不同发芽条件对阳春砂种子发芽的影响

作者：刘艳 ,杨锦芬 何瑞，詹若挺，徐晖 ,陈蔚文

【摘要】 【目的】比较不同发芽条件及赤霉素引发对阳春砂种子发芽的影响。【方法】以阳春砂种子为材料,比较光照条件、不同发芽床(基质)、不同培养温度对种子萌发的影响;以不同浓度赤霉素(ga3)处理,观察外源激素对阳春砂种子萌发的影响。【结果】(1)阳春砂种子的萌发需要光照。(2)种子在湿润滤纸上的发芽率和发芽势明显优于ms培养基。(3)25℃～30℃培养有利于种子的萌发。(4)400 mg/l的ga3引发有利于促进阳春砂种子的萌发,缩短发芽时间。【结论】适合阳春砂种子萌发的温度范围为25℃～30℃,在湿润滤纸上进行光照培养,并用400 mg/l ga3引发,有利于快速获得大量阳春砂苗。

【关键词】 阳春砂/生长和发育;种子;植物芽

　砂仁是我国著名的“四大南药”之一,具有重要的药用价值。其主流品种阳春砂仁,为姜科zingiberaceae豆蔻属amomum植物阳春砂amomum villosum lour.的干燥成熟果实[1]。阳春砂在田间多以分株繁殖为主,但分株繁殖受地域限制,不利于种质资源的运输、保存和利用。长期进行分株繁殖也不利于阳春砂种质的更新。阳春砂另一种重要繁殖方式是种子繁殖，即通过种子培养无菌苗提供外植体,经过进一步的诱导获得愈伤组织或再生芽。以实生苗取材污染率太高,以种子培养无菌苗作为外植体可以减少污染,利于对其进行愈伤组织培养及转基因等研究。但阳春砂种子萌发率低,发芽时间长,使实验受到很大限制。张雅明等[2]在由阳春砂种子获得无菌苗时,种子发芽率仅84%,而且萌发时间长,故认为砂仁无菌播种萌发条件尚需进一步优化。

　　本文采用不同发芽条件及运用种子引发技术处理阳春砂种子,探讨影响阳春砂种子发芽的关键因素,建立阳春砂种子快速发芽和提高种子发芽率的有效方法,为阳春砂的组织培养和种苗繁育提供参考。现将结果报道如下。

　　1材料与方法

　　11实验材料

　　阳春砂完全成熟果实取自广东省阳春市蟠龙管理区,2007年8月采收,除去果皮及果肉,晾干种子后,密封保存于4℃。

　　12仪器及试剂

　　zrx258e智能人工气候培养箱(杭州钱江仪器设备有限公司);赤霉素(ga3,上海伯奥生物科技有限公司)。

　　13种子的前处理[2]

　　用等量细沙磨擦,除去阳春砂种子的假种皮,磨至有浓烈砂仁香气。种子用184 kg/l浓硫酸浸泡3 min,无菌水洗至中性,备用。

　　14发芽期间光照的选择

　　选择温度为30℃,以湿润无菌滤纸为发芽床,进行种子光照(1 600 lx,12 h/d)与避光的培养,每个处理涉及80粒种子,4个重复。

　　15发芽床的设定

　　选择温度为30℃,在湿润无菌滤纸(加入2～3 ml无菌水)和ms培养基上分别进行发芽实验,光照培养,每个处理涉及80粒种子,4个重复。

　　16发芽最适温度的考察

　　设20℃、25℃、30℃、35℃共4个温度处理(分别为1、2、3、4组),将种子置于铺有湿润无菌滤纸的培养皿中,光照培养,每个处理涉及80粒种子,4个重复。

　　17ga3引发对阳春砂种子发芽的影响

　　ga3设0、200、400、600、800 mg/l共5个浓度梯度,将前处理过的种子浸于一定量的ga3溶液中,密封,室温放置24 h后,取出种子,置于铺有湿润无菌滤纸的培养皿中,30℃光照培养,每个处理涉及80粒种子,4个重复。

　　2010年第27卷广州中医药大学学报刘艳，等.不同发芽条件对阳春砂种子发芽的影响第3期刘艳，等.不同发芽条件对阳春砂种子发芽的影响第4期2010年第27卷广州中医药大学学报18记录项目

　　记录种子发芽始期、播种40 d(初次统计)和70 d(发芽试验终期)的正常发芽种子数。

　　19统计学方法

　　采用spss 130统计软件进行数据的统计分析。相关数据计算公式参考文献[3]。多组计量资料组间比较采用方差分析及两两比较，检验水平α=005。发芽率pgr=(n1/n)×100%(n1为发芽试验终期正常发芽的种子数,n为供试种子总数);发芽势pge=(n2/n)×100%(n2为初次统计正常发芽的种子数,n为供试种子总数)。

　　2结果与分析

　　21发芽期间光照的选择

　　表1结果显示：黑暗组和光照组种子的发芽率(pgr)和发芽势(pge)比较差异有显著性意义(p<001),光照条件下种子发芽快,发芽率高,提示光照条件更利于阳春砂种子的萌发。表1光照对阳春砂种子发芽的影响

　　22发芽床(基质)的选择

　　从表2可以看出,以湿润滤纸为基质,种子的发芽率和发芽势显著高于接种于ms培养基中的种子(p<001)。表2两种基质对阳春砂种子发芽的影响(±s)

　　发芽床nt发芽始期/dpgr/%pge/%ms培养基80651000±141250±035湿润滤纸80124750±094①3938±265①统计方法：方差分析;①p<001,与ms培养基比较

　　23最适温度的确定

　　从表3可以看出,阳春砂种子在20℃～30℃均能萌发,但以25℃～30℃时种子发芽势和发芽率较好,经方差分析检验,在25℃和30℃时种子发芽势和发芽率并无显著性差异,但在发芽始期方面,30℃培养种子早于25℃培养，20℃培养种子发芽和生长缓慢，35℃培养早期有种子露白,但逐渐死亡。因此,确定阳春砂种子发芽最适温度在25℃～30℃。表3不同温度对阳春砂种子发芽的影响(±s)

　　24ga3引发对阳春砂种子发芽的影响

　　从表4可以看出,与空白对照组比较,用200～800 mg/l ga3引发,种子的发芽率差异无显著性意义(p>005),但发芽势显著提高(均p<001),发芽始期明显提前,其中以400 mg/l ga3引发种子的发芽率和发芽势最好。而以600～800 mg/lga3引发种子得到的幼苗明显纤细。结果表明,适量浓度ga3可促进阳春砂种子萌发,明显缩短萌发时间。　表4 不同浓度ga3引发对阳春砂种子发芽的影响

　　3讨论

　　本研究观察了不同温度对阳春砂种子发芽的影响,试验结果表明,温度在25℃～30℃时阳春砂种子发芽势、发芽率较高,其中30℃处理能加快种子萌发。温度低于25℃或高于30℃对阳春砂种子的发芽均有抑制作用,各发芽指标大幅度下降,温度在35℃时虽有部分种子露白,但很快死亡,不能得到幼苗，与文献[4]研究阳春砂生长环境的结论基本相符。

　　阳春砂种子在湿润滤纸上的发芽率、发芽势均高于在ms培养基上,故在以无菌苗进行的组织培养实验中,建议先在铺有湿润无菌滤纸的培养皿中进行种子发芽,再转入ms培养基继续培养以快速获得大量无菌苗。充足的水分是保证阳春砂种子发芽的重要条件,接种后在培养皿中加入2～3 ml无菌水,在培养过程中保持浸种状态可加快阳春砂种子萌发和提高发芽率。

　　种子引发是一项控制种子缓慢吸水的播前预处理技术,能有效增强种子活力,提高发芽势,加速种子萌发[5],种子引发技术在多种植物中得到成功应用[6-7]。其中液体引发剂,如ga3、nacl、聚乙二醇(peg)等在药用植物夏枯草种子中也有研究[8]。本实验使用不同浓度的ga3浸种,均可显著促进阳春砂种子萌发,其中以400 mg/l ga3浸种24 h效果最佳。ga3浸种可有效解除种子休眠,这主要是由于ga3的加入改变了种子内的激素比例,使处于休眠状态的种胚恢复伸长生长,当种胚长度达到一定程度时,种皮破裂,种子萌发[9]。

　　光对某些种子的萌发是必不可少的条件,有利于打破种子的休眠状态[10]。本研究结果显示光照下阳春砂种子的发芽始期、发芽势等均明显优于避光条件,说明光照可促进阳春砂种子的萌发,因此,田间播种时,在保持土壤湿润的情况下,建议仅略施或不施薄土,在种子发芽后补土。

　　贮存条件也是影响种子发芽的因素。本实验中所用的阳春砂种子为4℃保存近1年的种子,但其发芽率与贮存前比较,并未明显降低。文献报道[11]阳春砂种子寿命较短,常温下保存不宜超过9个月。故建议将阳春砂种子贮存于4℃冰箱有利于保持其种子活力。在后续实验中将对4℃贮存不同时间的种子进行活力考察,以进一步明确贮存时间对种子发芽的影响。

　　本研究考察了不同发芽条件和ga3引发对阳春砂种子发芽的影响,建立了以400 mg/l ga3进行种子引发,播种于铺有无菌湿润滤纸的培养皿(加入2～3 ml无菌水),进行25℃～30℃光照培养的方法,有利于快速获得大量阳春砂苗。研究结果为阳春砂的组织培养、人工育种以及种苗的快速繁育提供了实验依据。

【参考文献】
　　[1]陈军,丁平,徐新春,等.砂仁的药源调查和商品鉴定[j].中药材,2001,24(1):18.

　　[2]张雅明,董燕,周联,等.阳春砂愈伤组织诱导与植株再生[j].广州中医药大学学报,2007,24(1):66.

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　　[4]刘军民,刘春玲,徐鸿华.砂仁[m].北京:中国中医药出版社,2001：71.

　　[5]朱世杨,洪德林.杂交粳稻86优8号f1自然老化种子引发技术研究[j].种子,2007,26(1):38.

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　　[7]张卫华,郝丽珍,胡宁宝,等.种子引发及其效应[j].种子,2004,23(6):46.

　　[8]张贤秀,郭巧生,王艳茹.种子引发对夏枯草种子活力影响的初步研究[j].中国中药杂志,2008,33(5):494.

　　[9]刘自刚.外源激素破除桔梗种子休眠的方法研究[j].安徽农业科学,2008,36(20):8458.

　　[10]hall j b, swaine m d. seed stocks in ghanaian forest soils[j].biotropica,1980,12(4):256.

　　[11]陈蔚文,徐鸿华.岭南道地药材研究[m].广州:广东科技出版社,2007：51