不同溫度對鳳丹種子上胚軸休眠解除及內源激素含量變化的影響

姜宗慶　李成忠　劉行　余樂　湯庚國

摘要：以鳳丹已生根種子為材料，研究不同溫度對鳳丹種子上胚軸休眠解除及內源激素含量變化的影響。結果表明：1～5 ℃范圍內，溫度越低，解除休眠效果越好；10 ℃處理鳳丹種子依舊可以發芽，但顯著低于1、5 ℃處理；15、20 ℃處理鳳丹種子均沒有發芽。由結果看出，鳳丹種子上胚軸休眠解除的臨界溫度值應介于10～15 ℃之間。1～10 ℃溫度范圍內處理可提高鳳丹種子內赤霉素（GA3）含量、降低脫落酸（ABA）含量、增加GA3/ABA比值，并調節鳳丹種子上胚軸休眠促進物與抑制物間的平衡，尤其在1～5 ℃溫度范圍內調節幅度最為明顯，更有利于解除種子上胚軸休眠，促進鳳丹種子發芽。

關鍵詞：不同溫度；鳳丹；上胚軸；休眠解除；內源激素

中圖分類號： S685.110.1 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2015）10-0223-02

牡丹（Paeonia suffruticosa）為毛茛科芍藥屬落葉灌木，是我國傳統名花。牡丹除花可供觀賞和藥用、皮供藥用之外，牡丹籽含油量也相當豐富。近年來，油用牡丹的研究與開發成為研究的新熱點，播種育苗是獲得大量油用牡丹苗的重要途徑，但是自然條件下牡丹種子發芽一般歷時6～8個月[1]，而且出苗率較低，嚴重制約了油用牡丹的栽培推廣。究其原因，是因為牡丹種子具有雙重休眠特性，具體表現在胚根（下胚軸）和胚芽（上胚軸）的休眠，尤以上胚軸休眠較為深沉。種子秋播后，胚根發育成根而上胚軸處于休眠狀態，必需經過一段時間的低溫后上胚軸才能萌發[2]。前人對牡丹種子上胚軸休眠特性進行了研究[3-7]，但不同研究結果并不一致，而且對牡丹種子上胚軸休眠解除的相關生理機制研究鮮見報道。本試驗以油用牡丹品種鳳丹為材料，研究不同溫度對鳳丹種子上胚軸休眠解除及內源激素含量變化的影響，以期為進一步探討油用牡丹快速齊苗技術奠定基礎，從而為大面積生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2014年在江蘇農牧科技職業學院園林園藝系苗木基地進行，試驗材料為購自山東荷澤的鳳丹種子。2014年9月2日播種，先將鳳丹種子與濕沙（濕度為沙子最大持水量的50%）按1 ∶ 4的體積比混勻（下同），置于（23±2） ℃溫室內層積催根。已有研究認為，胚根長為3 cm時適宜進行上胚軸休眠解除[2，4，7]，本試驗在此基礎上，待大部分種子胚根長2～4 cm時（2014年10月11日），統一選取根長3 cm的種子進行不同溫度的處理試驗。

1.2 試驗方法

試驗設1、5、10、15、20 ℃等5個水平，不同溫度處理時間統一為60 d；每個處理重復3次，每個重復200粒種子，不同溫度處理在人工氣候箱中進行。處理結束（2014年12月10日）后置于溫室中（18±2） ℃進行正常管理。

1.3 指標測定

1.3.1 發芽率調查 于2014年12月30日統一記錄發芽數和芽長，統計發芽率。

1.3.2 內源激素測定 各溫度處理分別在處理后0、10、20、30、40、50、60 d取樣，取樣時去除種皮、胚根，切取胚乳部分，稱取0.2 g鮮樣，用80%甲醇磨成勻漿，并用80%甲醇清洗研缽2次，轉移到2 mL離心管中，用冷凍離心機離心（4 ℃，12 000 r/min） 15 min，提取上清液，采用酶聯免疫法（ELISA）[8]測定2種內源激素赤霉素（GA3）、脫落酸（ABA）的含量，重復3次，取平均值。

2 結果與分析

2.1 不同溫度處理對鳳丹種子發芽的影響

由表1可知，在5個溫度處理中，1 ℃處理發芽率、芽長最高，分別為87.9%、6.2 cm；5 ℃處理發芽率、芽長次之，分別為80.1%、5.4 cm，但2個處理間差異不顯著；10 ℃處理鳳丹種子可以發芽，發芽率、芽長分別為41.4%、0.9 cm，顯著低于1、5 ℃處理；15、20 ℃處理鳳丹種子均沒有發芽，表明鳳丹種子存在較深的上胚軸休眠。本試驗條件下，10 ℃及以下低溫處理均可以打破鳳丹種子的上胚軸休眠，鳳丹種子上胚軸休眠解除的臨界溫度值應介于10～15 ℃之間。

2.2 不同溫度處理對鳳丹種子內源激素變化的影響

2.2.1 不同溫度處理對鳳丹種子GA3含量變化的影響 GA3是調節種子休眠的促進物。由圖1可見， 隨著處理時間的延長，1、5 ℃處理鳳丹種子中GA3含量呈先上升后下降的趨勢，1 ℃處理在40 d時達到最大值，5 ℃處理在50 d時達到最大值，之后均逐漸下降；10 ℃處理呈一直上升趨勢，但上升幅度低于1、5 ℃處理；15、20 ℃處理種子中GA3含量一直維持在較低水平。由此可見，1～10 ℃溫度范圍內處理能夠增加鳳丹種子內GA3含量，從而為打破種子上胚軸休眠提供條件，尤以1～5 ℃溫度處理范圍內種子內GA3含量增加最為明顯，從而更有利于鳳丹種子的發芽。

2.2.2 不同溫度處理對鳳丹種子ABA含量變化的影響 ABA是調節種子休眠的抑制物。由圖2可見，隨著處理時間的延長，除15、20 ℃處理ABA含量一直保持較高水平外，其他3個處理鳳丹種子中ABA含量下降趨勢明顯，其中1、5 ℃處理下降幅度均大于10 ℃處理，尤以1 ℃處理下降幅度最大。1、5 ℃處理分別在30、40 d下降幅度最大，之后均稍緩慢下降。由此可見，1～10 ℃溫度處理范圍內均能減少鳳丹種子內ABA含量，尤以1～5 ℃溫度處理范圍內ABA含量下降最為明顯，更有利于解除種子上胚軸休眠，促進種子發芽。

2.2.3 不同溫度處理對鳳丹種子GA3/ABA比值變化的影響 由圖3可以看出，隨著處理時間的延長，GA3含量與ABA含量的比值在15、20 ℃處理下無明顯變化，均較低。1、5、10 ℃處理的GA3/ABA比值在20 d之前增加緩慢，之后相對迅速增加，尤以50 d后增幅最大。不同溫度處理間GA3/ABA比值表現為1 ℃>5 ℃>10 ℃>15 ℃>20 ℃，1、5 ℃處理明顯高于10 ℃處理。由此可見，1～10 ℃溫度范圍內處理能夠增加鳳丹種子內GA3/ABA比值，從而調節鳳丹種子上胚軸休眠促進物與抑制物間的平衡。endprint

3 結論與討論

本試驗條件下，1 ℃處理發芽率、芽長最高，分別為87.9%、6.2 cm；5 ℃處理發芽率、芽長次之，分別為80.1%、5.4 cm，但2個處理間差異不顯著，這與前人研究認為0～5 ℃是休眠解除最適宜溫度基本一致[1]。同時本試驗結果表明，1～5 ℃范圍內，溫度越低，解除休眠的效果越好，這是前人沒有報道過的。10 ℃處理鳳丹種子依舊可以發芽，發芽率、芽長分別為41.4%、0.9 cm，顯著低于1、5 ℃處理，這與景新明等關于10 ℃條件仍然可以解除鳳丹種子的休眠研究結果一致[9]。15、20 ℃處理鳳丹種子均沒有發芽，表明鳳丹種子上胚軸休眠解除的臨界溫度值應介于10～15 ℃之間。

前人研究結果表明，種子的休眠與GA3和ABA存在密切關系[10]。本試驗研究了不同溫度對鳳丹種子上胚軸休眠解除過程中內源激素含量變化的影響。結果表明：隨著處理時間的延長，1、5 ℃處理鳳丹種子中GA3含量呈先上升后下降的趨勢，1 ℃處理在40 d達到最大值，5 ℃處理在50 d達到最大值，之后均逐漸下降；10 ℃處理呈一直上升趨勢，但上升幅度低于1、5 ℃處理；15、20 ℃處理種子中GA3含量一直維持在較低水平。

隨著處理時間的延長，除15、20 ℃處理的ABA含量一直保持較高水平外，其他3個處理鳳丹種子中ABA含量下降趨勢明顯，其中1、5 ℃處理下降幅度均大于10 ℃處理，尤以1 ℃處理下降幅度最大。1、5 ℃處理分別在30、40 d下降幅度最大，之后均稍緩慢下降。

15、20 ℃處理的GA3含量與ABA含量的比值無明顯變化，均較低。1、5、10 ℃處理的GA3/ABA比值在20 d之前增加緩慢，之后相對迅速增加，尤以50 d后增幅最大。不同溫度處理間GA3/ABA值表現為1 ℃>5 ℃>10 ℃>15 ℃>20 ℃，1、5 ℃處理明顯高于10 ℃處理。

綜合來說，1～10 ℃溫度處理可增加鳳丹種子內GA3含量、減少ABA含量、增加GA3/ABA比值，并調節鳳丹種子上胚軸休眠促進物與抑制物間的平衡，尤以1～5 ℃溫度范圍內調節幅度最為明顯，更有利于解除種子上胚軸休眠，促進鳳丹種子發芽。

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