郝淵鵬,李浩錚,劉笑笑,王慧芳,尹藝臻,李偉,杜方
(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,山西太谷030801;2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院,山西太谷030801)
預(yù)處理和播種方式對(duì)朱麗葉種子萌發(fā)的影響
郝淵鵬1,李浩錚1,劉笑笑1,王慧芳1,尹藝臻1,李偉1,杜方2
(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,山西太谷030801;2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院,山西太谷030801)
以新鐵炮百合朱麗葉當(dāng)年采收種子為材料,對(duì)種子分別進(jìn)行室溫浸泡3 d,室溫浸泡5 d,4℃浸泡5 d和不浸泡預(yù)處理后,再分別進(jìn)行無(wú)菌播種、培養(yǎng)皿播種和穴盤播種,研究促進(jìn)朱麗葉種子發(fā)芽的最佳方式。結(jié)果表明,以無(wú)菌的方式播種,4℃浸泡5 d并剝皮處理,第10天即可發(fā)芽,第45天發(fā)芽率最高(97.78%),并且幼苗長(zhǎng)勢(shì)也較其他處理健壯;以培養(yǎng)皿的方式播種,室溫浸泡3 d或5 d且不剝皮處理的方式優(yōu)于其他各處理,第15天開始發(fā)芽,第50天發(fā)芽率最高(83%);田園土∶鋸末為3∶1配制的播種基質(zhì)并不適合朱麗葉種子的萌發(fā)。
新鐵炮百合;種子;低溫;剝皮;無(wú)菌播種
全世界有百合科(Liliaceae)百合屬(Lilium)植物100多種,均具有很高的觀賞價(jià)值。百合屬植物主要依靠分球繁殖和鱗片扦插繁殖,種子繁殖主要用于育種或種質(zhì)資源的保存。為充分利用好原產(chǎn)于我國(guó)的百合屬種質(zhì)資源,許多學(xué)者對(duì)我國(guó)原產(chǎn)的易于自然結(jié)實(shí)的百合屬植物進(jìn)行了種子繁殖的生物學(xué)特性研究[1-9]。然而,這些百合屬植物從種子到開花需2~3 a的時(shí)間。
我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的高砂百合(L.formosanum)是一種種子繁殖當(dāng)年成花的百合,具有優(yōu)良的抗熱性。20世紀(jì)20年代,日本的西村氏將其與鐵炮百合(L.longiflorum)雜交,獲得了花大瓣厚、花型別致、花期長(zhǎng)的一種新型百合,命名為新鐵炮百合(L.formolongi),并經(jīng)過(guò)多次改良,形成了新鐵炮百合雜種系[10-11]。該雜種系花朵朝天開放,有別于普通鐵炮百合向前開放的特性,特別適合做鮮切花[12],已成為我國(guó)新興的外來(lái)百合品種。為了利用好這一特殊資源,有學(xué)者從溫度、光照和藥劑處理等方面探討了使新鐵炮百合雜種系快速、整齊出苗的條件[10-11,13-14]?,F(xiàn)有的研究表明,新鐵炮百合種子的萌發(fā)對(duì)光照并不敏感,30℃高溫不利于種子的萌發(fā),利用藥劑(聚乙烯醇和聚乙二醇)處理種子對(duì)發(fā)芽并無(wú)明顯影響[10],種子的褐色膜狀種皮對(duì)種子的順利發(fā)芽有抑制作用[15-16],低溫對(duì)亞洲百合萌發(fā)有促進(jìn)作用[17],然而尚不明確播種前低溫和浸泡處理以及播種方式對(duì)新鐵炮百合種子發(fā)芽有怎樣的影響。
本研究以新鐵炮百合朱麗葉(Julius)為材料,研究百合種子膜的去除、浸泡、低溫等播種前處理以及有菌和無(wú)菌播種方式對(duì)朱麗葉種子萌發(fā)的影響,旨在找出新鐵炮百合朱麗葉的最佳播種方式,為促進(jìn)該品種在生產(chǎn)上的快速推廣提供技術(shù)支持。
1.1 材料
2015年9月于山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝站采收新鐵炮百合朱麗葉自交后充分成熟的蒴果,選擇顆粒飽滿、胚清晰的種子作為試驗(yàn)材料(圖1)。
1.2 方法
試驗(yàn)于2015年10—12月在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室及園藝試驗(yàn)站日光溫室內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)培養(yǎng)方式、種子浸泡時(shí)間和溫度、種皮是否剝除3個(gè)處理。培養(yǎng)方式設(shè)3個(gè)水平:無(wú)菌播種、培養(yǎng)皿播種和穴盤播種(其中,穴盤播種不設(shè)去除種皮的處理);浸泡時(shí)間和溫度設(shè)4個(gè)水平:不浸泡、室溫浸泡3 d、室溫浸泡5 d和4℃浸泡5 d;種皮是否剝除設(shè)2個(gè)水平:剝除和不剝除。試驗(yàn)共20個(gè)處理,每處理60粒種子,重復(fù)3次,共用3 600粒種子。
1.2.1 浸泡處理用普通自來(lái)水對(duì)種子進(jìn)行浸泡,10月6日浸泡,一部分放在室內(nèi),一部分放在4℃冰箱內(nèi)。
1.2.2 剝皮處理10月9,11日播種前,將每一處理分成2份,其中一份種子用鑷子和刀片小心刮擦,去除褐色種皮。因不浸泡處理的種子種皮不易去除,在播種前,將種子浸入水中,去除了其他處理的種皮后,再去除不浸泡種子的種皮。
1.2.3 無(wú)菌播種種子在自來(lái)水下沖洗2 h,在超凈工作臺(tái)上用75%乙醇消毒30s,無(wú)菌水沖洗3次,然后用2%NaClO消毒6 min,最后用無(wú)菌水沖洗6~7次。需要?jiǎng)兤さ姆N子,在超凈工作臺(tái)上用手術(shù)刀去除種子外面褐色的種皮,然后將處理好的種子每10粒放入一個(gè)培養(yǎng)瓶。對(duì)于無(wú)需剝皮的種子消毒后放在濾紙上吸干水分,每10粒放入一個(gè)培養(yǎng)瓶中,每個(gè)處理重復(fù)3次。無(wú)菌播種培養(yǎng)基為MS培養(yǎng)基(pH值5.9),每1 L培養(yǎng)基中含30 g蔗糖、4.74 g MS粉和5.5 g瓊脂粉,不添加任何激素。培養(yǎng)基在121℃下滅菌20 min。播種完畢后將培養(yǎng)瓶放置在無(wú)菌室,前期遮光處理,發(fā)芽后,去掉遮光布。組培室每天光照14 h,溫度(25±2)℃。
1.2.4 培養(yǎng)皿播種將培養(yǎng)皿洗凈后,鋪一層濾紙,用自來(lái)水打濕,每皿擺15粒種子,放入25℃培養(yǎng)室內(nèi)培養(yǎng)。3 d檢查一次,如果濾紙干燥則需及時(shí)補(bǔ)水。
1.2.5 穴盤播種以田園土∶鋸末為3∶1的比例配制播種基質(zhì),將基質(zhì)裝入穴盤,噴水,點(diǎn)播,播種后覆土0.5 cm,再噴透水,覆膜保溫保濕。
1.3 觀察與統(tǒng)計(jì)
采用肉眼觀察的方法,每隔5 d觀察一次,直至種子發(fā)芽完畢。萌發(fā)標(biāo)志以胚根突破種皮為準(zhǔn)。
發(fā)芽率=發(fā)芽種子數(shù)/播種種子總數(shù)×100%;污染率=污染種子數(shù)/播種種子總數(shù)×100%。
1.4 數(shù)據(jù)分析
采用DPS軟件分析試驗(yàn)結(jié)果,數(shù)據(jù)分析時(shí)進(jìn)行反正弦的轉(zhuǎn)換,并采用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行方差分析。
2.1 無(wú)菌播種各處理對(duì)發(fā)芽率的影響
由表1可知,無(wú)菌播種在去種皮的條件下,播種50 d后,4℃浸泡5 d的發(fā)芽率最高,為97.78%;不浸泡和室溫浸泡3 d的發(fā)芽率差異不顯著,分別為87.78%和82.22%;室溫浸泡5 d的發(fā)芽率最低,僅為55.00%,而且50 d時(shí),污染率達(dá)88.89%。
無(wú)菌播種在不去種皮的條件下,播種50 d后,不浸泡和4℃浸泡5 d的發(fā)芽率分別為76.29%和70.00%,差異不顯著;而室溫浸泡3,5 d的處理發(fā)芽率均不到30%,且污染率均大于50%。
無(wú)論是否進(jìn)行剝皮處理,室溫浸泡5 d后進(jìn)行無(wú)菌播種,發(fā)芽率均最低,且與其他處理差異顯著。
當(dāng)不浸泡種子直接無(wú)菌播種時(shí),不論是否剝皮,發(fā)芽率均在80%左右,差異不顯著。而室溫浸泡3,5 d和低溫浸泡各處理,剝皮的發(fā)芽率顯著大于不剝皮各處理。
表1 無(wú)菌播種50 d后各處理發(fā)芽率和污染率比較%
2.2 無(wú)菌播種各處理對(duì)發(fā)芽速度的影響
由圖2可知,無(wú)菌播種去種皮的條件下,各處理在第10天均有一定發(fā)芽率,之后發(fā)芽率隨天數(shù)的增加緩慢增加。4℃浸泡5 d的處理在第10天發(fā)芽率達(dá)83.33%,到第45天達(dá)最大值(97.78%)。不浸泡和室溫浸泡3 d的處理,第10天發(fā)芽率均大于65.00%,分別在第45天和第30天達(dá)最大值(之后因種子污染而不再發(fā)芽)。相較而言,室溫浸泡5 d的處理,發(fā)芽慢且發(fā)芽率低,10 d時(shí),僅有41.67%的發(fā)芽率,到第35天,發(fā)芽率也僅為52.22%。
無(wú)菌播種不去種皮時(shí),發(fā)芽較去種皮處理遲,15 d時(shí)才可看到種子萌發(fā),不浸泡和4℃浸泡5 d的發(fā)芽率到第30天時(shí)達(dá)最大值,分別為72.87%和58.33%;室溫浸泡3,5 d,發(fā)芽率低,沒(méi)有明顯的發(fā)芽拐點(diǎn)(圖2)。
2.3 培養(yǎng)皿播種各處理對(duì)發(fā)芽率的影響
剝皮與否對(duì)培養(yǎng)皿播種種子發(fā)芽率的影響很大。由表2可知,不剝皮各處理的發(fā)芽率顯著高于剝皮各處理,且不剝皮各處理污染率均小于10%,而剝皮各處理污染率均為100%。其中,不剝皮直接進(jìn)行培養(yǎng)皿播種的,播種50 d后,室溫浸泡3,5 d的發(fā)芽率分別為82.78%和85.40%,且差異不顯著;4℃浸泡5 d和不浸泡的發(fā)芽率分別為79.03%和72.22%,差異也不顯著。
表2 培養(yǎng)皿播種50 d后各處理發(fā)芽率和污染率比較%
剝皮后進(jìn)行培養(yǎng)皿播種的,播種50 d后,室溫浸泡3 d的發(fā)芽率顯著高于其他處理,發(fā)芽率為40.00%;室溫浸泡5 d和4℃浸泡5 d的發(fā)芽率間差異不顯著,分別為30.00%和28.89%;不浸泡的發(fā)芽率最低,僅為5.00%。
無(wú)論是否進(jìn)行剝皮處理,不浸泡直接進(jìn)行培養(yǎng)皿播種,發(fā)芽率均最低,且與其他處理相比差異顯著。
2.4 培養(yǎng)皿播種各處理對(duì)發(fā)芽速度的影響
由圖3可知,去種皮后將百合種子播于培養(yǎng)皿中,各處理在第10天均有一定發(fā)芽率;15 d后,室溫浸泡3,5 d和4℃浸泡5 d的發(fā)芽率均達(dá)到最高,分別為40.00%,30.00%和28.89%;之后,因種子污染嚴(yán)重,發(fā)芽率不再增加。相較而言,不浸泡但去種皮的,發(fā)芽慢且發(fā)芽率低,第10天僅有3.89%的發(fā)芽率,而到第15天,發(fā)芽率也僅為5.00%。
不去種皮進(jìn)行培養(yǎng)皿播種時(shí),發(fā)芽較去種皮處理遲,15 d時(shí)才可看到各處理的種子萌發(fā)。發(fā)芽后,發(fā)芽率隨天數(shù)的增加而快速增加,到第30天時(shí),發(fā)芽率達(dá)到拐點(diǎn),第50天發(fā)芽率達(dá)到最大值。相較不浸泡和室溫浸泡3,5 d的處理,4℃浸泡5 d的處理第15天雖有發(fā)芽,但發(fā)芽率僅為5.42%,不過(guò),第15~30天這段時(shí)間,發(fā)芽率直線增長(zhǎng),到第35天達(dá)到最大值(79.03%)。
2.5 無(wú)菌播種、培養(yǎng)皿播種及穴盤播種對(duì)發(fā)芽率的影響
統(tǒng)計(jì)分析表明,無(wú)菌播種處理的平均發(fā)芽率(61.09%)高于培養(yǎng)皿播種處理的平均發(fā)芽率(50.16%)。由于田園土∶鋸末為3∶1配制的播種基質(zhì)并不適合朱麗葉的種子萌發(fā),穴盤播種的發(fā)芽率不足1%。
2.6 無(wú)菌播種各處理對(duì)幼苗長(zhǎng)勢(shì)的影響
由圖4可知,無(wú)菌播種各處理方式對(duì)發(fā)芽后幼苗的生長(zhǎng)有影響。綜合來(lái)看,剝皮處理要好于未剝皮處理。剝皮處理的葉數(shù)較多,葉片寬厚,葉色濃綠,長(zhǎng)勢(shì)健壯。其中,室溫浸泡3 d和4℃浸泡5 d的長(zhǎng)勢(shì)相近,幼苗最為健壯,不浸泡稍次之,室溫浸泡5 d的長(zhǎng)勢(shì)最弱。在不剝皮的處理中,4℃浸泡5 d和不浸泡稍次之,室溫浸泡5 d和室溫浸泡3 d的發(fā)芽率低,長(zhǎng)勢(shì)也弱,后期污染嚴(yán)重。
多數(shù)百合種子發(fā)芽的時(shí)間為20~30 d。本試驗(yàn)結(jié)果表明,預(yù)處理得當(dāng),生活力強(qiáng)的朱麗葉種子在第10天即可發(fā)芽。不過(guò),絕大多數(shù)朱麗葉種子,在30~50 d內(nèi)才能發(fā)芽整齊,可能是由于植株個(gè)體差異和種子在蒴果內(nèi)著生部位差異所造成的。
吳昀等[15]研究認(rèn)為,百合屬種子的膜質(zhì)種皮會(huì)抑制百合種子的萌發(fā),如未經(jīng)剝皮處理的藥百合(L.speciosum var.gloriosoides)種子即使在無(wú)菌條件下播種30 d后,也沒(méi)有任何萌動(dòng)跡象。但馬怡迪等[16]研究認(rèn)為,無(wú)菌播種時(shí),不剝皮處理巨球百合(L.brownii var.giganteum)種子也有一定的萌發(fā)率,當(dāng)培養(yǎng)基中激素配比適宜,其種子的萌發(fā)率還可能超過(guò)90%。本試驗(yàn)結(jié)果與馬怡迪等[16]的結(jié)論有一定的相似性,朱麗葉種子無(wú)菌播種時(shí),不剝皮種子也有一定的發(fā)芽率,但剝皮處理更利于種子萌發(fā)??梢?,播種時(shí)是否需要進(jìn)行剝皮處理與種子的基因型有關(guān)。研究還發(fā)現(xiàn),以培養(yǎng)皿的方式播種,剝皮處理反而會(huì)造成嚴(yán)重污染,不剝皮處理的反而會(huì)減少污染概率??梢姡シN時(shí)是否需要進(jìn)行剝皮處理還與播種方式有關(guān)。
正因?yàn)榭紤]到種皮會(huì)影響百合種子發(fā)芽,本試驗(yàn)試圖探明浸泡時(shí)間是否會(huì)對(duì)朱麗葉種子的萌發(fā)產(chǎn)生影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),室溫浸泡時(shí)間越長(zhǎng),越有可能引起發(fā)芽過(guò)程中的污染問(wèn)題,室溫浸泡3 d或5 d的發(fā)芽率差異不顯著,這與郎利新等[18]的研究結(jié)果相似。
溫度是影響種子萌發(fā)的又一因素,低溫預(yù)處理有助于提高種子在高溫下的發(fā)芽率[12-13]。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),無(wú)菌播種時(shí),4℃低溫浸泡5 d后剝皮處理,確實(shí)顯著提高了朱麗葉種子在(25±2)℃的發(fā)芽率,但是,以培養(yǎng)皿的方式進(jìn)行播種,低溫浸泡對(duì)種子萌發(fā)的影響與室溫浸泡的差異不顯著,可見播種前是否需要低溫浸潤(rùn)處理,與播種方式有很大關(guān)系。
總之,本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),播種前的預(yù)處理方式對(duì)新鐵炮百合朱麗葉發(fā)芽的影響與播種方式有直接關(guān)系。以無(wú)菌的方式播種,最佳預(yù)處理方式為4℃浸泡5 d并剝皮處理;而以培養(yǎng)皿的方式播種,室溫浸泡3 d或5 d且不剝皮處理的發(fā)芽率要顯著高于其他各處理。田園土∶鋸末=3∶1配制的播種基質(zhì)并不適合朱麗葉種子萌發(fā)。
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Effects of Preliminary Treatment Methods and Sowing Way on Germination ofLilium formolongiJulius Seeds
HAOYuanpeng1,LI Haozheng1,LIUXiaoxiao1,WANGHuifang1,YINYizhen1,LI Wei1,DUFang2
(1.College ofAgronomy,Shanxi Agricultural University,Taigu 030801,China;2.College ofHorticulture,Shanxi Agricultural University,Taigu 030801,China)
To explore the best way for Lilium formolongi Julius seeds germination,newly collected seeds treated preliminarily in different methods were used.After preliminary treatment of lower temperature,soak time or removal of seed coat,seeds of Julius were sowed in sterile bottles,petri dishes and soil substrate.The result showed that if one sowed Julius seeds in a sterile manner,the highest germination speed(ten days)and germination rate(97.78%)were gained after seeds were soaked in 4℃for five days and the seed coats were removed.Ifone sowed Julius seeds in petri dishes,the highest germination speed(fifteen days)and germination rate(83%)were gained after seeds were soaked in roomtemperature for three or five days and the seed coats were not removed.Sowingsubstrate ofgarden soil with sawdust(3∶1)is not suitable for Julius seeds germination.
Lilium formolongi;seeds;lowtemperature;peeling;sterile sowing
S682.2+9
A
1002-2481(2016)12-1785-05
10.3969/j.issn.1002-2481.2016.12.11
2016-07-26
山西省應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(201601D011077);山西省普通高等學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新性創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目(2015099,2015102);山西農(nóng)業(yè)大學(xué)引進(jìn)人才科研啟動(dòng)項(xiàng)目(2014ZZ02)
郝淵鵬(1994-),男,山西長(zhǎng)治人,在校學(xué)生,研究方向:觀賞植物種質(zhì)資源及分子育種。杜方為通信作者。