不同细胞活性物质对低温下通草种子及幼苗的影响.pdf

收稿日期:2 0 2 2-1 0-1 3基金项目:黔东南民族职业技术学院科研课题“不同细胞活性物质和不同基质处理对通草种子萌发的影响”(2 1 z y y j y b 1 0);黔东南州科技计划项目“通草种苗繁育技术集成”(黔东南科合J字2 0 2 16 6号)。作者简介:龙正龄(1 9 8 7),女,贵州镇远人;硕士,讲师,研究方向:植物生理生化(E-m a i l:4 1 5 0 3 5 9 5 0q q.c o m)。不同细胞活性物质对低温下通草种子及幼苗的影响龙正龄1,黄 刚1,付 燕1,欧阳开霞2,赵 云1(1.黔东南民族职业技术学院,贵州 凯里5 5 6 0 0 0;2.黔东南生态环境监测中心,贵州 凯里5 5 6 0 0 0)摘 要:通草是贵州一种道地中药材,播种育苗时常会遇到春季低温的影响,导致其发芽率较低。本研究采用不同浓度的不同细胞活性物质硝普钠(S N P)、海藻糖(TH)和赤霉素(GA3)进行种子引发,研究在常温和低温胁迫下不同细胞活性物质不同浓度处理对通草种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明,适合浓度的S N P引发可显著改善通草种子在低温胁迫下的发芽势、发芽率、发芽指数,缩短发芽时间,增加幼苗的根长、苗高和干鲜重,其中以2 0 0m o l/LS N P引发的效果最好,而其他处理的效果不佳,表明适合浓度的S N P引发可提高通草种子及幼苗对低温的耐受性。关键词:通草种子;海藻糖;硝普钠;赤霉素;种子引发中图分类号:S5 6 7.2 文献标志码:A 文章编号:1 0 0 8-2 2 3 9(2 0 2 3)0 3-0 0 4 3-0 5E f f e c t so fD i f f e r e n tC e l l u l a rA c t i v eS u b s t a n c e so nS e e d sa n dS e e d l i n g so fT e t r a p a n a xp a p y r i f e r(H o o k)K.K o c hu n d e rL o wT e m p e r a t u r eL O N GZ h e n g l i n g1,H U A N GG a n g1,F UY a n1,O U Y A N GK a i x i a2,Z H A OY u n1(1.Q i a n d o n g n a nV o c a t i o n a l&T e c h n i c a lC o l l e g e f o rn a t i o n a l i t i e s,K a i l iG u i z h o u5 5 6 0 0 0,C h i n a;2.Q i a n d o n g n a nE c o l o g i c a lE n v i r o n m e n tM o n i t o r i n gC e n t e r,K a i l iG u i z h o u5 5 6 0 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:T e t r a p a n a x p a p y r i f e r(H o o k)K.K o c hi sag e n u i n et r a d i t i o n a lC h i n e s e m e d i c i n ei nG u i z h o u.T h e l o wt e m p e r a t u r e i ns p r i n go f t e na f f e c t s i t sg e r m i n a t i o nr a t e.T h e r e f o r e,d i f f e r e n tc o n-c e n t r a t i o n so fd i f f e r e n tc e l l u l a ra c t i v es u b s t a n c e ss o d i u mn i t r o p r u s s i d e(S N P),t r e h a l o s e(TH)a n dg i b b e r e l l i ca c i d(GA3)w e r eu s e df o rs e e d i n i t i a t i o nt os t u d yt h ee f f e c t so fd i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o n so fd i f f e r e n t c e l l u l a r a c t i v e s u b s t a n c e so ns e e dg e r m i n a t i o na n ds e e d l i n gg r o w t ho fT e t r a p a n a xp a p y r i f e r(H o o k)K.K o c hu n d e rn o r m a la n dl o wt e m p e r a t u r es t r e s s.T h er e s u l t ss h o w e dt h a tS N Pp r i m i n gw i t ha p p r o p r i a t e c o n c e n t r a t i o nc o u l ds i g n i f i c a n t l y i m p r o v e t h eg e r m i n a t i o np o t e n t i a l,g e r m i n a t i o np e r-c e n t a g ea n dg e r m i n a t i o ni n d e xo ft h es e e d s,s h o r t e nt h eg e r m i n a t i o nt i m e,a n di n c r e a s et h er o o tl e n g t h,s e e d l i n gh e i g h t a n dd r ya n df r e s hw e i g h to f t h es e e d l i n g su n d e r l o wt e m p e r a t u r es t r e s s.T h ee f f e c to f 2 0 0m o l/LS N Pp r i m i n gw a s t h em o s t s i g n i f i c a n t,w h i l e t h ee f f e c to fo t h e r t r e a t m e n t sw a sn o t i d e a l,i n d i c a t i n gt h a tS N Pp r i m i n gw i t ha p p r o p r i a t ec o n c e n t r a t i o nc o u l di m p r o v et h et o l e r a n c eo ft h es e e d sa n ds e e d l i n g s t o l o wt e m p e r a t u r e.K e yw o r d s:T e t r a p a n a xp a p y r i f e r(H o o k)K.K o c h;t r e h a l o s e;s o d i u mn i t r o p r u s s i d e;g i b b e r e l l i ca c i d;s e e dp r i m i n g 通草T e t r a p a n a xp a p y r i f e r(H o o k)K.K o c h为五加科通脱木属通脱木的干燥茎髓,是常用的传统中药1,别名大通草、花草、离南、寇脱2,自陕西到台湾均有分布,具有清热利尿,通气下乳功效3。近年来,通草逐渐成为带领农村致富的乡村产业。通草在每年秋季需将地上部植株砍掉,第二年又会萌发新芽,为多年生常绿灌木或小乔木,种一次可以延续七、八年,由于其根系有较强的繁殖能力,数量也会越来越多,产量呈逐年上涨趋势。在种植过程中,与其他中药材相比,通草管理相对粗放,减轻了农户的种植工时。34耕作与栽培,2 0 2 3,4 3(3):4 3-4 7.h t t p:/g z z p.g z n y z y x y.c n T i l l a g ea n dC u l t i v a t i o n V o l.4 3 N o.0 3 J u n.2 0 2 3在生产中,可采用种子进行播种育苗,但通草种子的发芽率不高。在贵州播种育苗时容易遭受早春低温的影响,因此提高通草种子对低温的抗性非常重要。硝普钠(S o d i u mn i t r o p r u s s i d e,S N P)是NO的供体,作为一种信号分子,在逆境胁迫中起到重要的信号调节作用4。在植物遭受非生物胁迫时,可快速合成大量渗透调节物质,同时增强抗氧化系统,减轻非生物胁迫的伤害5-6;海藻糖(T r e h a l o s e,TH)是一种渗透调节物质,具有保护细胞内活性物质、调节细胞渗透压,维持细胞器完整性的作用7;赤霉素(G i b b e r e l l i ca c i d,GA3)是一种植物生长调节剂,可以调控植物生长发育8,能改善种子的萌发和幼苗生长状况,缓解盐胁迫对番茄、玉米种子及幼苗生长的伤害9-1 0;种子引发是通过提高发芽率和出苗整齐度来提高种子的萌发表现,从而使幼苗更好地发育1 1,同时还促进了与非生物胁迫相关的特定防御机制1 1。本试验从信号分子、渗透调节物质和植物生长调节剂等3个方面,采用不同细胞活性物质引发通草种子,测定种子在常温及低温条件下的萌发特性及幼苗生长情况,探索不同细胞活性物质引发对通草种子抗性的影响,选择能提高种子萌发及幼苗生长特性的方法,为通草种苗繁育提供理论依据。1 材料和方法1.1 材 料试验材料为五加科通脱木通草种子,由贵州福盛天弘生态有限公司提供。1.2 种子引发处理硝普钠(S N P)溶液设置5 0,1 0 0,2 0 0m o l/L3个浓度分别用A1、A2、A3表示,海藻糖(TH)溶液设置5,1 0,1 5m o l/L3个浓度分别用B1、B2、B3表示,赤霉素(GA3)溶液设置5 0,1 0 0,2 0 0m o l/L3个浓度分别用C1、C2、C3表 示。未 引 发 的 干 种 子 记 为 对 照1(c k1),蒸馏 水 引 发 记 为 对 照2(c k2)。通 草 种 子 以0.5%N a C l O消毒5m i n后,用蒸馏水漂洗干净,置于不同浓度的S N P、TH、GA3溶液中,在2 6黑暗条件下引发1 2h。引发结束后,用蒸馏水快速冲洗种子,吸干表面水分,自然条件下晾干,备用。1.3 种子萌发实验参照K h a m p h e n g等1 2的方法稍作修改。将上述S N P、TH、GA3引发的种子、未引发的干种子(c k1)及蒸馏水引发的种子(c k2)分别置于下铺一层海绵、上垫两张滤纸的直径为9 c m的培养皿中,每个培养皿均匀播种1 0 0粒种子,设置3个平行重复,每个重复1 0 0粒种子,加盖培养,发芽期间用蒸馏水保持滤纸湿润。常温条件设置夜温2 2、昼温2 8,低温条件设置夜温1 3、昼温2 0,置于空气相对湿度为7 5%的人工气候箱中,每天光照1 3h培养,每天记录发芽种子数。常温条件下发芽势(G E)和发芽率(G P)的统计时间分别为第1 3天和第1 8天;低温条件下发芽势(G E)和发芽率(G P)的统计时间分别为第2 1天和第2 3天。以子叶开始展开、胚根发育正常为发芽标准。1.4 种子各项萌发指标计算上述各项指标种子萌发实验结束后,统计种子的发芽势、发芽率、发芽指数和平均发芽时间。发芽指数(G I)和平均发芽时间