紫斑牡丹种子上胚轴休眠解除效应研究

赵雪梅,女,蒙古族,副教授,现任赤峰学院生命科学学院副院长.1997年于内蒙古农业大学获园艺专业农学学士学位,2009年于北京林业大学园林学院获园林植物与观赏园艺专业农学硕士学位.主讲《花卉栽培学》《园林绿地规划设计》《园艺植物栽培学》以及通识教育选修课程《室内园艺及插花技术》等课程,曾获得课堂教学质量优秀奖表彰.主要研究方向为园林植物与观赏园艺,多年来致力于花卉的引种驯化、栽培管理、花期调控技术等研究,取得较好成果.近几年主持内蒙古自治区教育厅科研项目2项,赤峰市自然基金项目1项,赤峰学院服务地方重点项目1项,赤峰学院一般项目1项,参加国家级项目1项,省级项目5项.发表论文10多篇,参编教材3部.申请国家发明专利3项.

摘要:为了探索解决紫斑牡丹种子繁殖困难的问题,本研究以紫斑牡丹种子为试材,采用不同浓度赤霉素(GA3)结合低温(5℃)进行处理,研究紫斑牡丹種子休眠解除效应,研究结果表明:不同浓度GA3处理和GA3结合低温(5℃)处理均可以解除紫斑牡丹种子休眠,但两者结合效果更佳,本实验中“玉瓣绣球”处理组(500mg/L的GA3结合低温5℃48h处理)效果最好.本研究结果为紫斑牡丹赤峰地区种子繁殖提供了有利的参考依据.

关键词:紫斑牡丹种子;休眠解除;赤霉素(GA3);低温。

中图分类号:Q945.4 文献标识码:A 文章编号:1673—260X(2018)12—0005—04。

1 前言。

紫斑牡丹(paeonia rockii)属芍药科芍药属植物.是中国牡丹品种群中的第二大品种群,1987年被列为国家三级保护植物[1].紫斑牡丹具有抗逆性强、适应性广、耐瘠薄等优良特性,是我国牡丹品种群中极为宝贵的种质资源,其起源与分布是以甘肃为主的我国西北地区[2].紫斑牡丹由于自身的生物学特性,和一些自然人为因素的影响,一般分布比较零散,单位面积的个体数少,很少有大的居群,被列为濒危物种[3],因其种子存在上胚轴休眠的特性,从而使得种子繁殖很困难,自然播种很难出苗[4],因此研究其种子繁殖技术对于紫斑牡丹种质资源的保护及推广应用具有重要意义.本研究用不同浓度赤霉素(GA3)结合低温(5℃)处理,对紫斑牡丹种子胚轴休眠解除效应进行了初步研究,目的是解决紫斑牡丹种子繁殖困难的问题,为生产上紫斑牡丹种子繁殖技术提供参考.

2 实验材料与方法。

2.1 实验材料。

2.1.1 材料。

实验材料为赤峰地区赤峰学院生命科学学院实验基地引种7年的紫斑牡丹不同品种种子,本实验选用了4个实生苗种子和4个品种嫁接苗种子作试材,实验具体品种见表1.

2.1.2 种子采收。

赤峰地区8月末紫斑牡丹种子成熟(腹缝线开始开裂、蓇葖果渐渐变黄变干、内部的种子由蟹黄色转变为棕褐色)时采收,置于生命科学学院花卉实验室内阴凉通风透气的地方使其自然干燥,隔两、三天翻动一次,防止发生霉变,防止日晒.待蓇葖果全部开裂,收集种子,然后将种子放入清水中,浸泡1~2h后,去掉漂浮在水面上的杂物和干瘪种子,保留水中下沉饱满的种子备用[5].

2.2 实验方法。

2.2.1 种子处理及播种。

实验1:

(1)种子处理:将成熟饱满的紫斑牡丹不同品种种子采收后称量计算千粒重,然后用清水作对照,每个品种种子做5个处理,用浓度分别为100mg/L、200mg/L、300mg/L、400mg/L、500mg/L的赤霉素(GA3)溶液浸泡48h(见表2),之后将处理好的8组不同种子备用.

(2)播种:播种地深翻(18~20cm),耙平,9月13日按30~50cm的行距开4~6cm深的播种沟[6],施基肥,按株距3~4cm播种,播种深度大约为2.5cm,覆土2~3cm厚,夯实,浇水.翌年观察出苗率.

实验2:

(1)种子处理:另取三种紫斑牡丹种子“红莲”“蓝荷”“玉瓣绣球”,常温下用清水浸泡作对照,用浓度分别为100mg/L、200mg/L、300mg/L、400mg/L、500mg/L的赤霉素(GA3)处理48h之后种于花盆内,种植深度大约2cm,然后放置于生命科学学院花卉实验室冰箱内,温度控制在5℃进行低温处理处理时间为30d.并定期浇水(约10d左右),观察.

(2)播种:于10月13号将种子从花盆中取出播于露地,播种地、播种方法同实验1,具体处理方法见表3.

2.2.2 播后管理。

播种后,马上浇水,随时注意观察种子的萌发情况.第二年春季继续观察,浇水并及时除去杂草.土壤干旱时浇水,种子萌发幼苗出土后常规管理.

3 结果与分析。

3.1 不同品种种子千粒重的比较。

赤峰地区生长的紫斑牡丹不同品种种子千粒重普遍较大(见表2),在260.7—465.0g之间,不同品种千粒重有差异,其千粒重从大到小的排序为:实生苗1(465.0g)实生苗3(464.9g)“玫瑰红”(433.5g)实生苗2“玉瓣绣球”“蓝荷”“红莲”(296.6g)实生苗4(260.7g),实生苗1千粒重最高达465.0g,最小为实生苗4仅260.7g.选取其中一种处理浓度进行比较(见表4),可以看出,出芽率从大到小排序为实生苗1实生苗2“蓝荷”“红莲”实生苗4.即同等条件下,千粒重大者出芽率高.

3.2 不同品种种子出芽率的比较。

(1)由表5可以看出不同浓度赤霉素(GA3)处理种子出芽率在0—60%之间,说明不同浓度赤霉素处理均能解除种子休眠,总体相比较而言,在赤霉素浓度300mg/l以下时随着浓度升高,出苗率增加,到400mg/l时出苗率下降,500mg/l时出苗率又上升达到最大,而且不同品种同一浓度赤霉素处理出苗率不同千粒重大者出苗率相对较高,同一品种不同浓度赤霉素处理出苗率不同赤霉素浓度在300mg/l和500mg/l时出芽率较高,500mg/l时相对最高.紫斑牡丹种子出芽率最高的是实生苗1(500mg/L赤霉素处理)、实生苗3(300mg/L、500mg/L赤霉素处理)为60%.

(2)实验2低温处理组中不同品种赤霉素浓度500mg/L时出芽率较高,其他处理组出芽率为零(见表6).与实验1比较,三个品种中“玉瓣绣球”赤霉素浓度500mg/L结合低温出苗率显著高于常温下赤麻素处理,其它两个品种差异不显著,说明低温处理效果不显著.

(3)在两组试验中,对照所有品种出苗率均为0.说明紫斑牡丹胚轴休眠需经过赤霉素处理才能解除.

4 结论和讨论。

4.1 生产于赤峰地区的紫斑牡丹不同品种千粒重均較大,但不同品种间有差异。

千粒重种子活力的重要表现之一,种子千粒重大,其内部贮藏的营养物质多,生命力强,发芽迅速整齐,出苗率高,幼苗健壮[8].紫斑牡丹原产于中国中西部海拔1000~2800m的山地,甘肃是紫斑牡丹的主要原产地区,紫斑牡丹杂交种子千粒重大约为300g左右[1].而在赤峰地区生产的紫斑牡丹种子千粒重均较大,大的能达到465g,大多都大于原产地,分析原因是赤峰地区昼夜温差大,光照强,这种气候有利于种子有机物的积累,因此种子比较饱满.而同一地区不同品种种子千粒重也不相同,千粒重最大的是实生苗1,达465.0g,其次是实生苗3,最小的是实生苗4,为260.7g.在同等条件下,种子千粒重越大其出苗率越高.

4.2 适宜浓度赤霉素(GA3)处理能够解除紫斑牡丹种子的上胚轴休眠处理组中500mg/L赤霉素处理效果最佳。

不同浓度赤霉素(GA3)以及GA3结合低温5℃48h处理均能使紫斑牡丹种子的上胚轴休眠解除,在不同品种不同处理组中实生苗1(500mg/LGA3常温处理)、实生苗3(300mg/L、500mg/LGA3常温处理)、“玉瓣绣球”(500mg/LGA3结合5℃48h)处理效果最好,其出芽率最高,达到60%,而清水常温处理的对照出苗率均为0,因此从本研究中得出紫斑牡丹种子繁殖需经过处理后才能获得成功,且500mg/LGA3赤霉素处理效果最佳,此实验结果与高水平[4]等人的研究结果一致.

4.3 赤霉素(GA3)结合低温处理紫斑牡丹种子休眠解除效果不显著。

本研究中,用不同浓度赤霉素(GA3)结合低温(5℃)处理只有500mg/l的赤霉素(GA3)处理组出苗,其中“玉瓣绣球”(500mg/LGA3结合5℃48h)处理效果最好,出苗率达到60%,与常温处理比较效果显著;其它处理组几乎均为零,休眠解除效果不佳,此结果与刘秀贤[8]等研究结果不同,这可能是牡丹不同品种群有差异以及实验处理时间段不同导致.

参考文献:

〔1〕成仿云,等.中国紫斑牡丹[M].北京:中国林业出版社,2005.

〔2〕李嘉珏.中国牡丹起源的研究[J].北京林业大学学报,1998,20(2):22—26.

〔3〕景新明,郑光华,裴魏龙,等.野生紫斑牡丹和四川牡丹种子萌发特性及其致濒关系[J].生物多样性,1995,3(2):84—87.

〔4〕高水平,范丙友,刘改秀,等.牡丹芍药种子胚轴休眠解除效应初步研究[J].北方园艺,2008(5):116—118.

〔5〕刘心民,程逸远,张霁,等.牡丹种子萌发特性与播种繁殖技术研究进展[J].河南林业科技,2005,25(04).

〔6〕沈晓霞,张新义.浅谈牡丹的繁殖栽培技术[J].北方园艺,2012(08):63—66.

〔7〕周仁超,姚崇怀,潘俊,等.紫斑牡丹种子休眠特性初步研究[J].湖北农业科学,2002(1):59—60.

〔8〕刘秀贤,张艳丽,马宏,王雁,李正红,万友名.滇牡丹种子休眠解除效应研究[J].种子,2013(2):9—12.

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