CN109673199A - 一种提高大丁草种子萌发率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高大丁草种子萌发率的方法，大丁草种子经一定浓度的植物激素进行浸种处理后后，在一定温度和光周期下，萌发培养18～22天，观察统计种子萌发情况。本发明从育苗基质、激素种类与浓度、培养温度、光照、浸种时间等方面对大丁草种子萌发特性进行研究，得出大丁草种子的适宜繁育条件，提升大丁草种子萌发率，从而为野生大丁草的种子种苗繁育提供参考。

Description

一种提高大丁草种子萌发率的方法
技术领域
本发明涉及一种药用植物大丁草种子的育苗方法，特别是一种提高大丁草种子萌发率的育苗方法。
技术背景
大丁草(Gerbera anandria)，属菊科(Compositae)大丁草属(Leibnitzia)多年生草本植物，又名烧金草，是我国南方地区常用民族药之一，尤其在滇、黔、桂地区应用较为广泛。大丁草全草入药，具有清热解毒、利湿消肿、止咳、止血等功效，用于治疗肺热咳嗽、湿热泻痢、热淋、风湿关节痛、痈疖肿毒等疾病。全草含挥发油、香豆素、黄酮等成分，现代研究表明，大丁草具有显著的抗肿瘤作用、止咳化痰及抗炎等作用，具有较高的药用开发价值。大丁草种子种苗繁育与栽培研究尚属空白，开展相关研究尤为迫切。
发明内容：
本发明的目的在于，提供一种提高大丁草种子萌发率的方法。本发明从育苗基质、激素种类与浓度、温度、光照、浸种时间等方面对大丁草种子萌发特性进行研究，得出大丁草种子的适宜繁育条件。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案实现：一种提高大丁草种子萌发率的方法，大丁草种子浸种后，萌发培养18～22天，观察统计种子萌发情况。
前述的提高大丁草种子萌发率的方法，所述的大丁草种子浸种是；将大丁草种子用GA3、NAA或SA浸种24～36h。
前述的提高大丁草种子萌发率的方法中，所述GA3的浓度为10～100mg·L-1。
前述的提高大丁草种子萌发率的方法中，所述GA3的浓度为50mg·L-1。
前述的提高大丁草种子萌发率的方法中，所述NAA的浓度为10mg·L-1。
前述的提高大丁草种子萌发率的方法中，所述SA的浓度为10～200mg·L-1。
前述的提高大丁草种子萌发率的方法中，所述SA的浓度为50mg·L-1。
前述的提高大丁草种子萌发率的方法中，所述萌发培养是；以河沙为培养基，20～25℃下周期性光照培养。
前述的提高大丁草种子萌发率的方法中，所述的周期性光照是：光周期为12小时光照；12小时黑暗，光照强度为300lx。
发明人对大丁草种子的方法进行了大量的实验研究，本发明从育苗基质、激素种类与浓度、浸种时间、萌发温度、光照等方面对大丁草种子萌发特性进行了研究，以探讨不同条件对大丁草种子萌发的影响，探索大丁草种子的适宜条件，从而提高大丁草种子萌发率。以下是发明人做的部分实验研究：
实验例：
1材料与试剂
1.1试验材料
大丁草种子于2017年7～12月采自贵阳中医学院种子种苗繁育基地大丁草试验圃，试验材料均经贵阳中医学院魏升华教授鉴定，凭证标本保存于贵阳医学院中药材种植及加工研究所。试剂：河沙、蛭石、泥土、乙醇、赤霉素(GA3)、水杨酸(SA)、萘乙酸(NAA)等。仪器：培养皿、光照培养箱等。
1.2试验方法
1.2.1萌发基质考察
25℃、光照12h/黑暗12h条件，不同基质培养：纱布、河沙、滤纸、脱脂棉，每个处理重复4次。观察统计种子萌发情况。
1.2.2萌发温度考察
以河沙作基质，分别在10、15、20、25、30℃进行试验，定期观察发芽情况，每个处理重复4次。观察统计种子萌发情况。
1.2.3萌发光周期考察
以河沙作基质，25℃下，分别置于周期性光照(光照12h/黑暗12h)，全光照(3级光照)，全黑暗3个条件下进行试验，每个条件下重复4次。观察统计种子萌发情况。
1.2.4浸种时间考察
以河沙为萌发基质、25℃、光照12h/黑暗12h的条件下，将大丁草种子分别用蒸馏水浸种0、12、24和48h，吸水纸吸干表面水分，放置于恒温培养箱中进行试验，每个条件下重复4次，每次50粒。观察统计种子萌发情况。
1.2.5激素类型及其浓度考察
在25℃，以河沙作为发芽基质、周期性光照(光照12h/黑暗12h)的条件下，将大丁草的种子分别用浓度为0(CK)、10、50、100、200、400mg·L-1的赤霉素(GA3)、萘乙酸(NAA)和水杨酸(SA)浸种24h，其中0mg·L-1用纯净水浸种24h作为空白对照，放置于恒温培养箱中进行试验，每个条件下重复4次，每组50粒。观察统计种子萌发情况。
1.3项目测定
发芽期间，每日记载种子萌发情况及发芽粒数，种子发芽率试验参照《国际种子检验规程》计算发芽率、发芽势和发芽指数。
发芽率(％)＝(总发芽数/供试种子数)×100；
发芽势(％)＝(规定的日期内发芽的种子数/供试种子数)×100；
发芽指数(GI)＝ΣGt/Dt。式中，Gt表示在第t天的发芽数，Dt表示发芽天数。
1.4数据分析
在Microsoft Excel 2010中计算平均值、标准差以及作图，最终的萌发结果以“萌发百分率±标准差”表示。采用单因素方差分析(One-WayANOVA)进行均值显著性检验，均数之间的差异采用LSD和Duncan方法进行显著性检验或多重比较。
2结果与分析
2.1休眠特性
经试验，大丁草种子即采即播，在实验室培养箱中20～25℃条件下，第4天开始着床萌发。因此，大丁草种子无休眠特性。
2.2不同基质对大丁草种子萌发的影响
经20d萌发培养，不同基质中大丁草种子的萌发情况如表1所示。可知，不同培养基质对大丁草种子培养发芽率、发芽势、发芽指数均具有显著影响。河沙组大丁草种子培养发芽率、发芽势、发芽指数均最高，分别为96％、78.5％、35.7％，纱布组最低，分别为54.5％、22.5％、7.5％，对各组间发芽率、发芽势、发芽指数进行LSD显著性检验比较，河沙组3个指标与其它组别均具有显著性差异(P<0.05)。由此可知，河沙可能是大丁草种子较为理想的萌发基质。
表1不同基质对大丁草种子发芽率的影响(n)
注：同一行数据后相同字母表示差异不显著(P>0.05)。下同。
2.4不同温度对大丁草种子萌发的影响
由表2可知，10℃时，发芽率、发芽势和发芽指数分别为48％、0和0；15℃时，发芽率、发芽势和发芽指数分别为72％、6％、1.2％；20℃时，发芽率、发芽势和发芽指数分别为100％、32.5％、9.6％；25℃时，发芽率、发芽势和发芽指数分别为92.5％、47.0％、18.5％；30℃时，发芽率、发芽势和发芽指数分别为36％、7.0％、2.4％；LSD显著性检验分析表明，20℃种子发芽率与25℃种子发芽率不存在显著性差异，但二者的发芽势和发芽指数差异显著[20]。由此可知，20℃可能是大丁草种子较为理想的萌发温度。
表2不同温度对大丁草种子发芽率的影响(n＝4)
2.5不同光照对大丁草种子萌发的影响
光照对大丁草种子萌发特性的影响结果见表3，可知，周期性光照组的大丁草种子发芽率、发芽势、发芽指数均最高，分别为90.0％、47.0％、17.1％，黑暗组最低，分别为68.0％、14.0％、5.7％。经LSD显著性检验分析，周期性光照条件下萌发率分别与其它2组的萌发率有显著差异(P<0.05)，而完全黑暗条件和全光照条件下的萌发率差异则不显著(P>0.05)。由此可知，周期性光照可能是大丁草种子较为理想的萌发光照条件。
由表4可知，不同光照条件对大丁草种子的根的生长影响不同，全光照条件下根的生长长度最长，平均长度为41.69mm，黑暗条件下的根生长长度最短，平均长度为10.82mm。
表3不同光照强度对大丁草种子发芽率的影响
表4不同光照强度对根生长的影响
2.6不同浸种时间对大丁草种子萌发的影响
由表5可知，浸种24h和36h的种子的发芽率和发芽势都显著提高，与对照组相比，发芽率分别提高了8.7％、3.1％，发芽势分别提高了11.8％、10％。浸种48h的发芽率、发芽势和发芽指数明显低于12、24和36h，且低于对照组。LSD显著性检验分析表明，浸种24h的3项指标只与浸种48h的有显著性差异(P>0.05)，与其它浸种时间的均无显著性差异(P>0.05)，且浸种24h组的发芽率、发芽势和发芽指数均最高，分别为92.7％、55.8％、12.0％，浸种48h的发芽率、发芽势和发芽指数均最低，分别为80.5％、42.6％、8.7％。浸种0、12和36h三者之间的发芽率没有显著性差异(P>0.05)。由此可知，浸种24h可能是大丁草种子较为理想的萌发浸种时间。
表5不同浸种时间对大丁草种子发芽率的影响
2.7不同激素浓度对大丁草种子萌发的影响
由表6可以看出，低浓度的激素对种子萌发具有显著的促进作用，而随着激素浓度的增大，种子的萌发受到了显著的抑制作用。结果表明，一定浓度范围内的GA3能显著提高大丁草种子的发芽率，促进种子萌发。其中，GA3浓度为10～100mg·L-1的范围内，大丁草种子的发芽率较高，均在90％以上，明显高于对照组；GA3的浓度为50mg·L-1时，其发芽率、发芽势和发芽指数均最高，分别为97.8％、78.8％、16.5％。GA3的浓度为400mg·L-1时，其发芽率、发芽势和发芽指数均最低，分别为76.5％、51.6％、7.1％，且明显低于对照组，表现出了一定的抑制作用。Duncan显著性检验分析，50mg·L-1浓度组的发芽率和发芽势与其它组别具有显著性差异(P>0.05)。因此，可以认为促进大丁草种子萌发的GA3的最佳浓度范围为10～100mg·L-1，50mg·L-1的GA3可能为促进大丁草种子萌发的最适浓度。
试验表明，低浓度的NAA对大丁草种子的萌发表现出了显著的促进作用，而高浓度的NAA严重抑制了大丁草种子的萌发，甚至可使种子失活。当NAA的浓度为10mg·L-1时，大丁草种子的发芽率、发芽势和发芽指数均达到了最高，分别为93.5％、48.8％、26.5％，Duncan显著性检验分析表明，与对照组相比，具有显著性差异(P>0.05)，说明低浓度的NAA可以有效促进大丁草种子的萌发；当NAA的浓度为400mg·L-1时，大丁草的发芽率、发芽势和发芽指数均最低，分别为5％、0、0，有理由认为经过400mg·L-1NAA浸种处理的种子已经失活[21]。由此可知，10mg·L-1的NAA可能为促进大丁草种子萌发的最适浓度。
表6不同激素浓度对大丁草种子发芽率的影响
由表6可知，SA处理提高了大丁草种子的发芽率和发芽势，与CK相比，10～200mg·L-1的SA均对大丁草种子的萌发均有不同程度的促进作用，只有400mg·L-1浓度的SA对大丁草种子的萌发表现出了显著的抑制作用。50mg·L-1的SA处理的发芽率、发芽势和发芽指数均最高，分别为94.5％、46.0％、16.9％，Duncan显著性检验分析表明，与对照组相比，具有显著性差异(P<0.05)。与CK相比，经过SA处理后的大丁草种子的发芽势和发芽指数均表现为先升高后下降的趋势因此，50mg·L-1的SA可能为促进大丁草种子萌发的最适浓度。
3结论
3.1温度对大丁草种子萌发的影响
种子萌发过程中需要一系列的酶促反应，而温度明显影响这些酶促反应的正常进行。根据预试验的结果，温度在10～30℃有较高的发芽率。这与自然状态下，大丁草种子在夏季气温20℃左右时出苗并旺盛生长的规律是相一致的。这可能是由于大丁草主要分布在亚热带地区，长期在在这种环境下生长，因此大丁草种子对于10～30℃具有更好的适应性。低温是使种子内部的各种劣变活动降到最低水平的重要措施之一，高温能使种子快速劣变，高温胁迫对种子萌发有一定抑制作用。此试验表明，5、35℃时，种子的发芽明显受到抑制，且随着时间的增加种子发霉腐败。
发芽率表示种子发芽的能力，发芽势表示种子生活力的强弱程度。在20℃时，大丁草种子发芽率，但发芽势和发芽指数却在温度为25℃时达到了最高，说明在25℃时的萌发条件下大丁草种子的生活力较强，因此在实验室进行大丁草种子萌发试验时，应选20～25℃的温度条件。
3.2基质对大丁草种子萌发的影响
滤纸、河沙、脱脂棉和纱布等是最常见的萌发基质，滤纸具有污染小且方便的优点，适合较小种子的萌发，而和沙可以将较大种子全部覆盖，有利于种子吸水的同时可以保证氧气供应。试验结果表明，河沙更适合大丁草种子的萌发，而以纱布作为萌发基质降低了萌发率，这说明种子萌发时需要充足的水分，而纱布保水性差，不能及时供给种子水分。所以，实验室对大丁草种子进行萌发时，应选取河沙作为萌发基质，保证较高萌发率。不同基质吸收水分的含量不一样。试验中所用的5种基质以脱脂棉和河沙的保水性最好，滤纸和纱布的保水性最差。因此试验中每次加水时对不同基质的加水量也不相同，注意避免因加水量过造成种子吸水过多涨破而变坏。
3.3光照对大丁草种子萌发的影响
由试验结果可知不同的光照强度对大丁草种子的萌发有不同的影响。光照是影响种子萌发的重要因子，光通过光敏色素的作用而启动种子中的一系列生理生化反应，从而激发种子萌发。光照可以刺激一些种子萌发，也可以抑制某些种子的萌发。光照对种子萌发的影响因植物种类而异，有些植物的种子如莴苣、芹菜萌发需要光照，也有另一类植物种子的萌发会被光抑制，如水芹、飞燕草、苋等。对于多数种子来说，有无光照皆可萌发，这类种子称为光中性种子。试验结果表明，大丁草种子就属于此类，光照和黑暗条件下都能萌发，但是光照条件下的发芽率和发芽势明显高于黑暗条件下的发芽率和发芽势，因此，大丁草种子播种时不宜太深。该研究结果还表明，周期性光照条件下大丁草种子的萌发率和萌发指数都明显高于全光照条件。因此，在进行大丁草种子发芽试验时，宜在周期性光照条件下进行。
3.4不同浸种时间对大丁草种子萌发的影响
研究表明，适当的浸种时间可以使得种子吸胀，从而种皮得到软化，改变其渗透势，提供足够的氧气而促进种子的发芽。但是，浸种时间过长会使得种子的细胞壁过分吸水，使得种子内水分过多，种子内氧气含量下降而使种子活力下降而霉烂，所以使得发芽率和发芽势都明显下降。由试验结果可知，不同的浸种时间对大丁草种子的萌发影响不同。大丁草种子在浸种48h后发芽率和发芽势都显著下降，因此在进行大丁草种子发芽试验时，浸种时间不宜过长，浸种24h最为适宜。
3.5不同激素浓度对大丁草种子萌发的影响
GA3是植物常用的一种生长调节剂，以提高种子水解酶的活性，贮藏物质大量分解，同浓度的GA3处理种子，种子的萌发以及幼苗都有非常明显的促进作用，不一定浓度越高越好，浓度太高既增加成本，效果也不一定好。很多研究表明，GA3浓度对种子的影响会随着物种的不同而有差异。研究结果表明，经赤霉素浸种催芽后大丁草种子发芽率、发芽势明显提高，但提高幅度与赤霉素浓度大小有关，大丁草种子发芽率、发芽势在处理浓度为50mg·L-1时最高。结果表明，只有在10～100mg/L-1范围内赤霉素才能有效提高大丁草种子活力，促进种子萌发。因此选择合适的GA3浓度处理是大丁草育苗成功的关键。
NAA是一种广谱型植物生长调节剂，可促进细胞分裂与扩大，诱导形成不定根，促进扦插枝条生根等，在植物生长发育中起着重要作用。该试验中，极低浓度的NAA对大丁草种子的萌发表现出了显著的促进作用，这与娇鑫等用NAA对甘草种子萌发研究所得出的结果基本一致。50mg·L-1浓度下的NAA种子发芽率与对照基本持平，但100mg·L-1的NAA对大丁草种子的萌发表现出了一定的抑制作用。综合来看，极低浓度的NAA对大丁草种子萌发具有促进作用，高浓度则会产生抑制作用。然而，植物激素对植物的调节作用是随处理浓度和植物和植物状况而有很大差异，该试验仅选取5个特定的NAA浓度进行了初步探讨，所选浓度范围有一定的局限性，在这个浓度范围内的其它浓度或不在此范围内的某个浓度可能会对大丁草的种子萌发产生更加显著的促进或抑制作用。
邻羟基苯甲酸(SA)是植物体内广泛存在的一种简单的酚酸类物质，也是一种新的植物内源激素，该试验表明适宜浓度的外源SA浸种能有效促进大丁草种子的萌发，提高发芽率、发芽势和活力指数等，浓度过高则抑制种子的萌发，这与朱伟等研究低浓度水杨酸可以促进抗虫棉种子的萌发的结论一致。朱利君等[27]研究表明SA对红花种子萌发的最适处理浓度分别为1.00、0.50、0.50mmol·L-1，大于该浓度对种子发芽呈抑制作用；当SA浓度超过50mg·L-1时，大丁草种子的发芽率、发芽势和发芽指数均随着SA浓度的增加呈降低的趋势，且浓度越高抑制作用越明显，这可能是高浓度的SA降低了种子的渗透调节能力，不利于大丁草种子吸水，其机制有待进一步研究。
综上，不同基质、温度和光照条件以及不同种类、不同浓度的植物生长调节剂对大丁草种子萌发大丁草萌发的适宜基质为河沙，适宜温度为20～25℃，适宜的光照条件为周期性光照，适宜的浸种时间为24h，适宜的赤霉素、萘乙酸和水杨酸的浓度分别为50、10、50mg·L-1。
与现有技术相比，本发明从育苗基质、激素种类与浓度、温度、光照、浸种时间等方面对大丁草种子萌发特性进行研究，得出大丁草种子的适宜繁育条件，从而为野生大丁草的种子种苗繁育提供参考。
下面结合实施例对发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
具体实施方式：
实施例1.
一种提高大丁草种子萌发率的方法：将大丁草种子用浓度为50mg·L-1的GA3浸种24h后、以河沙为培养基，20～25℃下周期性光照培养20天，即可；所述的周期性光照是：光周期为12小时光照；12小时黑暗，光照强度为300lx。
实施例2.
一种提高大丁草种子萌发率的方法：将大丁草种子用浓度为10mg·L-1的NAA浸种24h后、以河沙为培养基，20-25℃下周期性光照培养20天，即可；所述的周期性光照是：光周期为12小时光照；12小时黑暗，光照强度为300lx。
实施例3.
一种提高大丁草种子萌发率的方法：将大丁草种子用浓度为50mg·L-1的SA浸种24h后、以河沙为培养基，20～25℃下周期性光照培养20天，即可；所述的周期性光照是：光周期为12小时光照；12小时黑暗，光照强度为300lx。

Claims (9)

1.一种提高大丁草种子萌发率的方法，其特征在于：大丁草种子浸种后，萌发培养18～22天，观察统计种子萌发情况。
2.如权利要求1中所述的提高大丁草种子萌发率的方法，其特征在于：所述的大丁草种子浸种是；将大丁草种子用一定浓度的GA3、NAA或SA浸种24～36h。
3.如权利要求2所述的提高大丁草种子萌发率的方法，其特征在于：所述GA3的浓度为10～100mg·L-1。
4.如权利要求2所述的提高大丁草种子萌发率的方法，其特征在于：所述GA3的浓度为50mg·L-1。
5.如权利要求2所述的提高大丁草种子萌发率的方法，其特征在于：所述NAA的浓度为10mg·L-1。
6.如权利要求2所述的提高大丁草种子萌发率的方法，其特征在于：所述SA的浓度为10～200mg·L-1。
7.如权利要求6所述的提高大丁草种子萌发率的方法，其特征在于：所述SA的浓度为50mg·L-1。
8.如权利要求1所述的提高大丁草种子萌发率的方法，其特征在于：所述萌发培养是；以河沙为培养基，20～25℃下周期性光照培养。
9.如权利要求8所述的提高大丁草种子萌发率的方法，其特征在于：所述的周期性光照是：光周期为12小时光照；12小时黑暗，光照强度为300lx。
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