CN108521929B - 抗坏血酸作为休眠解除促进剂在打破种子休眠中的应用 - Google Patents

抗坏血酸作为休眠解除促进剂在打破种子休眠中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗坏血酸作为休眠解除促进剂在打破种子休眠中的应用，本发明首次发现抗坏血酸可以打破种子休眠，促进萌发及幼苗正常的形态建成。利用本发明的方法，打破休眠的效果与赤霉素相同，但成本低，无污染；比低温层积处理大大缩短打破种子休眠的时间，操作方便；有利于保证常规育苗中种子的出苗率；本发明方法操作简便，经济实用且环保，不需要特殊设备，可以大规模操作，并可示范推广应用于栽培实践中。

Description

抗坏血酸作为休眠解除促进剂在打破种子休眠中的应用
技术领域
本发明属于常规育苗技术领域，具体涉及抗坏血酸作为休眠解除促进剂在打破种子休眠中的用途。
背景技术
种子是种子植物的繁殖体系，对延续物种起着重要作用。然而许多植物种子都具有休眠特性，以保证植物能够躲避不利环境而得以延续。种子休眠是指在一定的时间内，具有活力的成熟种子(或者萌发单位)在任何适宜的物理环境因子(温度、光照/黑暗等)的组合下仍不能萌发的现象。
正是因为种子具有休眠特性，所以在常规育种及栽培实践中，采集种子后必须经低温层积处理，即11月份土壤上冻前进行混砂贮藏，湿砂与种子之比为3:1，拌匀后放在室外背阴的贮藏池内，为防止种子脱水，可再盖10cm左右的湿砂，来年春季解冻后，要每天一次及时翻搅，以防霉烂变质，种芽露白后，及时播种，20天左右即可发芽。这样不仅费工费时，而且种子在沙藏期间常发生霉烂或因低温层积时间把握不好，而影响种子正常解除休眠，播种后种子不能发芽或发芽率低，造成生产季节贻误和经济损失。因此，开发出适宜解除种子休眠的调控技术，可以为常规育种奠定基础。
目前，打破种子休眠的方法已有很多报道。近年来，有关抗坏血酸在种子上的研究多集中在抗坏血酸与种子萌发、抗坏血酸与种子的抗逆性方面。例如，在海水中加入抗坏血酸对油菜种子的萌发及幼苗的生长有明显的改善作用；在播种前用抗坏血酸处理油菜种子有助于缓解盐对油菜幼苗的不利影响。外源抗坏血酸浸种可以提高紫花苜宿种子的耐盐性，促进萌发及幼苗和根系的生长。在适宜的浓度范围内，外源抗坏血酸能够有效地提高苯甲醛损伤的种子发芽率。
发明内容
本发明的目的在于为抗坏血酸提供一种新的用途。
抗坏血酸作为休眠解除促进剂在打破种子休眠中的用途，具体使用方法为：将种子直接在抗坏血酸水溶液中浸泡处理1～10小时即可打破种子休眠。
上述的种子为杜梨种子时，优选将种子在10～100mmol/L抗坏血酸水溶液中常温浸泡处理1～10小时；进一步优选将种子在20～50mmol/L抗坏血酸水溶液中常温浸泡处理3～4小时。
上述的种子为早酥红梨、长把梨或酥梨种子时，优选将种子在0.5～15mmol/L抗坏血酸水溶液中常温浸泡处理1～10小时；进一步优选将种子在1～5mmol/L抗坏血酸水溶液中常温浸泡处理3～4小时。
上述的种子为马哈利樱桃种子时，优选将种子在10～150mmol/L抗坏血酸水溶液中常温浸泡处理1～10小时；进一步优选将种子在80～100mmol/L抗坏血酸水溶液中常温浸泡处理3～4小时。
上述的种子为新疆野苹果或苹果种子时，优选将种子在2～10mmol/L抗坏血酸水溶液中常温浸泡处理1～10小时，进一步优选将种子在4～8mmol/L抗坏血酸水溶液中常温浸泡处理3～4小时。
本发明首次发现抗坏血酸可以打破种子休眠，促进萌发及幼苗建成。利用抗坏血酸处理种子，可缩短种子休眠解除的时间及种子的出苗率，提升种子的利用率，而且抗坏血酸来源广泛，成本低，也不造成任何环境污染问题，处理种子的操作简便，对设备要求较低，适合大规模操作。
附图说明
图1是未打破休眠但胚根突破种皮的幼苗(左)和抗坏血酸处理后正常萌发的幼苗(右)。
图2是用不同浓度的抗坏血酸处理杜梨种子后在培养室中培养13天的种子发芽情况的图片。
图3是用不同浓度的抗坏血酸处理早酥红梨种胚后在培养室中培养13天的种子发芽情况图片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。
实施例1
将2016年采自新疆的杜梨种子用蒸馏水冲洗掉杂质后阴凉处风干，种子装于自封袋中室温贮存。取贮存的杜梨种子在蒸馏水中吸胀8小时，然后用质量分数为2％的次氯酸钠水溶液消毒3分钟，再用蒸馏水冲洗3～5遍后，将种子分别用二次蒸馏水(即抗坏血酸浓度为0，作为对照组)、10mmol/L抗坏血酸水溶液、25mmol/L抗坏血酸水溶液、50mmol/L抗坏血酸水溶液、75mmol/L抗坏血酸水溶液、100mmol/L抗坏血酸水溶液在常温(22℃)下浸泡处理3小时，处理后用灭菌的滤纸吸干种子表面的水分。
将上述处理后的种子置于16小时光照/8小时黑暗、温度为22℃的环境中培养13天，试验设3组重复，每组30粒种子，每天定时观察两次，统计种子的萌芽情况，判定种子萌发的标准是胚根突破种皮2mm。
1、种子萌芽及子叶变绿情况分析
对照组中没有打破休眠的杜梨种子，有的也长出了胚根，但胚根不能进一步伸长，两片子叶发育不对称，一片变绿长大，另一片还是白色不发育(见图1中左图)，即使培养再长的时间，也没有真叶出现，这就是没有打破休眠的表现，即使有胚根伸长，但不能发育成完整植株。而采用抗坏血酸处理后打破休眠的杜梨种子萌发的幼苗能正常的形态建成，发育成完整的植株，胚根进一步伸长，真叶也发育出现(见图1中右图)。
表1不同浓度的抗坏血酸处理打破杜梨种子休眠的效果
Figure GDA0002694734950000031
从表1中可以看出，所有用抗坏血酸处理后的杜梨种子在培养5天后就开始萌发，并且相对于对照组来说，抗坏血酸处理能明显解除种子的休眠，促进萌发，且这种促进作用具有浓度依赖性；当抗坏血酸的处理浓度为50mmol/L时，种子的萌发率最高，达到57.78％，且种子出苗也相对较整齐，但当抗坏血酸的浓度增加到75～100mmol/L时，种子的萌发率有所下降。图2是用不同浓度的抗坏血酸处理杜梨种子后在培养室中培养13天的种子发芽情况，由此可见，抗坏血酸在打破杜梨种子休眠中的显著效果。
2、抗坏血酸与赤霉素打破休眠的效果比较
赤霉素是一种植物激素，在生产上广泛用于打破各类种子休眠，本实验筛选的赤霉素打破杜梨种子休眠的最佳浓度为1mmol/L，用1mmol/L赤霉素水溶液和50mmol/L抗坏血酸水溶液分别处理休眠的杜梨种子，结果如表2，从表2可以看出，抗坏血酸和赤霉素处理对解除杜梨种子休眠没有显著差异。
表2抗坏血酸和赤霉素处理对打破杜梨种子休眠的效果
Figure GDA0002694734950000041
实施例2
2016年国家梨产业体系郑州综合试验站达到生理成熟期的早酥红梨成熟果实采收后立即运回实验室，待果实成熟软化后，取出种子，用蒸馏水冲洗掉杂质后阴凉处风干，种子装于自封袋中室温贮存。取贮存的早酥红梨种子在蒸馏水中吸胀24小时后，小心剥去种子的内外种皮，切勿伤害到种胚，然后用质量分数为2％的次氯酸钠水溶液消毒2分钟，再用蒸馏水冲洗3～5遍后，将种子分别用二次蒸馏水(即抗坏血酸浓度为0，作为对照组)、1mmol/L抗坏血酸水溶液、5mmol/L抗坏血酸水溶液、10mmol/L抗坏血酸水溶液、15mmol/L抗坏血酸水溶液、20mmol/L抗坏血酸水溶液在常温(22℃)下浸泡处理3小时，处理后用灭菌的滤纸吸干种胚表面的水分。
将上述处理后的种子置于16小时光照/8小时黑暗、温度为22℃的环境中培养13天，试验设3组重复，每组30粒种子，每天定时观察两次，统计种子的萌芽情况，结果见表3。
表3不同浓度的抗坏血酸处理打破早酥红梨种胚休眠的效果
Figure GDA0002694734950000051
如表3所示，对照组中早酥红种胚在整个培养过程几乎不萌发，最终萌发率为4.44％，说明早酥红梨种子的休眠程度较深。与对照组相比，1mmol/L抗坏血酸处理能明显打破早酥红梨种胚的休眠，萌发率达到67.78％。而当抗坏血酸浓度继续增加，种子的萌发率反而下降。当浓度增加到20mmol/L时，种子几乎不萌发，最终萌发率为7.78％，并且很多种子出现腐烂坏死的现象，表明高浓度的抗坏血酸对种子有伤害。综上所述，1mmol/L的抗坏血酸打破早酥红梨种胚休眠的效果是最佳的。图3是用不同浓度的抗坏血酸处理早酥红梨种胚后，在培养室中培养13天的种子发芽情况。由图3可见，抗坏血酸对打破早酥红梨种子休眠有显著效果，其中以1mmol/L的浓度效果最好。
实施例3
2015年陕西省三原县马哈利樱桃果实成熟软化后，取出种子，用蒸馏水冲洗掉杂质后阴凉处风干，种子装于自封袋中室温贮存。取贮存的马哈利樱桃种子在蒸馏水中吸胀24小时后，小心剥去种子的内外种皮(马哈利樱桃种子具有一层较坚硬的外种皮，为了保证其胚能充分吸收抗坏血酸溶液，所以在试验过程中剥去外种皮)，切勿伤害到种胚，然后用质量分数为2％的次氯酸钠水溶液消毒3分钟，再用蒸馏水冲洗3～5遍后，将种子分别用二次蒸馏水(即抗坏血酸浓度为0，作为对照组)、10mmol/L抗坏血酸水溶液、30mmol/L抗坏血酸水溶液、50mmol/L抗坏血酸水溶液、70mmol/L抗坏血酸水溶液、90mmol/L抗坏血酸水溶液在常温(22℃)下浸泡处理3小时，处理后用灭菌的滤纸吸干种子表面的水分。
将上述处理后的种子置于16小时光照/8小时黑暗、温度为22℃的环境中培养13天，试验设3组重复，每组30颗种子，每天定时观察两次，统计种子的萌芽情况，结果见表4。
表4不同浓度的抗坏血酸处理打破马哈利樱桃种子休眠的效果
Figure GDA0002694734950000061
由表4可见，对照组马哈利樱桃种子的最终萌发率仅为8.89％，表明马哈利樱桃种子处于休眠中。与对照组相比，种子的萌发率随着抗坏血酸浓度的增加而上升。当抗坏血酸的处理浓度为90mmol/L时，种子的萌发率达到最高(63.33％)，并且能形成正常的幼苗。马哈利樱桃种子打破休眠需要较高浓度的抗坏血酸，目前在100mmol/L内还未发现对其产生伤害的浓度。
实施例4
将新疆野苹果种子用蒸馏水冲洗掉杂质后阴凉处风干，种子装于自封袋中室温贮存。取贮存的新疆野苹果种子在蒸馏水中吸胀24小时后，小心剥去种子的内外种皮(新疆野苹果种子具有一层较坚硬的外种皮，为了保证其胚能充分吸收抗坏血酸溶液，所以在试验过程中剥去外种皮)，切勿伤害到种胚，然后用质量分数为2％的次氯酸钠水溶液消毒3分钟，再用蒸馏水冲洗3～5遍后，将种子分别用二次蒸馏水(即抗坏血酸浓度为0，作为对照组)、1mmol/L抗坏血酸水溶液、2mol/L抗坏血酸水溶液、4mol/L抗坏血酸水溶液、6mol/L抗坏血酸水溶液、8mol/L抗坏血酸水溶液、10mol/L抗坏血酸水溶液在常温(22℃)下浸泡处理3小时，处理后用灭菌的滤纸吸干种子表面的水分。
将上述处理后的种子置于16小时光照/8小时黑暗、温度为22℃的环境中培养13天，试验设3组重复，每组30粒种子，每天定时观察两次，统计种子的萌芽情况，结果见表5。
表5不同浓度的抗坏血酸处理对新疆野苹果种子萌发的效果
Figure GDA0002694734950000071
由表5可以看出，所有浓度抗坏血酸处理新疆野苹果种子其萌发率均高于对照组。在培养第7天时，对照组的萌发率为16.7％，1mmol/L抗坏血酸处理组与对照组差异不显著，抗坏血酸处理浓度高于2mmol/L时，萌发率显著(P<0.05)高于对照组，其中6mmol/L的抗坏血酸处理新疆野苹果种子其萌发率达到了91％，为对照组萌发率的5.5倍，与对照组相比差异达到极显著(P<0.01)水平，8mmol/L抗坏血酸的萌发效果与4mmol/L抗坏血酸效果差异不大，而10mmol/L抗坏血酸的萌发效果与2mmol/L抗坏血酸没有差异。说明抗坏血酸能打破新疆野苹果种子休眠，处理的最佳浓度应为6mmol/L。
综上所述，与对照相比，适宜浓度的抗坏血酸处理可以显著打破种子休眠，促进萌发及幼苗形态建成。

Claims (5)

1.抗坏血酸作为休眠解除促进剂在打破种子休眠中的用途，所述的种子为杜梨种子时，将种子在10～100mmol/L抗坏血酸水溶液中常温浸泡处理1～10小时；所述的种子为早酥红梨时，将种子在0.5～15mmol/L抗坏血酸水溶液中常温浸泡处理1～10小时；所述的种子为马哈利樱桃种子时，将种子在10～100mmol/L抗坏血酸水溶液中常温浸泡处理1～10小时；所述的种子为新疆野苹果或苹果种子时，将种子在2～10mmol/L抗坏血酸水溶液中常温浸泡处理1～10小时。
2.根据权利要求1所述的抗坏血酸作为休眠解除促进剂在打破种子休眠中的用途，其特征在于：所述的种子为杜梨种子时，将种子在20～50mmol/L抗坏血酸水溶液中常温浸泡处理3～4小时。
3.根据权利要求1所述的抗坏血酸作为休眠解除促进剂在打破种子休眠中的用途，其特征在于：所述的种子为早酥红梨时，将种子在1～5mmol/L抗坏血酸水溶液中常温浸泡处理3～4小时。
4.根据权利要求1所述的抗坏血酸作为休眠解除促进剂在打破种子休眠中的用途，其特征在于：所述的种子为马哈利樱桃种子时，将种子在80～100mmol/L抗坏血酸水溶液中常温浸泡处理3～4小时。
5.根据权利要求1所述的抗坏血酸作为休眠解除促进剂在打破种子休眠中的用途，其特征在于：所述的种子为新疆野苹果或苹果种子时，将种子在4～8mmol/L抗坏血酸水溶液中常温浸泡处理3～4小时。
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