5种植物激素对黑豆种子萌发的影响

收稿日期:2018-12-19
基金项目:山西省高等学校科技创新项目(2013168)
;吕梁学院科研基金项目(Z R X N201510
)㊂作者简介:呼凤兰(1980
),女,山西省柳林县人;研究生,副教授,研究方向:植物生理;E -m a i l :32491767@q q
.c o m ㊂5种植物激素对黑豆种子萌发的影响
呼凤兰
(吕梁学院生命科学系, 山西离石033000
)E f f e c t o f F i v eP l a n tH o r m o n e s o nS e e dG e r m i n a t i o no f B l a c kB e a n
H UF e n g
l a n 摘 要:以晋豆47号㊁豫豆4号㊁鲁黑豆1号为材料,用不同浓度的乙烯利㊁吲哚乙酸㊁赤霉素㊁脱落酸㊁细胞分裂素5种植物激素对这3种黑豆种子进行浸种处理,观测黑豆种子萌发后的发芽率㊁发芽势㊁发芽指数3种萌发指标㊂结果表明:不同的植物激素对促进3种黑豆种子萌发的影响不同,各植物激素促进黑豆种子萌发的最佳质量浓度也不同㊂总体来说,5种植物激素对黑豆种子萌发的影响均表现为低浓度促进,高浓度抑制㊂
除脱落酸以外的其它4种植物激素对黑豆种子的萌发均表现为促进作用,但超过一定浓度后可以抑制黑豆种子的萌发;经比较后发现,植物激素处理过的鲁黑豆1号种子的发芽势㊁发芽指数比晋豆47号和豫豆4号种子有优势,鲁黑豆1号和晋豆4号的发芽率几乎不受激素的影响,只有高浓度的脱落酸和吲哚乙酸会抑制它们的发芽率㊂通过研究不同植物激素对黑豆种子萌发的影响,初步确定了各植物激素促进黑豆种子萌发的最佳浓度㊂
关键词: 黑豆;植物激素;萌发;发芽势;发芽指数
D O I 编码: 10.16590/j .c n k i .1001-4705.2019.06.095中图分类号: S 529 文献标志码: A 文章编号: 1001-4705(2019)06-0095-05
豆类作物起源于中国,研究发现,黑豆在发芽后其各种营养物质更利于人体吸收,黑豆芽具有黑豆所具有的各种营养成分,萌芽后营养丰富,含有多种矿物
质,发芽的过程中还会使维生素的量增加[
1-3
]㊂随着人们对黑豆以及黑豆芽营养价值认识的提
高,黑豆以及黑豆芽的需求量越来越大,但是目前黑豆供应量不足,应提高黑豆的产量以及黑豆芽的产量,以
满足市场需求[4-6]
㊂如果能实现黑豆的大面积种植,可
以提高豆类作物产业化水平和国际竞争力,解决进口豆类对国产豆类的威胁,也可以不断提升我国豆类产
业的档次和解决我国农民的就业问题[
7-10]
㊂本试验选用不同浓度的乙烯利㊁I A A ㊁G A ㊁A B A ㊁
6-B A 浸泡3种不同类型的黑豆种子,
探究在这些激素处理下,黑豆种子的萌发情况,旨在筛选不同激素处理黑豆的最佳浓度㊂
1 材料与方法
1.1 材 料
晋豆47号㊁
豫豆4号㊁鲁黑豆1号㊂1.2 实验试剂乙烯利㊁吲哚乙酸㊁赤霉素㊁脱落酸㊁细胞分裂素㊁高锰酸钾㊁乙醇㊁乙酸㊁氢氧化钠㊂
1.3 试验仪器恒温培养箱㊁电热鼓风干燥箱㊁超声波清洗机㊂1.4 实验方法1.4.1 不同植物激素溶液的配制
把乙烯利溶解在少量的乙酸㊁95%的酒精和
1m o l ㊃L -1的氢氧化钠中,
再用蒸馏水配成所需要浓度[11]
,乙烯利浓度分别为0,25,50,75,100,125,150
m g
㊃L -1㊂同样,吲哚乙酸浓度为0,60,90,120,150,180,210m g ㊃L -1,赤霉素浓度为0,25,50,75,100,125,150m g ㊃L -1,脱落酸浓度为0,10,20,50,70,90,100,120m g ㊃L -1㊂细胞分裂素浓度为0,0.01,0.10,0.50,1.00,2.60,5.00m g
㊃L -1㊂1.4.2 实验过程
从3种黑豆中选取约2500粒无病虫害㊁
饱满程度基本相同的完整种子,清洗㊁消毒㊁浸泡㊂再放入已加入各植物激素溶液的烧杯中浸种处理3h ,取出后用清水冲洗干净放入培养皿中,每处理重复3次,每重复
25粒黑豆种子,然后将其置于27ħ的培养箱内㊂在
以后的培养过程中,给培养皿中添加少许蒸馏水,防止种子因缺少水分而死亡㊂
从种子放入恒温培养箱次日起开始观察,以胚根突破种皮1mm 为标准,观察其发芽情况,每隔24h 观察1次,从第1粒种子发芽时开始记录数据,以后每天记录发芽的黑豆数,以连续3d 不发芽结束对黑豆的观察㊂
㊃
59㊃
图1 5种植物激素对晋豆47号种子萌发的影响
1.4.3 指标测定
用第3天记录的数据计算3种黑豆的发芽势,第
7天的数据计算3种黑豆的发芽率㊂然后,用E x c e l
2010软件对数据进行处理,并根据处理后的数据绘图㊂各指标计算公式如下[
12]
:发芽势(%)=(
发芽3d 后总共发芽的种子数/25)ˑ100%;
发芽率(%)=(发芽7d 后总共发芽的种子数/25)ˑ100%;
发芽指数=ð(每天发芽的种子数/相应的发芽天数)
㊂2 结果与分析
2.1 5种植物激素对晋豆47号种子萌发的影响
由图1a 可以看出,吲哚乙酸浓度在0~120m g ㊃L -1之间时,随着浓度的不断升高,晋豆47号的发芽
势㊁发芽指数呈上升趋势㊂浓度为120m g ㊃L -1时,发芽势㊁发芽指数达到最高,分别为65.33%和33.37%㊂
在此浓度范围内吲哚乙酸对发芽率的影响较小㊂吲哚乙酸浓度在120~210m g ㊃L -1之间,发芽势和发芽指数均呈下降趋势㊂浓度在180~210m g
㊃L -1的范围内,发芽率呈下降趋势㊂从图1b 可以看出,晋豆47号在经过乙烯利浸种处理后,对其发芽率几乎没有影响;乙烯利浓度在0~
75m g
㊃L -1之间时,对晋豆47号的发芽势㊁发芽指数均表现出促进作用,且随着浓度的不断升高,发芽势㊁发芽指数逐渐增强㊂乙烯利浓度为75m g ㊃L -1时,发芽势㊁发芽指数达到最高,分别为68%和32.39;乙烯利浓度在75~150m g ㊃L -1之间时,发芽势㊁发芽指数随着浓度的升高明显降低㊂
从图1c 可以看出,脱落酸浓度在0~10m g
㊃L -1之间时,对晋豆47号的发芽率影响不大,对发芽势㊁发芽指数均表现出促进作用;脱落酸浓度在10~50m g
㊃L -1之间时,表现出明显的抑制作用,随着脱落酸浓度的升高,发芽势和发芽指数呈下降趋势㊂脱落酸浓度在10~20m g ㊃L -1之间时,发芽率呈下降趋势㊂脱落酸浓度为20m g ㊃L -1时,发芽率最低,为61.33%㊂脱落酸浓度为50m g ㊃L -1,发芽势和发芽指数最低,分别为25.33%和15.14㊂脱落酸浓度在70~100m g
㊃L -1之间时,随着浓度的升高,发芽势和发芽指数均增高㊂
脱落酸浓度大于20m g ㊃L -1,发芽率有所回升㊂由图1d 可以看出,细胞分裂素浓度在0~0.5
m g
㊃L -1之间时,晋豆47号的发芽势㊁发芽指数呈上升趋势;浓度在0.5m g ㊃L -1时,对晋豆47号的发芽率和发芽指数表现出促进作用最强,发芽势㊁发芽指数分别为65.33%㊁31.638;当浓度超过0.5m g ㊃L -1时,发芽势㊁发芽指数呈下降趋势;细胞分裂素浓度对发芽率影
㊃
69㊃
图2 5种植物激素对豫豆4号种子萌发的影响
响不大㊂
由图1e 可以看出,赤霉素浓度在0~200m g
㊃L -1之间时,对晋豆47号的发芽势㊁发芽指数表现出促进作用,随着浓度的不断升高,发芽势㊁发芽指数增高;当浓度在200~300m g ㊃L -1之间时,随着赤霉素浓度的升高发芽势和发芽指数慢慢降低;浓度为200m g ㊃L -1时,发芽势㊁发芽指数最大,分别为70.67%㊁33.54㊂赤霉素对发芽率的影响不大㊂
2.2 5种植物激素对豫豆4号种子萌发的影响
由图2a 可看出,吲哚乙酸浓度在0~150m g ㊃L -1之间时,对豫豆4号的发芽率㊁发芽势㊁发芽指数均表现出促进作用,吲哚乙酸浓度为150m g ㊃L -1时,豫豆4号的发芽率㊁发芽势㊁发芽指数分别为82.67%㊁52%㊁
20.89,均是最高㊂吲哚乙酸浓度在150~210m g
㊃L -1之间时,黑豆的发芽率㊁发芽势㊁发芽指数均呈下降趋势㊂由图2b 可看出,乙烯利浓度在0~50m g ㊃L -1之间时,对豫豆4号的发芽率㊁发芽势㊁发芽指数均表现
出促进作用,乙烯利浓度为50m g
㊃L -1时,发芽率㊁发芽势㊁发芽指数均达到最大,分别为80%㊁52%㊁21.49㊂乙烯利浓度在50~50m g ㊃L -1之间时,随着浓度的升高,发芽率㊁发芽势㊁发芽指数整体呈现下降趋势㊂
由图2c 可以看出,脱落酸浓度在0~10m g
㊃L -1之间时,对豫豆4号的发芽率㊁发芽势㊁发芽指数均表
现为促进作用,脱落酸浓度在10m g
㊃L -1时,发芽率㊁发芽势和发芽指数最高,分别为77.33%㊁37.33%和16.45㊂脱落酸的浓度超过10m g
㊃L -1时,发芽率㊁发芽势和发芽指数均呈先下降后上升的趋势;脱落酸浓
度在20m g
㊃L -1时,黑豆的发芽势最低,为14.67%㊂脱落酸浓度为50m g ㊃L -1时,发芽率和发芽指数最低,分别为62.67%㊁7.99㊂
由图2d 可以看出,细胞分裂素浓度在0.1~0.5
m g
㊃L -1之间时,豫豆4号的发芽率㊁发芽势和发芽指数均表现出促进作用,细胞分裂素浓度在0.5m g ㊃L -1时,豫豆4号的发芽率㊁发芽势㊁发芽指数分别为
84%㊁40%㊁14.32,
均为最高;细胞分裂素浓度大于1m g ㊃L -1时,对豫豆4号的萌发表现出抑制作用㊂由图2e 可以看出,赤霉素浓度在0~50m g
㊃L -1之间时,对豫豆4号的萌发表现出促进作用,浓度在150m g ㊃L -1时,豫豆4号的发芽率㊁发芽势㊁发芽指数分别为80%㊁44%㊁14.99,均为最高;赤霉素浓度大于150m g ㊃L -1时,发芽率㊁发芽势㊁发芽指数整体呈下降趋势㊂赤霉素浓度为300m g ㊃L -1时,对豫豆4号表现出很大的抑制作用㊂
2.3 5种植物激素对鲁黑豆1号种子萌发的影响
由图3a 可看出,吲哚乙酸浓度在0~180m g ㊃L -1之间时,鲁黑豆1号的发芽率不受影响,吲哚乙酸浓度大于180m g
㊃L -1时,发芽率呈下降趋势,浓度为210m g
㊃L -1时,发芽率最低,为78.67%;当吲哚乙酸浓度㊃
79㊃
图3 5种植物激素对鲁黑豆1号种子萌发的影响
在0~120m g ㊃L -1之间时,对鲁黑豆1号的发芽势㊁发芽指数均有促进作用,吲哚乙酸浓度为120m g
㊃L -1时,发芽势㊁发芽指数最大,分别为86.67%㊁42.57㊂吲
哚乙酸浓度超过120m g ㊃L -1,发芽势和发芽指数呈下降趋势;当吲哚乙酸浓度为210m g ㊃L -1时,发芽势和发芽指数最低,分别为52%和23.86㊂
由图3b 可看出,乙烯利浸种液对鲁黑豆1号的
发芽率几乎没有影响;乙烯利浓度在0~75m g ㊃L -1之间时,对鲁黑豆1号的发芽势和发芽指数均表现出促进作用,浓度为75m g ㊃L -1时,发芽势和发芽指数达到最高,分别为72%和34.04㊂乙烯利浓度大于75m g
㊃L -1时,
随着浓度的升高,发芽势和发芽指数均呈下降趋势㊂当乙烯利浓度为150m g ㊃L -1时,发芽势和发芽指数达最低,分别为53.33%㊁26.56㊂
从图3c 可以看出,
脱落酸对鲁黑豆1号的发芽率㊁发芽势和发芽指数均表现出先促进后抑制再促进的趋势㊂当脱落酸浓度为10m g ㊃L -1
时,发芽率㊁发芽势和发芽指数最高,分别为100%㊁70.67%和34.37㊂当脱落酸浓度为50m g
㊃L -1
时,发芽率㊁发芽势和发芽指数最低,分别为68%㊁29.33%和14.80㊂
从图3d 可以看出,细胞分裂素对鲁黑豆1号的
发芽率没有影响㊂细胞分裂素浓度在0~0.1m g ㊃L -1之间时,对鲁黑豆1号的发芽势㊁发芽指数有促进作
用㊂细胞分裂素浓度在0.1m g ㊃L -1时,发芽势㊁发芽指数最高,分别为70.67%㊁38.29㊂细胞分裂素浓度在
0.5~5m g
㊃L -1之间时,对鲁黑豆1号的发芽势和发芽指数有抑制作用,细胞分裂素浓度在5m g ㊃L -1时,发芽势和发芽指数最低,分别为60%㊁27.41㊂
从图3e 可以看出,赤霉素处理对鲁黑豆1号的发芽率几乎没有影响;赤霉素浓度在0~150m g ㊃L -1时,对鲁黑豆1号的发芽势和发芽指数均表现出促进作用,赤霉素浓度在150m g ㊃L -1时,发芽势和发芽指数达到最高,分别为78.67%㊁36.29;赤霉素浓度在50~300m g
㊃L -1之间时,随着浓度的升高,发芽势和发芽指数降低,当赤霉素浓度为300m g ㊃L -1时,发芽势和发芽指数最低,分别为60%㊁28.01㊂
3 讨 论
吲哚乙酸㊁乙烯利㊁赤霉素㊁细胞分裂素在低浓度
下可以促进种子的萌发,打破种子的休眠,而在高浓度下由于渗透压升高,种子吸水性减弱,所以高浓度时抑制种子的萌发㊂赤霉素对生长素物质的合成也有一定的促进作用,从而提升了种子内的淀粉酶活性和种子的代谢活动㊂6-B A 能促进和提高细胞分裂能力和光
化学反应[13
]㊂而脱落酸可以诱发黑豆的休眠,所以在
低浓度下促进种子的萌发,高浓度下抑制种子萌
发[14]
㊂可能是因为较低浓度的A B A 短时间处理影响
㊃
89㊃
了A B A的内部平衡,抑制A B A的合成或阻止A B A 及代谢产物的分解和运输,因而低浓度下发芽率㊁发芽势和发芽指数有所增高[15]㊂在种子的萌发过程中,种子自身也会产生激素,同时种子也会通过自我调节功能调节各激素的平衡,因此,有关植物种子内部不同激素来源及数量变化对其萌发的协同作用机制是今后的重要研究方向㊂如果在吕梁本地大量栽培黑豆,可以选择晋豆47号或鲁黑豆1号,这2种黑豆比豫豆4号有优势㊂如果想要提高黑豆及黑豆芽的产量,可以用植物激素浸泡种子的方法㊂
4结论
研究结果显示,不同的植物激素对促进黑豆萌发的影响是不同的,可以初步确定各植物激素促进黑豆萌发的最佳质量浓度㊂吲哚乙酸对晋豆47号的最佳浓度为120m g㊃L-1,对豫豆4号的最佳浓度为150 m g㊃L-1,对鲁黑豆1号的最佳浓度为120m g㊃L-1㊂乙烯利对晋豆47号的最佳浓度为75m g㊃L-1,对豫豆4号的最佳浓度为70m g㊃L-1,对鲁黑豆1号的最佳浓度为75m g㊃L-1㊂脱落酸对3个品种黑豆的最佳浓度均为10m g㊃L-1㊂细胞分裂素对晋豆47号的最佳浓度为0.5m g㊃L-1,对豫豆4号的最佳浓度为0.5m g ㊃L-1,对鲁黑豆1号的最佳浓度为0.1m g㊃L-1㊂赤霉素对晋豆47号的最佳浓度为200m g㊃L-1,对豫豆4号的最佳浓度为150m g㊃L-1,对鲁黑豆1号的最佳浓度为150m g㊃L-1㊂这5种植物激素对豫豆4号的发芽率㊁发芽势㊁发芽指数均有较明显的作用㊂对晋豆47号和鲁黑豆1号,除了脱落酸,其余4种激素对其发芽率的影响都不大㊂5种激素对3个品种的黑豆种子的发芽势和发芽指数均有明显的作用㊂
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㊃99㊃。