CN102577690A

CN102577690A - 一种促进苦草种子萌发与生长的方法

Info

Publication number: CN102577690A
Application number: CN2011100025058A
Authority: CN
Inventors: 侯文华; 曹利静
Original assignee: Chinese Research Academy of Environmental Sciences
Current assignee: Chinese Research Academy of Environmental Sciences
Priority date: 2011-01-07
Filing date: 2011-01-07
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2031-01-07
Also published as: CN102577690B

Abstract

本发明涉及一种促进苦草种子萌发与生长的方法，该方法为：在培养箱中，加入硝酸钾溶液或壳聚糖溶液，并辅以微量间歇式曝气，投入苦草种子，进行浸泡；于装有湖泊底泥作为基质的烧杯中对浸泡后的苦草种子进行培养；待苦草种子发芽后，将苦草幼苗再置于装有硝酸钾溶液的培养箱中浸泡，同时辅以微量间歇式曝气和间歇式短波紫外线照射。本发明的方法简单、苦草种子萌发时间短、发芽率极高、生长速度快、并且经济成本低，对于苦草的快速育种和大规模生产育苗具有重要的意义。

Description

一种促进苦草种子萌发与生长的方法

技术领域

本发明涉及一种促进苦草种子萌发与生长的方法。

背景技术

苦草(Vallisneria natana)，俗名面条草、扁担草、水韭菜等，属水鳖科苦草属多年生沉水植物，为我国最常见的沉水植物之一。当前，工业粗放式的扩展生产给河流、湖泊等水体造成的污染日益突出，沉水植被的恢复已经成为我国湖泊等水体富营养化治理的关键。苦草具有较强的水质净化能力，并且对水体污染有着较强的耐受性，在水生生态系统修复重建工程中，扮演着非常重要的角色，但是由于水质条件的限制以及水生植物本身的生物学特性，苦草种子的成苗率非常低下，形成不了规模化生产，因此，目前的现有技术中，往往通过组织培养法来促进苦草快速繁殖，如：

中国专利200410066029.6取用苦草的可繁殖器官根茎，经过一系列灭菌过程，在培养液中培养获得苦草无菌苗，再将无菌苗置于培养基中诱导生芽，该方法中用重金属汞盐进行灭菌，容易造成环境污染，另外，灭菌后无菌苗的存活率仅超过60％。

中国专利2004100606272以苦草的地下茎尖作为培养物，将苦草培养物经消毒、在诱导培养基中诱导培养、分化与增殖及生根培养，来繁殖苦草，该方法中没有公布存活率。该方法中苦草培养物的培养周期较长，另外，诱导培养基的成分过于复杂，增加了成本，而且，该方法中还用到重金属汞盐，容易造成环境污染。

另外，苦草的组织培养规模有限，培养过程的存活率也有限，在培养过程中没有变异的过程，所以如果代数过多就会出现产量、生殖能力、生活力的下降。

鉴于此，特提成本技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种促进苦草种子萌发与生长的方法，该方法具有苦草种子萌发时间短、成苗率高、苦草幼苗生长速度快等优点，并且可以实现规模化生产。

为了实现本发明的目的，采用的技术方案，包括以下步骤：

(a)在培养箱中，加入硝酸钾溶液或壳聚糖溶液，并辅以微量间歇式曝气，投入苦草种子，进行浸泡；

(b)于装有湖泊底泥作为基质的烧杯中对浸泡后的苦草种子进行培养；

(c)待苦草种子发芽后，将苦草幼苗再置于装有壳聚糖溶液的培养箱中浸泡，同时辅以微量间歇式曝气和间歇式短波紫外线照射。

本发明中，所述步骤(a)中培养箱的温度为20-30℃，光照强度为1200-2800lux。

本发明中，所述步骤(a)中苦草种子采用2～30mg/L的硝酸钾溶液进行浸泡，或采用0.2～1mg/L的壳聚糖溶液进行浸泡，浸泡时间为12～36小时。

上述步骤(a)的优选方案为：培养箱的光照强度为2500lux。

上述步骤(a)的另一优选方案为：苦草种子采用8～15mg/L的硝酸钾溶液进行浸泡，或采用0.25mg/L的壳聚糖溶液进行浸泡；最优选为：苦草种子采用8mg/L的硝酸钾溶液浸泡。

上述步骤(a)的另一优选方案为：浸泡时间为22～26小时。

苦草种子在营养液中浸泡22～26小时，种子对培养箱中的营养液的吸收基本饱和。

本发明中，以硝酸钾溶液或壳聚糖溶液作为促进苦草种子萌发与生长的调节剂，硝酸钾和壳聚糖均为常见的物质，并且在医药、化工等领域被广泛使用，安全可靠，不会对土壤环境或水体环境造成污染，另外，在苦草种子浸泡的过程中辅以曝气，可以防止种子在浸泡过程中发生腐烂，促进种子发芽，并且具有一定的搅拌作用，可以使得溶液均匀浸入到种子内部。

本发明中，所述步骤(c)中培养箱的温度为20～30℃，光照强度为2500lux，苦草幼苗采用0.2～1mg/L的壳聚糖溶液进行浸泡；短波紫外线的波长范围为200～280nm，每6小时照射1次，每次照射0.5～1小时；曝气每3小时进行1次，每次进行曝气的时间为0.5小时。本发明中，苦草幼苗从开始发芽三天后进行浸泡。

上述步骤(c)的优选方案为：苦草幼苗采用0.25mg/L的壳聚糖溶液进行浸泡。

上述步骤(c)的另一优选方案为：紫外线的波长范围为274nm。

一般来说，由于曝气引起的水流冲击影响植物裸露根的生长，使根吸收的氮磷量减少，导致植株的氮磷积累下降，从而影响植物的生理生长。但在本发明中，苦草幼苗在浸泡时辅以微量间歇式曝气，不仅不足以引起足够的水流去冲击苦草的根部，不会影响苦草的根对营养的吸收，反而，可以使培养箱中的营养液和大气进行一个活性循环，有利于苦草的根进行有氧呼吸，增强根的活力，促进根吸收水分和养料，还有利于促进苦草的主根和侧根的增长，增加根密度。

短波紫外线被认为是灭生性辐射，具有灭菌作用，对植物的形态与生理过程的影响极小，而中波紫外线被认为是生物有效辐射。但是发明人经试验后发现，中波紫外线对苦草的促生长作用很小，而短波紫外线，如果连续并长时间照射苦草，将抑制苦草的光合作用，但是，如果是间歇式短时间照射苦草，特别是274nm的紫外线间歇式照射苦草，每次照射0.5～1小时，光合作用对C0₂的响应增强，可以显著提高苦草的光合作用速率，另外，短波紫外线还可以杀死溶液中的细菌和微生物，从而促进苦草生长。

与现有技术相比，本发明提供的一种促进苦草种子萌发与生长的方法的有益效果为：

1.本发明中，在20-30℃，光照强度为1200-2800lux的条件下，硝酸钾溶液和壳聚糖溶液具有非常好的促进苦草种子萌发的作用，并且安全可靠，不会对土壤环境或水体环境造成污染，在苦草种子浸泡的过程中辅以曝气，有利于硝酸钾溶液或壳聚糖溶液对苦草种子的渗透作用，还可以防止种子在浸泡过程中发生腐烂，促进种子发芽。

2.以壳聚糖溶液浸泡苦草幼苗，并辅以微量间歇式曝气和间歇式短波紫外线，不仅增强苦草的根的活力，促进根吸收水分和养料，促进苦草的主根和侧根的增长，还提高了苦草的光合作用速率，从而促进苦草生长，生长的苦草根系发达，叶片长且宽，颜色翠绿，生物量明显增加。

3.本发明的方法简单、苦草种子萌发时间短、发芽率极高、生长速度快、并且经济成本低，适宜于实际生产应用，对于苦草的快速育种和大规模生产育苗具有重要的意义。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的发明内容进一步的说明，但并不因此而限定本发明的内容。

苦草种子购自武汉花卉市场；水溶性壳聚糖购自山东奥康科技有限公司，白色粉末，脱乙酰度＞85％，粘度＜100mpa.s，pH值7.22；硝酸钾购自北京化学试剂公司。

实施例1

培养箱的温度为20-30℃，光照强度为1200lux。于9个培养箱中分别加入蒸馏水，2mg/L、4mg/L、8mg/L、15mg/L和30mg/L的硝酸钾溶液，以及0.25mg/L、0.5mg/L、1mg/L的壳聚糖溶液，每个培养箱同时辅以微量间歇式曝气，每个培养箱投入50颗苦草种子，浸泡12小时；之后，于装有湖泊底泥作为基质的烧杯中对浸泡后的苦草种子进行培养，结果如表1所示。

表1不同溶液浸泡后苦草种子的萌发时间与发芽率

实施例2

培养箱的温度为20-30℃，光照强度为2500lux。于培养箱中加入8mg/L的硝酸钾溶液，培养箱同时辅以微量间歇式曝气，投入50颗苦草种子，浸泡22小时；之后，于装有湖泊底泥作为基质的烧杯中对浸泡后的苦草种子进行培养，苦草种子的萌发时间为4～11天，发芽率为100％。

实施例3

将恒温培养箱的温度恒定为20-30℃，光照强度为2800lux。于恒温培养箱中加入0.25mg/L的壳聚糖溶液，恒温培养箱同时辅以微量间歇式曝气，投入50颗苦草种子，浸泡36小时；之后，于装有湖泊底泥作为基质的烧杯中对浸泡后的苦草种子进行培养，苦草种子的萌发时间为5～12天，发芽率为88％。

实施例4

采用实施例2中发芽三天后的苦草幼苗，将苦草幼苗分别置于7个培养箱中，培养箱的温度为20～30℃，光照强度为2500lux，培养箱中分别装有蒸馏水、浓度为4mg/L、8mg/L、15mg/L的硝酸钾溶液和浓度为0.25mg/L、0.5mg/L、1mg/L的壳聚糖溶液，每个培养箱中均放置5株苦草幼苗，同时辅以微量间歇式曝气和间歇式258nm紫外线照射，每6小时照射1次，每次照射1小时。对苦草幼苗进行浸泡12天后，生长情况见表2。

表2不同浓度溶液浸泡后苦草幼苗的生长情况

本发明中，叶长是指每株苦草中最大叶片的长度的平均值；叶宽是指每株苦草中最大叶片的宽度的平均值；根长是指苦草最长根长的平均值；干重分别是指将苦草清洗干净后，放入烘箱中，60℃烘干24小时后的平均干重。

由表2可知，硝酸钾溶液和壳聚糖溶液对苦草幼苗都有促生长作用，但是，壳聚糖溶液对苦草幼苗的促生长作用优于硝酸钾溶液，并且，0.25mg/L的壳聚糖溶液对苦草幼苗的生长促进作用非常显著。

实施例5

采用实施例2中发芽的苦草幼苗，将5株苦草幼苗置于培养箱中，培养箱的温度为20～30℃，光照为2500lux，培养箱中装有0.25mg/L的壳聚糖溶液，同时辅以微量间歇式曝气和间歇式200nm紫外线照射，每6小时照射1次，每次照射0.5小时。对苦草幼苗进行浸泡12天后，苦草幼苗的叶长10.6cm，叶宽5.5mm，根长5.4cm，干重0.37g。

实施例6

采用实施例2中发芽的苦草幼苗，将5株苦草幼苗置于培养箱中，培养箱的温度为20～30℃，光照为2500lux，培养箱中装有0.25mg/L的壳聚糖溶液，同时辅以微量间歇式曝气和间歇式280nm紫外线照射，每6小时照射1次，每次照射0.7小时。对苦草幼苗进行浸泡12天后，苦草幼苗的叶长10.8cm，叶宽5.8mm，根长6.0cm，干重0.38g。

比较例1

采用实施例2中发芽的苦草幼苗，将苦草幼苗分别置于3个培养箱中，每个培养箱均设为温度20～30℃，光照为2500lux，均装有0.25mg/L的壳聚糖溶液，每个培养箱中均放置3株苦草幼苗，三个培养箱的详细情况详见表3，苦草幼苗在培养12天后，生长情况详见表4。

表3三个培养箱中促进苦草幼苗生长的工艺条件

UV-B是指中波紫外线，UV-C是指短波紫外线

表4三个培养箱中苦草幼苗浸泡12天后的生长情况

	叶长/cm	叶宽/mm	根长/cm	干重/g	颜色
						第一个培养箱	8.3	5.0	4.8	0.25	翠绿色
第二个培养箱	11.3	6.0	6.2	0.42	翠绿色
						第三个培养箱	7.7	3.8	3.0	0.13	黄绿色

由表3和表4可知，中波紫外线对苦草的促生长作用有限；间歇式短波紫外线对苦草幼苗进行间歇式照射，每次短时间照射，可显著促进苦草的生长；而连续曝气、短波紫外线每次照射时间过长，苦草为黄绿色，且苦草生长相对缓慢。

Claims

1.一种促进苦草种子萌发与生长的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的促进苦草种子萌发与生长的方法，其特征在于，所述步骤(a)中，培养箱的温度为20-30℃，光照强度为1200-2800lux，苦草种子采用2～30mg/L的硝酸钾溶液进行浸泡，或采用0.2～1mg/L的壳聚糖溶液进行浸泡，浸泡时间为12～36小时。

3.根据权利要求2所述的促进苦草种子萌发与生长的方法，其特征在于，所述步骤(a)中，培养箱的光照强度为2500lux。

4.根据权利要求2所述的促进苦草种子萌发与生长的方法，其特征在于，所述步骤(a)中，苦草种子采用8～15mg/L的硝酸钾溶液进行浸泡，或采用0.25mg/L的壳聚糖溶液进行浸泡。

5.根据权利要求4所述的促进苦草种子萌发与生长的方法，其特征在于，所述步骤(a)中，最优选为，苦草种子采用8mg/L的硝酸钾溶液浸泡。

6.根据权利要求2所述的促进苦草种子萌发与生长的方法，其特征在于，所述步骤(a)中，浸泡时间为22～26小时。

7.根据权利要求1所述的促进苦草种子萌发与生长的方法，其特征在于，所述步骤(c)中培养箱的温度为20～30℃，光照强度为2500lux，苦草幼苗采用0.25～1mg/L的壳聚糖溶液进行浸泡。

8.根据权利要求7所述的促进苦草种子萌发与生长的方法，其特征在于，所述步骤(c)中，苦草幼苗优选采用0.25mg/L的壳聚糖溶液进行浸泡。

9.根据权利要求1所述的促进苦草种子萌发与生长的方法，其特征在于，所述步骤(c)中短波紫外线的波长范围为200～280nm，每6小时照射1次，每次照射0.5～1小时。

10.根据权利要求9所述的促进苦草种子萌发与生长的方法，其特征在于，所述步骤(c)中，紫外线的波长范围优选为274nm。