CN108650926A - 外源生长调节剂对破除华重楼种子休眠的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及种植技术领域，尤其涉及一种外源生长调节剂对破除华重楼种子休眠的方法。将种子在外源生长调节剂溶液中浸泡48h后，清洗消毒，以双层脱脂棉纱布为芽床，萌发条件为温度25℃，黑暗条件，于人工气候箱中进行萌发90天。本发明华重楼种子萌发效果由大到小顺序为GA3＞2,4‑D＞6‑BA＞KMnO4＞CK＞α‑NAA,用最佳组合500mg/L GA3、0.3％KMnO4、10mg/L6‑BA处理华重楼种子能够显著提高种子发芽率与发芽势，种子发芽率可达91.33％。
Description
技术领域
本发明涉及种植技术领域，尤其涉及一种外源生长调节剂对破除华重楼种子休眠的方法。
背景技术
华重楼[拉丁文:Paris polyphylla Smith var.chinensis(Franch.)Hara]为重楼属，黑药花科植物，是一种中药材。为多年生草本，高30-100cm。茎直立。叶5-8片轮生于茎顶，叶片长圆状披针形、倒卵状披针形或倒披针形，长7-17cm，宽2.5-5cm。花梗从茎顶抽出，通常比叶长，顶生一花，萼片4-6，叶状，绿色，长3-7cm；花被片细线形，黄色或黄绿色，宽1-1.5mm，长为萼片的1/3至近等长；雄蕊8-10，花药长1.2-2cm。蒴果球形，种子有红色肉质假种皮。花期5-7月，果期8-10月。
随着中医药产业的快速发展，对华重楼的需求每年大幅度递增，每年需求量在4000吨以上，而且每年以20％需求量的增长。近年来，随着对华重楼需求量的增大，野生华重楼的资源量急剧减少，而传统的人工繁殖成本投入较大，加之华重楼生产环境存在选择性强、生长周期长、华重楼种子休眠期长等因素导致华重楼种植产业发展障碍重重。华重楼果实中种子胚尚发育不全，萌发过程中又进一步受到抑制物的作用，所以华重楼种子需经过两次低温休眠才能萌发，即在自然条件下经过两个冬才能出土成苗。因此，需要打破华重楼种子休眠期，解决华重楼种子出苗时间长、出苗率低、萌发困难的问题，才能实现人工规模化种植。
例如，中国专利文献公开了一种华重楼种子发芽方法[申请号：201610739665.3]，包括种子脱皮、赤霉素浸泡、腐殖土恒温恒湿培养等步骤。该发明在实际生产中结合华重楼生长特性，摸索出采用层积催芽的方法进行华重楼种子繁殖，打破了华重楼种子休眠期，促进了华重楼种子快速萌发，提高了萌芽率，将华重楼的萌芽期从两年缩短到3～6个月，萌芽率从30％～50％提高到70％～90％。本发明解决了华重楼种子出苗时间长、出苗率低、萌发困难的问题，能够实现人工规模化种植。然而该方案的发芽率仍有待提高。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种外源生长调节剂对破除华重楼种子休眠的方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种外源生长调节剂对破除华重楼种子休眠的方法，将种子在外源生长调节剂溶液中浸泡48h后，清洗消毒，以双层脱脂棉纱布为芽床，萌发条件为温度25℃，黑暗条件，于人工气候箱中进行萌发90天。
在上述的外源生长调节剂对破除华重楼种子休眠的方法中，取华重楼种子，人工去皮处理，与湿度10％的湿沙混匀，低温层积50d，将上述低温层积50d的种子取出，筛去沙子，用清水冲洗干净，将种子在外源生长调节剂溶液中浸泡48h，再用浓度为7％的次氯酸钠溶液处理30min，取出用清水洗去残液，再用70％酒精消毒1min，以双层脱脂棉纱布为芽床，萌发条件为温度25℃，黑暗条件，于人工气候箱中进行萌发90天。
在上述的外源生长调节剂对破除华重楼种子休眠的方法中，所述的外源生长调节剂为GA3、6-BA、2,4-D和KMnO4中的任意一种或几种。
在上述的外源生长调节剂对破除华重楼种子休眠的方法中，GA3的度为500mg/L或800mg/L，所述的6-BA的度0mg/L或50mg/L，2,4-D的浓度为0.1mg/L，KMnO4的度为0.1-0.3％。
在上述的外源生长调节剂对破除华重楼种子休眠的方法中，所述的外源生长调节剂为由GA3、KMnO4和6-BA组成的复配调节剂。
在上述的外源生长调节剂对破除华重楼种子休眠的方法中，所述的复配调节剂中，GA3的浓度为500mg/L、KMnO4的浓度为0.3％、6-BA的浓度为10mg/L。
华重楼种子采于浙江省磐安县大盘镇，经鉴定为百合科重楼属植物华重楼Parispolyphylla Smith var.chinenisi(Franch)Hara的成熟种子。
7％次氯酸钠溶液配制：取次氯酸钠溶液分析纯溶液35ml,置于500ml容量瓶中，加纯化水定容至500ml即得。
GA3即赤霉素，是影响种子萌发的主要生长调节剂之一，它可以提高植物体内生长素的含量，加速细胞的伸长；同时GA3对细胞的分裂也有一定的促进作用，它可以促进细胞的扩大。
α-NAA即α-萘乙酸，可以促植物进细胞分裂与扩大，诱导形成不稳定根，可促使多种植物插条生根、开花，提高发芽率，使农作物早熟、多产。
6-BA即6-苄氨基腺嘌呤，具有高效、稳定、廉价和易于使用等特点，第一个人工合成的细胞分裂素，主要作用是促进芽的形成，也可以诱导愈伤组织发生。在植物育种方面，可以促进种子发芽，诱导休眠芽生长。
2,4-D现在多用于高浓度下双子叶植物除草剂使用，其实它在低浓度下也可以剌激植物生长,诱导愈伤组织形成，影响新陈代谢，使剌激部分生理机能旺盛，是一种理想的植物生长调节剂。
低浓度的KMnO4溶液能够促进华重楼种子的发芽率，高浓度的KMnO4溶液能够抑制华重楼种子的萌发。低浓度的KMnO4表现出对华重楼种子萌发的促进作用原因可能是能消除种子表面的病菌及其他有害物质，而高浓度的KMnO4却对华重楼种子的萌发差生了抑制作用
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
1、华重楼种子萌发效果由大到小顺序为GA3＞2,4-D＞6-BA＞KMnO4＞CK＞α-NAA。就发芽势而言，促进华重楼种子萌发效果由大到小顺序为GA3＞6-BA＞2,4-D＞KMnO4＞CK＞α-NAA。综合发芽率与发芽势指标，可知GA3处理组华重楼种子的发芽率、发芽势均最高。
2、用最佳组合500mg/LGA3、0.3％KMnO4、10mg/L 6-BA处理华重楼种子能够显著提高种子发芽率与发芽势，种子发芽率可达91.33％，与对照组相比发芽率提高了33.66％；发芽势可达69.67％，比对照组提高了124.74％。
3、华重楼种子萌发在25℃条件下其萌发率最高，可达78％；在15℃与35℃条件下其萌发率显著降低，分别只有18％和22％；5℃条件下种子未见萌发现象，由此可见华重楼种子萌发对温度适应范围狭窄，非最适萌发温度下萌发率较低。双层脱脂棉纱布与细沙为基质置床更有利于华重楼种子萌发，而以双层脱脂棉纱布为基质芽床较沙床霉变率低。
具体实施方式
下述实施例中所用的试剂，如无特殊说明，可以从常规生化试剂商店购买得到。以下实施例中的定量数据，均设置三次重复实验，结果取平均值。
实施例1
取华重楼种子，人工去皮处理，然后与湿沙(湿度10％)混匀，低温层积50d。将上述低温层积50d的种子取出，筛去沙子，用清水冲洗干净，将种子在不同浓度的外源生长调节剂溶液中浸泡48h，再用浓度为7％的次氯酸钠溶液处理30min，取出用清水洗去残液，再用70％酒精消毒1min，以双层脱脂棉纱布为芽床，萌发条件为温度25℃，黑暗条件，于人工气候箱中进行萌发90天。以清水处理为空白对照。
上述外源生长调节剂为GA3、6-BA、2,4-D和KMnO4中的任意一种或几种，GA3浓度为500mg/L或800mg/L，所述的6-BA的浓度为10mg/L或50mg/L，2,4-D的浓度为0.1mg/L，KMnO4浓度为0.1-0.3％。
表3-6不同外源生长调节剂溶液浓度
种子发芽试验
各组均以双层脱脂棉纱布为芽床，萌发条件设置为温度25℃，黑暗条件，于人工气候箱中进行萌发试验。每2d观察记录一次种子发芽率，共计90d。种子萌发以胚根伸出种皮(露白)为标志。发芽率、发芽势计算公式如下：
发芽率＝最终发芽种子总粒数/供试种子总粒数×100％。
发芽势＝规定天数内发芽总粒数/试验总粒数×100％
结果分析
表3-7 GA3对华重楼种子萌发的影响
由表3-7可知，GA3浸种处理华重楼种子，能够显著提高种子的萌发率，且随着GA3浓度的提高，华重楼种子最终的萌发率先升高后降低。对照组的发芽率为68.33，较各GA3处理组低，但各GA3处理组种子的萌发率均显著高于对照组。由表3-7还可以看出GA3浓度为500mg/L时，种子的萌发率最高为85.33％，但各GA3处理组之间种子的萌发率并未达到显著差异，分别为82.33％、83.00、85.33、85.00。与此同时，从表可以看出，华重楼种子对照组的的发芽势也最低，各GA3处理组随着GA3浓度的增加，华重楼种子的发芽势不断增加，并较对照组显著增加，而尤以800mg/L的GA3处理组种子的发芽势最高，达到了66.67％，其中对照组仅为31.00％。
表3-8α-NAA对华重楼种子萌发的影响
由表3-8可知，与对照组相比，各α-NAA处理的华重楼种子，随着其溶液浓度的增加，最终的发芽率较对照组分别降低了13.65％、17.56％、44.87％、74.64％；同时，对比各α-NAA处理的华重楼种子与对照组华重楼种子的发芽势，可以看出随着α-NAA溶液浓度的增加，华重楼种子的发芽势较对照组显著降低。这说明，α-NAA能够显著抑制华重楼种子的发芽，延长种子发芽时间。
表3-9 6-BA对华重楼种子萌发的影响
由表3-9可以看出，随着6-BA溶液浓度的升高，华重楼种子的发芽率逐渐降低，而当6-BA溶液小于50mg/L时，华重楼种子的发芽率仍然高于对照组，10mg/L的6-BA溶液处理组种子萌发率与对照组发芽率达到了显著差异，50mg/L6-BA溶液处理组种子的发芽率并未与对照组达到显著差异；当6-BA溶液浓度达到并高于100mg/L时，6-BA处理组华重楼种子的发芽率与对照组达到显著差异并明显低于对照组。而就种子发芽势而言，10mg/L6-BA处理的华重楼种子的发芽势最高，明显高于对照组及其他各6-BA处理组。50mg/L6-BA处理的华重楼种子的发芽势也高于对照组，并与其达到显著差异，100mg/L的6-BA处理的华重楼种子的发芽势略低于对照组，并未与对照组达到显著差异。200mg/L的6-BA处理的华重楼种子的发芽势、发芽率最低，分别为17.00％、47.00，均与对照组(31.00％、68.33％)达到显著差异。
表3-10 2,4-D对华重楼种子萌发的影响
由表3-10可以看出，0.1mg/L、0.3mg/L、0.5mg/L的2,4-D处理组华重楼种子的发芽率均高于对照组，并且0.3mg/L、0.5mg/L的2,4-D处理组华重楼种子的发芽率均与对照组达到了显著差异，同时0.5mg/L的2,4-D处理组华重楼种子的发芽率最高，高达82.33％；而1mg/L的2,4-D处理组华重楼种子的发芽率(65.33％)在各2,4-D处理组最低，并低于对照组(68.33％)，但与对照组并未达到显著差异。就发芽势而言，各2,4-D处理组华重楼种子的发芽势均高于对照组，但仅有0.5mg/L 2,4-D处理组华重楼种子的发芽势与对照组达到了显著差异，并高达47.00％。
表3-12 KMnO4对华重楼种子萌发的影响
由表3-12可以看出，0.10％KMnO4处理组的华重楼种子的发芽率最高(75.67％)，然而并未与对照组(68.33％)达到显著差异；0.30％KMnO4处理组的华重楼种子的发芽率也高于对照组，达到了72.33％，也并未与对照组达到显著差异；其余各组种子的发芽率分别为66.67％、64.00％，均低于对照组，但也并未与对照组达到显著差异。就发芽势而言，KMnO4各处理组华重楼种子的发芽势除了浓度为0.10％的处理组高于对照组外，其余各组均低于对照组，但并未达到显著差异。由此可见，低浓度的KMnO4溶液能够促进华重楼种子的发芽率，高浓度的KMnO4溶液能够抑制华重楼种子的萌发，但这种促进作用与抑制作用表现的不明显。
综合发芽率与发芽势指标，可知GA3处理组华重楼种子的发芽率、发芽势均最高，表明GA3对破除华重楼种子休眠效果最好。其次为6-BA和2,4-D，就发芽率而言，两者最终的发芽率接近，分别为81.00、82.33，并未达到显著差异，但就发芽势而言，6-BA的发芽势为57.00高出2,4-D10.00％，综合考虑6-BA对破除华重楼种子休眠效果优于2,4-D。α-NAA组种子的发芽率、发芽势均低于对照组种子，表明α-NAA并无促进破除华重楼种子休眠的作用，反而表现为抑制作用。
实施例2
配置复配调节剂，称取一定量的GA3、KMnO4和6-BA，加水，配置成含有500mg/LGA3、0.3％KMnO4和10mg/L 6-BA的溶液状的复配调节剂。
取华重楼种子，人工去皮处理，然后与湿沙(湿度10％)混匀，低温层积50d。将上述低温层积50d的种子取出，筛去沙子，用清水冲洗干净，将种子在复配调节剂中浸泡48h，再用浓度为7％的次氯酸钠溶液处理30min，取出用清水洗去残液，再用70％酒精消毒1min，以双层脱脂棉纱布为芽床，萌发条件为温度25℃，黑暗条件，于人工气候箱中进行萌发90天。
对比例1
取华重楼种子，人工去皮处理，然后与湿沙(湿度10％)混匀，低温层积50d。将上述低温层积50d的种子取出，筛去沙子，用清水冲洗干净。分别用GA3、KMnO4、6-BA配合浸种48h，再用浓度为7％的次氯酸钠溶液处理30min，取出用清水洗去残液，再用70％酒精消毒1min，以双层脱脂棉纱布为芽床，萌发条件为温度25℃，黑暗条件，于人工气候箱中进行萌发90天。以清水处理为空白对照。
采用L16(45)正交试验设计，对GA3浓度、KMnO4、6-BA浓度三个因素对华重楼种子休眠破除的影响进行研究，每个因素均设四个水平，分别为：GA3浸种浓度(A因素)设为0mg/L、100mg/L，300mg/L，500mg/L；KMnO4浸种浓度(B因素)设为0％、0.1％、0.3％、0.5％。6-BA浸种浓度(C因素)设为0mg/L、10mg/L、50mg/L、100mg/L。种子综合处理因素水平及处理方案分别见表3-14和表3-15。
表3-14种子处理因素水平表
表3-15种子处理正交试验设计L16(45)
实验结果
表3-15正交设计华重楼种子发芽试验结果
正交实验的发芽势、发芽率的结果如表3-15所示。由表15可知，组合A4B3C2的发芽势、发芽率均最高，分别为69.67和91.33，因此确定为破除华重楼种子休眠的最佳组合。由表3-16可知，用最佳组合500mg/LGA3、0.3％KMnO4、10mg/L6-BA处理华重楼种子能够显著提高种子发芽率与发芽势，种子发芽率可达91.33％，与对照组相比发芽率提高了33.66％；发芽势可达69.67％，比对照组提高了124.74％。
表3-16最佳组合对华重楼种子萌发的影响
对比例2
先将种子人工去皮处理，然后取出用清水冲洗干净，自然阴干一天，再用一定浓度的7％次氯酸钠溶液处理30min。将上述处理过的种子分为3组，50粒/组，每组设置3个平行。各组恒定温度分别为5℃、15℃、25℃、35℃，以双层滤纸为芽床，保持芽床湿润，在黑暗条件下于人工气候箱中进行萌发试验，每2d观察记录一次种子发芽率，共计90d。种子萌发以胚根伸出种皮(露白)为标志。
发芽率计算公式如下：发芽率＝发芽种子总粒数/供试种子总粒数×100％。
下表1为温度对破除华重楼种子休眠的影响
表1温度对种子萌发的影响
将经过处理的种子，分别放在5℃、15℃、25℃、35℃条件下进行催芽试验，结果如表1所示。结果表明，华重楼种子在5℃没有萌发现象，在15℃、35℃时发芽率也很低，发芽率分别只有18％和22％，在25℃时发芽率最高，可达高达58％。不同处理温度，华重楼种子萌发率差异显著，说明华重楼种子萌发对温度要求严格。从以上结果看，华重楼种子最适宜萌发温度为25℃，萌发温度范围较窄，过高或过低对其萌发均不利。结果还显示，15℃时华重楼种子开始萌发时间为54天，35℃时华重楼种子开始萌发时间为51天，而在华重楼种子最适宜的萌发温度25℃时，种子开始萌发时间为46天，较其他过高或者过低的温度萌发提前。
对比例3
先将种子人工去皮处理，然后取出用清水冲洗干净，自然阴干一天，再用一定浓度的7％次氯酸钠溶液处理30min。将上述处理过的种子分为3组，50粒/组，每组设置3个平行。各组光照条件设置分别为0、2000lx、4000lx、6000lx，以双层滤纸为芽床，保持芽床湿润，温度设置为25℃，于人工气候箱中进行萌发试验，每2d观察记录一次种子发芽率，共计90d。种子萌发以胚根伸出种皮(露白)为标志。
发芽率计算公式如下：发芽率＝发芽种子总粒数/供试种子总粒数×100％。
表2为光照对破除华重楼种子休眠的影响
表2光照对种子萌发的影响
光照对华重楼种子萌发的影响结果见表2，从表2可以看出黑暗条件下(光照强度为0)华重楼种子萌发率为58％，而光照强度为2000lx、4000lx、6000lx时种子的萌发率也分别达到52％、54％、56％，表明黑暗条件下华重楼种子萌发率稍高，但是与光照各组种子萌发率并无显著差异。同时，光照各组之间种子萌发率相近，也无显著差异。从本实验结果，可以得出结论：华重楼种子萌发基本不受光照的影响。
对比例4
先将种子人工去皮处理，然后取出用清水冲洗干净，自然阴干一天，再用一定浓度的7％次氯酸钠溶液处理30min。将上述处理过的种子分为3组，50粒/组，每组设置3个平行。各组分别以双层滤纸、双层脱脂棉纱布、细沙为芽床(沙床播种时，以种子刚刚固定在沙中不露头、每次浇水时不会使种子移动为适)，萌发条件设置为温度25℃，黑暗条件，于人工气候箱中进行萌发试验。萌发过程中每2d称重1次，补充蒸发掉的水分。每2d观察记录一次种子发芽率，共计90d。种子萌发以胚根伸出种皮(露白)为标志。
发芽率计算公式如下：发芽率＝发芽种子总粒数/供试种子总粒数×100％。
表3为基质对破除华重楼种子休眠的影响
表3基质对破除华重楼种子休眠的影响
三种基质组最终的萌发率分别为58％、74％、71％,双层滤纸组种子发芽率与双层脱脂棉纱布和细沙组种子均表现显著差异(P<0.05)，而双层脱脂棉纱布与细沙间萌发率接近，并无显著差异。此外，由表3可以看出，滤纸组与双层脱脂棉纱布组、细沙组开始萌发时间接近，但实验过程中发现双层脱脂棉纱布组与细沙组的萌发过程明显较为整齐、快速，且萌发的开始时间也分别比滤纸组种子提前3d和5d左右。同时以细沙为基质，种子萌发过程后期更容易发生霉变。以上结果显示，与滤纸相比，双层脱脂棉纱布与细沙为基质置床更有利于华重楼种子萌发，但以双层脱脂棉纱布为基质，华重楼种子萌发过程中霉变率低。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (6)
1.一种外源生长调节剂对破除华重楼种子休眠的方法，其特征在于，将种子在外源生长调节剂溶液中浸泡48h后，清洗消毒，以双层脱脂棉纱布为芽床，萌发条件为温度25℃，黑暗条件，于人工气候箱中进行萌发90天。
2.根据权利要求1所述的外源生长调节剂对破除华重楼种子休眠的方法，其特征在于，取华重楼种子，人工去皮处理，与湿度10％的湿沙混匀，低温层积50d，将上述低温层积50d的种子取出，筛去沙子，用清水冲洗干净，将种子在外源生长调节剂溶液中浸泡48h，再用浓度为7％的次氯酸钠溶液处理30min，取出用清水洗去残液，再用70％酒精消毒1min，以双层脱脂棉纱布为芽床，萌发条件为温度25℃，黑暗条件，于人工气候箱中进行萌发90天。
3.根据权利要求1或2所述的外源生长调节剂对破除华重楼种子休眠的方法，其特征在于，所述的外源生长调节剂为GA3、6-BA、2,4-D和KMnO4中的任意一种或几种。
4.根据权利要求3所述的外源生长调节剂对破除华重楼种子休眠的方法，其特征在于，所述的GA3的度为500mg/L或800mg/L，所述的6-BA的浓度为10mg/L或50mg/L，2,4-D的浓度为0.1mg/L，KMnO4的浓度为0.1-0.3％。
5.根据权利要求4所述的外源生长调节剂对破除华重楼种子休眠的方法，其特征在于，所述的外源生长调节剂为由GA3、KMnO4和6-BA组成的复配调节剂。
6.根据权利要求5所述的外源生长调节剂对破除华重楼种子休眠的方法，其特征在于，所述的复配调节剂中，GA3的浓度为500mg/L、KMnO4的浓度为0.3％、6-BA的浓度为10mg/L。
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