黄精、多花黄精和滇黄精种子发芽和出苗特性
黄精、多花黄精和滇黄精三种植物的种子在成熟后其胚具有相同的发育状态,胚停止在发育的早期,呈现长棒状,没有明显的胚芽、胚轴和胚根等结构。但由于三种植物生长在地里气候相差比较大的不同地区,其种子在后期发育和萌发中的表现如何,需要做进一步的比较。本研究将设置不同的温度实验,探索三种种子萌发过程胚的发育状态及种子出苗的特点。
果子成熟后收获的多花黄精和滇黄精种子胚发育不全。25°C沙藏一段时间(约45d)后,种子的胚开始伸长,长出胚根,离开种子的胚根膨大形成球状茎样组织,同时在小球茎样组织上长出胚芽,沙藏层积约120d后,逐渐形成一枚椭圆形真叶并出苗。在种子内部的胚部分随着沙藏时间延长,胚逐渐增大,胚乳逐渐缩小,到后期胚乳完全消失。按照Baskin的种子休眠分类理论,多花黄精和滇黄精种子属于形态休眠类型。
黄精种子在25°C沙藏层积一段时间(约14d)后,种子的胚开始仲长,长出胚根,在种子外胚根上很快形成一种小球茎组织,该小球茎组织上分化出根和胚芽。在种子内部胚发育而胚乳逐渐缩小,到后期胚乳完全消失,但胚芽不能继续生长,伸出子叶和出苗。另外,黄精种子萌发过程存在萌发抑制物,张跃进等[吉山花瑶]研宄亦表明,黄精种子、胚乳和种皮均存在活性较高的内源抑制物质,对白菜和小麦种子的萌发及芽(主根)、胚芽鞘和根条数量(小麦)有显著抑制作用。按照Baskin的种子休眠分类理论,黄精种丫于形态生理休眠类型。黄精种子形成?种小球菜组织,该小球茎组织上分化出根和胚芽,但胚芽不能继续生长,伸出子叶和出苗。这一小球茎时期的休眠应该属于上胚轴休眠,通过低温沙藏60d左右即可解除休眠。另外,本研究证明,黄精种子在初始萌发阶段不存在萌发障碍,25°C是种子萌发的最适温度。在此温度下,经过约35d左右生长发育形成明显小球茎,这时需要低温来解除上胚轴休眠才能出苗。生物测定实验也证明了小球茎中存在有黄精种子的萌发抑制物。这一研究结果,为人们在可控条件下进行黄精种子育苗提高参考,可加快育苗进程。
本研宄证明,黄精种子具有形态和生理休眠特性,在初始萌发阶段为胚的形态建成期,形成小球茎后需要低温解除生理休眠。张跃进等认为黄精种子萌发有综合休眠现象。黄精种子25°C层积35~40d的发芽率为100%,萌发特性好。同时,在黄精小球茎直径约为5~6mm时转入4°C低温层积2个月可以达到最好的出苗率。吴维春等研究也证明低温处理时间与出苗率相关,处理60天幼苗基本全部出土的结果一致。
许多实验证明低温层积处理对打破种子休眠有促进作用,尤其是对一些具有深度休眠的种子效果更加明显。李先恩等研宄黄连种子指出,低温层积的作用在于促使抑制类物质逐步分解,而生长类物质逐步增加,从而使种子破除休眠而萌发。林松明亦指出低温(4°C)处理,可以解除根长大于4cm的凤丹种子上胚轴休眠,并且低温处理时间越长,解除休眠越彻底,发芽率和出苗整齐度也随之增加。本研宄中黄精球状根茎直径约为5~6mm时期,4°C低温层积温2个月上胚轴休眠解除,(93.33土5.77)%可以出苗,而层积15-45d以及20~15°C层积2个月休眠都未解除。这种低温层积时间会直接影响休眠解除效果的现象,与许多鳞茎类植物解除芽的休眠相类似,都需要经过一段时间的冷温积累,冷温解除休眠不仅需要足够的温度,而且还要持续一定的时间,若冷温处理不足,会导致植株采收整齐度差,甚至不能解除休眠,且解除休眠的有效冷温有一定的上限。
总结
1 按照种子检验规程要求测定的数据表明多花黄精和滇黄精种子与黄精种子在形态大小、胚率及吸水性等基本特性上有一定区别,为种子鉴别及探讨休眠原因奠定了一定的基础。同时,研宄表明三种黄精成熟的种子,其胚为分化不完全胚,随着种子的萌发而分化成成熟胚;其吸水性和活力不是种子不萌发或萌发率低的主要原因。
2多花黄精和滇黄精种子属于形态休眠类型,25°C可以萌发和出苗;黄精种子属于形态生理休眠类型,25°C可以正常萌发,但存在上胚轴休眠特性,需要—定低温打破休眠后才能出苗,且低温为4°C或更低,处理时期应在小球茎直径约5~6mm,处理时间应为60d或更长。为人们在可控条件下进行黄精种子育苗提高参考,可加快育苗进程。
3黄精种子贮藏性好,贮藏半年后,种子的活力没有下降,且适宜温度条件(25°C层积)下,贮藏方式(4°C沙藏和室温干藏)和浸种温度(20°C和40°C)对种子萌发特性影响较小,即种子均发芽整齐,发芽率高。为目前野生变家种时期,贮藏种子提供参考。
4本研宄表明,黄精种子及萌发形成的小球茎中存在水溶性发芽抑制物,且小球茎层积温度不同,其水浸液抑制白菜种子发芽的强度也不同,但未深入研宄小球茎中内源激素种类及含量变化过程,未能为应用外源激素法解除黄精种子上胚轴休眠提供数据支持。
5本研宄表明,冷温解除种子休眠需要经过一段时间的冷温积累,不仅需要足够的温度,而且还要持续一定的时间,但未进一步研究解除休眠的有效冷温的上限温度。