CN103460849B - 一种提高宫灯百合种子发芽率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种育种方法，特别涉及一种提高宫灯百合的种子发芽率的方法。本发明的方法针对宫灯百合种子的休眠机制，采用一种与现有技术完全不同的循环式变温处理方法，一方面破坏坚硬的外种皮、木质化的内种皮和厚壁的胚乳细胞，促进了种子对水分的吸收，另一方面，促进了宫灯百合种子胚的分化和发育，使其尽可能地同步发育并充满胚腔，从而促进了种子萌发。采用本发明提供的技术方案，能够使宫灯百合种子的发芽率提高到82％。

Description

一种提高宫灯百合种子发芽率的方法

技术领域

本发明涉及一种育种方法，特别涉及一种提高宫灯百合的种子发芽率的方法。

背景技术

宫灯百合(Sandersonia aurantiaca)为百合科球根花卉，由于花形酷似中国宫灯而又被称为“宫灯百合”。它产于南非，约在20世纪20年代引入新西兰。由于它的花色为金黄色又具独特花型，且在新西兰的盛花期正值东南亚地区的春节期间，因此深受台湾、日本、韩国及香港等地人们的青睐，是新西兰主要出口的插花花卉之一。宫灯百合在国内属于新兴花卉，是新奇的切花和盆栽佳品，具有广阔的市场前景。

宫灯百合种子具有种皮限制休眠和种胚休眠的双重休眠机制，导致种子休眠期长，发芽困难，主要靠球茎繁殖，因而限制了它的工厂化生产和利用。目前，国内切花生产用的种球，绝大多数由国外进口，价格高昂，导致生产成本过高。目前要大量生产优质种球，种子繁殖仍是最佳方法，因此，如何提高宫灯百合种子的发芽率则是宫灯百合的推广应用的关键。

邹琇莹对宫灯百合成熟种子的内部结构的研究指出：不仅是种皮，而且木质化内种皮和厚壁的胚乳细胞可能也限制水分的浸入。宫灯百合为典型的带胚乳种子，种子几乎完全被胚乳所充满。

宫灯百合种子胚存在形态后熟，这也是其种子休眠期长的原因之一。形态后熟是指种子在采收时表现出成熟的形态特征，但其胚尚未分化完善，种胚还很小，需要在适宜的条件下继续完成器官分化(一般得4～5个月的后熟期)的现象称为形态后熟。宫灯百合种子胚极小，呈线形，长只有0.8mm，直径0.25mm，镶嵌在胚乳之中。而且，同一批成熟的宫灯百合种子，其胚的分化和发育的速度很不一致，因此不同种子充满胚腔完成形态成熟的时间也不同，从而导致种子休眠程度不一致，表现为发芽率低，发芽极不整齐[1]。

有研究表明，在自然状态下，宫灯百合的种子仅有10％的成熟种子第1年可在土中萌发，第2年还会有部分发芽，其余的种子由于在土中时间太长，感染真菌而不能存活。

Clark提出宫灯百合的种子具有双重休眠机制，克服其种子的休眠需要冷藏和淋洗，但未发表文献，也没有提出提高种子发芽率的具体技术方案；

Finnie&Van Staden(1996)报道，在新西兰商业种植户采取了一些技术措施来打破宫灯百合种子的休眠，包括把宫灯百合的种子装入尼龙袋内，放在冷的山涧水中越冬；清水侵种24h后，与蛭石混合放在5℃～6℃的冰箱中3个月，扩大氧张力、层积、胚乳破坏等方法提高种子的萌发率。这些只是在文献报道中叙述的，并没有提供具体的操作方法和能够达到的效果。

邹琇莹等2003年，在实验室采用砂纸磨擦+近胚根处切除小部分的方法，可使种子发芽率提高至11％，同时结合300mg/L GA3溶液的使用，破除种子休眠，使种子发芽率提高到69％[2]。该方法表述的是利用赤霉素与机械处理的相互作用提高宫灯百合种子种子发芽率的方法。其他有关宫灯百合种子自身繁殖成功的研究以及技术应用未见报道。

宫灯百合种球繁殖倍率低，要大量生产优质种球，利用种子繁殖目前仍然是园艺工作者推荐的宫灯百合繁育的最佳方法。邹琇莹等提出的提高宫灯百合种子发芽率的方法，尤其是切除种子近胚根处小部分的方法，只适合在实验室进行极少量的发芽实验，缺乏实用性，完全不适合工厂化生产，无法进行规模化推广应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提高宫灯百合种子发芽率的方法，该方法简便易行，实用性强，适合规模化的生产，能够大面积推广应用，以解决现在的宫灯百合种子发芽困难，依靠球茎繁殖倍率低、成本高，限制其规模化生产和利用的问题。

本发明的技术方案是：

一种提高宫灯百合种子发芽率的方法，包括以下步骤：

一、选定种子的处理时间：播种前3个月开始处理种子；

二、种子清选：清除种子中的夹杂物；

三、种子消毒：采用化学消毒法，化学药剂为高锰酸钾，浓度为0.5％，浸泡消毒时间为30-35分钟；

四、温水浸种：确定水温为25℃～28℃，种子和水的比例为1∶3，浸泡时间为24h；

五、河沙消毒：将河沙清洗后装入钢制托盘内，放入烘箱内消毒，烘箱温度为105℃，消毒时间为4-5h；

六、种子混沙：将消毒后的河沙喷水，然后将温水浸泡后的种子与喷水后的河沙按体积比1∶3混合，装入塑料自封袋内；

七、循环变温处理：将混沙后的种子循环进行低温处理——暖温处理——低温处理——暖温处理，如此循环处理90d；

所述的低温处理，就是将混沙后的种子放入-15℃～-20℃的低温环境中5d；所述的暖温处理，就是将低温处理5d后的种子从低温环境中取出，放入18℃～22℃的环境中5d。

八、播种：选用营养盘，筛黑土装盘，压平，将步骤七处理后的种子均匀平铺，播种深度为10-15mm，覆土后浇透水，营养盘上覆盖地膜，放于半遮荫、通风良好的环境中；

九、播种后的管理：第一年部分种子萌发，营养盘保持正常管理；进入冬季，盖草片防寒，环境温度保持在-5℃～-20℃，持续110d～115d；第二年春季，当气温稳定在0℃以上时，撤去草片，营养盘正常管理。

本发明的原理是：通过变温处理的方法，一方面破坏坚硬的外种皮、木质化的内种皮和厚壁的胚乳细胞，促进了种子对水分的吸收，另一方面，促进了宫灯百合种子胚的分化和发育，使其尽可能地同步发育并充满胚腔，从而促进了种子萌发。采用本发明提供的技术方案，能够使宫灯百合种子的发芽率提高到82％。

本发明方法针对宫灯百合种子的休眠机制，采用一种与现有技术完全不同的循环式变温处理方法，能够有效解除阻碍宫灯百合种子萌发的各种因素，可有效打破宫灯百合种子的休眠，达到以下效果：

1.显著提高种子发芽率；

2.使幼苗出苗集中、整齐；

3.形成的幼苗抗性强，成活率高，

4.获得的种球数量多。

因此，本发明在技术上具有创新性。

本发明的优势在于：用最简单的方法解决了关键性的问题。

首先，本发明方法操作简单、容易控制、安全、实用性强，适合规模化的生产。在北方寒冷地区1月中旬开始低温处理时可直接放在室外，暖温处理时可直接放在室内。其次，本发明的技术方案为宫灯百合的工厂化生产和利用提供了一条切实可行的途径，大大降低了国内切花生产的成本，解决了宫灯百合推广应用的关键性问题。

具体实施方式

2012年1月18日，随机选取1000粒种子，完全按照本发明技术方案开始处理种子，90d后即4月18日进行播种。同时以未经过变温处理的种子为对照，与处理种子同时播种，放于同一环境中，比较处理种子与对照种子的萌发出苗情况。

种子清选：清选是为清除种子中的夹杂物，如果皮、果柄、枝叶、碎片、瘪粒、病粒、土粒、其它种类的种子等，以便于播种的顺利进行。一般少量种子可用手选。种子量比较多时可用风选、筛选和水选。

种子消毒：种子在成熟、储存的过程中会受到病原菌的侵染，致使种子携带病原菌，种子消毒一方面可以消除病原菌，提高种子发芽几率，另一方面可以提高种子萌发后幼苗的抗病性。本技术方案采用的为化学消毒法，化学药剂为高锰酸钾，浓度为0.5％，浸泡消毒时间为30-35分钟。

温水浸种：浸种的关键技术首先为水温，其次是种子和水的比例、浸泡时间等，发明人经过大量的实验，根据宫灯百合种皮厚度和种子的含水量，确定水温为25℃～28℃，种子和水的比例为1∶3，浸泡时间为24h。

温水浸种一方面可以使种皮结构松软，便于水分的进入。另一方面清水侵种有一定的防病效果。清水侵种时种子表面和种子间隙产生的气泡为CO2气体，高浓度或长时间的CO2气体对生物体有窒息和杀灭作用，CO2气体能够扩散到种子间隙直至种子内部，杀灭种子内藏外附的病原菌，当CO2累积到一定浓度时，则导致窒息灭菌，由于种子耐受力强，所以种存菌亡。

河沙消毒：将细的河沙清洗后装入钢制托盘内，放入烘箱内高温消毒。温度为105℃，烘干时间为4-5h。

种子混沙：将消毒后的河沙喷水，湿度以用手捏可结团但不流出水为宜，相对湿度约为60％，将温水浸泡后的种子与喷水后的河沙按体积比1∶3混合，装入塑料自封袋内，沙藏期间及时喷水，保持沙子的湿度。

循环变温处理：低温处理5d——暖温处理5d——低温处理5d——暖温处理5d，如此循环处理90d，完成本技术方案的变温处理过程，90d后即可播种。处理期间，经常翻看，及时喷水，尤其是暖温处理期间，要保持沙子的湿度。

低温处理：将混沙后的种子放入-15℃～-20℃的低温环境中5d。

暖温处理。将低温处理5d后的种子从超低温环境中取出，放入18℃～22℃的环境中5d。

变温处理是用高温、低温交替变化对种子进行的一种温度处理方法。变温一方面可以使种皮因胀缩而破裂，有利于种子吸水和种子的气体交换，促进萌发。另一方面，它能够激发种子内水解酶的活性，加强种子内营养物质的转化，使贮藏性物质转化为结构性物质，供胚直接利用，促进宫灯百合种子胚的分化和发育，使其尽可能地同步发育并充满胚腔，从而促进了种子萌发。一般的低温处理温度为0℃～5℃，本发明经过多次实验，大胆地采用了-15℃～-20℃的低温冷冻环境，目的是要与接下来的暖温处理形成较为强烈的变温幅度，在种子能够承受的前提下，更有效地克服种皮限制，有利于种子吸水和种子内容物的转化，促进胚的萌发。

本发明采用的循环变温处理的效果，在我们对处理种子进行解剖观察时已得到验证。

具体方法：从循环变温处理90d的种子，随机选取20粒，将种子纵向切开后把有胚的一半置于垫有滤纸的培养皿中，加入0.5％TTC溶液浸润，于32℃恒温箱中染色24h。以未经变温处理的种子为对照。

结果：染色后在解剖镜下可以看到，处理种子可见胚的数量以及胚的体积大小明显高于对照组。

播种：2012年4月18日，按以下方法播种方法：选用营养盘，筛黑土装盘——压平——将处理种子均匀平铺，播种深度为10-15mm，覆土后浇透水，营养盘上覆盖薄的地膜，保温保湿，放于半遮荫、通风良好的环境中。每天观察，浇水，保持盆面湿润，观察出苗情况。

第一年部分种子萌发，营养盘保持正常管理；进入冬季，盖草片防寒，环境温度保持在-5℃～-20℃，持续110d～115d；2013年4月初，气温稳定在0℃以上，撤去草片，营养盘正常管理，观察种子萌发情况。

出苗情况：

对照组种子，第一年没有种子萌发，第二年出苗率仅为1.4％。采用本发明技术方案处理的种子，2年出苗率达到82％，出苗数量为对照组的58倍，而且出苗整齐，幼苗抗性强，成活率高。处理种子幼苗成活率为78％，而对照组不足1％。经变温处理的种子，幼苗成活率高，所以获得种球的数量也多。

变温处理的宫灯百合种子和对照种子的发芽率、成活率比较

注：播种时间为2012年4月18日，对照种子和处理种子分别为1000粒。

Claims (1)

1.一种提高宫灯百合种子发芽率的方法，其特征在于，包括以下步骤： 

一、选定种子的处理时间：播种前3个月开始处理种子； 

二、种子清选：清除种子中的夹杂物； 

三、种子消毒：采用化学消毒法，化学药剂为高锰酸钾，浓度为0.5％，浸泡消毒时间为30-35分钟； 

四、温水浸种：水温为25℃～28℃，种子和水的比例为1∶3，浸泡时间为24h； 

五、河沙消毒：将河沙清洗后装入钢制托盘内，放入烘箱内消毒，烘箱温度为105℃，消毒时间为4-5h； 

六、种子混沙：将消毒后的河沙喷水，然后将温水浸泡后的种子与喷水后的河沙按体积比1∶3混合，装入塑料自封袋内； 

七、循环变温处理：将混沙后的种子循环进行低温处理——暖温处理——低温处理——暖温处理，如此循环处理90d； 

所述的低温处理，就是将混沙后的种子放入-15℃～-20℃的低温环境中5d；所述的暖温处理，就是将低温处理5d后的种子从低温环境中取出，放入18℃～22℃的环境中5d ；

八、播种：选用营养盘，筛黑土装盘，压平，将步骤七处理后的种子均匀平铺，播种深度为10-15mm，覆土后浇透水，营养盘上覆盖地膜，放于半遮荫、通风良好的环境中； 

九、播种后的管理：第一年部分种子萌发，营养盘保持正常管理；进入冬季，盖草片防寒，环境温度保持在-5℃～-20℃，持续110d～115d；第二年春季，当气温稳定在0℃以上时，撤去草片，营养盘正常管理。