种子处理对扁蓿豆种子在1/2 MS培养基上发芽率的影响

摘要： 以1/2 MS培养基为种子发芽床，用摩擦、划破种皮、HD2SO4溶液、NaOH溶液等物理和化学方法对扁蓿豆种子处理后进行萌发试验，结果表明：划破种皮发芽率86 %，发芽指数15.97；摩擦处理发芽率71%，发芽指数12.94；摩擦后放置30 d发芽率65%，发芽指数11.54；98%用HD2SO4溶液处理15 min降低扁蓿豆种子硬实率的效果较好，其发芽率可达84%，比对照提高59%，发芽指数13.45，比对照提高了78.7%，均达到了极显著差异水平；饱和NaOH溶液处理15 min的效果次之：发芽率达77%，发芽指数12.14；均比对照高，且差异显著。

关键词： 扁蓿豆；种子；发芽率

中图分类号： S 541.041文献标识码： A

文章编号： 1009-5500(2011)03-0069-04

扁蓿豆(Melilotoides ruthenica)广泛分布于我国北方地区，其营养价值高，适口性好，抗逆能力强，尤其在紫花苜蓿（Medicago sativa）不能越冬生长的寒冷地区和相对较干旱地区，扁蓿豆都可以良好生长,是北方地区优良的多年生豆科牧草[1]。但其种子发芽率较低，给用扁蓿豆种子建立愈伤组织再生体系以及种质保护和扩繁方面带来一定困难。影响种子发芽率因素较多，如种皮厚薄、成熟度、抑制萌发物的多少和外界条件等，而直立型扁蓿豆种子发芽率低的主要因素是硬实率高，而不是种子休眠性[2]。

目前，在降低扁蓿豆种子硬实率方面一些专家学者已有所研究。乌云飞等[3]认为，栽培多年的直立型扁蓿豆在1.5 A电流强度下处理50 min,发芽率达54.5%；以砂纸打磨处理直立型扁蓿豆种子效果最好，发芽率比对照提高18.6%，发芽势高达283.9%。赵丽丽[4]等认为，98%硫酸处理打破扁蓿豆各品系种

子硬实的效果均很好，能使其发芽率提高到90%以上，但破除各品系种子硬实的最佳处理时间不同，分别为20、25、30和40 min。李玉玲等[5]研究表明，磨擦种皮结合60 ℃热水浸泡30 min处理对提高青藏扁蓿豆（Melilotoides archiducis-nicolai）种子发芽率具有明显效果，可达到74 %。诸多提高扁蓿豆发芽率研究都是在培养皿中，以滤纸为发芽床，进行室内发芽。而在用扁蓿豆种子建立愈伤组织再生体系的过程中，发现即使在前人最佳处理条件下处理扁蓿豆种子，其发芽率在培养基上仍然很低，较大地影响了组织培养效果。通过种子处理的扁蓿豆种子在1/2 ms培养基上的发芽率试验，为扁蓿豆愈伤组织再生体系建立提供依据。

1 材料和方法

1.1 材料

供试扁蓿豆种子由甘肃农业大学草业学院草业生态系统教育部重点实验室提供，2008年收获的自然成熟种子，千粒质量1.52 g，常规发芽率25.7%，硬实率74.3 %。

1.2 试验方法

1.2.1 物理处理 摩擦处理（A），选择籽粒饱满的种子用100#砂纸轻轻摩擦至种皮表面有破损失去光泽，用放大镜观察种子表面有明显的划痕而不损伤种胚为止，然后用净水冲洗干净备用；划破种皮处理(B)，选择籽粒饱满的种子，用单面刀片在种子正反两面划2～4道小口，用放大镜观察种子表面有明显的划痕而不损伤种胚即可；摩擦放置处理（C），将种皮摩擦好的种子置于干燥处1个月后再用于试验。对照（CK），选择籽粒饱满的种子不做任何处理，直接用于实验[6-10]。

化学处理：参照文献[5]的方法，改进为98%浓HD2SO4溶液处理10、15、20、25 min； 10% HD2SO4溶液处理30、40、50、60 min。饱和NaOH溶液处理10、15、20、25 min；10% NaOH溶液处理20、30、40、50 min。HD2SO4溶液处理时先将籽粒饱满的种子放入烧杯，然后加入相应浓度的硫酸至浸没种子，并用玻璃棒不断搅拌，到预定时间后迅速倒入盛大量蒸馏水的烧杯并及时搅拌，去除上清液，再加入蒸馏水冲洗种子至中性（pH=7），最后用滤纸吸干种子表面水分备用。NaOH溶液处理种子的方法同上[11-15]。

1.2.2 置床 将处理好的种子放入70%乙醇中振荡30～60 s，再用0.1% HgClD2消毒10 min，无菌水清洗4～7次，接种于不含激素的1/2 MS固体培养基上，在25 ℃，16 h光照下培养，该过程在超净工作台进行[16]。试验设3次重复，每重复50粒种子。接种后每天观察记录1次，记录发芽种子数量，第14 d统计发芽率，计算发芽指数，第5，7和9 d分别拍照。

1.2.3 指标计算 发芽率GR=(n/N)×100%[10-11]

式中：n-最终达到的正常发芽粒数；N-供试种子数

发芽指数GI=∑Gt/Dt

式中：Dt-置床之日算起的日数；Gt-相应各日的正常发芽数[10-11]。数据统计分析用SPSS 16.0软件进行。

2 结果与分析

2.1 物理处理对扁蓿豆种子发芽率的影响

结果表明，不同的物理处理种子均可明显促进扁蓿豆种子在1/2 MS培养基上的发芽率（表1），与对照相比均达到差异极显著水平。3种物理处理方法中，划破种皮对提高扁蓿豆种子发芽率的效果最佳。其发芽率可达86%，比对照提高了61%；发芽指数15.97，比对照提高了82%；摩擦处理的效果次之。发芽率71%，发芽指数12.94。摩擦处理放置30 d后种植于1/2 MS培养基的处理，相对于其他2种方法效果较差，发芽率65%，发芽指数11.54。可见，能有效提高扁蓿豆种子在1/2 MS培养基上发芽的物理处理方法是划破种皮。

2.2 HD2SO4溶液对扁蓿豆种子发芽的影响

HD2SO4溶液对降低扁蓿豆种子硬实率的效果非常明显。与对照相比，用HD2SO4溶液处理后的种子发芽率和发芽指数均有不同程度提高，且均达到极显著水平（表2）。98% HD2SO4溶液处理，随着处理时间的延长，种子发芽率和发芽指数基本呈先增大后减小的趋势，其中处理15 min效果最佳，发芽率84%，比对照提高了59%；发芽指数13.45，比对照提高了78.7%。10% HD2SO4溶液处理的种子随着处理时间的延长，发芽率和发芽指数变化不明显，呈缓慢增大趋势，处理60 min的效果最佳，发芽率55%，比对照提高30%，发芽指数6.95，比对照提高58.7%。98%HD2SO4溶液处理效果明显优于10%HD2SO4溶液处理，前者最佳处理的发芽率比后者最佳处理高34.5%，发芽指数比后者

高48.3%。而且，98% HD2SO4溶液处理的任何时间均比10%HD2SO4溶液的处理效果好。综上所述，适宜扁蓿豆种子在1/2 MS培养基上高效发芽的HD2SO4溶液处理是，98%HD2SO4溶液处理15 min。

2.3 NaOH溶液对扁蓿豆种子发芽的影响

NaOH溶液能够较明显提高扁蓿豆种子的发芽率和发芽指数，在一定处理时间内能显著促进扁蓿豆种子的萌发(表3)。饱和NaOH溶液处理，随着处理时间的延长，发芽率和发芽指数呈先增大后减小趋势，其中，处理15 min效果最佳，其发芽率77%，比对照提高52%；发芽指数12.14，比对照提高76.4%。10%NaOH溶液处理及种子随着处理时间延长，发芽率和发芽指数变化与饱和NaOH溶液处理相似，呈缓慢增大再减小趋势，处理30 min效果最佳，其发芽率65%，比对照提高40%，发芽指数6.8，比对照提高57.8%，该处理比饱和NaOH溶液处理10 min和25 min的效果好，但比处理15 min和20 min的效果差。因此，适宜扁蓿豆种子在1/2 MS培养基上高效发芽的NaOH溶液处理是饱和NaOH溶液处理15 min。

3 讨论与结论

3.1 讨论

3.1.1 物理处理对扁蓿豆种子发芽的影响 摩擦、划破种皮等常规且操作简便的物理方法能有效提高种子的发芽率，降低硬实率，使难发芽的种子正常发芽。试验采取的3种物理处理方法，均提高了扁蓿豆种子发芽率，其中，划破种皮处理方法效果最佳，发芽率高达86%，比对照提高了61%。但由于第8～12 d，部分发芽后的种子开始枯烂，不能正常生长成可供组培试验利用的无菌幼苗，即使种子发芽后能长出子叶，其幼苗也较弱，下胚轴较短，也不利于将其作为组培试验的可取材料。该原因还未研究清楚，有待进一步研究。

3.1.2 化学处理对扁蓿豆种子发芽的影响 扁蓿豆种子的种皮上有一层较坚硬又富含蜡质的种壳，阻碍种子的吸水和进一步的发芽生长，发芽率较低[5]。用化学处理的方法，可去除扁蓿豆种壳和壳内抑制种子发芽的物质，增强种皮透性，促进种子呼吸及生理生化反应，从而提高发芽率。

要使HD2SO4溶液在促进扁蓿豆种子发芽的过程中发挥有效作用，关键是控制浓度和处理时间。最佳的浓度及处理时间，才能有效去除种皮中抑制种子萌发的植物碱等物质，腐蚀种皮蜡质，从而增强种皮透性，促进种子呼吸及生理生化反应，提高发芽率。NaOH溶液能够提高种子发芽率，是由于NaOH溶液能去除种皮中抑制种子萌发的有机酸等物质，同时可腐蚀种皮，改善种皮通透性，增强种子内的呼吸作用和生理生化反应，促进生长，降低种子硬实率。但饱和NaOH溶液具有高腐蚀性，如果处理时间过长，会严重损伤种皮，使其难以正常发芽。因此，饱和NaOH溶液处理种子时应严格控制处理时间。

化学处理方法对扁蓿豆种子在1/2 MS培养基上发芽率的效果较明显，但在处理时，需要严格控制相应的浓度和处理时间。时间过短不能去除抑制种子发芽的物质，而时间过长会损伤种胚，导致发芽率降低。

3.2 结论

组培试验中，种子能否有效发芽是试验的基础，本试验简单且较客观的反映了扁蓿豆种子在1/2 MS培养基上能够高效发芽的最佳方法，经比较，用HD2SO4处理的扁蓿豆种子不仅能极显著地提高发芽率，同时在处理过程中又得到很好的消毒，不易霉烂，有利于种子的发芽和幼苗的生长。尤其以98%HD2SO4预处理15 min最佳，种子的发芽率84%，比对照提高59%，差异达极显著。饱和NaOH溶液处理15 min的效果次之，发芽率达77%，发芽指数12.14；均比对照高，且差异显著。划破种皮发芽率 86%，发芽指数15.97；摩擦处理发芽率71%，发芽指数12.94；摩擦后放置30 d发芽率65%，发芽指数11.54。

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Effects of different seed treatments on the seed germination rate of Melilotoides ruthenica in medium of 1/2 MS

TAO Rong1，SHI Shang-li1,LI Yu-zhu1,XU WeiD2

(1. College of Pratacultural Science,Gansu Agricultural University/Key Laboratory of Grassland Ecosystem，Ministry of Education/Sino-U.S.Centers for Grazingland Ecosystem Sustainability/Pratacultural Engineering Laboratory of Gansu Province,Lanzhou 730070,China；2. Bureau of Animal Husbandry and Veterinary in jiuquan City, Gansu,Jiu Quan 735000，China)

Abstract: As 1/2 MS medium for germination bed of Melilotoides ruthenica seeds,four different treatments of rubbing,lacerating seeds coat, HD2SO4，and NaOH solution to be studied the effect of seeds germination.The results indicated that the germination rate of lacerating seeds coat were 86% and germination index were 15.97.The germination rate of rubbing were 71% and germination index were 12.94.The germination rate of placed seeds 30 d after rubbed were 65% and germination index were 11.54.The best treatment was treatment with 98% HD2SO4 solution for 15 min.the germination rate and germination index were 84% and 13.45 respectively,which increased 59% and 78.7% compare to control treatment.The difference between the treatments and the control was significant.The effect of treatment with saturated NaOH solution for 15 min was secondary,the germination rate was 77% and germination index were 12.14.There was significant difference between the treatment and the control.

Key Words: Melilotoides ruthenica；seed；germination rate

注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”