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(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)， 呼和浩特 010019)

食用蒲公英種子萌發(fā)對PEG-6000模擬干旱脅迫的響應(yīng)

趙淑文，賀曉，胡云，黃修梅，李明

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)， 呼和浩特 010019)

采用濃度分別為0%、5%、10%、15%、20%和25%的PEG-6000溶液模擬干旱條件，測定蒲公英種子在不同干旱脅迫條件下的日相對萌發(fā)率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)及上下胚軸長度等指標(biāo)，研究了蒲公英種子萌發(fā)及幼苗生長對PEG-6000模擬干旱脅迫的響應(yīng)，探討了經(jīng)20%、25% PEG-6000浸種預(yù)處理后種子的萌發(fā)恢復(fù)能力。結(jié)果表明：5%PEG-6000脅迫下提前了萌發(fā)高峰、提高了發(fā)芽率，促進(jìn)了種子的萌發(fā)；10%PEG-6000脅迫顯著降低了種子發(fā)芽勢，但未對其發(fā)芽率產(chǎn)生顯著影響；高度水分脅迫(15% PEG-6000濃度)顯著抑制了蒲公英種子的萌發(fā)，并延長其萌發(fā)時間，但是，其種子萌發(fā)率仍是對照的73.35%，說明蒲公英具有很強(qiáng)的抗旱性。當(dāng)重度脅迫時(20%、25%PEG-6000濃度)蒲公英種子未見萌發(fā)，解除脅迫后遇充足水分，蒲公英種子即立刻快速整齊的萌發(fā)，表現(xiàn)為蒲公英種子對較強(qiáng)干旱環(huán)境的適應(yīng)性，也是野生植物的生存策略之一。

蒲公英; PEG-6000脅迫; 種子萌發(fā); 恢復(fù)萌發(fā); 幼苗生長

germination recovery； seedling growth

我國干旱、半干旱區(qū)分布在華北、西北以及青藏高原上的絕大部分地區(qū)，約占我國國土總面積的1/2[1]，我國西部有83%處于半干旱、干旱區(qū)[2]。這些地區(qū)的降水稀少且變化率大，特殊的地理位置導(dǎo)致地表蒸發(fā)量大，嚴(yán)重制約了農(nóng)業(yè)發(fā)展[3-4]。被子植物種子憑借其特殊的萌發(fā)機(jī)制，確保其在特殊環(huán)境中的萌發(fā)與植物的繁衍，在干旱地區(qū)，植物能否正常生長取決于種子萌發(fā)和幼苗生長這2個最脆弱的階段[5]。

蒲公英(TaraxacummongolicumHand.-Mazz.)為菊科蒲公英屬多年生草本植物[6]，分布廣泛。具有藥用、菜用、飼用、保健和水土保持等多種功能。蒲公英富含多種維生素及人體必需的多種礦質(zhì)元素，全身均可食用，尤以嫩葉、花序口感最佳；還含有多種營養(yǎng)成分：蒲公英醇、蒲公英素、膽堿、有機(jī)酸、菊糖，對多種疾病有治療作用，根、葉及種子均可入藥，整個生育期均可利用，但是，長期的過量挖掘采食已導(dǎo)致蒲公英生境出現(xiàn)片斷化破碎，亟待通過人工栽培解決對其需求。目前對蒲公英植物的研究主要有化學(xué)成分和藥理作用[7]、染色體數(shù)目和核型分析[8]、花粉活力[9]、葉綠體超微結(jié)構(gòu)及光合特性[10]等方面，而關(guān)于種子萌發(fā)抗旱特性未見系統(tǒng)報道。本試驗(yàn)通過研究蒲公英種子對干旱條件的響應(yīng)及萌發(fā)表現(xiàn)，探討蒲公英種子的耐寒程度，為開發(fā)保健蔬菜、促進(jìn)野生藥菜兩用植物種子的抗逆性研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

本試驗(yàn)以2015年8月采自于內(nèi)蒙古包頭市土右旗的蒲公英種子為試驗(yàn)材料,于2015年12月進(jìn)行試驗(yàn)。

1.2 方 法

紙間發(fā)芽法。參照《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程》(GB/T 3543.4-1995)，蒲公英種子用2%的NaClO消毒8～10 min，4次重復(fù)，每次重復(fù)100粒，開始統(tǒng)計日萌發(fā)率時期為胚根長度大于2 mm時，在萌發(fā)高峰時統(tǒng)計發(fā)芽勢，連續(xù)2 d不再萌發(fā)時統(tǒng)計發(fā)芽率。試驗(yàn)在RTOP-800 B型人工氣候培養(yǎng)箱中進(jìn)行。

試驗(yàn)分別設(shè)0%(ck)、5%、10%、15%、20%和25%等6個PEG-6000濃度處理，培養(yǎng)箱溫度設(shè)為25 ℃，光照時間為12 h/d。稱重法補(bǔ)充蒸餾水。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2003整理，用SPSS 19.0軟件進(jìn)行方差分析。所得結(jié)果均為6次平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度PEG-6000處理對蒲公英種子萌發(fā)進(jìn)程的影響

由圖1可見，不同濃度的PEG-6000對蒲公英種子的萌發(fā)高峰有明顯影響。對照處理的萌發(fā)時間為8 d，蒲公英種子在第6天達(dá)到日萌發(fā)高峰，相對萌發(fā)率為28.00%。5% PEG-6000處理中蒲公英種子第2天開始萌發(fā)，第4天達(dá)到日萌發(fā)高峰，當(dāng)日相對萌發(fā)率為29.00%，萌發(fā)時間為10 d，與對照相比，明顯促進(jìn)了種子萌發(fā)，延長萌發(fā)時間2 d，促使萌發(fā)高峰提前2 d；10% PEG-6000處理中，蒲公英種子第2天開始萌發(fā)，第6天達(dá)到日萌發(fā)高峰，當(dāng)日相對萌發(fā)率為21.00%，之后緩慢下降，萌發(fā)時間為14 d，與對照相比，萌發(fā)高峰發(fā)生時間與對照相同但延長了萌發(fā)時間6 d，且降低了萌發(fā)高峰期的日相對萌發(fā)率；15% PEG-6000處理中，蒲公英種子第2天開始萌發(fā)，第9天達(dá)到萌發(fā)高峰，當(dāng)日相對萌發(fā)率為10.80%，萌發(fā)時間為15 d，與對照相比，推遲了萌發(fā)高峰期3 d，延長萌發(fā)時間9 d，降低了萌發(fā)高峰期的日相對萌發(fā)率。同時觀察第16天時，20%、25% PEG-6000處理種子未萌發(fā)。

圖1 蒲公英種子在不同PEG-6000濃度下的日相對萌發(fā)率

2.2 不同濃度PEG-6000處理對蒲公英種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響

由圖2可見，不同濃度PEG-6000處理顯著影響了蒲公英種子萌發(fā)的發(fā)芽勢與發(fā)芽率。在發(fā)芽勢方面，5% PEG-6000處理與對照無顯著差異，10%和15% PEG-6000處理與對照差異極顯著，發(fā)芽勢分別下降了20.32%和52.60%。在發(fā)芽率方面，5% PEG-6000和10% PEG-6000處理與對照無顯著差異，15% PEG-6000處理低于對照且差異極顯著，與對照相比，發(fā)芽率下降了26.65%。觀察到第16天時，20%、25% PEG-6000濃度處理蒲公英種子的發(fā)芽率為0。

2.3 不同濃度PEG-6000處理對蒲公英種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的影響

如圖3所示，5%PEG-6000處理可以提高蒲公英種子的發(fā)芽指數(shù)，與對照相比，發(fā)芽指數(shù)提高了4.29%；10%、15%PEG-6000處理對蒲公英種子的發(fā)芽指數(shù)有抑制作用，與對照相比，分別降低了12.01%和55.67%，表明輕度干旱可以提高蒲公英種子的發(fā)芽指數(shù)，隨著干旱脅迫的加強(qiáng)，發(fā)芽指數(shù)逐漸降低。各處理對蒲公英種子的活力指數(shù)都有抑制作用，與對照相比，5%、10%和15%PEG-6000處理的活力指數(shù)分別降低了4.36%、50.24%和88.68%，表明蒲公英種子的活力指數(shù)隨著干旱脅迫的加劇而降低。

注：不同小寫字母代表各指標(biāo)差異顯著(plt;0.05)。圖2 蒲公英種子在不同PEG-6000濃度下的發(fā)芽勢與發(fā)芽率

圖3 蒲公英種子在不同PEG-6000濃度下的發(fā)芽指數(shù)與活力指數(shù)

2.4 不同濃度PEG-6000處理對蒲公英幼苗生長的影響

如圖4所示，不同濃度PEG-6000處理對蒲公英上胚軸的生長有明顯的抑制作用，隨著PEG-6000濃度的加大，抑制作用逐漸增強(qiáng)。5%、10%和15%PEG-6000處理上胚軸長度分別達(dá)到ck的91.56%、53.68%和22.73%，表現(xiàn)出蒲公英幼苗生長對輕度和中度干旱脅迫具有一定的抗性。不同濃度PEG-6000處理對蒲公英種子萌發(fā)后下胚軸的生長沒有形成明顯影響，10%PEG-6000處理的下胚軸長度略高于對照。

2.5 20%、25% PEG-6000處理后蒲公英種子恢復(fù)萌發(fā)

20% PEG-6000和25% PEG-6000處理16 d后蒲公英種子不萌發(fā)。將20% PEG-6000和25% PEG-6000處理的蒲公英種子用蒸餾水沖洗、浸泡后恢復(fù)萌發(fā)。結(jié)果表明，脅迫解除后第1天，20%、25% PEG-6000處理均能萌發(fā)，且20% PEG-6000第1天就達(dá)到其最高日相對萌發(fā)率(為25%)，之后逐漸下降，解除脅迫后第7天，日相對萌發(fā)率再次出現(xiàn)高峰，為10.75%，脅迫解除后第8天，發(fā)芽結(jié)束，其最終萌發(fā)率為74.0%。25% PEG-6000處理在脅迫解除后第2天日相對萌發(fā)率達(dá)到最大值(為30.5%)，之后緩慢下降，其最終恢復(fù)萌發(fā)率為66.5%。浸種相同時間條件下，20%、25% PEG-6000濃度對蒲公英種子傷害均較小，其恢復(fù)性均較強(qiáng)，分別能達(dá)到其對照發(fā)芽率的78.10%、70.18%；與20%PEG-6000濃度相比，25% PEG-6000濃度對蒲公英種子傷害略大。解除脅迫后在適宜條件下蒲公英種子表現(xiàn)出整齊的萌發(fā)趨勢，表明蒲公英種子對干旱環(huán)境具有較強(qiáng)的抗逆性，可以很好地度過干旱。

圖4 蒲公英種子在不同PEG-6000濃度下的上下胚軸長度

圖5 20%PEG-6000、25%PEG-6000處理復(fù)萌后蒲公英種子日相對萌發(fā)率

3 討 論

楊旭東等研究認(rèn)為，低濃度的PEG-6000處理對向日葵自交系種子的萌發(fā)有明顯的促進(jìn)作用[11]；高雪芹研究認(rèn)為，低濃度的PEG-6000對沙蘆草的相對幼根長具有一定的促進(jìn)作用[12]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在5%和10% PEG-6000脅迫處理下，蒲公英種子的發(fā)芽率分別為對照的100.26%和100.24%，表明輕度和中度脅迫促進(jìn)了蒲公英種子萌發(fā)，這與陳寶悅等[13]對芹菜種子的研究結(jié)果一致，其研究認(rèn)為，PEG-6000引發(fā)處理可以顯著提高芹菜種子的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)，使得芹菜種子的發(fā)芽更加快速并且更加整齊，提高了種子的活力。5%PEG-6000脅迫處理種子發(fā)芽勢為對照的96.51%，表明輕度脅迫沒有對蒲公英種子的發(fā)芽勢產(chǎn)生影響。15% PEG-6000脅迫處理后，蒲公英種子的萌發(fā)率雖顯著降低，但仍為對照的73.35%，這說明蒲公英種子萌發(fā)具有很強(qiáng)的抗旱能力。

PEG-6000濃度達(dá)到20%、25%時，蒲公英種子不能正常萌發(fā)，發(fā)芽率為0，但當(dāng)脅迫解除后當(dāng)天內(nèi)可以立即萌發(fā)，20%PEG-6000處理的在第1天即可達(dá)到萌發(fā)高峰，25%PEG-6000處理的第2天達(dá)到萌發(fā)高峰，萌發(fā)快速而整齊，可見蒲公英種子在干旱區(qū)具有明顯的競爭優(yōu)勢。

[1]呂鴻鈞,俞風(fēng)娟,趙瑋,等.寧夏壓砂西瓜甜瓜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的思考與對策[J].中國瓜菜,2009(3):61-63.

[2]余優(yōu)森.我國西部的干旱氣候與農(nóng)業(yè)對策[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,1992,10(1):1-8.

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[10]寧偉,吳杰,趙婷,等.東北地區(qū)5種蒲公英葉綠體超微結(jié)構(gòu)及光合特性研究[J].中國中藥雜質(zhì),2012,37(10):1 372-1 377.

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[12]高雪芹,伏兵哲,穆懷彬,等.PEG-6000干旱脅迫對沙蘆草種子萌發(fā)特性的影響及其抗旱性評價[J].種子,2013,32(8):11-16.

[13]陳寶悅,陳子敬,王倩,等.聚乙二醇6000引發(fā)對芹菜種子萌發(fā)及幼苗生長的影響[J].北方園藝,2016(6):10-13.

Seed Germination of EdibleTaraxacummongolicumHand.-Mazz.UnderDrought Stress Simulated by PEG

ZHAOShuwen,HEXiao，HUYun,HUANGXiumei，LIMing

(Inner Mongolia Agricultural University,Hohhot 010019,China)

0%,5%,10%,15%,20% and 25% PEG-6000 solutions were used to simulate drought stress conditions for the germination ofTaraxacummongolicumHand.-Mazz..Daily relative germination rate,germination percentage,germination potential,germination index and vigor index under each water stress were recorded.The effects of drought stress through PEG treatment on seed germination,and the recovery germination ability by 20%,25% PEG solutions soaking pretreatment were studied in a series of laboratory tests.The results showed that the mild water stress(5% PEG concentration)compared with the control group made the germination peak ahead,improved the seed germination rate,significantly promoted the seed germination.The moderate water stress(10% PEG concentration)significantly reduced the germination potential,but had no significant effects on the germination percentage.The height water stress (15% PEG concentration)significantly inhibited the seed germination,prolonged the seed germination time,but the germination percentage was 73.35% of the control.so,T.mongolicumHand.-Mazz.had strong drought resistance.When the PEG concentration was 20% or 25%,the seeds of A.Ramosum could not germinate.When seeds had enough moisture after stress relief,they could germinate immediately,quickly and orderly.This is a kind ofT.mongolicumHand.-Mazz.seeds have strong drought adaptation in adverse circumstances,is also one of the survival strategies of wild plants.

TaraxacummongolicumHand.-Mazz.； PEG-6000 stress; seed germination;

2016-10-15

科技部國家科技基礎(chǔ)條件平臺項(xiàng)目(2005 DKA 21403-JK)；內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)基金項(xiàng)目。

趙淑文(1981—)，男，實(shí)驗(yàn)師，碩士研究生，主要從事野生蔬菜種質(zhì)資源與種質(zhì)創(chuàng)新研究；E-mail:Zhaoshuwen1226@163.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.03.012

S 647; Q 945

A

1001-4705(2017)03-0012-04