花楸树种子浸泡液对种子萌发及幼苗生长的影响

花楸树种子浸泡液对种子萌发及幼苗生长的影响

花生是蔷薇科苹果科的一种植物。又称花木、马加木、山毛和绒花，生长在海拔较高的山地针叶林、山谷中各种森林、林缘、山路、河岸等地，呈单株状。花楸树极具观赏价值,是山区著名的观叶、赏花、赏果、观干的风景树,更是不可多得的园林景观树,适植于庭园、草坪、假山、路旁等处。果可食用、酿酒、制果酱,干后入药。同时,该树种对多种有害气体有较强的抗性,还是重要的蜜源植物,是一个多功能树种,尤其是作为城市绿化和观赏树种,其应用前景广泛。目前,中国花楸树人工栽培较少,主要采用播种育苗,无性繁殖技术尚不成熟。由于花楸树通常单株散生于海拔较高的山地,种子采收困难,出种率低(1%左右)。此外,花楸树种子通常发芽率低,种子育苗较难,而限制了花楸树的推广栽培。花楸树种子发芽率低,可能是因为种子内含有发芽抑制物。国外有人曾研究过温度对脱毛冠萼花楸(S.glabrescens)种子休眠和发芽的影响,及对欧洲花楸(S.aucuparia)种子的后熟、休眠和发芽的影响,发现贮藏温度超过5℃,种子就不能发芽,需要经过低于5℃的沙藏层积处理才能发芽。也有人研究过鸟类取食对朝鲜花楸(S.commixta)以及动物取食消化对欧洲花楸种子发芽的影响等,发现在自然条件下,大部分朝鲜花楸和欧洲花楸种子不经过鸟或动物的取食难以发芽,这表明朝鲜花楸和欧洲花楸的果实中可能含有抑制种子发芽的物质,经过鸟的消化道作用消除了这些抑制物,鸟消化后排出的种子才得以萌发。沈海龙等在对花楸树种子萌发特性的研究中发现,种皮透性也不是导致花楸树种子休眠的原因,生理休眠是花楸树种子休眠的原因,这就预示着发芽抑制物质的存在可能在花楸树种子休眠中起一定的作用。为了验证花楸树种子内是否含有发芽抑制物,研究以发芽率高的小麦和白菜种子为实验材料,并以胚根露出作为萌发的指标。抑制物的存在及其作用的强度是以这些种子发芽率的高低来表示。通过研究花楸树果肉、种子、去皮种子浸泡液对白菜和小麦种子发芽率和幼苗高生长及根伸长的影响,以此来推断是否存在抑制物,从而为解除其休眠,找到促进种子萌发的方法,加快扩大花楸树繁殖提供理论依据。1材料和方法1.1花楸树在泰山的分布花楸树果实于2006年10月采自山东泰山。选择生长健壮,果实健康的母树进行采种。花楸树在泰山主要分布在西尧顶、后石坞、北天门、西天门和桃花源五个地方,经度为117°05′02.7″~117°06′09.9″,纬度为36°15′27.5″~36°15′47.2″,海拔1,002~1,451m,土壤为山地棕壤。1.2果实和种子形态特征的观察用放大镜观察果实及种子的形态特征,测定出籽率、种子千粒重、优良度,并记录数值。1.3不同浓度水浸液和浸泡时间对生物鉴定材料的影响分别把果肉、种子及去皮种子用研钵磨碎放入烧杯中备用。称取果肉、种子、去皮种子磨碎物各5.0g,分别放入150ml的烧杯中,加自来水100ml,在室温(24℃±2℃)条件下浸泡8h后过滤,滤液备用。然后再加入100ml蒸馏水继续浸泡16h后过滤,同理将浸泡液过滤后,加同量蒸馏水继续浸泡32h后过滤,滤液备用。浸泡中为防止水分蒸发,用玻璃板盖好烧杯[13~15]。用白菜(Brassicachinesis)、小麦(Tratacumaestivum)种子做生物鉴定材料。取白菜种子100粒,小麦种子50粒分别均匀摆放衬有双层滤纸的培养皿中,各加入浸泡了8h、16h、32h的上述浸泡液12ml,形成了不同浓度的浸泡液,用清水12mL作对照,4次重复。置25℃±1℃恒温发芽箱中进行萌发试验。光照及黑暗分别设定为8h和16h。白菜发芽率按4d计,小麦发芽率按7d计,并分别测定根长(cm)和幼苗高度(cm)。1.4发芽率和幼苗生长分析试验采用随机区组实验设计,选择花楸树果实各部分浸泡液及浸泡时间两个因素。用SPSS13.0版本统计分析GLM(一般线性模型)对花楸树果实各部分浸泡液处理的小麦和白菜种子发芽率及幼苗的生长情况进行方差分析;应用Fisher最小显著差检验方法对不同浸泡时间浸泡液处理的小麦和白菜发芽率及幼苗的生长情况进行多重比较,检验差异显著程度。2结果与分析2.1种子卵圆形果实为浆果,近球形,红色或桔红色;径7~10mm,萼片宿存。果实内含有1~4粒种子;种子卵圆形,呈棕褐色;种皮较薄;种胚条形弯生于中央部,双子叶具胚乳。水分离后球果出籽率为3%,千粒重4.79g,优良度为89%。2.2花楸树果肉、种子和相距种子的提取物溶液对发芽的抑制作用2.2.1花楸树种子发芽率的影响花楸树果实果肉、种子、去皮种子浸泡液(8h)对白菜和小麦种子的萌发均有不同程度的抑制作用(表1),表明花楸树果实各个部分均含有萌发抑制物质,这种萌发抑制物质的存在可能是引起花楸树种子休眠的原因之一。浸泡8h、16h、32h的花楸树果实各部分浸泡液对白菜和小麦种子发芽率萌发抑制作用影响的方差分析结果表明,用花楸树果实各部分浸泡液对白菜种子的发芽率的影响差异极显著(F=20.128>F0.01=5.08),而对小麦种子发芽率的影响差异不显著(F=2.271<F0.05=3.19),其中去皮种子浸泡液对白菜种子发芽率比种子和果实浸泡液对白菜种子发芽率的影响要大;不同浸泡时间浸泡液对小麦和白菜发芽率的影响差异极显著(白菜F=176.943>F0.01=5.08,小麦F=7.234>F0.01=5.08),进一步对不同浸泡时间的浸泡液处理的白菜和小麦种子的发芽率进行LSD多重比较(表1),表明花楸树果实各部分浸泡液对白菜和小麦发芽率的抑制作用均随着浸泡时间延长而减弱或消失。2.2.2小麦幼苗高生长的抑制作用花楸树果实各部分浸泡液(8h)对白菜和小麦幼苗根伸长有很大影响(表1),因此可以认为,花楸树果肉、去皮种子、种子中的萌发抑制物质的存在可能是引起花楸树种子休眠的原因之一。浸泡8h、16h、32h的花楸树果实各部分浸泡液对白菜和小麦幼苗高度和根伸长情况萌发抑制作用影响的方差分析结果表明,果实各部分浸泡液对白菜和小麦根伸长和白菜幼苗生长的影响差异极显著(白菜根长F=45.363>F0.01=4.61,小麦根长F=58.336>F0.01=4.61,白菜幼苗F=22.622>F0.01=4.61),说明花楸树果实内不同的部位均含有水溶性抑制物质,但是存在着明显的差异,其中果肉浸泡液(8h)的抑制作用明显,对白菜和小麦幼苗生长有很强的抑制作用,种子和去皮种子浸泡液对白菜和小麦幼苗高和根伸长的抑制作用次之用果实各部分浸泡液处理的小麦幼苗高生长差异不显著(F=2.44<F0.05=3.00),说明花楸树果实各部分浸泡液对白菜幼苗高生长的抑制作用要比对小麦幼苗高生长的抑制作用更强;不同浸泡时间的浸泡液对白菜和小麦幼苗高度和根伸长影响的方差分析结果表明,不同浸泡时间的浸泡液对小麦和白菜根伸长和幼苗的生长差异达到极显著水平(白菜根长F=3478.406>F0.01=4.61,小麦根长F=1823.634>F0.01=4.61,白菜幼苗F=99.563>F0.01=4.61,小麦幼苗F=415.265>F0.01=4.61),随着浸泡时间的延长,果肉浸泡液的抑制作用逐渐减弱,32h时影响最大的都不是果肉浸泡液,进一步对不同浸泡时间的浸泡液处理的小麦和白菜幼苗高度和根伸长情况进行LSD多重比较(表1),表明花楸树果实各部分浸泡液对白菜和小麦幼苗高度和根伸长的抑制作用均随着分次浸泡时间延长而减弱或消失。3种子浸泡液对种子发芽率和幼苗高生长的抑制作用花楸树果实各部分浸泡液对小麦和白菜幼苗高度和根的生长均表现出一定的抑制作用,这种抑制作用的大小因浸泡时间和材料的不同而异。果肉浸泡液(8h)对小麦和白菜幼苗生长的抑制作用最明显;不同浸泡时间的浸泡液对白菜和小麦幼苗高度和根的长度的影响均随着浸泡时间的延长而减弱,因而流水冲洗处理是清除水溶性抑制物质简单有效的方法,采用流水长时间(24h以上)的浸泡,有利于花楸树果实及种子内水溶性抑制物的减少;浸泡32h时,对小麦和白菜幼苗生长抑制作用最大的均不是果肉浸泡液,所以应当适时采收,净种时,一定要把种子中的果肉残留物冲洗干净,在室温下自然阴干并吹去碎片和空粒,挑选出饱满种子装入密闭的塑料袋内,保存在0~5℃的冰箱中备用。花楸树果实各部分浸泡液明显抑制白菜种子发芽率和幼苗高生长,但对小麦种子发芽率和幼苗高生长的抑制作用不明显,说明花楸树果实各部分浸泡液对白菜种子发芽率和幼苗高生长的抑制作用高于对小麦种子发芽率和幼苗高生长的抑制作用。这可能由于白菜属于双子叶植物,而小麦属于单子叶植物,从而表明花楸树果实浸泡液中的抑制物质对双子叶植物的抑制作用比单子叶的抑制作用强,这可能是花楸树种子休眠的原因之一。此外,花楸树果实各部分浸泡液对小麦和白菜种子发芽率抑制作用的强弱因浸泡时间和材料的不同而异。不同浸泡时间的浸泡液对小麦和白菜发芽率的抑制作用均随着分次浸泡时间延长而减弱或消失;去皮种子浸泡液(8h)对白菜种子发芽率的影响比种子和果肉的浸泡液对白菜种子发芽率的影响要大,去皮种子浸泡液对白菜和小麦种子发芽率的强抑制作用,可以通过流水冲洗掉一部分抑制物质,但去皮种子的抑制可能是由于一些生理原因所致,可能存在内源抑制物质。曾有大量的材料对内源抑制物质的存在进行过报道,早在20世纪60年代,张良诚等指出,红松种子中存在着对其它种子萌发生长有抑制作用的物质,70年代末通过对红松种子提取液的检测,表明除各部位有共同的抑制物质外,还有不同的抑制物质。以后随着研究手段和方法的提高,学者们确定这种物质为脱落酸(ABA)。另外Kuhn等从欧洲花楸果实中又找到了另一抑制物,并鉴定为花楸酸。Khan(1982)提出了激素调控学说,认为抑制物质可抵消促进细胞分裂和生长发育的物质———激素的作用,而且还认为导致种子休眠不仅是由于抑制物质的存在,也可能是由于缺乏赤霉素和细胞分裂素,其中赤霉素为主要的调节因子