35>S24>S25>S3>S32>S4>S6>S15>S34>S7>S23>S19>S33>S2>S37>S8>S14>S20>S1>S9>S38>S30>S13>S5>S26>S36>S17>S16>S28>S18>S29>S10。

图 2 38份贵州紫苏资源的根长

2.2.2 苗长 如图3所示，试验第7天，38份资源的苗长为1.29～3.38 cm，其中S13最短，S36最长；30份(79%)材料苗长为1.5～2.5 cm。38份紫苏资源的苗长为S13>S7>S35>S5>S25>S27>S32>S12>S6>S10>S2>S24>S3>S8>S1>S4>S23>S9>S11>S16>S26>S29>S19>S14>S30>S20>S21>S34>S38>S22>S15>S37>S33>S31>S17>S28>S18>S36。

图 3 38份贵州紫苏资源的苗长

2.2.3 根/苗比 如图4所示，38份紫苏资源的根/苗比值为1.15～3.96 cm，其中S36的根/苗比值最小，S7的根/苗比值最大，33份(87%)的材料根/苗比值大于2；38份紫苏资源根/苗比值为S7>S35>S25>S32>S13>S27>S2>S5>S24>S12>S19>S8>S10>S29>S20>S11>S9>S16>S4>S38>S6>S1>S22>S34>S14>S30>S33>S21>S26>S3>S31>S15>S23>S28>S37>S18>S17>S36。

图 4 38份贵州紫苏资源的根/苗比

2.3 38份贵州紫苏资源的鲜重

如图5所示，试验第7天，10株幼苗鲜重为0.11～0.24 g，其中S18和S24鲜重值最大，S6最轻；23份(60%)材料的鲜重为0.15～0.20 g。38份紫苏资源的鲜重为S18=S22>S34>S36>S21>S30>S19>S28>S33>S38>S31>S14>S4>S15>S25>S32>S2>S17>S24>S27>S20>S37>S1>S16>S26>S9>S29>S3>S11>S8>S23>S5>S7>S10>S35>S12>S13>S6。

图 5 38份贵州紫苏资源的鲜重

2.4 38份贵州紫苏资源的千粒重

如图6所示，38份资源的千粒重为1.48～4.25 g，其中S36千粒重最重，S8的千粒重最轻；28份(73%)材料千粒重为2.0～3.5 g。38份紫苏资源千粒重为S36>S7>S20>S34>S12>S19>S27>S9>S22>S10>S14>S29>S21>S6>S35>S32>S11>S4>S5>S2>S1>S38>S3>S17>S28>S24>S13>S16>S26>S31>S18>S15>S23>S30>S25>S33>S37>S8。

图 6 38份贵州紫苏资源的千粒重

2.5 38份贵州紫苏资源的粗蛋白含量以及含油量

如图7所示，38份紫苏的蛋白质含量差异较小，为24.21%～32.66%，其中S25最低，S33最高。38份紫苏资源粗蛋白含量为S33>S17>S20>S37>S36>S22>S30>S21>S14>S32>S29>S11>S8>S38>S5>S27>S26>S4>S19>S13>S31>S16>S7>S15>S34>S28>S9>S35>S23>S1>S3>S6>S2>S24>S12>S18>S10>S25。

图 7 38份贵州紫苏资源的粗蛋白含量

如图8所示，38份紫苏资源间的含油量差异较大，为9.54%～44.36%，其中S24含量最少，S14含量最大。38份紫苏资源含油量为S14>S38>S10>S29>S6>S5>S12>S4>S27>S2>S11>S35>S37>S13>S9>S15>S30>S3>S1>S16>S26>S20>S21>S22>S17>S33>S8>S28>S19>S7>S31>S36>S32>S34>S18>S23>S25>S24。

图 8 38份贵州紫苏资源的含油量

2.6 38份贵州紫苏资源种子萌发性状的相关性分析

从表2可知，发芽率与鲜重、苗长呈显著负相关，与根/芽、含油量呈极显著正相关；千粒重与其他性状间均为正相关，且无显著相关性；鲜重与苗长呈极显著正相关，与根/芽、含油量呈显著负相关，与根长呈负相关，与蛋白含量呈正相关；根长与苗长呈显著负相关，与粗蛋白含量和含油量呈负相关，与根/芽比呈正相关；苗长与根/芽比呈极显著负相关，与粗蛋白含量呈显著正相关；粗蛋白与含油量呈正相关。

表 2 38份紫苏发芽性状相关性分析

2.7 综合评价

由表3可得出，38份资源的发芽率相关平均隶属函数值为0.294～0.815，具有较大的差异；其中S12隶属函数值最大，说明其种子萌发特性的综合评价最高；S18的隶属函数值最小，其种子萌发特性的综合评价较差，其余的资源综合评价位于中间。38份紫苏资源的萌发特性相关综合评价为S12>S7>S27>S35>S6>S2>S10>S4>S5>S19>S3>S1>S20>S34>S11>S22>S9>S14>S32>S25>S13>S21>S38>S29>S24>S36>S15>S16>S26>S31>S30>S8>S33>S37>S28>S23>S17>S18。

表 3 不同资源紫苏种子萌发性状综合评价与排名

3 讨论

发芽率是衡量种子萌发能力的重要指标，可以直接反应种子质量的优劣[11]，38份贵州紫苏资源的发芽能力及其发芽率差异较大，其中，10份发芽率高于85%；20份发芽率为50%～85%，8份发芽率低于50%。表明，在良好的保存条件下，部分资源种子的室内发芽率偏低，在一定程度上反映部分紫苏资源品种存在退化严重、种子活力较差的问题。

种子萌发是植物生长史的重要阶段，直接影响后期的植株形态建成，试验测定萌发相关的根长、苗长、鲜重等7个性状，是反映种子萌发特性的有效指标。其中，根长、苗长及其比值是种子萌发过程中的重要指标，直接反映各紫苏资源间的生长差异、生长速率以及优先发育部位。由相关性分析可知：发芽率与根/苗比呈极显著正相关，该结果与刘淑霞等[8，10]研究结果一致，表明在萌发初期，幼苗主要依靠胚根吸收水分生长，胚根发育更强势的资源，发芽较高，综合评估表现更优秀。38份紫苏资源的发芽率与粗脂肪含量呈极显著正相关，而李海燕等[12]研究发现，观赏辣椒种子发芽率与主要脂肪酸成分含量呈显著负相关，与试验结论相悖，推测可能油分组成对发芽率的影响存在物种差异性。

4 结论

由发芽率相关隶属函数对38份紫苏资源的评估结果可知，综合评价排名前十位的资源为独山县S12(灰褐)>丹寨县S7(浅褐)>平塘县S27(灰黑)>正安县S35(灰褐)>赤水县S6(灰褐)>册享县S2(灰白)>独山县S10(褐)>册享县S4(黑褐)>册享县S5(黄褐)>开阳县S19(灰白)；这部分资源包含不同籽粒颜色和不同来源的种质，为后续杂交育种的材料选择提供参考依据。紫苏作为严格的自花授粉作物，目前品种选育主要以常规育种为主，在田间表现较一致的条件下，以发芽率为参照的综合评估为后续进一步选育高品质适合贵州山区种植的紫苏品种提供理论依据。