14种川西北高山野生功能性草本花卉植物种子萌发特性.pdf
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1、 接收日期:2023-03-12 接受日期:2023-05-08 基金项目:四川省省级公益性科研单位基本科研业务费专项资金项目(21JDKY07);四川省农业科学院资源及品种创新项目(23LKYCX1-3)*通信作者。E-mail:ymj_ 14 种川西北高山野生功能性草本花卉植物种川西北高山野生功能性草本花卉植物 种子萌发特性种子萌发特性 杨马进*,黄文娟,李 臻,唐霄铧,韩菊兰,叶昌华(四川省农业特色植物研究院,四川 内江 641200)摘 要:以川西北地域 14 种特色功能性草本花卉植物种子为试材,采用不同储藏方式和萌发前处理方式在成都平原地区开展种子萌发实验,探讨高山草本植物在低海拔地
2、带适宜育苗的种子储藏方式及解除休眠的方法。结果表明:宝兴百合 Lilium duchartrei、倒提壶 Cynoglossum amabile、银莲花 Anemone cathayensis、钟花报春 Primula sikkimensis、长梗紫菀 Aster dolichopodus 植物种子在储藏前后均保持较高活力、萌发能力强,雪山报春 Primula nivalis、桃儿七Sinopodophyllum hexandrum、全缘叶绿绒蒿 Meconopsis integrifolia 储藏后种子萌发能力明显增强;不同储藏方式对 14种植物种子发芽率影响极显著(P0.01),沙藏环境优
3、于干燥低温环境,室外干燥通风环境最次,整体以低温 3 沙藏种子萌发率最高;不同种子处理方式对 14 种高山草本花卉植物种子发芽率影响极显著(P0.01),GA3溶液和 6-BA 溶液浸种对种子萌发影响最为明显,前者整体促进,后者则整体抑制,物理损伤和硫酸侵蚀显著降低发芽率;低温 3 沙藏、GA3溶液浸种、清水浸种、超声波震荡对多数植物种子的萌发进程缩短效果明显。倒提壶、银莲花、甘西鼠尾草Salvia przewalskii、草玉梅 Anemone rivularis、长梗紫菀幼苗在成都平原地区自然环境下生长较好,能适应当地夏季高温天气,表现出较强的适应性。关键词:川西北;功能性植物;草本植物;
4、种子萌发 Doi:10.3969/j.issn.1009-7791.2023.03.008 中图分类号:Q945.3 文献标识码:A 文章编号:1009-7791(2023)03-0228-14 Seed Germination of 14 Wild Functional Ornamental Herbaceous Species from the Northwest Sichuan YANG Ma-jin*,HUANG Wen-juan,LI Zhen,TANG Xiao-hua,HAN Ju-lan,YE Chang-hua(Sichuan Academy of Agricultural
5、Characteristic Plants,Neijiang 641200,Sichuan China)Abstract:By different storage methods and different seed treatments,14 wild functional ornamental herbaceous species occurring in the Northwest Sichuan were used as experimental materials to carry out seed germination,and based on the germination c
6、haracteristics of each species to explore the suitable storage methods and dormancy removal methods of seed breeding in low altitude areas.The results indicated that:Lilium duchartrei,Cynoglossum amabile,Anemone cathayensis,Primula sikkimensis,Aster dolichopodus maintained high vigor and strong germ
7、ination ability before and after storage,and the seed germination abilities of Primula nivalis,Sinopodophyllum hexandrum,Meconopsis integrifolia were obviously enhanced after storage;The effects of different storage methods on seed germination rate of 14 species were significant(P0.01),sand storage
8、was superior to dry and low temperature storage,and the germination rate of seeds under sand storage was the highest at 2023,52(3):228241.Subtropical Plant Science 第 3 期 杨马进等:14 种川西北高山野生功能性草本花卉植物种子萌发特性 229low temperature of 3;The effects of different seed treatments on seed germination rate of 14 sp
9、ecies were significant(P0.01),and the seed germination rate was most significantly different deal with the treatment of gibberellin solution and 6-BA solution.Gibberellin solution promoted the seed germination,while the 6-BA solution had opposite effect,and mechanical peeling and sulphuric acid trea
10、tment significantly reduced the germination rate;The germination process of most plant seeds was shortened obviously by methods of low temperature of 3 in sand storage,Gibberellin immersion,water immersion and ultrasonic shock.Cynoglossum amabile,Anemone cathayensis,Salvia przewalskii,Anemone rivula
11、ris and Aster dolichopodus seedlings were adapted to the natural environment of Chengdu and showed strong adaptability in summer.Key words:the northwest Sichuan areas;functional species;herbaceous plants;seed germination 川西北地区位于四川盆地西部边缘地带,地处青藏高原东麓,包含阿坝州、甘孜州等地区,区域内地形复杂,高山、峡谷、高原、湿地、沙地等地貌交错,东西、南北海拔高差跨度
12、大,河流水系资源丰富,气候多样,植被垂直变化明显1。境内植被以针阔混交林、针叶林、草甸植物为主,其中野生草本花卉植物更是绚丽多姿,种类繁多,资源量丰富,许多种类不仅有较高观赏价值,还具潜在药用及食用等功能,蕴含较大研究潜力和开发价值,但大多数资源尚待开发。为了能在自然界中维持种群繁衍、降低种间个体竞争以及抵抗外界恶劣环境24,大多数植物种子具有休眠现象5,这在野生高山草本花卉植物中体现得更为明显。种子休眠多由自身内源因素和外源因素导致68,各自休眠机理不同,除种子自身因素外,外界水分、温度、光照、盐分、土壤等自然因素也对种子休眠的诱导、维持及解除有较大影响9。休眠特性使得野生植物种子自然萌发率
13、偏低,因此解除种子休眠是野生花卉植物种子繁育首要解决问题之一10。目前,破除野生花卉植物种子休眠的方法有大量研究,常规手段主要有水浸种1112、激素处理1316、层积17、物理损伤破皮18及多种方式复合处理1920等。此外,诸如超声波处理21、真菌诱导22、辐射处理2324等现代生物技术亦逐渐应用于野生花卉植物种子繁育研究。本研究以川西北 14 种兼具观赏、药用价值的特色草本花卉植物种子为试材,采用不同储藏方式及不同种子处理方式2527,开展川西北高山野生草本 花卉种子资源异地保存模式和低海拔种子繁育技术研究,探究气候差异较大的条件下高山野生功能性草本花卉植物在平原地区人工培育的可行性,以期为
14、当地自然保护区后期实现返育、优选本土功能性植物种类提供参考。1 材料与方法 1.1 材料 供试种子材料采集于四川西北部的卧龙自然保护区巴朗山四姑娘山风景区沿线区域。该区域海拔相差 5000 m 以上,冬季大部分区域积雪覆盖,夏季凉爽,年均相对湿度达 70%以上。种子采集时间为 2021 年 9 月中下旬,每种植物采集 10 株以上成熟植株,充分混合后取样28。共采集 8 科 10 属 14种功能性草本花卉植物种子(表 1)。1.2 方法 1.2.1 储藏方式储藏方式 将 14 种植物种子分为两部分,一部分不储藏直接进行萌发实验;一部分装入牛皮纸袋内分别储藏于 3 种环境(表 2),并于 202
15、1 年 12 月底储藏。储藏地点为四川省成都市郫都区友爱镇清溪村(304837.9N,1034934.7E,海拔 610 m),当地属亚热带季风性湿润气候,冬季温和多雨,年均温16,年度极端最高温 35.3、极端最低温4,年均降水量 979.4 mm,年均日照 1014 h。2022 年 3月底,将不同储藏条件下的各种子材料取出整理,筛掉霉变种子,并清洗杂质以待用。第 52 卷 230表 1 14 种川西北高山野生功能性草本花卉植物种子采集信息 Table 1 Seed collection information of 14 wild functional ornamental herbac
16、eous species 序号 种名 科属 千粒重/g功效 采集地点 1 宝兴百合 Lilium duchartrei 百合科百合属 0.9773 观赏;鳞茎入药 卧龙自然保护区 2 全缘叶绿绒蒿 Meconopsis integrifolia 罂粟科绿绒蒿属 0.5670 观赏;全株可入药 巴朗山 3 总状绿绒蒿 Meconopsis racemosa 罂粟科绿绒蒿属 0.2600 观赏;藏族民间用药 巴朗山 4 钟花报春 Primula sikkimensis 报春花科报春花属 0.7027 观赏;藏族民间用药 巴朗山 5 雪山报春 Primula nivalis 报春花科报春花属 0.2
17、142 观赏;根或全草可入药 巴朗山 6 倒提壶 Cynoglossum amabile 紫草科琉璃草属 5.0655 观赏;全株可入药 四姑娘山风景区 7 长梗紫菀 Aster dolichopodus 菊科紫菀属 0.4355 观赏;根部可入药 四姑娘山风景区 8 偏翅唐松草 Thalictrum delavayi 毛茛科唐松草属 1.3838 观赏;根部可入药 四姑娘山风景区 9 桃儿七 Sinopodophyllum hexandrum 小檗科桃儿七属 35.8594 观赏;根茎果实均可入药 四姑娘山风景区 10 草玉梅 Anemone rivularis 毛茛科银莲花属 6.9221
18、 观赏;根状茎和叶可供药用 四姑娘山风景区 11 银莲花 Anemone cathayensis 毛茛科银莲花属 1.3305 观赏;全草可入药 四姑娘山风景区 12 甘青铁线莲 Clematis tangutica 毛茛科铁线莲属 1.3714 观赏;全草可入药 四姑娘山风景区 13 长花铁线莲 Clematis rehderiana 毛茛科铁线莲属 2.4776 观赏;代木通可作药用 四姑娘山风景区 14 甘西鼠尾草 Salvia przewalskii 唇形科甘西鼠尾草属 3.6854 观赏;全草可入药 四姑娘山风景区 表 2 种子储藏方式设置 Table 2 Seed storage
19、methods 序号 储藏方式 符号 条件 1 常温环境 C0 室外干燥通风 D1 干燥恒温 3 2 低温环境 D2 干燥恒温5 S1 室内恒温 3 3 沙藏环境 S2 室外通风 1.2.2 种子萌发前处理种子萌发前处理 种子萌发前用蒸馏水冲洗 3 次后晾干,然后采用物理和化学试剂方法进行处理,每处理选择 30 粒饱满的种子,3 次重复,设置对照组(CK 组),未储藏种子处理时间为 2021 年 11 月,储藏种子处理时间为 2022 年 4 月。实验设置如表 3。1.2.3 种子萌发实验种子萌发实验 种子萌发实验分别于2021 年 11 月(未储藏种子)和2022 年 4 月(储藏种子)开始
20、,采用培养皿作为容器,内部以 1 层滤纸+1 层无纺布作为发芽床。萌发前处理过的种子用蒸馏水冲洗 3 次,清除表面残留物,晾干后用 0.8%NaClO 浸泡消毒 10 min,再用蒸馏水清洗 3 次,吸干表面水分后均匀放置于培养皿发芽床上。蒸馏水喷洒发芽床,使其充分湿 润接触种子,加盖后平放至光照培养箱,培养箱环境:18 h 光照+8 h 黑暗,恒温 20,光照强度 1500 lx。每个培养皿 30 粒种子,每处理 3 次重复。萌发期间保持发芽床湿润,每天统计种子萌发数,以种子露白为发芽统计标准,计算各处理的发芽率、萌发进程(萌发时滞、萌发高峰期和萌发持续时间)。萌发时滞为第 1 粒种子萌发所
21、需天数;萌发高峰期为萌发实验开始至种子日萌发数达到最高所需天数;萌发持续时间为实验开始至萌发结束所需总天数。表 3 14 种草本花卉植物种子处理方式设置 Table 3 Seed treatments of 14 wild functional ornamental herbaceous species 储藏条件 处理方式 符号 处理条件 对照 CK 无任何处理 物理损伤 PP 小锤轻研磨种子 2 次 硫酸侵蚀 SU 10%硫酸溶液浸泡 1 min 清水浸种 SH 常温清水浸泡 24 h 未储藏种子GA3浸种 JS1400 mgL1 GA3溶液浸泡 24 h对照 CK 无任何处理 清水浸种 S
22、H 常温清水浸泡 24 h GA3浸种 JS1400 mgL1 GA3溶液浸泡 24 h6-BA 浸种JS2200 mgL1 6-BA 溶液浸泡 24 h储藏种子 超声波震荡 CS 50 Hz 超声波震荡 20 min 第 3 期 杨马进等:14 种川西北高山野生功能性草本花卉植物种子萌发特性 231发芽率(%)=统计结束时萌发种子数/供试种子总数100%;1.3 数据统计分析 采用 SPSS、Excel 软件进行数据分析。2 结果与分析 2.1 处理方式对未储藏种子发芽的影响 如表 4 所示,14 种草本植物未储藏种子发芽率不同处理方式间存在一定的差异,表明物理或化学试剂处理方法对其萌发有影
23、响。综合来看,宝兴百合Lilium duchartrei、钟花报春 Primula sikkimensis、倒提壶 Cynoglossum amabile、长梗紫菀 Aster dolichopodus、偏翅唐松草 Thalictrum delavayi、银莲花Anemone cathayensis等6种植物种子整体萌发率较高(50%),其 CK 组也具有较高的发芽率。宝兴百合、倒 提 壶、银 莲 花、长 梗 紫 菀、桃 儿 七Sinopodophyllum hexandrum、甘青铁线莲 Clematis tangutica 等 6 种植物种子 CK 组发芽率高,其他处理方式对其萌发无明显促
24、进作用,表明 6 种植物种子自然成熟度较高。除雪山报春 Primula nivalis、草玉梅 Anemone rivularis 外,物理损伤和硫酸侵蚀对其他种子萌发具有明显抑制作用,特别是酸侵蚀下 14 种植物种子发芽率均为 0;培养过程中物理损伤处理的种子霉变程度最高。清水浸种对钟花报春、雪山报春、偏翅唐松草等 3 种植物种子发芽具有促进作用,对其他 11 种植物效果不明显或有轻微抑制作用;GA3溶液浸种对全缘叶绿绒蒿 Meconopsis integrifolia、总状绿绒蒿 Meconopsis racemosa、雪山报春、长花铁线莲 Clematis rehderiana 等 4
25、种植物种子发芽促进作用明显,对其他 10 种植物效果不明显。14 种植物种子的萌发时滞、萌发高峰期、萌发持续时间见表 5。未储藏条件下,清水浸种和 GA3溶液浸种能明显缩短多数植物种子的萌发进程时间,使多数植物种子萌发更加整齐。GA3溶液浸种效果最为明显,相较对照组缩短了宝兴百合、桃儿七、草玉梅等 8 种植物萌发开始时间,缩短了宝兴百合、桃儿七、总状绿绒蒿等 8 种植物进入萌发高峰时间,缩短了宝兴百合、桃儿七、钟花报春等 8种植物萌发持续时间,但推迟了长梗紫菀、偏翅唐松草进入萌发高峰时间,也延长了偏翅唐松草、草 表 4 不同萌发前处理的 14 种草本花卉植物未储藏种子发芽率比较 Table 4
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