， (.貴州大學(xué)林學(xué)院， 貴陽 550025; 2.長順縣林業(yè)局， 貴州 長順 550700)

·研究報(bào)告·

珍稀樹種花櫚木種子休眠破除方法研究

鄧兆1，2，韋小麗1
(1.貴州大學(xué)林學(xué)院， 貴陽 550025; 2.長順縣林業(yè)局， 貴州 長順 550700)

為了破除花櫚木種子的休眠，對花櫚木種子進(jìn)行藥劑處理、混沙濕藏處理以及激素+混沙濕藏處理，對處理后的種子進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，測定種子的發(fā)芽指標(biāo),并測定混沙濕藏不同階段種子內(nèi)部脫落酸、赤霉素、酸性磷酸酯酶、淀粉酶、蛋白酶、ATP等指標(biāo)的變化。結(jié)果表明：激素+混沙濕藏處理的種子萌發(fā)效果優(yōu)于混沙濕藏和藥劑處理。用500 mg/L赤霉素浸泡花櫚木種子12 h，再低溫(4 ℃)混沙濕藏45 d是破除花櫚木種子休眠的最佳方法，其發(fā)芽開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間和高峰期分別比不處理的種子提早10，17 d和14 d，發(fā)芽率、發(fā)芽勢分別比對照提高36.6%、32.7%?；焐碀癫靥幚淼幕澳痉N子的酸性磷酸酯酶、淀粉酶和蛋白酶活性、GA3和ATP含量隨著混沙濕藏的時(shí)間延長而增加，ABA含量則隨著混沙濕藏時(shí)間的延長而減小,混沙濕藏對破除花櫚木種子休眠起關(guān)鍵作用。

花櫚木； 種子休眠； 藥劑處理； 混沙濕藏； 激素處理

花櫚木(OrmosiahenryiPrain)是珍貴用材樹種和優(yōu)良的園林綠化樹種，同時(shí)是高級(jí)的家具、裝飾品、高級(jí)地板的原材料。由于品質(zhì)優(yōu)良，花櫚木遭大量砍伐，人類的不合理利用使其資源十分稀少，處于瀕危狀[1]，為國家二級(jí)保護(hù)植物。為保護(hù)和培育花櫚木資源，近年來人們加強(qiáng)了對花櫚木的研究,主要在種子休眠[2]、無性繁殖與組織培養(yǎng)[3-4]、人工林生長規(guī)律[5-6]、播種育苗技術(shù)[7]、對不同水分、光照的響應(yīng)[8-9]及容器苗基質(zhì)篩選[10]等方面，但對破除花櫚木種子休眠的方法尚未見研究。種子休眠是植物在長期演化過程中為了不斷適應(yīng)環(huán)境而形成的生存對策，種子休眠對植物個(gè)體生存、物種的延續(xù)和進(jìn)化具有積極的作用，但對林木的生產(chǎn)帶來較大的影響。本試驗(yàn)采用赤霉素、6-BA、化學(xué)藥劑、混沙濕藏等方法對花櫚木種子進(jìn)行處理，以探討破除花櫚木種子休眠的方法，提高花櫚木種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢，使其發(fā)芽整齊，為大量繁殖花櫚木提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用的花櫚木種子于2014年11月中旬采自貴州關(guān)嶺縣白水鎮(zhèn),去除莢果皮后,放在實(shí)驗(yàn)室陰干,保存于4 ℃左右的冰箱中。種子千粒重455.36 g，含水率為12.03%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法

設(shè)計(jì)4個(gè)處理，Ⅰ: 0.2%硝酸鉀處理種子12 h；Ⅱ: 0.5%高錳酸鉀處理種子12 h；Ⅲ: 0.2%硝酸鉀處理種子12 h+100 mg/L赤霉素處理12 h；Ⅳ: 0.5%高錳酸鉀處理種子12 h+100 mg/L赤霉素處理12 h,以清水浸泡12 h作對照。每個(gè)處理3次重復(fù)，每次重復(fù)100粒種子，進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，測定發(fā)芽指標(biāo)。

1.2.2 混沙濕藏處理種子試驗(yàn)

設(shè)計(jì)3個(gè)處理，Ⅴ:持續(xù)暖溫(15～20 ℃)層積，先對種子進(jìn)行消毒滅菌，浸種；然后把種子裝入小尼龍網(wǎng)袋中，每袋100粒種子，用濕沙混勻后，置于塑料袋中進(jìn)行層積45 d，并經(jīng)常翻動(dòng)種子；Ⅵ: 持續(xù)低溫(0～4 ℃)層積；Ⅶ:變溫層積，先在15～20 ℃條件下層積1個(gè)月，然后轉(zhuǎn)入0～4 ℃的條件下層積15 d。

上述貯藏溫度分別采用人工氣候箱和冰箱控制，每個(gè)處理3次重復(fù)，每次重復(fù)100粒種子，對其進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，測定發(fā)芽指標(biāo)。

1.2.3 不同激素處理種子試驗(yàn)

將赤霉素和細(xì)胞分裂素分別配制成0，50，100，150，250，500，1 000 mg/L的濃度，分別浸泡種子12 h后進(jìn)行混沙濕藏，溫度控制在0～4 ℃，每個(gè)處理3次重復(fù)，每次重復(fù)100粒種子，貯藏45 d后從沙中取出洗凈，然后用80 ℃的高溫水浸泡24 h，再進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)。發(fā)芽床為沙床，置床前用0.15%的甲醛溶液對發(fā)芽盒、種子、鑷子進(jìn)行消毒處理，沙放在130 ℃的烘箱內(nèi)高溫烘24 h進(jìn)行殺菌處理。每個(gè)處理置床3個(gè)，置床后分別放在25 ℃恒溫的光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行發(fā)芽實(shí)驗(yàn)。從置床之日起開始觀察記錄，直到發(fā)芽結(jié)束為止，每天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽數(shù)。

(2)船鈔的進(jìn)一步降低。第二次鴉片戰(zhàn)爭后，美國搶在英法之前，強(qiáng)迫清政府簽訂中美《天津條約》，條約第二十六款明確提出：“凡在一百五十噸以上者，每噸納銀四錢，不及一百五十噸者，每噸納銀一錢?！币笄逭档痛n標(biāo)準(zhǔn)，隨后中英《天津條約》第二十九款也有類似規(guī)定。

1.2.4 混沙濕藏不同時(shí)間段種子的生理生化變化測定

取花櫚木種子進(jìn)行混沙濕藏，測定濕藏0，15，30，45 d種子的脫落酸、赤霉素、酸性磷酸酯酶、淀粉酶、蛋白酶、ATP等生理生化指標(biāo)的變化，每個(gè)指標(biāo)測定3次重復(fù)。

酸性磷酸酯酶活性、ATP含量、淀粉酶活性和蛋白酶活性參照陳潤政[11]的方法測定，脫落酸和赤霉素參照曹幫華等[12]的方法測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

1.3.1 主要指標(biāo)計(jì)算方法

發(fā)芽率(%)=正常幼苗數(shù)/供試種子總數(shù)×100%；

發(fā)芽勢(%)=發(fā)芽達(dá)到發(fā)芽高峰時(shí)的累計(jì)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%。

1.3.2 統(tǒng)計(jì)分析方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 18.0軟件進(jìn)行方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理破除花櫚木種子休眠的效果分析

2.1.1 不同藥劑組合處理的效果比較

與對照相比，不同藥劑處理的花櫚木種子發(fā)芽開始時(shí)間、發(fā)芽結(jié)束時(shí)間、發(fā)芽高峰期均比對照提前，不同處理種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢差異顯著(p≤0.05)。用0.5%高錳酸鉀處理種子12 h+100 mg/L赤霉素處理12 h(Ⅳ)效果最好，其發(fā)芽開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間和發(fā)芽高峰期分別比對照提前6 d，9 d和9 d，發(fā)芽率、發(fā)芽勢分別比對照提高10.6%、7.7%，且與對照和Ⅰ、Ⅱ處理差異顯著(p≤0.05)。

3種不同溫度的混沙濕藏處理種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢差異顯著(plt;0.05)。其中Ⅵ處理(持續(xù)低溫0～4 ℃層積)的效果最佳，發(fā)芽開始時(shí)間和發(fā)芽結(jié)束時(shí)間都較其它2個(gè)處理短，發(fā)芽率、發(fā)芽勢均最高，持續(xù)暖溫(15～20 ℃)層積效果最差，變溫層積效果居中。但不論是哪種混沙濕藏處理，其效果都優(yōu)于藥劑處理。

2.1.2 不同濃度赤霉素處理的效果比較

赤霉素是有利種子萌發(fā)的激素。從表3可知，隨著赤霉素濃度的增加，種子的各項(xiàng)發(fā)芽指標(biāo)均呈增加趨勢。用100～1 000 mg/L赤霉素處理的種子，發(fā)芽率、發(fā)芽勢分別比ck 1提高4%～14%和3%～12%。以500 mg/L赤霉素浸泡種子12 h后再混沙濕藏45 d，然后用80 ℃高溫水浸泡24 h效果最佳，其發(fā)芽開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間和高峰期分別比ck 1提早7 d，8 d和8 d，發(fā)芽率、發(fā)芽勢分別比ck1提高14%和12%，比ck 2分別提早10 d、17 d和14 d，提高36.6%、32.7%。赤霉素濃度為1 000 mg/L時(shí)，種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢與赤霉素濃度為500 mg/L時(shí)差異不顯著(plt;0.05)，50～150 mg/L赤霉素處理的種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢與對照差異均不顯著(plt;0.05)，說明赤霉素濃度過低，對種子萌發(fā)的促進(jìn)作用極小。

表1 不同藥劑處理對花櫚木種子發(fā)芽的影響

處理發(fā)芽開始時(shí)間(d)發(fā)芽結(jié)束時(shí)間(d)發(fā)芽率高峰期(d)發(fā)芽率(%)發(fā)芽勢(%) Ⅰ(0．2%KNO312h)14322458±1．73c57．7±2．52cd Ⅱ(0．5%KMnO412h)11312260．6±2．51bc59．0±1．02bc Ⅲ(0．2%KNO3+100mg/LGA3)12h10292163．4±2．08ab61．3±1．53ab Ⅳ(0．5%KMnO4+100mg/LGA3)12h9261768．0±2．65a63．0±1．00a ck(水浸12h)15352657．4±3．51c55．3±3．15d

注:不同小寫字母分別表示不同地區(qū)相同分析指標(biāo)間存在顯著差異(plt;0.05)。下同。

表2 不同混沙濕藏處理對花櫚木種子發(fā)芽的影響

處理發(fā)芽開始時(shí)間(d)發(fā)芽結(jié)束時(shí)間(d)發(fā)芽率高峰期(d)發(fā)芽率(%)發(fā)芽勢(%) Ⅴ(15-20℃)45d15292375．7±1．52b73±2．00bc Ⅵ(0～4℃)45d12262081．3±2．08a77±1．73a Ⅶ(15～20℃30d，0～4℃15d)14272177．7±2．51ab75±1．00ab

表3 不同濃度的赤霉素處理對花櫚木種子發(fā)芽的影響

GA3(mg/L)發(fā)芽開始時(shí)間(d)發(fā)芽結(jié)束時(shí)間(d)發(fā)芽率高峰期(d)發(fā)芽率(%)發(fā)芽勢(%)5011231880±1．73d79±1．70de10010221784±3．60cd80±1．00cd1509211686±2．66cd82±1．73bcd2507201488±2．65bc83±1．73bc5005181294±4．58a88±1．65a10005171292±3．60ab85±1．00abck1(混沙濕藏)12252080±2．65d76±2．45eck2(不處理)15352657．4±3．51e55．3±3．15f

2.1.3 不同濃度6-BA處理的效果比較

由表4可知，隨著6-BA濃度的增加，花櫚木種子的各項(xiàng)發(fā)芽指標(biāo)都逐漸增加。50 mg/L 6-BA處理的種子發(fā)芽率與對照差異不顯著(plt;0.05)，這說明6-BA濃度過低，對種子的發(fā)芽基本沒有促進(jìn)作用。用1 000 mg/L 6-BA浸泡花櫚木種子12 h后再混沙濕藏45 d，然后用80 ℃高溫水浸泡24 h效果最好，其發(fā)芽開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間以及發(fā)芽高峰期分別比對照提早5 d，6 d和8 d，其發(fā)芽率、發(fā)芽勢分別比對照提高8%、5%。說明6-BA處理有助于花櫚木種子提早發(fā)芽，提高種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢，但效果不及赤霉素處理。

表4 不同濃度的6-BA處理對花櫚木種子發(fā)芽的影響

6?BA(mg/L)發(fā)芽開始時(shí)間(d)發(fā)芽結(jié)束時(shí)間(d)發(fā)芽率高峰期(d)發(fā)芽率(%)發(fā)芽勢(%)5011251980±2．65c77±2．45cd10011241884±2．20b79±2．02cd15010221684±1．00b80±1．02abc2509211586±1．63ab81±2．65ab5007191386±1．73ab83±2．00a10007191288±1．68a83±1．00a0(ck)12252080±2．65c76±1．73d

2.2 混沙濕藏過程中種子生理生化指標(biāo)的變化

測定結(jié)果(表5)表明，花櫚木種子的酸性磷酸酯酶、淀粉酶、蛋白酶活性、GA3含量、ATP含量均隨混沙濕藏的時(shí)間增加呈逐漸增加趨勢，且差異顯著(plt;0.05)。貯藏45 d時(shí)，各指標(biāo)比貯藏前分別增加115.6%、188.8%、180.7%、71.8%和92%；酸性磷酸酯酶增加量最大，GA3增加量較??；ABA含量隨著混沙濕藏時(shí)間的增加而減小，比貯藏前降低58.0%,且不同貯藏時(shí)間ABA含量差異顯著(plt;0.05)。花櫚木種子的各種酶活性隨著混沙濕藏時(shí)間的增加而增強(qiáng)，有助于貯藏物質(zhì)的分解釋放；促進(jìn)種子萌發(fā)激素GA3含量增加，而抑制種子萌發(fā)激素ABA含量降低，從而破除種子休眠。

3 結(jié)論與討論

花櫚木種子具有休眠特性[2]，嚴(yán)重影響了種子萌發(fā)力，給花櫚木的繁育帶來不便。本研究采用不同藥劑處理、不同混沙濕藏溫度處理、不同激素結(jié)合混沙濕藏處理花櫚木種子，結(jié)果表明，混沙濕藏是打破種子休眠、促進(jìn)種子萌發(fā)的必要條件?；焐碀癫剡^程中，花櫚木種子的酸性磷酸酯酶、淀粉酶、蛋白酶等酶活性和GA3、ATP含量均隨著混沙濕藏的天數(shù)增加而增加，而ABA含量則隨著混沙濕藏時(shí)間的增加而減小，說明混沙濕藏有效地改善了種子酶活性和激素比例，從而促進(jìn)種子萌發(fā)。混沙濕藏以0～4 ℃低溫貯藏45d效果最佳，發(fā)芽率達(dá)81.3%，發(fā)芽勢為77%。混沙濕藏再加外源GA3、6-BA處理則進(jìn)一步加強(qiáng)了種子內(nèi)部有利于種子萌發(fā)的激素比例，其中以500 mg/L赤霉素浸泡種子12 h后再混沙濕藏45 d，然后用80 ℃高溫水浸泡24 h效果最佳，發(fā)芽率、發(fā)芽勢分別高達(dá)94%、88%，比不作任何處理的種子分別提高36.6%、32.7%，發(fā)芽開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間分別提早10，17 d。

表5 不同混沙濕藏時(shí)間段花櫚木種子中生化指標(biāo)的變化

生化指標(biāo)0d15d30d45d酸性磷酸酯酶活性[nmol/(min·g)]15．06±0．02d18．93±0．03c25．36±0．03b32．47±0．02a淀粉酶活性[mg/(min·g)]2．15±0．03d3．42±0．04c5．68±0．05b6．21±0．03a蛋白酶活性(μmol/g)1．82±0．03d2．39±0．05c3．46±0．04b5．11±0．03aABA含量(μg/g)4．29±0．02a3．84±0．03b2．59±0．03c1．81±0．04dGA3含量(μg/g)3．16±0．03d3．95±0．05c4．81±0．04b5．43±0．03aATP含量(μg/g)0．25±0．02d0．39±0．04c0．43±0．04b0．48±0．04a

混沙濕藏處理可促使胚形態(tài)發(fā)育成熟，抑制物質(zhì)含量降低，激素含量發(fā)生變化，提高酶的活性，促進(jìn)種子萌發(fā)[13]。本研究結(jié)果表明，隨著種子混沙濕藏時(shí)間的延長，花櫚木種子的酸性磷酸酯酶、淀粉酶、蛋白酶等酶活性和GA3、ATP含量均隨著混沙濕藏時(shí)間的延長而增加，而ABA含量則隨著混沙濕藏時(shí)間的延長而減小，種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢得以大幅度提高，這與前人研究的毛梾種子[14]、珙桐[15]、青錢柳[16]等休眠種子特性相似。

赤霉素、ABA和細(xì)胞分裂素對種子的休眠和萌發(fā)起重要作用。種子休眠的三因素調(diào)控的學(xué)說中指出：GA是種子萌發(fā)的必需激素，種子中無足夠量GA，種子不可能萌發(fā)；ABA是誘發(fā)種子休眠的主要激素，種子中雖有GA但同時(shí)存在ABA，種子休眠,因?yàn)锳BA抑制GA作用的發(fā)揮；而細(xì)胞分裂素并不單獨(dú)對休眠與萌發(fā)起作用，不是萌發(fā)所必需的激素，但能抵消ABA的作用使因存在ABA而休眠的種子萌發(fā)[17]。本研究中得出結(jié)論，混沙濕藏過程中GA3含量增加，而ABA含量下降，花櫚木種子休眠被打破。前人的研究還表明，種子貯藏中施加外源赤霉素、6-BA處理，能有效打破由于ABA等植物激素萌發(fā)抑制物造成的種子休眠[13],本研究采用外源赤霉素、6-BA處理種子，再混沙濕藏，比單獨(dú)的混沙濕藏處理更能有效地打破花櫚木種子的休眠，其原因是外源的赤霉素、6-BA與混沙濕藏的作用疊加，加速了種子內(nèi)部激素比例變化，因而效果最佳。

[1]孟憲帥.珍稀瀕危植物花櫚木致瀕原因及機(jī)理研究[D].貴州大學(xué)碩士論文,2011.

[2]鄧兆,韋小麗,孟憲帥,等.花櫚木種子休眠和萌發(fā)的初步研究[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,39(5):69-72.

[3]姚軍,李洪林,楊波,等.花櫚木的組織培養(yǎng)和快速繁殖[J].植物生理學(xué)通訊,2007,43(1):123-124.

[4]高麗,楊波,李洪林,等.花櫚木組培苗莖段低溫脅迫培養(yǎng)及耐冷性誘導(dǎo)[J].亞熱帶植物科學(xué),2009,38(2):19-21,25.

[5]張都海,袁位高,陳承良,等.花櫚木人工林生長規(guī)律的初步研究[J].浙江林業(yè)科技,2003,23(3):9-11,27.

[6]傅林清.花櫚木人工林主要測樹因子回歸模型的研究[J].林業(yè)勘察設(shè)計(jì),2012(1):24-27.

[7]彭麗.珍貴鄉(xiāng)土樹種花櫚木播種育苗技術(shù)[J].林業(yè)實(shí)用技術(shù),2012(2):30-30.

[8]孟憲帥,韋小麗.不同水分環(huán)境對花櫚木幼苗生理生化的影響[J].山地農(nóng)業(yè)生物學(xué)報(bào),2011,30(3):215-220.

[9]段如雁,韋小麗,孟憲帥.不同光照條件下花櫚木幼苗的生理生化響應(yīng)及生長效應(yīng)[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2013,33(5):30-34.

[10]段如雁,韋小麗,張怡,等.花櫚木容器育苗基質(zhì)篩選[J].林業(yè)科技開發(fā),2015,29(4):27-30.

[11]黃學(xué)林,陳潤政.種子生理實(shí)驗(yàn)手冊[M].北京:農(nóng)業(yè)出版社,1990.

[12]曹幫華,蔡春菊.銀杏種子后熟生理與內(nèi)源激素變化的研究[J].林業(yè)科學(xué),2006,42(2):32-37.

[13]陳偉,馬紹賓,陳宏偉.種子休眠類型及破除方法概述[J],安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,37(33):16 237-16 239.

[14]李冬林,張亞楠,金雅琴,等.毛梾種子低溫層積過程中內(nèi)源激素的變化及其與發(fā)芽的關(guān)系[J].經(jīng)濟(jì)林研究,2014,32(3):36-41.

[15]雷濘菲,彭書明,牛蓓.珍稀瀕危植物珙桐種子休眠萌發(fā)過程中內(nèi)源激素的變化[J].廣西植物,2009,29(1):66-69.

[16]楊萬霞,方升佐.青錢柳種子綜合處理過程中內(nèi)源激素的動(dòng)態(tài)變化[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2008,32(5):85-88.

[17]沈海龍.苗木培育學(xué)[M].北京:中國林業(yè)出版社,2009.

Study on Method of Breaking Seed Dormancy for Rare Tree SpeciesOrmosiahenryi

DENGZhao1，2，WEIXiaoli1
(1.Forestry College of Guizhou University,Guiyang 550025，China;2.Forestry Bureau of Changshun County,Changshun Guizhou 550700，China)

For breaking seed dormancy ofOrmosiahenryi,theOrmosiahenryiseed were treated by medicament,stratification,hormone combine with stratification.The germination experiment of seed after treatment were determined,and the change of ABA,GA3,acid phosphatase,diastase,protease and ATP of seed were determined at different stage after stratification.The results showed the germinate effect of seed by handing with hormone combine with stratification was better than stratification and medicament.The method that soaked seed for 12 h using 500 mg/L GA3,then stratification for 45 d under 4 ℃ was the best method for breaking dormancy ofOrmosiahenryiseed,and the begin time,end time,peak time of germination ahead of 10 d,17 d and 14 d than control,the germination rate,germination potential improved 36.6% and 32.7%.The acid phosphatase, diastase and protease activity,GA3and ATP content ofOrmosiahenryiseed increased with the time of stratification;and the ABA content decreased;the stratification played a key role for breaking the dormancy ofOrmosiahenryiseed.

Ormosiahenryi; seed dormancy; medicament treatment; stratification;hormone treatment

2016-05-19

國家自然科學(xué)基金“花櫚木根瘤菌多樣性及幼苗形成調(diào)控因素研究”(編號(hào)：31460193)；國際合作項(xiàng)目“珍貴用材樹種花櫚木精準(zhǔn)化容器育苗理論與技術(shù)研究”(編號(hào)：黔科合外G字[2012]7012號(hào))；貴州省林業(yè)廳重大攻關(guān)項(xiàng)目“貴州優(yōu)質(zhì)闊葉用材樹種培育技術(shù)與示范”(編號(hào)：黔林科合[2010]重大02)。

鄧 兆(1985—)，男(苗族)，貴州晴隆人；助理工程師，主要從事林木種苗繁育研究。

韋小麗，E-mail：gdwxl-69@126.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.11.001

Q 945.79

A

1001-4705(2016)11-0001-04