温度和光照对4种委陵菜种子萌发的影响

孙丽萍 宋利娜 衣彩洁 赵正楠 张华丽 周燕 梁芳 张华

摘要  以朝天委陵菜、多茎委陵菜、蛇含委陵菜和腺毛委陵菜为试材，设置黑暗12 h，光照12 h，温度分别为15、20、25、30 ℃，同时设25 ℃全黑暗处理，比较不同温度和光照对其种子萌发的影响。结果表明：朝天委陵菜、腺毛委陵菜的种子萌发适宜温度为25  ℃，多茎委陵菜的种子萌发适宜温度在25～30 ℃，蛇含委陵菜的种子萌发适宜温度为20  ℃。黑暗条件对朝天委陵菜、腺毛委陵菜种子萌发有抑制作用，对多茎委陵菜种子萌发抑制作用不明显。

关键词  温度；光照；委陵菜；萌发

中图分类号  Q948  文献标识码  A  文章编号  0517-6611（2024）09-0096-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.09.021

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of Temperature and Light on Seed Germination of Four Potentilla Species

SUN Li-ping，SONG Li-na，YI Cai-jie et al

（Beijing Academy of Forestry and Landscape Architecture/Beijing Key Laboratory of Greening Plants Breeding，Beijing 100102）

Abstract  Potentilla supine，Potentilla multicaulis，Potentilla kleiniana and Potentilla longifolia were used as experimental materials，darkness was set for 12 h，light was set for 12 h temperature was 15，20，25，30 ℃，respectively，and total darkness was set at 25 ℃，the effects of temperature and light on seed germination were studied.The results showed that the optimal germination temperature was 25 ℃ for Potentilla supine and Potentilla longifolia，the optimal germination temperature was 25-30 ℃ for Potentilla multicaulis，the optimal germination temperature was 20 ℃ for Potentilla kleiniana.Dark inhibited the seed germination of Potentilla supine and Potentilla longifolia，but dark had no effect on seed germination of Potentilla multicaulis.

Key words  Temperature;Light;Potentilla;Germination

基金項目  北京市科技计划项目（Z201100008020004）；北京市公园管理中心科技课题（zx2021028）。

作者简介  孙丽萍（1984—），女，山东威海人，高级工程师，硕士，从事宿根花卉栽培育种研究。

收稿日期  2023-05-31

委陵菜属（Potentilla）为蔷薇科多年生或一年生草本，稀灌木。全世界约200余种，我国有88种（24个特有种），全国各地均产，但主要分布在东北、西北和西南各省区［1］。委陵菜属植物是一个变异丰富多样的植物类群，不少学者对委陵菜属植物的分类、区系及果实、花粉、叶表皮特征、分子系统学进行了大量研究［2-22］，以求更合理的划分。大部分委陵菜属植物富有野趣，在养护管理方面简单粗放，具有很大的园林应用潜力，可应用于地被或草坪镶边等［23］。

种子繁殖的第一阶段是种子萌发，这个阶段受多种生态因子的影响，其中温度是重要因素之一［24］。温度影响种子的萌发率和萌发速率等［25-27］，不同植物种子对萌发温度的要求不同。徐立娜等［28］研究表明，委陵菜种子25  ℃时发芽率达50%，为其最适发芽温度；张彦芬［29］对鹅绒委陵菜进行了引种驯化研究，结果表明，在15～30 ℃的变温条件下鹅绒委陵菜种子的萌发率较高，100 μg/mL GA3溶液能提高种子的萌发率；李阳等［30-32］对二裂委陵菜、直立委陵菜、石生委陵菜种子萌发进行研究，结果表明：二裂委陵菜种子最适合在10 ℃发芽，直立委陵菜种子的最适萌发温度在20～25 ℃，喜好长时间光照，石生委陵菜种子的最适萌发温度为20 ℃，喜欢长时间光照。笔者研究不同温度处理对4种委陵菜种子萌发的影响，旨在探讨4种委陵菜种子发芽的最适温度，为其开发利用提供理论依据。

1  材料与方法

1.1  试验材料

腺毛委陵菜（Potentilla longifolia Willd.ex Schlecht.）种子于2021年10月收集于北京市延庆区；多茎委陵菜（Potentilla multicaulis Bge.）、朝天委陵菜（Potentilla supina L.）、蛇含委陵菜（Potentilla kleiniana Wight et Arn.）种子2022年5—6月收集于北京市园林绿化科学研究院。收集后的种子均放置于阴凉通风处保存。

1.2  试验方法

1.2.1  种子测定。

（1）种子形态观察：采用体式显微镜对种子大小、形状、颜色、花纹进行测量观察。测量50个数据，计算平均值。

（2）种子千粒重测定：采用百粒法测定［33］。随机取净种子100粒，用万分之一电子天平称重。3次重复，计算平均值。

1.2.2  种子发芽温度测定。

选取籽粒饱满、大小均匀一致、无损伤的种子，将种子放置在铺有双层滤纸的培养皿中。将种子放置于光照培养箱中，设置黑暗12 h，光照12 h，温度分别为15、20、25、30 ℃，同时设25 ℃全黑暗处理。种子萌发以胚根突破种皮2 mm，或者子叶从种皮中出现为准。根据实际情况每天在培养皿中添加蒸馏水，每处理3次重复，每次重复50粒种子。连续观察培养皿中种子萌发情况，每天定时统计种子萌发数。当连续5 d无种子萌发则视为萌发结束。最后统计种子发芽率、发芽指数、发芽势。

种子发芽率=（萌发种子数／供试种子总数）×100％

种子发芽势=（7 d萌发种子数／供试种子总数）×100％

种子发芽指数=（Gt/Dt）

式中：Gt为t天内种子萌发数，Dt为种子萌发天数。

1.3  数据处理

数据采用SPSS和Excel软件统计，单因子方差分析（P<0.05），多重比较用Duncan新复极差法。

2  结果与分析

2.1  4种委陵菜种子的物理特征  4种委陵菜种子的物理特征见表1。

2.2  温度和光照对朝天委陵菜种子萌发的影响

由表2可知，发芽温度显著影响朝天委陵菜种子的发芽势，随着温度从15 ℃升高到30 ℃，朝天委陵菜种子的发芽势呈先升高再下降的趋势；25 ℃时发芽势为82.00%，显著高于其他温度处理；15 ℃时发芽势为0，显著低于其他温度处理；20、30 ℃时发芽势分别是17.33%和18.00%，两者之间无显著差异。15 ℃时发芽率为2.00%，显著低于其他温度处理；20、25、30 ℃时发芽率分别为90.67%、88.00%和89.33%，三者间无显著差异。

发芽温度显著影响朝天委陵菜种子的发芽指数，随着温度从15 ℃升高到30 ℃，朝天委陵菜种子的发芽指数呈先升高再下降的趋势，25 ℃时发芽指数为8.43，显著高于其他温度处理；15 ℃时发芽指数为0.04，显著低于其他温度处理；20、30 ℃时发芽指数分别是5.43和5.40，两者间无显著差异。黑暗条件下，朝天委陵菜种子发芽势为0，发芽率为20.00%，发芽指数为0.86，均显著低于同温度下的光照处理。

2.3  温度和光照对多茎委陵菜种子萌发的影响

由表3可知，随着温度从15 ℃升高到30 ℃，多茎委陵菜种子的发芽势呈先升高再下降的趋势，25、30 ℃时发芽势分别为82.00%和78.00%，且两者间无显著差异，但均显著高于15、20 ℃时的发芽势；15 ℃时发芽势为0，显著低于其他温度处理。15 ℃时发芽率为40.00%，显著低于其他温度处理；20、25、30 ℃时发芽率分别为89.33%、90.00%和83.33%，且三者间无显著差异。

发芽温度显著影响多茎委陵菜种子的发芽指数，随着温度从15 ℃升高到30 ℃，多茎委陵菜种子的发芽指数呈先升高再下降的趋势。25、30 ℃时发芽指数分别为10.90和10.56，且两者间无显著差异，但均显著高于15、20 ℃时的发芽指数；15 ℃时发芽指数为1.05，显著低于其他温度处理。黑暗条件下多茎委陵菜种子发芽势为75.33%，与25、30 ℃光照处理间差异不显著；发芽率为79.33%，与20、25、30 ℃光照处理间差异不显著；发芽指数为9.58，显著低于同温度下光照处理。

2.4  温度和光照对蛇含委陵菜种子萌发的影响

由表4可知，20 ℃时蛇含委陵菜种子发芽势为45.33%，显著高于其他温度处理，15、25、30 ℃时发芽势均为0。

15、20 ℃时蛇含委陵菜种子发芽率分别为90.67%和93.33%，且两者间无显著差异，但显著高于25和30 ℃时种子发芽率，25和30 ℃种子发芽率均为0。20 ℃时蛇含委陵菜种子的发芽指数为6.15，显著高于其他温度处理；15 ℃时蛇含委陵菜种子发芽指数为2.26，显著低于20 ℃时的发芽指数，显著高于25和30 ℃时的发芽指数，25和30 ℃的发芽指数均为0。黑暗条件下，蛇含委陵菜种子发芽势、发芽率、发芽指数均为0。

2.5  温度和光照对腺毛委陵菜种子萌发的影响

表5表明，随着温度从15 ℃升高到30 ℃，腺毛委陵菜种子的发芽势呈先升高再下降的趋势，25、30 ℃时发芽势分别为80.00%和75.33%，且两者间无显著差异，但均顯著高于15、20 ℃时的发芽势；15 ℃时发芽势为0，显著低于其他温度处理的发芽势。

15 ℃时发芽率为9.33%，显著低于其他温度处理的发芽率；25 ℃时发芽率为86.00%，显著高于15、30 ℃时的发芽率；20、30 ℃的发芽率分别为81.33%和78.67%，且两者间无显著差异。

发芽温度显著影响腺毛委陵菜种子的发芽指数，随着温度从15 ℃升高到30 ℃，腺毛委陵菜种子的发芽指数呈先升高再下降的趋势，25 ℃时发芽指数为13.53，显著高于其他温度处理；15 ℃时发芽指数为0.31，显著低于其他温度处理；20 ℃时发芽指数为6.04，显著高于15 ℃时发芽指数，显著低于25和30 ℃时的发芽指数。黑暗条件下腺毛委陵菜种子发芽势为64.67%，发芽率为72.67%，发芽指数为8.72，显著低于同温度下光照处理。

3  結论与讨论

种子萌发需要一定的内部生理条件和外部环境条件，温度作为外界条件对种子萌发起着至关重要的作用。不同的温度处理能改变种子表面的结构和种子内部某些物质（如酶等）的化学结构及性质，通过对这些物质的作用影响种子的萌发［34］。通常认为，低温环境抑制种子内部酶的活性，从而影响种子萌发；同样，高温环境可以导致酶失活，进而抑制种子萌发。但是不同种子的最适萌发温度不同，通常认为与物种原生境相关［35］。该研究发现，朝天委陵菜、多茎委陵菜、腺毛委陵菜在15 ℃温度条件下虽有萌发，但其各项萌发指标均显著低于在20、25、30 ℃萌发温度下的各项萌发指标；朝天委陵菜在20、25、30 ℃萌发温度下，发芽率无显著差异，但是25 ℃时发芽势最大，与其他温度处理间差异显著，这说明朝天委陵菜的种子萌发适宜温度为25 ℃。多茎委陵菜在25、30 ℃萌发温度下的各项萌发指标没有明显差异，这说明多茎委陵菜的种子萌发适宜温度在25～30 ℃。腺毛委陵菜在25 ℃萌发温度下的各项萌发指标均为最大，说明腺毛委陵菜的种子萌发适宜温度为25 ℃。蛇含委陵菜在15  ℃时已经开始萌发，20 ℃时各项萌发指标最高，而25 ℃时各项萌发指标均降为0，这说明蛇含委陵菜种子的萌发对温度较为敏感，高温环境易导致酶失活，进而抑制种子萌发。因此，在培育蛇含委陵菜时，要注意适当降低其萌发温度，保证其出苗率。

光是调节种子萌发的重要环境信号［36］，但不同植物种子萌发所需要的光周期不同。研究发现，黑暗条件下朝天委陵菜、腺毛委陵菜各项萌发指标均显著低于同温度下的光照处理，多茎委陵菜种子千粒重大于朝天委陵菜和腺毛委陵菜，因此黑暗条件对多茎委陵菜种子萌发影响较小，这与较小种子的萌发需要长时间光照刺激［37］的观点一致。作为比较小的种子，朝天委陵菜、腺毛委陵菜种子在萌发过程中表现出对长光照的喜好。这可能是由于小种子体内所蕴含的养分物质较少，对光周期信号的依赖性更强。在该研究中，蛇含委陵菜25 ℃萌发温度下，各项萌发指标均为0，这有待进一步研究。

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