不同温度条件下PEG模拟干旱胁迫对百合花杜鹃种子萌发的影响.pdf

null园林园艺 农业与技术 2022 Vol 42 No 16 不同温度条件下 nullnullnull 模拟干旱胁迫对 百合花杜鹃种子萌发的影响 童琪 王陈 李婧 周艳 刘芳 任少华 贵州省植物园 贵州 贵阳 550004 摘 要 以百合花杜鹃种子为试验材料 设置不同培养温度 15 20 和 25 不同浓度聚乙二醇 PEG 模拟干旱胁迫 0g mL 1 4g mL 1 8g mL 1 12g mL 1 16g mL 1 探究温度及干旱因子对百合花杜鹃 种子发芽率 发芽势 发芽指数 发芽启动时间 萌发高峰期 发芽持续时间的影响 结果表明 试验设置的不 同温度梯度对百合花杜鹃种子的萌发没有显著性影响 P 0 05 其中 25 温度条件下的百合花杜鹃种子发芽 率 发芽势和发芽指数均为最高 分别为 49 73 29 37 24 75 不同浓度的 PEG 6000 溶液对百合花杜鹃 种子萌发产生显著影响 P 0 05 随着 PEG 6000 溶液浓度的增加 种子萌发指标均出现了下降 但是随着发 芽温度的上升 这种抑制作用出现了一定的缓和 百合花杜鹃种子对轻 中度的干旱胁迫都具有一定的耐受能 力 但是当 PEG 6000 溶液浓度为 16g mL 1 条件下的重度干旱胁迫时 种子萌发则完全受到抑制 百合花杜鹃 种子对于干旱因子的耐受性较差 关键词 百合花杜鹃 干旱胁迫 萌发 温度 中图分类号 S68 文献标识码 A nullnullnull 10 19754 j nyyjs 20220830027 收稿日期 2022 06 24 基金项目 中央财政林业科技推广示范资金项目 项目编号 2022 XT11 号 作者简介 童琪 1989 女 硕士 助理研究员 研究方向 林木良种选育与森林生态研究 通讯作者任少华 1984 女 硕士 工程师 研究方向 经济林培育研究 杜鹃花资源在中国西南高山 亚高山灌丛和针叶 林 针阔混交林 常绿阔叶林等生态系统中都是重要 的组成部分 对于维持生态系统稳定具有极其重要的 意义 是进行种群生物学 植物区系及生物多样性研 究的重要类群 更是中国 10 大传统名花之一 在世 界园林中占据着重要地位 1 2 百合花杜鹃 Rhodo dendron liliiflorum Levl 杜鹃花科杜鹃属灌木或小乔 木 高达 1 5 3m 或者更高 枝叶繁茂 花朵美丽 颜色洁白 有香味 具有较高的园艺价值 在贵州主 要分布于贵定 云雾山 雷山 安龙 龙头大山 梵净山 生于海拔 1100 1500m 的溪边岩石上 广 西 湖南也有分布 3 杜鹃属植物种子极为细小 发芽率低 长势缓 慢 因此提高种子发芽几率 扩大种群数量 对于自 然更新困难的百合花杜鹃具有重要意义 研究表明 从种子萌发获得幼苗 可以适应当地的气候 是一种 行之有效的引种驯化手段 4 近年来 关于杜鹃属植 物种子萌发的研究相对较多 5 7 但是基本未见百合 花杜鹃种子萌发方面的报道 本试验研究不同温度及 不同浓度 PEG 模拟干旱胁迫对百合花杜鹃种子萌发 的影响 以期揭示其种子萌发与温度的关系及对干旱 逆境的反应能力 为百合花杜鹃的引种及培育提供理 论依据与技术支撑 null 材料与方法 nullnull null 试验材料 试验种子采自贵州省贵阳市云岩区贵州省植物园 E106 42 N36 24 年均温 15 2 年降水量为 1200mm 年平均相对湿度 80 种子除干瘪空粒 杂质 净度达到 100 试验试剂为聚乙二醇 PEG 6000 化学药品为分析纯 nullnull null 试验方法 1 2 1 种子处理 设置不同萌发温度及聚乙二醇 PEG 6000 干 旱胁迫 2 种试验 不同萌发温度 恒温培养温度分别 为 15 20 25 共计 3 个温度处理 气候箱内 空气相对湿度为 74 光强为 40nmol m 2 s 1 不同 浓度 PEG 干旱胁迫 PEG 浓度分别为 0 CK g mL 1 4g mL 1 8g mL 1 12g mL 1 16g mL 1 共计 5 个浓度处理 每个处理设 3 个重复 每个重复 100 901 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 2022 Vol 42 No 16 农业与技术 null园林园艺 粒种子 1 2 2 种子萌发测定 试验时采用四分法选取均一且具有代表性的种 子 使用培养皿滤纸法进行试验 使用前种子经 1 高锰酸钾溶液浸种消毒 15min 并且用去离子纯水冲 洗干净 擦干 种子萌发在培养皿内进行 内垫 3 层 滤纸 其中 不同萌发温度的 CK 处理使用去离子纯 水保持滤纸湿润 其余不同浓度 PEG 胁迫处理以相 应 PEG 溶液保持滤纸湿润 同时将各处理培养皿按 照温度设置的不同 放于恒温培养箱中培养 以幼苗 第 1 对真叶出现作为标准来判断种子是否萌发 每隔 24h 观察记录种子的发芽数量 持续 5d 种子不再萌发 视为萌发结束 nullnull null 数据处理 通过记录的数据对每种处理种子的发芽启动时 间 萌发高峰期 发芽持续时间 发芽率 发芽势 发芽指数进行计算 发芽率 7d 内处理种子发芽数 供试种子 数 100 发芽势 发芽数量最多日发芽的种子数 供试种 子数 100 发芽指数 null Gt Dt 式中 Gt 为与 Dt 相对应的每天发芽种子数 Dt 为发芽天数 采用 Excel 2010 软件进行数据记录及转换 采用 SPSS 22 0 软件对数据进行单因子方差分析 同时使 用最小显著差法 LSD 进行各处理间数据的差异显 著性分析 null 结果与分析 nullnull null 不同温度与不同 nullnullnull 溶液浓度对百合花杜鹃种 子萌发的影响 表 null 不同温度与干旱胁迫对百合花杜鹃种子萌发的影响 因素 发芽率 发芽势 发芽指数 温度 0 031 0 126 0 178 PEG 溶液浓度 0 108 0 025 0 009 温度 PEG 溶液浓度 0 000 0 000 0 000 由表 1 可知 百合花杜鹃种子发芽率在不同温度 处理下差异显著 P 0 05 发芽势 发芽指数 2 个 指标在不同温度处理下没有显著差异 P 0 05 发 芽率在不同 PEG 溶液浓度处理下没有显著差异 P 0 05 发芽势 发芽指数 2 个指标在不同 PEG 溶液 浓度处理下差异显著 P 0 05 百合花杜鹃种子发 芽率 发芽势及发芽指数在不同温度与不同 PEG 溶 液胁迫的交互作用下均出现极显著差异 P 0 001 nullnull null 不同温度对百合花杜鹃种子萌发的影响 由表 2 可知 温度处于 15 25 时 随着萌发温 度设置的提升 百合花杜鹃种子萌发高峰期 发芽启 动时间持续天数缩短 发芽持续时间也呈现缩短趋 势 且 3 个温度条件下存在显著性差异 发芽率 发 芽指数 发芽势 3 个指标呈现逐步升高的趋势 且 20 25 温度条件下的 3 个指标与 15 温度条件下 的 3 个指标存在显著性差异 15 温度条件下百合花 杜鹃种子的发芽启动时间较 25 温度条件下推迟 12d 萌发高峰期推迟 15d 发芽持续时间增加 18d 差异 显著且区别明显 萌发温度为 25 时 百合花杜鹃种 子的发芽指数 发芽率 发芽势均达到相对最大值 分别为 49 73 29 37 24 75 且 25 条件下 的各发芽指标差异显著 以上结果表明 25 温度条 件下最有利于百合花杜鹃种子萌发 且 25 温度条件 下百合花杜鹃种子的发芽率 发芽势 发芽指数比 15 温度条件下提高了 7 37 5 22 5 38 表 null 不同温度对百合花杜鹃种子萌发指标的影响 萌发温度 发芽启动时间 d 萌发高峰期 d 发芽持续时间 d 发芽率 发芽势 发芽指数 15 23 33 0 58a 28 00 0 00a 39 67 0 78a 42 36 2 11b 24 15 1 56b 18 92 0 87b 20 19 00 0 93b 23 00 0 00b 34 33 1 04b 47 82 1 73a 28 57 2 34a 23 03 2 42a 25 11 67 1 13c 13 00 0 00c 21 67 0 81c 49 73 3 05a 29 37 0 98a 24 75 1 65a 注 同列数字后不同小写字母表示 P 0 05 nullnull null 不同温度与不同 nullnullnull 胁迫的交互作用对百合花 杜鹃种子萌发的影响 研究发现 模拟干旱胁迫时 PEG 配制溶液为 16 g mL 1 处理下 百合花杜鹃种子出现不萌发的情况 由图 1 可知 不同温度与不同 PEG 6000 溶液浓度的 交互作用对百合花杜鹃种子萌发有显著的影响 P 0 05 百合花杜鹃种子在不同温度条件与不同 PEG 6000 溶液浓度的交互作用下均有萌发 发芽率最高的 是 25 温度条件下纯水对照组的百合花杜鹃种子 数 值为 49 73 发芽率最低的是 15 温度条件下 PEG 011 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull null园林园艺 农业与技术 2022 Vol 42 No 16 6000 溶液浓度 16g mL 1 处理下的百合花杜鹃种子 数值为 8 71 在 15 20 和 25 温度条件下 百 合花杜鹃种子的发芽率数值随着 PEG 6000 溶液浓度的 升高而降低 且 PEG 6000 溶液浓度为 12g mL 1 处理 下时 发芽率受抑制现象明显 发芽势最高的是 25 温度条件下纯水对照组的百合花杜鹃种子 数值为 29 37 在 15 20 和 25 温度条件下 百合花 杜鹃种子发芽势数值随着 PEG 6000 溶液浓度的升高 而降低 发芽指数最高的是 25 温度条件下纯水对照 组的百合花杜鹃种子 数值为 24 75 在 15 20 和 25 温度条件下 百合花杜鹃种子发芽指数数 值随着 PEG 6000 溶液浓度的升高而降低 在 PEG 6000 溶液浓度 12g mL 1 处理下时 发芽率 发芽势 及发芽指数 3 个指标的下降趋势由缓变快 数值均出 现大幅降低 降幅明显 差异显著 以上研究结果表 明 百合花杜鹃种子能够发芽的温度范围为 15 25 当温度过低的时候 进行干旱胁迫会抑制百合花杜鹃种 子的活力 导致百合花杜鹃种子活力丧失 不利于种子 萌发 甚至干旱胁迫过于严重时将致使种子完全不能萌 发 百合花杜鹃种子对于干旱因子的耐受性较差 图 null 温度与 nullnullnull nullnullnullnullnull 溶液浓度对百合花杜鹃种子萌发的交互作用 null 结论与讨论 种子的自然萌发必须具备有生命力的种子 适宜 的温度 水分 气体 3 个基本条件 有时也受光照条 件的影响 协调合适萌发的环境条件对于种子的顺利 萌发具有重要的意义 8 在植物的生长过程中 植物 在种子形态下对外界恶劣因子的抵抗性最强 而生长 发育为幼苗后却极易受到如严寒 干旱 水淹 高温 等极端环境的影响 并伴随着成活率的下降 9 种子 萌发的时机和速度受环境条件的影响 而温度是其中 最重要的环境因子 受到广泛研究者的重视 10 大量 的试验结果表明 有利于种子发芽的温度条件在 20 25 范围内 11 温度过低或过高均会影响种子的萌 发 王书胜等 12 结合 IBA 浓度 扦插时间等条件 探究了激素对百合花杜鹃扦插生根的影响 发现早春 新梢萌发前采用木质化硬枝扦插可以显著提高百合花 杜鹃生根的效果 刘广超等 13 研究了不同激素种类 不同浸种浓度及不同浸种时间条件下百合花杜鹃种子 萌发的规律 发现 GA3 的处理浓度为 800mg L 1 时 发芽率和发芽势最大 促进种子萌发的效果最为显 著 本研究中 15 低温条件下百合花杜鹃种子的发 芽率 发芽势及发芽指数均为最低值 这与陈雪梅 等 14 的研究基本一致 百合花杜鹃种子最适宜萌发 温度为 25 这略高于秀雅杜鹃 云南杜鹃 马缨杜 鹃 应该是与百合花杜鹃本身的生境分布有关 其虽 然属于高山杜鹃 但是生长地海拔较低 25 条件与 当地种子萌芽期间的气候条件基本一致 所以最有利 于种子萌发 PEG 因为是大分子有机物 是一种很好的渗透调 节剂 其本身拥有的特性 致使药剂不易进入植株细 胞内 能为模拟不同程度的干旱胁迫创造条件 因此 采用 PEG 溶液进行干旱胁迫的模拟 简单方便 被 广泛应用于植物抗旱性方面研究 同时 PEG 溶液还 能作为引发剂使用 其主要原理是能控制种子的吸水 速率 调节吸水饱和度 让种子内部细胞与酶的活性 增强 大量研究表明 随着 PEG 溶液浓度的增加 植物种子的萌发能力受到了抑制 且因不同品种的植 物而出现不同程度的响应 在吴漫玲等 15 研究中 水杉种子在变温条件下发芽指标数值均为最高 然而 在 15 或者 25 条件下 低浓度的 PEG 6000 溶液 111 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 2022 Vol 42 No 16 农业与技术 null园林园艺 5 10g mL 1 对水杉种子的萌发产生了一定的促 进作用 种子的发芽势与发芽指数均出现了小幅度增 加 张毅等 16 研究发现 PEG 6000 溶液浓度低于 10 时 3 个青稞品种的发芽指标降低程度不明显 抑制作用较小 而在 PEG 6000 溶液浓度为 15 20 时 发芽指标开始出现大幅度降低 说明青稞种 子对于干旱胁迫有一定的适应性 但当干旱胁迫到达 一定的临界值 种子萌发受抑制现象严重 本研究 中 PEG 6000 溶液浓度为 4g mL 1 条件下时 开始 对百合花杜鹃种子的萌发过程产生一定的抑制作用 具体表现为随着 PEG 6000 处理溶液浓度的增加 发 芽率数值出现降低 但是没有显著差异 P 0 05 发芽势 发芽指数数值降低明显 出现显著差异 P 0 05 但是随着发芽温度的上升 这种抑制作用得 到了一定的缓和 发芽势 发芽指数与发芽率有所提 升 百合花杜鹃种子对轻 中度的干旱胁迫都具有一定 的耐受能力 但是当 PEG 6000 溶液浓度为 16g mL 1 条 件下的重度干旱胁迫时 则种子受到抑制严重完全无 法萌发 本试验得到的研究结果 能够为百合花杜鹃 的引种培育 人工栽培及抗旱性育种提供指导 参考文献 1 黄承玲 陈训 高贵龙 等 3 种高山杜鹃对持续干旱的生理 响应及抗旱性评价 J 林业科学 2011 47 06 48 55 2 周艳 陈训 韦小丽 等 凋落物对迷人杜鹃幼苗更新和种子 萌发的影响 J 林业科学 2015 51 03 65 74 3 李小玲 雒玲玲 华智锐 高温胁迫下高山杜鹃的生理生化响 应 J 西北农业学报 2018 27 02 253 259 4 张乐华 刘向平 王凯红 等 不同因子对常绿杜鹃亚属种子 萌发及成苗的影响 J 武汉植物学研究 2007 02 178 184 5 陈璐 苏家乐 李畅 等 贮藏时间 温度及 PEG 胁迫对云 南杜鹃种子萌发的影响 J 江苏农业科学 2016 44 10 240 242 6 赵冰 董进英 张冬林 温度 光照和赤霉素浓度对秀雅杜鹃 种子萌发的影响 J 种子 2014 33 05 26 30 7 张雪娟 赵雁鸣 李佳蔓 等 贮藏温度与时间对马缨杜鹃种 子萌发的影响 J 西南林业大学学报 2014 34 05 59 63 8 邓珍 徐建飞 段绍光 等 PEG 8000 模拟干旱胁迫对 11 个 马铃薯品种的组培苗生长指标的影响 J 华北农学报 2014 29 05 99 106 9 李畅 苏家乐 陈璐 等 长白山区 6 种杜鹃花属植物种子形 态及萌发特性 J 扬州大学学报 农业与生命科学版 2011 32 04 59 63 10 彭玉琳 夏天意 邹云阳 等 PEG 6000 模拟干旱胁迫对青 稞种子萌发的影响 J 种子 2022 41 03 58 62 11 童琪 钟雁 李婧 等 不同温度对迷人杜鹃种子萌发与幼 苗生长及生理特性的影响 J 西北植物学报 2020 40 03 471 477 12 王书胜 张雅慧 邹芹 等 IBA 浓度 扦插时间对江西杜 鹃和百合花杜鹃扦插生根的影响 J 广西植物 2016 36 12 1468 1475 13 刘广超 田晓玲 王孟军 等 不同激素处理对百合花杜鹃 种子萌发的影响 J 贵州林业科技 2020 48 02 24 26 56 14 陈雪梅 欧静 陈训 等 雷山杜鹃种子特性及萌发试验研 究 J 江苏农业科学 2014 42 08 184 186 15 吴漫玲 朱江 艾训儒 等 不同温度条件下 PEG 模拟干旱 胁迫对水杉种子萌发的影响 J 广西植物 2020 40 11 1691 1698 16 张毅 韩玉娥 张银乐 等 PEG 6000 模拟干旱胁迫下 3 个 青稞品种的萌发特性及抗旱性评价 J 江苏农业科学 2019 47 15 139 142 责任编辑 常佳琪 211 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull