光照對百合種子萌發(fā)的影響

光照對百合種子萌發(fā)的影響

百合約120種。在中國，它是世界上百合分布的中心，約40種。由于百合屬植物在花卉方面的重要地位,有關的研究較多,且多集中在麝香百合(LiliumlongiflorumThunb.)及王百合(L.regaleWilson)等園藝價值很高的種或品種上,對野生種的研究相對較少。為了保護和開發(fā)漸趨瀕危的野生資源,以6種百合屬植物種子為材料,觀察不同光照和溫度條件對萌發(fā)的影響,以找出百合種子萌發(fā)的適宜條件,同時探討百合種子萌發(fā)與野生環(huán)境之間的關系,為百合種質資源的保護及利用提供科學依據(jù)。1材料和方法1.1百合屬b.kraviviciviri、川百合la、毛百合l.kraqrati和東北百合l.kraft、毛百合l.kraqrati的種子條葉百合(LiliumcallosumSieb.etZucc.)、大花卷丹[L.leichtliniiHook.f.var.maximowiczii(Regel)Baker]、有斑百合[L.concolorSalisb.var.pulchellum(Fisch.)Regel]、川百合(L.davidiiDuchartre)、毛百合(L.dauricumKer-Gawl.)及東北百合(L.distichumNakai)的種子于1999年9月底采自東北林業(yè)大學花圃。1.2種子處理和貯藏將條葉百合、大花卷丹、有斑百合及川百合種子各分7組,每組50粒;毛百合種子分5組,每組30粒;東北百合種子分8組,每組50粒。每組重復2次。種子用自來水沖洗干凈,置于玻璃培養(yǎng)皿中,以濾紙和自來水為基質。東北百合種子萌發(fā)前進行了熱水(35℃和50℃)浸泡1h、室外自然變溫、避光冷藏及濕沙藏等預處理,處理時間為90d(12月~2月);大花卷丹的部分種子萌發(fā)前進行了室外自然光溫、室外避光自然溫處理,處理時間為60d(1月~2月)。室外自然光溫處理中,種子用紗布袋裝。光處理是將種子置于光照培養(yǎng)箱(HPG-280B型)和人工氣候箱(HPG-280H型)中培養(yǎng)。光照時間分為24和12h(6:00~18:00),光照強度9000lx。溫度分為恒溫(20±1)℃和變溫:晝(6:00~18:00)(20±1)℃,夜(18:00~6:00)(11±1)℃。避光處理是將種子分別置于藥用冷藏箱(BYY-190A型)、電熱恒溫箱(HG303-3K型和HG303-3A型)中培養(yǎng),溫度分別為12、20和25℃。定期觀察萌發(fā)情況,以胚根露出種皮1~2mm作為萌發(fā)的標志。2百合萌發(fā)和萌發(fā)時間除毛百合和東北百合外,其他種類的種子均萌發(fā)迅速,一般1周內開始萌發(fā),并很快萌發(fā)完全(5~15d)。其中以條葉百合和大花卷丹萌發(fā)最快,5~7d開始萌發(fā),萌發(fā)高峰在7~12d,萌發(fā)結束時間最短(15d左右)。毛百合萌發(fā)次之,東北百合萌發(fā)最慢,達到最大萌發(fā)率的時間也最長(圖1)。種子的萌發(fā)率和萌發(fā)速率與種子萌發(fā)時所需的最適溫度和光照有關,不同種甚至同種不同地區(qū)的種子,萌發(fā)的最適溫度可能不同。因而,不同種類的百合種子萌發(fā)速度及萌發(fā)率不同。2.1大花卷丹種子萌發(fā)溫度對百合屬植物種子萌發(fā)速度和萌發(fā)率有顯著的影響(圖1)。條葉百合種子萌發(fā)快(圖1-A),20℃時萌發(fā)率最高,7d開始萌動,11d時萌發(fā)率可達95.0%,而且萌發(fā)整齊,萌發(fā)完全所需時間最短;隨著溫度的降低或增高其萌發(fā)率下降,萌發(fā)完全所需時間延長;在25℃下經15d種子霉爛達4.0%~8.0%;在12℃低溫下種子需18d開始萌動,至57d萌發(fā)率僅61.0%,而且萌發(fā)不整齊。24h光照條件下,變溫處理對條葉百合種子萌發(fā)也有促進作用。大花卷丹種子5~13d開始萌動(圖1-B),萌發(fā)最適溫度為20℃,在此溫度下,種子5~6d開始萌動,萌發(fā)率達80.0%以上,11~15d萌發(fā)完全;在25℃下經15d種子霉爛達32.0%;在12℃低溫下種子經13d開始萌動,42d萌發(fā)完全,萌發(fā)率為51.0%。變溫處理對大花卷丹種子萌發(fā)率影響不顯著。有斑百合種子在20℃時萌發(fā)率最高(圖1-C),6~8d開始萌動,14~16d時萌發(fā)率可達90.0%以上,隨著溫度的升高或降低萌發(fā)率下降;12℃時種子需15d開始萌動,比20℃時萌動晚,萌發(fā)率為67.0%。川百合種子在20℃恒溫時(圖1-D),7~15d開始萌動,20℃時萌發(fā)完全所需的時間比其他恒溫條件短,萌發(fā)率最高為73.0%;12℃低溫下15d開始萌動,萌發(fā)率為6.0%,萌發(fā)不整齊。24h光照條件下,變溫處理能提高種子萌發(fā)率。毛百合種子萌發(fā)溫度范圍為10℃~30℃,13~26d開始萌動(圖1-E),20℃時萌發(fā)率最高為93.3%,隨著溫度的降低或增高種子萌發(fā)率下降;高溫下種子出現(xiàn)霉爛,如30℃下一個月種子霉爛達8.0%~10.0%;35℃種子不萌發(fā),且霉爛率達15.0%以上;低溫下種子不霉爛,但呈休眠狀態(tài)。24h光照條件下,變溫對毛百合種子萌發(fā)也有促進作用。2.2光照對種子萌發(fā)的影響光對某些種子的萌發(fā)是必不可少的。從圖1中看出:在20℃恒溫條件下,光處理種子比避光處理種子萌動早,萌發(fā)率高,萌發(fā)完全所需時間短。而且24h光照和12h光照對種子萌發(fā)的影響也有差異。大花卷丹未萌發(fā)前經預處理的種子萌發(fā)率幾乎不受光的影響;而經室外自然光溫處理60d,在20℃避光條件下種子萌發(fā)率為76.5%;經室外避光處理60d,在20℃避光條件下萌發(fā)率為56.7%,前者比后者萌發(fā)率提高19.8%。川百合在20℃恒溫條件下培養(yǎng),24h光照處理與避光處理相比,種子提前3d萌發(fā),萌發(fā)率相近。24h光照處理的種子萌發(fā)率(70.0%)比12h光照高9.0%。在相同的變溫條件下,24h光照比12h光照種子的萌發(fā)率提高14.0%(前者萌發(fā)率為73.0%,后者萌發(fā)率為59.0%)。毛百合在20℃恒溫條件下,24h光照種子萌發(fā)率為90.0%,避光種子萌發(fā)率為73.3%;在變溫條件下,24h光照處理種子萌發(fā)率為93.3%,12h光照處理種子萌發(fā)率為50.0%。有斑百合種子在20℃恒溫條件下,24h光照與避光處理相比,種子提前3d萌動,萌發(fā)率接近;在相同的變溫條件下,24h光照種子6d開始萌動,13d萌發(fā)完全,萌發(fā)率為73.0%;12h光照下種子13d開始萌動,20d萌發(fā)完全,萌發(fā)率為41.0%。光照對條葉百合種子萌發(fā)率的影響小,但可以縮短種子萌發(fā)完全的時間。在20℃恒溫條件下,24h光照與避光處理相比種子萌發(fā)提前2d,萌發(fā)率相近。在相同的變溫條件下,24h光照處理種子萌發(fā)完全所需天數(shù)為10d,12h光照種子萌發(fā)完全所需天數(shù)為17d。光照處理對條葉百合、未經萌發(fā)前處理的大花卷丹及20℃恒溫條件下的有斑百合種子萌發(fā)沒有明顯作用,但對經萌發(fā)前處理的大花卷丹,在變溫條件下的有斑百合、川百合和未經萌發(fā)前處理的毛百合種子萌發(fā)有利。萌發(fā)前用自然光、溫周期處理對毛百合種子萌發(fā)不利。2.3種子萌發(fā)抑制物的影響萌發(fā)前經不同預處理的東北百合、大花卷丹和毛百合種子的萌發(fā)率不同,從圖2看出,熱水可明顯提高種子萌發(fā)率,特別是35℃熱水,可使種子發(fā)芽率提高到42.0%。其原因是熱水可消除東北百合種皮或胚中的某種萌發(fā)抑制物。0℃濕沙埋藏和-18℃避光冷藏對種子萌發(fā)無明顯影響。室外自然變溫處理,特別是同時受日光周期輻射處理可明顯提高種子發(fā)芽率(25%以上)。這是因為冬季室外自然變溫,同時受較強的日光周期輻射能有效地打破種子休眠。從圖1-B可以看出,大花卷丹種子萌發(fā)前經自然光、溫處理可明顯提高種子萌發(fā)率,萌發(fā)前避光處理60d種子的萌發(fā)率為56.7%;在相同的時間內,自然光處理可使種子萌發(fā)率提高到76.5%。毛百合種子萌發(fā)前避光處理,其種子萌發(fā)率較自然光處理萌發(fā)率高(圖1-E)。2.4小培養(yǎng)條件對小培養(yǎng)真葉的影響光對毛百合實生小鱗莖休眠的解除有明顯的促進作用。實生小鱗莖在20℃恒溫條件下,經24h光照處理,可使70.0%的小鱗莖萌生真葉,12h光照下真葉萌生率為40.0%,而避光處理后,實生小鱗莖幾乎處于休眠狀態(tài)。3環(huán)境對種子萌發(fā)的影響種子萌發(fā)需要適宜的水、氧氣、溫度或光照等環(huán)境因子,不同種子萌發(fā)所需環(huán)境條件不同。上述因子雖有各自的作用,但它們又彼此聯(lián)系,綜合地影響種子生命活動。因生境和種類的不同,影響種子萌發(fā)的主要因子也不相同,條葉百合和大花卷丹等種類生長在全光照,空氣及土壤濕度較小的生境中,其種子萌發(fā)率幾乎不受光的影響,但溫度影響顯著;而毛百合等種類生長在半陰(少全光照),空氣及土壤濕度較大生境中,影響種子萌發(fā)的主導因子是光。適宜的光、溫組合(24h光照,20℃恒溫)與單一因子作用相比可明顯縮短種子萌發(fā)的時間,提高種子的萌發(fā)率。光促進還是抑制種子萌發(fā)可能還與植物中的光敏色素吸光后發(fā)生的反應有關。實驗表明,種子萌發(fā)率和萌發(fā)速度除與上述環(huán)境因子相關外,還可能與種子本身的遺傳特性及對環(huán)境的適應能力、適應特點有關,如表1所示,6種百合屬植物的種子百粒重由重到輕,野生生境由林下到草原,郁閉度減少,空氣及土壤的濕度遞減,光照逐漸增強,而在避光20℃恒溫條件下,其