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摘 要 利用不同外源激素处理香茅种子,记录其萌发状况,探索不同浓度激素处理对香茅种子萌发的影响。结果表明,当GA3浓度为10和25 mg/L时,6-BA浓度为10和25 mg/L时,2,4-D浓度为10 mg/L 时,对香茅种子的萌发均具有促进作用。
关键词 香茅 ;外源激素 ;种子萌发
分类号 S326
香茅(Cymbopogon citratus)的别名为柠檬草,是禾本科香茅属多年生草本,在中国云南、广东、海南、台湾等热带地区广泛栽培。香茅是重要的香料作物,其中的柠檬香精油可用于食品、化妆品以及保健行业;用香茅入药有祛风通络、温中止痛、止泻等功效,主治感冒、全身疼痛、风寒湿痹、腹痛腹泻、跌打损伤和食欲不佳等[1],是云南药用商品香茅的主要来源[2]。
香茅开花结实率很低,传统种植以分株繁殖为主[3]。但在香茅品种培育、种质资源创新利用方面,种子繁殖是重要的实生繁殖手段。因此,提高香茅种子的发芽率,对香茅种子资源的充分利用具有重要的意义。
利用植物外源激素调节种子的休眠与萌发,一直是种子萌发领域的研究热点。研究表明,利用人工合成的类似植物激素的物质即植物外源激素,能打破种子休眠、促进种子萌发,如GA、GA3、6-BA、IAA、NAA、ETH、IBA、2,4-D等[4]。然而,关于上述生长激素对香茅种子萌发的影响还未见相关研究报道。本研究利用不同外源激素处理低温保存3 a的香茅种子,观察其萌发情况,探索不同浓度激素处理对香茅种子萌发的影响,为香茅种质资源的低温保存及利用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
试验所用香茅种子由中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所牧草研究室提供,2012年采收入库,于4℃低温保存。试验所用激素赤霉素(GA3)、6-苄氨基嘌呤(6-BA)、萘乙酸(NAA)、2, 4-D均由国药集团化学试剂有限公司生产。
1.2 方法
1.2.1 试验方法
首先,用少量95%乙醇溶解GA3、NAA、6-BA、2,4-D,再用蒸馏水分别配成浓度为10、25、50、100和200 mg/L的溶液,每个浓度50 mL,备用;用0.1%的氯化汞溶液消毒种子30 s,用蒸馏水清洗3~5次;分别用不同浓度的GA3、6-BA、NAA、2,4-D浸泡种子48 h,以蒸馏水浸泡相同时间为对照;处理后的种子用蒸馏水冲洗3遍,再放入铺有3层滤纸的玻璃培养皿内,每种处理重复3次,每个重复100粒种子;放入24℃/16℃(昼/夜)光照培养箱并保持湿润。发芽时间为15 d,观察其生长状况并记录发芽种子数,测定根长[5]。
1.2.2 指标测定
发芽势/%=7d内发芽的种子数/供试种子数×100。发芽势高,表示种子生活力强,出苗整齐。
发芽率/%=发芽的种子数/供试种子数×100。
发芽指数=种子发芽粒数/逐日之和,其中,逐日之和=∑(Gt/Dt)。
2 结果与分析
2.1 GA3对香茅种子萌发的影响
不同浓度的GA3处理对香茅种子萌发特性的影响存在差异(表1)。其中10、25、50 mg/L的发芽率依次比对照提高了5.67%、19%、0.67%;当浓度≥100 mg/L时,明显抑制了发芽,发芽率相对降低了7.33%、20.67%。同时,发芽势也呈先增后降的趋势。当浓度为10 mg/L时,对发芽势影响不显著,仅提高2%;当浓度增加到25 mg/L时,发芽势提高14.00%;当浓度为50、100、200 mg/L,发芽势明显降低(分别降低了4.67%、10.00%、22.67%),发芽速度减慢,且根生长受抑制,地上部分出现徒长、黄化现象。所以,用GA3处理香茅种子的最佳浓度为25 mg/L,此时3项测定指标均达到最大值。
2.2 6-BA对香茅种子萌发的影响
由表1可知,随着6-BA浓度的提高,香茅种子发芽率、发芽势、发芽指数都呈先增后降的趋势。浓度为10、25 mg/L时,发芽率分别提高9.33%、15.33%,发芽势分别提高6.67%、12.67%。浓度为50、100、200 mg/L时,香茅种子发芽受到抑制,发芽率急剧下降,分别降低4.67%、25.33%、37.33%,发芽势分别降低12.66%、24.00%、37.33%。
2.3 NAA对香茅种子萌发的影响
由表1可知,不同浓度的NAA对香茅种子的萌芽都有抑制作用,且随着浓度的增大,抑制作用加大。浓度为50 mg/L,根生长受抑制,呈粗短根;浓度为100、200 mg/L,发芽受到严重抑制,发芽率分别降低了21.33%、47.33%,且幼苗发育不正常,都呈无根状,茎叶细短。可见,用NAA溶液处理香茅种子,不利于种子的萌发。
2.4 2,4-D对香茅种子萌发的影响
由表1可知,2,4-D浓度为10 mg/L时,香茅种子发芽率、发芽势以及发芽指数均为小组最优,分别比对照提高了8%、5.34%、4.36%;当浓度为25 mg/L时,发芽受抑制,幼苗主根生长受抑制;当浓度≥50 mg/L时,发芽受到严重的抑制,此时幼苗根缺失,茎叶纤细,都为不正常幼苗。可见,低浓度的2,4-D能促进香茅种子萌发,但高浓度抑制种子发芽和幼苗生长。
2.5 组间优异效果比较
当GA3浓度为10、25 mg/L时,香茅种子发芽势(51.33%、63.33%)、发芽率(57.67%、71.00%)以及发芽指数(49.88、61.97)均优于对照组;当6-BA浓度为10、25 mg/L时,发芽势(56.00%、62.00%)、发芽率(61.33%、67.33%)、发芽指数(54.13、59.54)均优于对照组;当2,4-D浓度为10 mg/L时,发芽势、发芽率、发芽指数分别为54.67%、60.00%、50.52,均优于对照组。综合3个指标可知,25 mg/L GA3处理的香茅种子发芽效果最好。 3 讨论与结论
本研究选择GA3、6-BA、NAA、2,4-D等4种植物外源激素对香茅种子进行萌发试验,研究了不同浓度处理条件下种子萌发率的变化情况。试验结果表明,当GA3浓度为10、25 mg/L时,6-BA浓度为为10、25 mg/L时,2,4-D浓度为10 mg/L时,对香茅种子的萌发均具有促进作用。10 mg/L 的2,4-D虽然能提高香茅种子的萌发率,但略微抑制了主根生长,须根多且短;而10、25 mg/L的GA3以及10 mg/L 6-BA处理过的香茅种子在根长、苗长、叶色上均与对照接近。因此,从香茅种子萌发指标以及幼苗生长情况综合比较来看,总体效果表现如下:25 mg/L GA3>25 mg/L 6-BA>10 mg/L 6-BA>10 mg/L GA3>10 mg/L 2,4-D。此外,高浓度的GA3、6-BA、2,4-D以及任意浓度的NAA,对香茅种子的萌发均有抑制作用,浓度越大,抑制作用越强。因此,用25 mg/L的GA3处理储藏3 a的香茅陈种子,其发芽势、发芽率、发芽指数均为最大值,且发芽整齐,出苗率高,效果最佳。
在其它植物中,通过不同浓度外源激素处理以促进种子萌发的类似研究较多,如贺军民等[6]用赤霉素处理贯叶连翘,使其在光下的发芽率由79%提高至90%以上;赵春香等[7]研究发现,50 mg/L的GA3、10 mg/L的NAA、25 mg/L的IAA对火龙果种子萌发均具有较好的促进作用;张莹等[8]分别用100和200 mg/kg的GA3浸泡热研10号、热研2号及有钩柱花草,结果发现均利于提高发芽率和整齐度;李秋等[9]用不同浓度的NAA、GA3、IBA和6-BA溶液浸泡罗勒种子24 h,发现用100 mg/L的GA3浸种后种子发芽率提高26.6%;韦荣昌等[10]研究发现,GA3能打破黑草种子休眠,用50 mg/L的GA3处理种子后,发芽势和发芽率分别比对照增加了17%和30%;焦德志等[11]发现,100、300 μg/g GA3 或25 μg/g 6-BA对羊草种子的发芽有促进作用;刘开业等[5]分别用0.1、1 mg/L GA3和1 mg/L 2,4-D处理狗牙根后,发现狗牙根的发芽率和发芽势均明显提高。香茅作为重要的药材资源,其种子萌发特性对香茅的繁育
和资源保存具有重要的意义。本研究结果将为香茅种子的低温保存和利用提供理论依据。
参考文献
[1] 王 勇,黄敏琴,魏 娜. 黎药香茅的生药学研究[J]. 江苏大学学报(医学版),2013,23(4): 328-331,336.
[2] 张 荣,苏中武,李承枯. 中国香茅属植物资源及药材商品的调查研究[J]. 药学实践杂志,1995,13(4): 240-241.
[3] 林霜霜,邱珊莲,吴维坚,等. 芳香植物香茅的栽培与繁殖技术[J]. 中国园艺文摘,2015(3):213-214,216.
[4] 于晓丹,毛培胜. 激素对草本植物种子休眠、萌发的影响[J]. 草业科学,2014,33(1):150-160.
[5] 刘开业,陆肇伦,杨 烈. 不同外源激素处理对狗牙根种子发芽的影响[J]. 草原与草坪,2011,31(5): 26-28.
[6] 贺军民,李发荣,佘小平,等. 光、赤霉素和乙烯利对贯叶连翘种子萌发的影响[J]. 中草药,2002,33(9): 840-843.
[7] 赵春香,王心燕,李宏彬,等. 火龙果萌发特性初探[J]. 种子,2005,24(8):37-39.
[8] 张 莹, 刘金祥, 张德罡. 赤霉素对柱花草种子萌发的影响[J]. 草原与草坪,2013,33(2):21-25.
[9] 李 秋,王福超,李方安. 植物生长调节剂对罗勒种子发芽及幼苗生长的影响[J]. 中国农学通报,2011,27(8):74-78.
[10] 韦荣昌,白隆华,董青松,等. 外源激素对药用植物黑草种子萌发的影响[J]. 种子,2012,31(1): 92-93.
[11] 焦德志,龚 孟,潘学岩,等. 不同植物激素对羊草种子萌发和幼苗生长的影响[J]. 安徽农业科学,2010,38(3):1 188-1 190.
关键词 香茅 ;外源激素 ;种子萌发
分类号 S326
香茅(Cymbopogon citratus)的别名为柠檬草,是禾本科香茅属多年生草本,在中国云南、广东、海南、台湾等热带地区广泛栽培。香茅是重要的香料作物,其中的柠檬香精油可用于食品、化妆品以及保健行业;用香茅入药有祛风通络、温中止痛、止泻等功效,主治感冒、全身疼痛、风寒湿痹、腹痛腹泻、跌打损伤和食欲不佳等[1],是云南药用商品香茅的主要来源[2]。
香茅开花结实率很低,传统种植以分株繁殖为主[3]。但在香茅品种培育、种质资源创新利用方面,种子繁殖是重要的实生繁殖手段。因此,提高香茅种子的发芽率,对香茅种子资源的充分利用具有重要的意义。
利用植物外源激素调节种子的休眠与萌发,一直是种子萌发领域的研究热点。研究表明,利用人工合成的类似植物激素的物质即植物外源激素,能打破种子休眠、促进种子萌发,如GA、GA3、6-BA、IAA、NAA、ETH、IBA、2,4-D等[4]。然而,关于上述生长激素对香茅种子萌发的影响还未见相关研究报道。本研究利用不同外源激素处理低温保存3 a的香茅种子,观察其萌发情况,探索不同浓度激素处理对香茅种子萌发的影响,为香茅种质资源的低温保存及利用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
试验所用香茅种子由中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所牧草研究室提供,2012年采收入库,于4℃低温保存。试验所用激素赤霉素(GA3)、6-苄氨基嘌呤(6-BA)、萘乙酸(NAA)、2, 4-D均由国药集团化学试剂有限公司生产。
1.2 方法
1.2.1 试验方法
首先,用少量95%乙醇溶解GA3、NAA、6-BA、2,4-D,再用蒸馏水分别配成浓度为10、25、50、100和200 mg/L的溶液,每个浓度50 mL,备用;用0.1%的氯化汞溶液消毒种子30 s,用蒸馏水清洗3~5次;分别用不同浓度的GA3、6-BA、NAA、2,4-D浸泡种子48 h,以蒸馏水浸泡相同时间为对照;处理后的种子用蒸馏水冲洗3遍,再放入铺有3层滤纸的玻璃培养皿内,每种处理重复3次,每个重复100粒种子;放入24℃/16℃(昼/夜)光照培养箱并保持湿润。发芽时间为15 d,观察其生长状况并记录发芽种子数,测定根长[5]。
1.2.2 指标测定
发芽势/%=7d内发芽的种子数/供试种子数×100。发芽势高,表示种子生活力强,出苗整齐。
发芽率/%=发芽的种子数/供试种子数×100。
发芽指数=种子发芽粒数/逐日之和,其中,逐日之和=∑(Gt/Dt)。
2 结果与分析
2.1 GA3对香茅种子萌发的影响
不同浓度的GA3处理对香茅种子萌发特性的影响存在差异(表1)。其中10、25、50 mg/L的发芽率依次比对照提高了5.67%、19%、0.67%;当浓度≥100 mg/L时,明显抑制了发芽,发芽率相对降低了7.33%、20.67%。同时,发芽势也呈先增后降的趋势。当浓度为10 mg/L时,对发芽势影响不显著,仅提高2%;当浓度增加到25 mg/L时,发芽势提高14.00%;当浓度为50、100、200 mg/L,发芽势明显降低(分别降低了4.67%、10.00%、22.67%),发芽速度减慢,且根生长受抑制,地上部分出现徒长、黄化现象。所以,用GA3处理香茅种子的最佳浓度为25 mg/L,此时3项测定指标均达到最大值。
2.2 6-BA对香茅种子萌发的影响
由表1可知,随着6-BA浓度的提高,香茅种子发芽率、发芽势、发芽指数都呈先增后降的趋势。浓度为10、25 mg/L时,发芽率分别提高9.33%、15.33%,发芽势分别提高6.67%、12.67%。浓度为50、100、200 mg/L时,香茅种子发芽受到抑制,发芽率急剧下降,分别降低4.67%、25.33%、37.33%,发芽势分别降低12.66%、24.00%、37.33%。
2.3 NAA对香茅种子萌发的影响
由表1可知,不同浓度的NAA对香茅种子的萌芽都有抑制作用,且随着浓度的增大,抑制作用加大。浓度为50 mg/L,根生长受抑制,呈粗短根;浓度为100、200 mg/L,发芽受到严重抑制,发芽率分别降低了21.33%、47.33%,且幼苗发育不正常,都呈无根状,茎叶细短。可见,用NAA溶液处理香茅种子,不利于种子的萌发。
2.4 2,4-D对香茅种子萌发的影响
由表1可知,2,4-D浓度为10 mg/L时,香茅种子发芽率、发芽势以及发芽指数均为小组最优,分别比对照提高了8%、5.34%、4.36%;当浓度为25 mg/L时,发芽受抑制,幼苗主根生长受抑制;当浓度≥50 mg/L时,发芽受到严重的抑制,此时幼苗根缺失,茎叶纤细,都为不正常幼苗。可见,低浓度的2,4-D能促进香茅种子萌发,但高浓度抑制种子发芽和幼苗生长。
2.5 组间优异效果比较
当GA3浓度为10、25 mg/L时,香茅种子发芽势(51.33%、63.33%)、发芽率(57.67%、71.00%)以及发芽指数(49.88、61.97)均优于对照组;当6-BA浓度为10、25 mg/L时,发芽势(56.00%、62.00%)、发芽率(61.33%、67.33%)、发芽指数(54.13、59.54)均优于对照组;当2,4-D浓度为10 mg/L时,发芽势、发芽率、发芽指数分别为54.67%、60.00%、50.52,均优于对照组。综合3个指标可知,25 mg/L GA3处理的香茅种子发芽效果最好。 3 讨论与结论
本研究选择GA3、6-BA、NAA、2,4-D等4种植物外源激素对香茅种子进行萌发试验,研究了不同浓度处理条件下种子萌发率的变化情况。试验结果表明,当GA3浓度为10、25 mg/L时,6-BA浓度为为10、25 mg/L时,2,4-D浓度为10 mg/L时,对香茅种子的萌发均具有促进作用。10 mg/L 的2,4-D虽然能提高香茅种子的萌发率,但略微抑制了主根生长,须根多且短;而10、25 mg/L的GA3以及10 mg/L 6-BA处理过的香茅种子在根长、苗长、叶色上均与对照接近。因此,从香茅种子萌发指标以及幼苗生长情况综合比较来看,总体效果表现如下:25 mg/L GA3>25 mg/L 6-BA>10 mg/L 6-BA>10 mg/L GA3>10 mg/L 2,4-D。此外,高浓度的GA3、6-BA、2,4-D以及任意浓度的NAA,对香茅种子的萌发均有抑制作用,浓度越大,抑制作用越强。因此,用25 mg/L的GA3处理储藏3 a的香茅陈种子,其发芽势、发芽率、发芽指数均为最大值,且发芽整齐,出苗率高,效果最佳。
在其它植物中,通过不同浓度外源激素处理以促进种子萌发的类似研究较多,如贺军民等[6]用赤霉素处理贯叶连翘,使其在光下的发芽率由79%提高至90%以上;赵春香等[7]研究发现,50 mg/L的GA3、10 mg/L的NAA、25 mg/L的IAA对火龙果种子萌发均具有较好的促进作用;张莹等[8]分别用100和200 mg/kg的GA3浸泡热研10号、热研2号及有钩柱花草,结果发现均利于提高发芽率和整齐度;李秋等[9]用不同浓度的NAA、GA3、IBA和6-BA溶液浸泡罗勒种子24 h,发现用100 mg/L的GA3浸种后种子发芽率提高26.6%;韦荣昌等[10]研究发现,GA3能打破黑草种子休眠,用50 mg/L的GA3处理种子后,发芽势和发芽率分别比对照增加了17%和30%;焦德志等[11]发现,100、300 μg/g GA3 或25 μg/g 6-BA对羊草种子的发芽有促进作用;刘开业等[5]分别用0.1、1 mg/L GA3和1 mg/L 2,4-D处理狗牙根后,发现狗牙根的发芽率和发芽势均明显提高。香茅作为重要的药材资源,其种子萌发特性对香茅的繁育
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参考文献
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[8] 张 莹, 刘金祥, 张德罡. 赤霉素对柱花草种子萌发的影响[J]. 草原与草坪,2013,33(2):21-25.
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