外源水杨酸对长白山区月见草种子萌发的影响

姜云天，张家兴，王铭宇，黄鑫，郑博文

（通化师范学院生命科学学院，吉林 通化 134002）

月见草（Oenothera biennis L.）又名山芝麻、夜来香，柳叶菜科（Onagraceae）月见草属（Oenothera）二年生草本植物，自然生长于长白山区海拔50～1 100 m的向阳山坡、荒草地、沙质地及河岸砂砾地，常聚生成片生长[1]。其幼苗可食，花可提取芳香油，根和种子均可入药，尤其是由种子提取的月见草油具有降脂、降糖、润肤、抗衰老等功效，已作为原材料广泛应用于医药、化妆品等行业[2-3]。月见草亦有较高的观赏价值，因其花夜晚开放，花浅黄色或黄色，香气怡人，常用作花坛、路旁、园林景观配置。但因其野生资源储量有限，加上近几年人们在未成熟时就开始大量采集，致使野生月见草储量逐年下降。因此，摸清野生药用植物种子萌发特性，大力发展月见草人工栽培产业是保护长白山区野生月见草资源的一条有效途径。目前部分学者已对黄花月见草（Oenothera glazioviana）、粉花月见草（Oenothera rosea）以及其他产区月见草（Oenothera biennis）种子萌发特性进行了探讨，涉及温度、光照、贮藏条件以及激素（GA3、NAA、6-BA）浸种方面[4-7]，并取得了一定成果。

水杨酸（Salicylic acid，SA）是近年在植物体内发现的一种天然生长物质，以极低的浓度即可参与调控植物的生长发育[8]。前人研究表明，适宜浓度的外源水杨酸浸种能促进侧柏[9]、西葫芦[10]、龙爪稷[11]、八月瓜[12]等种子萌发和幼苗生长，同时对部分生理指标的增加也有促进作用。目前，有关水杨酸浸种对长白山区野生月见草种子萌发方面的相关研究尚未见报道。该文以长白山区野生月见草种子为试材，研究不同浓度外源水杨酸浸种预处理对月见草种子萌发的影响，旨在探索一种提高月见草种子萌发率的有效方法，从而为月见草的推广栽培及繁育提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

野生月见草的成熟种子采自吉林省抚松县漫江镇河岸边。

1.2 方法

1.2.1 种子处理。选取大小基本一致、无病虫害的月见草种子，用0.05%的KMnO4溶液浸泡8 min，蒸馏水冲洗数遍并用滤纸吸干水分备用。将消毒后的种子分别用0.25、0.5、1.0、1.5、2.5 mmol/L水杨酸（SA）浸种12 h，每个处理浓度3次重复。将浸种预处理后的种子分别放入铺有双层滤纸的培养皿内（直径12 cm），每个培养皿内放入种子50粒，以蒸馏水浸种为对照（CK）。最后将培养皿置于光照培养箱内进行培养，温度25℃，光照12 h/d。

1.2.2 指标测定。每隔24 h记录种子萌发情况，以胚根突破种皮、长出白嫩尖记为起始发芽标准[13]。第7天结束发芽试验，测量胚芽、胚根长度，称量苗鲜重，并计算相关萌发指标，公式如下：

1.2.3 外源水杨酸的调控作用综合评价。采用隶属函数法[14]，对不同浓度外源水杨酸处理的萌发指标和初始幼苗生长指标进行定量转换，再将同一水杨酸浓度处理下的各项指标的隶属函数值分别累加求平均值，隶属函数值的平均值越大，则表示该浓度外源水杨酸处理对月见草种子萌发的促进效果愈佳。隶属函数计算公式如下：U（Xi）＝（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin），式中Xi表示某一萌发指标和初始幼苗生长指标的测定值，Xmax和Xmin分别表示所测定指标的最大值和最小值。

1.3 数据处理

采用Microsoft Excel2019和IBM SPSS Statistics 20.0对数据进行整理及方差分析，以S-N-K法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 外源水杨酸对月见草种子萌发进程的影响

从图1可以看出，第1天仅1.00和1.50 mmol/L水杨酸浸种预处理的月见草种子有1～2粒萌发，其日发芽率分别为0.67%和2.67%；第2天，0.25和1.00 mmol/L水杨酸处理的种子日发芽率同时达到峰值，分别为21.33%和22.00%，且分别较CK（0.00 mmol/L）增加60.02%和65.04%，而0.50、1.50和2.50 mmol/L水杨酸处理的种子均已迅速萌发，日发芽率分别达到9.33%、11.33%和10.67%，但其值均低于CK（13.33%）。

图1 外源水杨酸作用下月见草种子萌发的动态变化

当发芽天数达到第3天时，0.50、1.50和2.50 mmol/L水杨酸处理的种子日发芽率同时达到峰值，且其值均高于CK（14.00%），分别较CK增加42.86%、33.36%和19.07%，而0.25和1.00 mmol/L水杨酸处理的种子日发芽率均呈下降趋势，但其值仍高于CK，分别较CK增加28.57%和42.86%。当发芽天数超过3 d后，CK及所有浓度外源水杨酸处理的种子日发芽率均呈下降趋势。

2.2 外源水杨酸对月见草种子萌发指标的影响

从表1可以看出，0.25、1.00和1.50 mmol/L水杨酸处理的月见草种子发芽率、发芽势和发芽指数均显著高于CK（P<0.05），但其增幅存在较大差异。其中，3个浓度处理下的发芽率分别较CK提高40.00%、46.68%和20.00%，而发芽势和发芽指数分别较CK提高43.91%、56.13%、19.54%和43.48%、54.25%、26.91%。0.50和2.50 mmol/L水杨酸处理的发芽率、发芽势和发芽指数则与CK均无显著差异（P>0.05），且发芽率和发芽势仅较CK提高5.00%、8.33%和7.32%、0.00%，而发芽指数则略低于CK，分别较CK下降0.85%和0.57%。活力指数则在水杨酸浓度达到2.50 mmol/L时降至最低，相比对照下降19.66%，而其他4个水杨酸浓度处理下的活力指数均高于CK，且0.25 mmol/L水杨酸处理的活力指数与CK差异显著（P<0.05），相比CK提高53.09%，而0.50、1.00和1.50 mmol/L水杨酸处理的活力指数则均与CK差异不显著（P>0.05），其分别较CK提高4.49%、33.15%和7.02%。综合各个萌发指标可知，外源水杨酸浸种预处理可有效提高月见草种子发芽率及萌发整齐度，而浓度过高并不利于种子萌发。

表1 外源水杨酸对月见草种子萌发指标的影响

2.3 外源水杨酸对月见草幼苗生长的影响

从表2可以看出，0.25～2.50 mmol/L外源水杨酸处理下的胚芽长均显著低于对照（P<0.05），分别较对照下降8.06%、12.90%、17.74%、25.81%和19.35%。而胚根长则随着水杨酸浓度的升高呈先升高后下降的趋势，其中，0.25和0.50 mmol/L水杨酸处理的月见草种子胚根长与CK并无显著差异（P>0.05），仅较CK增加5.88%和3.92%，而1.00、1.50和2.50 mmol/L水杨酸处理的月见草种子胚根长则与CK差异显著（P<0.05），分别较CK下降13.73%、17.65%和19.61%，说明高浓度水杨酸对月见草胚根生长具有显著抑制作用。苗鲜重则在水杨酸浓度为0.50 mmol/L时降至最低，其相比CK下降27.70%，而0.25和1.00 mmol/L水杨酸处理的月见草苗鲜重均显著高于CK（P<0.05），分别较CK增加18.92%和32.21%；当水杨酸浓度达到1.50和2.50 mmol/L时，苗鲜重相比CK均呈下降趋势，但与CK无显著差异（P>0.05），分别较CK下降10.81%和7.21%。

表2 外源水杨酸对月见草初始幼苗生长的影响

2.4 外源水杨酸对月见草种子萌发的综合作用分析

从表3可以看出，在所有水杨酸浓度处理中，0.25 mmol/L水杨酸处理的隶属函数平均值最大，2.50 mmol/L水杨酸处理的隶属函数平均值最小。由此可见，0.25和1.00 mmol/L水杨酸浸种预处理均可有效促进月见草种子萌发和幼苗生长，而0.50、1.50、2.50 mmol/L水杨酸处理的隶属函数平均值均低于CK，说明水杨酸浸种浓度过高并不利于月见草种子萌发，反而对月见草种子萌发和幼苗生长具有一定的抑制作用。

表3 外源水杨酸的调控作用综合评价

3 结论与讨论

该试验结果表明，野生月见草种子经水杨酸浸种预处理后，种子能够在2～3 d内达到萌发高峰，且峰值处的日发芽率均高于CK，说明外源SA处理可有效缩短月见草种子萌发周期，大大提高种子的萌发整齐度和一致性。从各处理浓度下的萌发指标变化来看，无论SA浓度高低，SA处理下的发芽率均比CK有所增加，且在SA浓度为0.25、1.00、1.50 mmol/L时产生显著影响，而0.50和2.50 mmol/L外源SA处理下的4项萌发指标均低于其他3个SA浓度处理，说明水杨酸浸种存在明显的浓度效应，适宜浓度的SA引发处理可有效打破野生月见草种子的次生休眠状态，能够缩短种子萌发阶段Ⅱ（迟滞期）的时间而使其迅速从水合阶段过渡到胚根突破周围组织[15]，进而加速种子的萌发，而浓度过低或过高则不同程度降低了种子萌发速度和一致性。水杨酸浸种对月见草胚芽和胚根生长也存在明显的浓度效应，以0.25 mmol/L水杨酸浸种浓度效果最佳，这与低浓度水杨酸促进华北落叶松[18]根系生长的结论相似。试验结果还发现，1.00 mmol/L水杨酸处理下的胚芽长和胚根长均低于CK，而该浓度处理下的苗鲜重达到最大值，相比CK显著增加32.21%，说明1.00 mmol/L水杨酸虽然对胚芽和胚根长度生长具有抑制作用，但对苗鲜重增加具有促进作用，苗鲜重的增加可能与水杨酸促进胚芽、胚根横向生长有关，这需要做进一步研究。因此，在生产中，建议可用0.25 mmol/L水杨酸浸种预处理来提高野生月见草种子发芽率。

种子是农业生产最基本的生产资料，其质量优劣直接关乎作物出苗率和产量。在生产实际中，常用发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数等[12]指标来表征种子出苗率、发芽速度、发芽整齐度及幼苗长势。长白山区野生月见草种子细小，且种皮透水性差，存在次生休眠现象，导致其种子自然发芽能力低，影响了该药用植物资源向人工种植模式转型的进程。因此，打破种子休眠，提高种子萌发率是解决月见草生产的实际问题。激素引发是播种前常用的种子预处理方法，此法不仅能打破种子休眠、加速发芽，而且能提高幼苗抗逆性[15]。有研究表明，侧柏[9]经1.5 mmol/L水杨酸浸种24 h处理可打破种子的轻度休眠，种子发芽率和发芽指数显著提高，并且对幼苗生长发育具有促进作用。杨若鹏等[16]研究发现，1.0～2.0 mmol/L水杨酸浸种对黄瓜品种北海道4号种子的萌发能力和幼苗生长均有促进作用，而3.0～4.0 mmol/L浸种浓度则抑制种子萌发。甘青青兰[17]种子最佳SA浸种浓度为0.6 mmol/L，此浓度处理下的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均达最高，而八月瓜[12]种子在0.10 mmol/L水杨酸浓度浸泡处理下可有效促进其萌发，当水杨酸浓度达到1.00 mmol/L时其发芽势和发芽指数则大幅度降低。说明适宜浓度SA浸种可以促进种子萌发，但其最佳浸种浓度因植物种类、品种不同而各异。