植物激素对冰叶日中花种子萌发的影响

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　　摘  要：为探索冰叶日中花（Mesembryanthemum crystallinum Linn.）种子萌发过程中激素种类及浓度的调控作用，利用不同种类及浓度的植物激素（NAA、GA3：0、0.1、1、5、50、150、200mg/L;6-BA：0、0.05、0.5、1、5、9、15mg/L），检测种子萌发率、发芽势及发芽指数。结果表明：在适宜浓度下，3种激素对冰叶日中花种子的萌发都有促进作用。其中，6-BA在0.05mg/L时对种子萌发的促进作用最为明显，萌发率达到61%，较对照组提高了18个百分点。
　　关键词：冰叶日中花;种子萌发;植物激素
　　中图分类号 Q945.78 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）06-0147-03
　　Abstract：In order to explore the regulation of hormone species and concentration in the seed germination of Mesemryanthemum crystallinum L.，different types and concentrations of phytohormones （NAA，GA3：0，0.1，1，5，50，150，200mg/L;6-BA：0，0.05，0.5，1，5，9，15mg/L），were added  and then detected the  germination rate，germination potential and germination index of the seed.The results showed that under the appropriate concentration，the three hormones could promote the germination of the seeds.Among them，6-BA at 0.05mg/L had the most obvious effect on seed germination，and the germination rate reached 61%，which was 18% higher than the control group.
　　Key words：Mesembryanthemum crystallinum L.;Seed germination;Plant hormone
　　我国盐渍化土地数量众多，土壤盐渍化是影响农林生产和生态环境的主要因素[1]，因此，改善盐渍化土地的生态环境已成为我国农林生产中亟待解决的问题[2]。通过研究耐盐植物的生理和分子机制，筛选出耐盐性强的植物，改良作物的遗传基因，提高植物的耐盐性，是农林业研究的一个重要领域[3]。在盐渍化土壤中，种子萌发是植物生长的关键和敏感阶段，增强种子的耐盐性和萌发率是提高植物成活率的关键[4]。
　　冰叶日中花（Mesembryanthemum crystallinum L.）是植物耐盐性研究的模式植物。目前，关于冰叶日中花种子萌发的研究大多集中于NaCl浓度的探究[5]，但关于激素种类及浓度对冰叶日中花种子发芽率的影响还未见报道。笔者通过冰叶日中花种子的萌发率、发芽势及发芽指数等指标，研究植物激素对冰叶日中花种子萌发的影响[6]，为确定冰叶日中花无菌培养基质的成分提供依据。
　　1 材料与方法
　　1.1 材料 冰叶日中花种子购于山东省寿光米多农业科技有限公司。赤霉素（GA3）、奈乙酸（NAA）、6-苄氨基嘌呤（6-BA）、NaCl均为分析纯，购于国药。所有培养材料均置于（25±1）°C、光照时间12h/d的恒温培养室内培养[7]。
　　1.2 试验方法
　　1.2.1 种子消毒 选取大小均匀无病虫害的冰叶日中花种子，用70%酒精浸泡2min，再用0.1%HgCl2浸泡2min消毒处理，然后用无菌水冲洗5次，用无菌滤纸吸干水分，接种于萌发培养基上，每个处理50颗种子，设3个重复[8]。
　　1.2.2 植物激素的处理 萌发培养基为MS培养基，琼脂6g/L，pH5.8;另使用不同浓度的植物激素（NAA、GA3：0、0.1、1、5、50、150、200mg/L;6-BA：0、0.05、0.5、1、5、9、15mg/L）浸种4h后进行发芽处理[9]，以正常条件不加植物激素处理作对照。将消毒过的种子接入萌发培养基，暗室中培养2d后，进行光照培养。每日定时观察统计种子萌发数，以第4d计算发芽势，第7d计算发芽率及发芽指数[10]。
　　1.3 数据处理 以胚根长≥2mm时算作种子萌发。萌发率（GR）=n/N×100%（n为最终达到的正常发芽粒数，N为供试种子数）;发芽势（GP）=规定时间内发芽种子数/供试种子数;发芽指数（GI）=∑（Gt/Dt）（Gt为第t天的发芽数，Dt为相应的发芽天数）;相对盐害率=（对照发芽率-处理发芽率）/对照发芽率×100%[11]。用Excel 2010软件进行数据处理及单因素方差分析。
　　2 结果与分析
　　2.1 6-BA浓度对冰叶日中花种子萌发的影响 将经0.1%HgCl2消毒2min的冰叶日中花种子分别浸种于0、0.05、0.5、1、5、9、15mg/L的6-BA溶液中，以正常条件不加植物激素处理作对照。上述处理的冰叶日中花种子均接种于MS培养基中。实验发现，与空白对照组相比，随着6-BA的浓度不断升高，冰叶日中花种子的萌发率呈先上升后下降的趋势，在0.05mg/L时萌发率最高，对种子萌发的促进作用达到了顶峰（图1）。
　　2.2 NAA浓度对冰叶日中花种子萌发的影响 将经0.1%HgCl2消毒2min的冰叶日中花种子分别浸于0、0.1、1、5、50、150、200mg/LNAA溶液，以正常条件不加植物激素处理作对照。上述处理的冰叶日中花种子均接种于MS培养基中。实验发现，与空白对照组相比，冰叶日中花種子的萌发率、发芽势及发芽指数在不同浓度NAA溶液处理后均呈现出先升高后降低的趋势，萌发率在NAA1mg/L时最高，而发芽势及发芽指数在5mg/L时达到峰值（图3、图4）。 　　2.3 GA3浓度对冰叶日中花种子萌发的影响 将经0.1%HgCl2消毒2min的冰叶日中花种子分别浸于0、0.1、1、5、50、150、200mg/L GA3溶液中，以正常条件不加植物激素处理作对照。上述处理的冰叶日中花种子均接种于MS培养基中。实验发现，GA3的浓度对种子发芽率的影响并不明显（P>0.05），随着GA3浓度的升高，发芽率整体呈现微弱的上升趋势（图5）。在150mg/L时，种子的发芽势较空白组提高了13个百分点，处于峰值;当浓度达到200mg/L时，种子萌发率最高，较空白组提升了11个百分点。
　　3 结论与讨论
　　在进行植物组织培养时，萌发培养基的篩选是关键性的步骤之一。种子休眠是植物延迟萌发至理想生长条件的一种适应性机制，而解除休眠是内外因素相互作用的结果。外因是指适当的光照、温度、水分和氧气，内因是指种子本身是否有足够的储备，以及在接收到外部信号后，利用这些储备启动各种生命活动相关的生化反应的能力。在种子的休眠和萌发过程中，激素起着非常重要的作用，它们可以通过信号转导对种子内部的各种生理变化作出反应，调节一系列蛋白质和酶的代谢，从而调节种子的休眠和萌发[12]。
　　植物中各种激素种类对植物萌发及生长起着重要的调节作用，当细胞分裂素及生长素含量增加时，种子解除休眠，萌发率提高。GA3、NAA及6-BA作为重要的植物激素，可以刺激植物的分裂和生长，常用于解除种子休眠，提高萌发率。研究结果发现，MS培养基中所含的大量及微量元素有利于植物的生长，而合适浓度的植物激素的添加则明显促进了冰叶日中花种子的萌发;在激素的种类和添加方式上，3种激素均表现出明显的促进作用，其中，0.05mg/L6-BA溶液浸种4h的处理对种子萌发的促进作用最大，萌发率达到61%，较对照组提高了18个百分点;5mg/LNAA溶液浸种4h的处理对种子活力提升的促进作用最大。但只有在一定范围内，植物激素才能提高种子活力，促进种子萌发。当激素浓度超过这个范围时，可能会促进生长激素的增加，促进乙烯的释放，打破种子内部的生理平衡，抑制种子萌发，甚至导致种子活力的丧失[13]。
　　种子休眠的解除和种子萌发是多种激素相互作用的结果。某一激素的含量和敏感性的变化并不能完成这一复杂的生理过程，它需要各种激素和各种因素在外界环境中的综合作用。为了解种子萌发的生理生化机制，仅考虑单一因素是不够的。随着分子生物学理论和技术的飞速发展，对种子休眠和萌发机制的研究将会更加深入，其生理生化机制将会更加清晰。
　　参考文献
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　　（责编：徐世红）
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