一种促进黄精种子萌发的方法与流程

1.本发明涉及作物育种育苗技术领域，具体涉及种促进黄精种子萌发的方法。


背景技术：

2.黄精种子的休眠属于综合休眠。种皮和胚乳的结构使种子吸水缓慢；种子成熟后，又经过了一个生理休眠过程，使种子进入休眠状态；种子中含有萌发抑制物质影响了种子的萌发。吸水和解剖实验表明，种皮和胚乳的结构都限制了水分的透入；黄精胚的内含物很少，生理上没有成熟，达不到发芽的要求，需要较长的时间来为发芽提供物质基础。采用发酵，变温，层积处理都可以使打破休眠，促进胚的后熟过程。现有黄精的育种工艺，一般采用以下方法：当年10月底采收多花黄精成熟果实搓洗得到干净种子沙藏1个冬季后，于第二年3月中旬取出种子播种在湿润肥沃基质的花盆中，第三年春季出苗；整个过程从播下种子到长出苗一般需12个月的时间，周期较长。现有文献公开了在25-50℃范围内，采用清水浸种促进黄精种子萌发的技术方案(朱伍凤，药用植物黄精繁育技术研究[d]，西北农林科技大学，2013)，虽能对育种成苗时间产生一定程度上的缩短效果，但实际应用过程中还是存在出苗率不高的技术问题。


技术实现要素：

[0003]
本发明提供了一种促进黄精种子萌发的方法，用以解决目前现有黄精育种、育苗技术存在的出苗周期过长、出苗率低下的技术问题。
[0004]
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
[0005]
一种促进黄精种子萌发的方法，包括以下步骤：
[0006]
(1)将所述黄精种子在赤霉素溶液中浸泡设定时间后，转移至基质培养，解除一次休眠，得到初生根茎；
[0007]
(2)将所述初生根茎在生长调节剂溶液中浸泡设定时间后，对初生根茎进行冷藏，再转移至基质栽培，破除二次休眠，得到黄精幼苗。
[0008]
上述技术方案的设计思路在于，赤霉素是一种重要的植物生长激素，属于四环二萜类化合物，现有技术已有通过赤霉素处理破除种子休眠的研究，但发明人发现，相较于其他植物，多花黄精种子的萌发所受赤霉素的影响更加明显，本发明一方面通过赤霉素溶液对黄精种子进行处理，破除黄精种子的一次休眠，提高种子的透水和透气性，加强种子呼吸作用，促进种胚的扩张，同时促进种子内部生长素合成，进而促进种胚细胞分裂伸长，并提高诸如淀粉酶等萌发促进酶的生理活性，从而显著提高黄精种子的萌发率，另一方面通过植物生长调节剂破除黄精种子的二次休眠，在大幅提高出苗率的同时，缩短了出苗时间，节省了黄精萌发的时间成本，上述两方面的技术设计共同起效，使黄精种子的初生根茎发生率达到70％以上，并使初生根茎的发芽率提高至90％，大大提高了黄精种子的育种、育苗效率，对作物经济效率的提升具有明显积极作用。
[0009]
激素浸泡浓度、处理温度、处理时间对于促进种子萌发意义重大，低浓度激素可能
难以激活相关信号通路，高浓度又可能抑制相关生长发育过程；合适的浸泡温度会给种子启动萌发营造适宜的环境，低温时种子酶活力不高，高温则会使种子相关酶类失活，使种子无法萌发；合适的浸泡时间亦然，浸泡时间太短达不到效果，浸泡时间太长又可能会使种子窒息或启动无氧呼吸，毒害种子，降低萌发率。
[0010]
作为上述技术方案的进一步优选，所述赤霉素溶液为ga1的溶液。赤霉素种类繁多,目前已发现的赤霉素共有136种，总称为赤霉素类(gas)，现有技术一般采用ga3对种子进行处理以促进其萌发，但在实际培育过程中发明人发现，ga3因为活性太高，会导致更高的种子发霉率，影响到种子的出芽率，且在打破植物休眠时会促进胚轴的过度生长，降低植株的抗倒伏性；发明人基于此进行研究，发现ga1更适用于黄精种子的处理，可顺利打破种子休眠且不会引发胚轴的生长，在避免植株倒伏现象产生的同时，还降低了种子的发霉率，从而提高了种子的出芽率。
[0011]
作为上述技术方案的进一步优选，所述赤霉素溶液的浓度为30～50mg/l。赤霉素溶液的浓度是影响种子初生根茎发生率的关键性参数之一，经上述浓度范围内的赤霉素溶液处理后，黄精种子具有最佳初生根茎发生率。
[0012]
作为上述技术方案的进一步优选，步骤(1)中所述黄精种子在赤霉素溶液中的浸泡时间为24～72h，浸泡温度为30～40℃。经上述时间、温度范围内的浸泡处理后，黄精种子具有最佳初生根茎发生率。
[0013]
作为上述技术方案的进一步优选，所述生长调节剂溶液为6-(2-羟基苄基氨基)嘌呤溶液。
[0014]
作为上述技术方案的进一步优选，所述生长调节剂溶液的浓度为200～400mg/l。
[0015]
作为上述技术方案的进一步优选，步骤(2)中所述黄精种子在生长调节剂溶液中的浸泡时间为12～24h。
[0016]
作为上述技术方案的进一步优选，步骤(2)中所述初生根茎的冷藏温度为4℃，冷藏时间为30～60天。
[0017]
作为上述技术方案的进一步优选，所述黄精种子的获取方法为采摘未完全成熟的黄精果实，去除杂质，摊晾两天挥发部分水分，然后于4℃密封，低温发酵90天后取出，置于清水中搓洗种皮，收集沉在水下的种子。
[0018]
与现有技术相比，本发明的优点在于：
[0019]
本发明的促进种子萌发的方法在破除黄精种子休眠破除方面具有良好的效果，种子的初生根茎发生率和初生根茎的出苗率均获得了显著的提升，打破一次休眠的成功率在80％以上，打破二次休眠的成功率可达90％以上；同时还大幅缩短了黄精种子的出苗时间，降低了黄精育种育苗的时间成本。
具体实施方式
[0020]
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0021]
实施例1：
[0022]
本实施例的促进黄精种子萌发的方法，包括以下步骤：
[0023]
(1)8月上旬至中旬采摘未完全成熟的黄精果实，去除杂质，摊晾两天挥发部分水分，然后用自封袋分装密封放于4℃，低温发酵90d，10月底拿出，置于清水中搓洗种皮，收集
沉在水下的种子，然后测种子活力；黄精种子活力测定包括两个步骤，首先采用ttc法对种子活力进行测试：30℃的条件下水浴浸种6h，并用浓度为0.3％的ttc溶液避光染色24h。置培养皿中，切种子时，尽量露出明显胚结构，同时可以用沸水煮死种子作对照处理，胚被染为红色的是活种子；再采用红墨水法对种子活力进行测试：取ttc法余下的一半种子，置培养皿中，加入5％红墨水染色20分钟，倒去红墨水，然后用自来水冲洗多次，观察着色情况。凡种胚不着色或着色很浅的为活种子，凡种胚与胚乳着色程度相同的为死种子。取两种检测方法结果的平均值作为种子活力的最终测定结果；
[0024]
(2)将黄精种子在浓度为50mg/l的赤霉素ga1溶液中浸泡72h后，转移至基质培养，解除一次休眠，得到初生根茎，浸泡温度为40℃；经测试，经步骤(2)处理后的黄精种子初生根茎发生率为77.3％，种子发霉率为5％；
[0025]
(3)将初生根茎浓度为在400mg/l的6-(2-羟基苄基氨基)嘌呤溶液中浸泡24h后，对初生根茎进行冷藏，冷藏温度为4℃，冷藏时间为60天，再转移至基质栽培，破除二次休眠，得到黄精幼苗；经测试，经步骤(3)处理过的初生根茎发芽率为90％。
[0026]
实施例2：
[0027]
本实施例的促进黄精种子萌发的方法，包括以下步骤：
[0028]
(1)8月上旬至中旬采摘未完全成熟的黄精果实，去除杂质，摊晾两天挥发部分水分，然后用自封袋分装密封放于4℃，低温发酵90d，10月底拿出，置于清水中搓洗种皮，收集沉在水下的种子，然后测种子活力；黄精种子活力测定步骤与实施例1相同；
[0029]
(2)将黄精种子在浓度为40mg/l的赤霉素ga1溶液中浸泡24h后，转移至基质培养，解除一次休眠，得到初生根茎，浸泡温度为30℃；经测试，经步骤(2)处理后的黄精种子初生根茎发生率为68％，种子发霉率为8.7％；
[0030]
(3)将初生根茎浓度为在300mg/l的6-(2-羟基苄基氨基)嘌呤溶液中浸泡12h后，对初生根茎进行冷藏，冷藏温度为4℃，冷藏时间为60天，再转移至基质栽培，破除二次休眠，得到黄精幼苗；经测试，经步骤(3)处理过的初生根茎发芽率为81.9％。
[0031]
实施例3：
[0032]
本实施例的促进黄精种子萌发的方法，包括以下步骤：
[0033]
(1)8月上旬至中旬采摘未完全成熟的黄精果实，去除杂质，摊晾两天挥发部分水分，然后用自封袋分装密封放于4℃，低温发酵90d，10月底拿出，置于清水中搓洗种皮，收集沉在水下的种子，然后测种子活力；黄精种子活力测定步骤与实施例1相同；
[0034]
(2)将黄精种子在浓度为30mg/l的赤霉素ga1溶液中浸泡24h后，转移至基质培养，解除一次休眠，得到初生根茎，浸泡温度为30℃；经测试，经步骤(2)处理后的黄精种子初生根茎发生率为67.3％，种子发霉率为9.3％；
[0035]
(3)将初生根茎浓度为在300mg/l的6-(2-羟基苄基氨基)嘌呤溶液中浸泡12h后，对初生根茎进行冷藏，冷藏温度为4℃，冷藏时间为60天，再转移至基质栽培，破除二次休眠，得到黄精幼苗；经测试，经步骤(3)处理过的初生根茎发芽率为82.3％。
[0036]
实施例4：
[0037]
本实施例的促进黄精种子萌发的方法，包括以下步骤：
[0038]
(1)8月上旬至中旬采摘未完全成熟的黄精果实，去除杂质，摊晾两天挥发部分水分，然后用自封袋分装密封放于4℃，低温发酵90d，10月底拿出，置于清水中搓洗种皮，收集
沉在水下的种子，然后测种子活力；黄精种子活力测定步骤与实施例1相同；
[0039]
(2)将黄精种子在浓度为50mg/l的赤霉素ga1溶液中浸泡48h后，转移至基质培养，解除一次休眠，得到初生根茎，浸泡温度为35℃；经测试，经步骤(2)处理后的黄精种子初生根茎发生率为72.7％，种子发霉率为7.3％；
[0040]
(3)将初生根茎浓度为在300mg/l的6-(2-羟基苄基氨基)嘌呤溶液中浸泡12h后，对初生根茎进行冷藏，冷藏温度为4℃，冷藏时间为60天，再转移至基质栽培，破除二次休眠，得到黄精幼苗；经测试，经步骤(3)处理过的初生根茎发芽率为80.3％。
[0041]
实施例5：
[0042]
本实施例的促进黄精种子萌发的方法，包括以下步骤：
[0043]
(1)8月上旬至中旬采摘未完全成熟的黄精果实，去除杂质，摊晾两天挥发部分水分，然后用自封袋分装密封放于4℃，低温发酵90d，10月底拿出，置于清水中搓洗种皮，收集沉在水下的种子，然后测种子活力；黄精种子活力测定步骤与实施例1相同；
[0044]
(2)将黄精种子在浓度为50mg/l的赤霉素ga1溶液中浸泡72h后，转移至基质培养，解除一次休眠，得到初生根茎，浸泡温度为40℃；经测试，经步骤(2)处理后的黄精种子初生根茎发生率为，种子发霉率为；
[0045]
(3)将初生根茎浓度为在200mg/l的6-(2-羟基苄基氨基)嘌呤溶液中浸泡24h后，对初生根茎进行冷藏，冷藏温度为4℃，冷藏时间为60天，再转移至基质栽培，破除二次休眠，得到黄精幼苗；经测试，经步骤(3)处理过的初生根茎发芽率为63％。
[0046]
实施例6：
[0047]
本实施例的促进黄精种子萌发的方法，包括以下步骤：
[0048]
(1)8月上旬至中旬采摘未完全成熟的黄精果实，去除杂质，摊晾两天挥发部分水分，然后用自封袋分装密封放于4℃，低温发酵90d，10月底拿出，置于清水中搓洗种皮，收集沉在水下的种子，然后测种子活力；黄精种子活力测定步骤与实施例1相同；
[0049]
(2)将黄精种子在浓度为50mg/l的赤霉素ga1溶液中浸泡72h后，转移至基质培养，解除一次休眠，得到初生根茎，浸泡温度为40℃；经测试，经步骤(2)处理后的黄精种子初生根茎发生率为，种子发霉率为；
[0050]
(3)将初生根茎浓度为在300mg/l的6-(2-羟基苄基氨基)嘌呤溶液中浸泡12h后，对初生根茎进行冷藏，冷藏温度为4℃，冷藏时间为60天，再转移至基质栽培，破除二次休眠，得到黄精幼苗经测试，经步骤(3)处理过的初生根茎发芽率为83％。
[0051]
对比例1：
[0052]
本对比例的促进黄精种子萌发的方法，包括以下步骤：
[0053]
(1)8月上旬至中旬采摘未完全成熟的黄精果实，去除杂质，摊晾两天挥发部分水分，然后用自封袋分装密封放于4℃，低温发酵90d，10月底拿出，置于清水中搓洗种皮，收集沉在水下的种子，然后测种子活力；黄精种子活力测定步骤与实施例1相同；
[0054]
(2)将黄精种子在浓度为50mg/l的赤霉素ga3溶液中浸泡48h后，转移至基质培养，解除一次休眠，得到初生根茎，浸泡温度为40℃；
[0055]
(3)将初生根茎浓度为在300mg/l的6-(2-羟基苄基氨基)嘌呤溶液中浸泡12h后，对初生根茎进行冷藏，冷藏温度为4℃，冷藏时间为30天，再转移至基质栽培，破除二次休眠，得到黄精幼苗。
[0056]
对步骤(2)处理后的黄精种子的初生根茎情况进行测试，发现经本对比例处理后的黄精种子初生根茎发生率仅为10％，种子发霉率则高达22.5％。
[0057]
本对比例还调整了步骤(2)中浸泡温度，将浸泡温度设置为23℃、26℃、29℃和32℃，其他参数不变，对步骤(2)处理后的黄精种子的初生根茎情况进行测试，结果如下表1所示：
[0058]
表1.不同浸泡温度下赤霉素ga3对黄精种子一次休眠破除的影响
[0059]
培养温度发芽率发霉率23℃3％17.5％26℃10％22.5％29℃032.5％32℃066.7％
[0060]
本对比例还调整了步骤(2)中赤霉素ga3的浓度，将浓度设置为0mg/l、10mg/l，30mg/l，其他参数不变，对步骤(2)处理后的黄精种子的初生根茎情况进行测试，结果如下表2所示：
[0061]
表2.不同浓度下赤霉素ga3对黄精种子一次休眠破除的影响
[0062] 0mg/l10mg/l30mg/l50mg/lga310.20％30％21.70％24％
[0063]
上述测试结果显示，ga3诱导萌发的种子比ga1诱导萌发的种子发霉率高，且后期成活率不高。又由于胚轴过长，消耗了胚的营养，不利于后期出苗发育。
[0064]
对比例2：
[0065]
本对比例的促进黄精种子萌发的方法，包括以下步骤：
[0066]
(1)8月上旬至中旬采摘未完全成熟的黄精果实，去除杂质，摊晾两天挥发部分水分，然后用自封袋分装密封放于4℃，低温发酵90d，10月底拿出，置于清水中搓洗种皮，收集沉在水下的种子，然后测种子活力；黄精种子活力测定步骤与实施例1相同；
[0067]
(2)将黄精种子在浓度为50mg/l的赤霉素ga
4 7
溶液中浸泡48h后，转移至基质培养，解除一次休眠，得到初生根茎，浸泡温度为40℃；
[0068]
(3)将初生根茎浓度为在300mg/l的kt溶液中浸泡12h后，对初生根茎进行冷藏，冷藏温度为4℃，冷藏时间为30天，再转移至基质栽培，破除二次休眠，得到黄精幼苗。
[0069]
对本对比例经步骤(3)处理后的初生根茎二次休眠的解除情况进行测试，结果显示，本对比例的初生根茎解除二次休眠后的发芽率仅为53.33％。
[0070]
对比例3：
[0071]
本对比例的促进黄精种子萌发的方法，包括以下步骤：
[0072]
(1)8月上旬至中旬采摘未完全成熟的黄精果实，去除杂质，摊晾两天挥发部分水分，然后用自封袋分装密封放于4℃，低温发酵90d，10月底拿出，置于清水中搓洗种皮，收集沉在水下的种子，然后测种子活力；黄精种子活力测定步骤与实施例1相同；
[0073]
(2)将黄精种子分别在浓度为10mg/l和20mg/l的赤霉素ga
4 7
溶液中浸泡72h后，转移至基质培养，解除一次休眠，得到初生根茎，浸泡温度为40℃；
[0074]
(3)将初生根茎浓度为在400mg/l的6-(2-羟基苄基氨基)嘌呤溶液中浸泡24h后，对初生根茎进行冷藏，冷藏温度为4℃，冷藏时间为60天，再转移至基质栽培，破除二次休
眠，得到黄精幼苗。
[0075]
对步骤(2)处理后的黄精种子的初生根茎情况进行测试，结果显示经步骤(2)处理后的黄精种子初生根茎发生率分别为61.90％(赤霉素浓度为10mg/l)和67.70％(赤霉素浓度为20mg/l)。
[0076]
对比例4：
[0077]
本对比例的促进黄精种子萌发的方法，包括以下步骤：
[0078]
(1)8月上旬至中旬采摘未完全成熟的黄精果实，去除杂质，摊晾两天挥发部分水分，然后用自封袋分装密封放于4℃，低温发酵90d，10月底拿出，置于清水中搓洗种皮，收集沉在水下的种子，然后测种子活力；黄精种子活力测定步骤与实施例1相同；
[0079]
(2)将黄精种子在浓度为50mg/l的赤霉素ga
4 7
溶液中浸泡48h后，转移至基质培养，解除一次休眠，得到初生根茎，浸泡温度为40℃；
[0080]
(3)将初生根茎浓度为在300mg/l的6-(2-羟基苄基氨基)嘌呤溶液中浸泡12h后，对初生根茎进行冷藏，冷藏温度为4℃，冷藏时间为30天，再转移至基质栽培，破除二次休眠，得到黄精幼苗。
[0081]
对本对比例经步骤(3)处理后的初生根茎二次休眠的解除情况进行测试，结果显示，本对比例的初生根茎解除二次休眠后的发芽率仅为33.33％。
[0082]
对比例5：
[0083]
本对比例的促进黄精种子萌发的方法，包括以下步骤：
[0084]
(1)8月上旬至中旬采摘未完全成熟的黄精果实，去除杂质，摊晾两天挥发部分水分，然后用自封袋分装密封放于4℃，低温发酵90d，10月底拿出，置于清水中搓洗种皮，收集沉在水下的种子，然后测种子活力；黄精种子活力测定步骤与实施例1相同；
[0085]
(2)将黄精种子在浓度为50mg/l的赤霉素ga
4 7
溶液中浸泡48h后，转移至基质培养，解除一次休眠，得到初生根茎，浸泡温度为26℃；
[0086]
(3)将初生根茎浓度为在300mg/l的2，4d溶液中浸泡12h后，对初生根茎进行冷藏，冷藏温度为4℃，冷藏时间为30天，再转移至基质栽培，破除二次休眠，得到黄精幼苗。
[0087]
对本对比例经步骤(3)处理后的初生根茎二次休眠的解除情况进行测试，结果显示，本对比例的初生根茎解除二次休眠后的发芽率仅为6.67％。
[0088]
对比例6：
[0089]
本对比例的促进黄精种子萌发的方法，包括以下步骤：
[0090]
(1)8月上旬至中旬采摘未完全成熟的黄精果实，去除杂质，摊晾两天挥发部分水分，然后用自封袋分装密封放于4℃，低温发酵90d，10月底拿出，置于清水中搓洗种皮，收集沉在水下的种子，然后测种子活力；黄精种子活力测定步骤与实施例1相同；
[0091]
(2)将黄精种子在浓度为50mg/l的赤霉素ga
4 7
溶液中浸泡48h后，转移至基质培养，解除一次休眠，得到初生根茎，浸泡温度分别为20℃和25℃；
[0092]
(3)将初生根茎浓度为在400mg/l的6-(2-羟基苄基氨基)嘌呤溶液中浸泡24h后，对初生根茎进行冷藏，冷藏温度为4℃，冷藏时间为60天，再转移至基质栽培，破除二次休眠，得到黄精幼苗。
[0093]
对比例7：
[0094]
本对比例的促进黄精种子萌发的方法，包括以下步骤：
[0095]
(1)8月上旬至中旬采摘未完全成熟的黄精果实，去除杂质，摊晾两天挥发部分水分，然后用自封袋分装密封放于4℃，低温发酵90d，10月底拿出，置于清水中搓洗种皮，收集沉在水下的种子，然后测种子活力；黄精种子活力测定步骤与实施例1相同；
[0096]
(2)将黄精种子在浓度为50mg/l的赤霉素ga1溶液中浸泡48h后，转移至基质培养，解除一次休眠，得到初生根茎，浸泡温度为40℃；
[0097]
(3)将初生根茎浓度为在300mg/l的6-(2-羟基苄基氨基)嘌呤溶液中浸泡12h后，对初生根茎进行冷藏，冷藏温度为4℃，冷藏时间为30天，再转移至基质栽培，破除二次休眠，得到黄精幼苗。
[0098]
对步骤(2)处理后的黄精种子的初生根茎情况进行测试，发现经本对比例处理后的黄精种子初生根茎发生率为74％，种子发霉率则为8％。
[0099]
对比例8：
[0100]
本对比例的促进黄精种子萌发的方法，包括以下步骤：
[0101]
(1)8月上旬至中旬采摘未完全成熟的黄精果实，去除杂质，摊晾两天挥发部分水分，然后用自封袋分装密封放于4℃，低温发酵90d，10月底拿出，置于清水中搓洗种皮，收集沉在水下的种子，然后测种子活力；黄精种子活力测定步骤与实施例1相同；
[0102]
(2)将黄精种子在浓度为50mg/l的赤霉素ga4溶液中浸泡48h后，转移至基质培养，解除一次休眠，得到初生根茎，浸泡温度为40℃；
[0103]
(3)将初生根茎浓度为在300mg/l的6-(2-羟基苄基氨基)嘌呤溶液中浸泡12h后，对初生根茎进行冷藏，冷藏温度为4℃，冷藏时间为30天，再转移至基质栽培，破除二次休眠，得到黄精幼苗。
[0104]
对步骤(2)处理后的黄精种子的初生根茎情况进行测试，发现经本对比例处理后的黄精种子初生根茎发生率为16％，种子发霉率则为18.7％。
[0105]
对比例9：
[0106]
本对比例的促进黄精种子萌发的方法，包括以下步骤：
[0107]
(1)8月上旬至中旬采摘未完全成熟的黄精果实，去除杂质，摊晾两天挥发部分水分，然后用自封袋分装密封放于4℃，低温发酵90d，10月底拿出，置于清水中搓洗种皮，收集沉在水下的种子，然后测种子活力；黄精种子活力测定步骤与实施例1相同；
[0108]
(2)将黄精种子在浓度为50mg/l的赤霉素ga7溶液中浸泡48h后，转移至基质培养，解除一次休眠，得到初生根茎，浸泡温度为40℃；
[0109]
(3)将初生根茎浓度为在300mg/l的6-(2-羟基苄基氨基)嘌呤溶液中浸泡12h后，对初生根茎进行冷藏，冷藏温度为4℃，冷藏时间为30天，再转移至基质栽培，破除二次休眠，得到黄精幼苗。
[0110]
对步骤(2)处理后的黄精种子的初生根茎情况进行测试，发现经本对比例处理后的黄精种子初生根茎发生率为18.7％，种子发霉率则为14.7％。
[0111]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。