曹進義1 陳威臣2 吳姿穎3 夏奇鈮4,*
摘要
曹進義、陳威臣、吳姿穎、夏奇鈮。2021。種子成熟度與播種介質對台灣白及種子瓶外非
共生發芽之影響。台灣農業研究70(2):129–139。
本研究以自花授粉後60、90、120、150 及 165 d 之台灣白及 [Bletilla formosana (Hayata) Schltr.] 種子，
播種於3 種單一介質，分別為：水苔 (介質 1)、泥炭土 (介質 2)、炭化稻殼 (介質 3)，以及 2 種混合介質配方，
分別為砂：壤土：炭化稻殼：珍珠石 = 1 : 1 : 1 : 1 (介質 4) 與砂：炭化稻殼：珍珠石：蛭石 = 1 : 1 : 1 : 1 (介質 5)。
5 種介質皆分別經高溫高壓滅菌或不滅菌之處理方式，以探討台灣白及不同成熟度種子在不同介質中於缺乏
蘭菌共生情況下 (滅菌介質)，對種子發芽與小苗生長發育之影響。試驗結果顯示，台灣白及在滅菌和未滅菌
介質中均可發芽及生長。授粉後60 d 的種子即具有發芽能力，但以授粉後 165 d 的種子發芽所需時間最短，
僅需9 d。授粉後 90 d 種子之發芽率，在適當培養介質均可達 80% 以上，個別介質中發芽率最高者為滅菌之
泥炭土 (84.1%)，其次為滅菌之混合介質 4 (81.1%) 及介質 5 (72.6%)。觀察小苗存活率，在不同授粉日數種子
於不同介質中生長之表現並不一致，但以授粉後120 d 種子在適當介質中皆可達 70% 以上。將授粉後 120 d
種子播種於已滅菌或未滅菌之不同介質中，結果顯示滅菌處理與不同介質對小苗生長發育均呈極顯著影響，
且兩者間具交感效應。其中，以經滅菌處理之泥炭土介質為最佳，小苗平均有3.5 片葉、葉幅為 7.0 mm。本
研究之結果顯示，台灣白及具一定成熟度之種子 (60 d)，在適當之培養介質中具有自營發芽與生長之特性。
授粉後120 d 種子在播種後 10 d 即可見種子胚膨大轉綠，17 d 後可見原球體 (protocorm) 分化長出第一片葉，
在120 d 後即可分化成完整植株。介質種類與種子成熟度會影響台灣白及發芽所需時間，而介質滅菌與否對
較成熟種子 (≥ 120 d) 的發芽時間影響不顯著。綜此，介質種類、滅菌處理及種子成熟度等因子對種子發芽率
與存活率皆有極顯著之影響，且因子間之交感效應顯著。
關鍵詞：蘭花種子、非共生發芽、蘭菌。
投稿日期：2020 年 12 月 31 日；接受日期：2021 年 3 月 1 日。
* 通訊作者：[email protected]
1 農委會農業試驗所生物技術組聘用助理研究員。台灣 台中市。
2 農委會農業試驗所生物技術組助理研究員。台灣 台中市。
3 農委會農業試驗所生物技術組計畫助理。台灣 台中市。
4 農委會農業試驗所生物技術組研究員。台灣 台中市。
前言
台灣白及 [Bletilla formosana (Hayata) Schltr.]
為 地 生 類 蘭 科 植 物 (terrestrial orchid)， 生 長 地 分 布 於 台 灣 全 境 之 平 地 與 高 山 地 區。 台 灣 白及與中藥材所用之白及為同屬異種，其塊莖 亦 可 作 為 藥 材 使 用， 植 株 並 兼 具 園 藝 觀 賞 價 值 (Masuhara & Katsuya 1989)。 由 於 原 生 地 遭受破壞及人為過度採集，台灣白及與中國白
及的野生族群皆在快速減少 (Lin et al. 1994;
Zhu & Wang 1999; Fu et al. 2006)，中國並已 將 白 及 列 為 珍 稀 瀕 危 的 保 護 植 物 (Peng et al.
2004)。台灣白及為台灣特有種，有鑑於其族 群的快速消失，研究以人工方式大量繁殖其種 苗 以 保 護 種 原 之 存 在 有 其 必 要 性。 根 據 研 究 顯 示， 蘭 科 植 物 成 熟 種 子 非 常 細 小， 單 粒 重 約0.3–14.0 µg，長 0.25–1.20 mm，外披透明
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130 台灣農業研究 第70 卷 第 2 期 成正常之幼苗 (Arditti 1966, 1967; Yamamoto et al. 2017)。此外，利用植物組織培養技術進 Mettler Toledo, Zürich, Switzerland) 檢測滅菌 或未滅菌介質之酸鹼值，取樣方式為分別逢機 Lier, The Netherlands) 之 72 孔穴盤定植。
統計分析
試 驗 採 用 完 全 逢 機 設 計 (completely ran-domized design; CRD)，試驗資料先進行變方 分 析 (analysis of variance; ANOVA)。 若 處 理 間差異顯著，再進行最小顯著差異性測驗 (least significant difference; LSD) 比較各處理平均值
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間的差異性。其中，發芽率與存活率之數據先 經sin-1角度轉換後，再進行統計分析。各項分 析 工 作 利 用SAS Enterprise Guide 7.1 統 計 分 析套裝軟體進行。
結果
不同授粉後天數種子與播種介質對於種 子發芽之影響
比較3 種單一介質 (介質 1、介質 2、介質 3) 及2 種混合介質 (介質 4、介質 5) 之已滅菌與 未滅菌介質之pH 值，結果顯示相同介質在未 滅菌與滅菌處理後其pH 值之差異不大，其中 水苔、泥炭土為弱酸性，pH 分別為 4.36–4.92 與5.90–6.03，而炭化稻殼及混合介質 4 與介 質5 為中性，pH 為 6.86–7.42 (表 1)。
表2 顯示台灣白及不同授粉後天數種子於 5 種介質中發芽所需之最少天數，其中介質是 否滅菌對發芽天數之影響多不顯著，僅授粉後 90 d 之種子在介質 3、介質 4 及介質 5 中有較 明顯差異，但皆以未滅菌介質中之發芽天數較 低。此外，在授粉後60 d 種子即有發芽能力，
但發芽僅見於介質2，於其他 4 種介質中皆未
見 種 子 發 芽。 授 粉90 d 後之種子，可於所有 介質中發芽。觀察同一介質中隨著種子之授粉 後 天 數 增 加， 種 子 發 芽 所 需 時 間 有 縮 短 之 趨 勢，以授粉後165 d (果莢已自然黃熟裂開 ) 之 種子所需發芽天數最短，僅需9 d；但其中授 粉後150 d 之發芽天數較為偏高。觀察相同授 粉後天數之種子在不同介質中之發芽天數，以 介質2 所需天數較短，在 9–21 d 之間 (表 2)。
表1. 台灣白及播種所使用未滅菌及經高溫滅菌之
5 種介質酸鹼值。
Table 1. Effect of an autoclave on the changes of pH value in 5 growth media used for germination test of Bletilla formosana (Hayata) Schltr. seeds.
Medium No.z
pH
Non-autoclaved Autoclaved
1 4.92 4.36
2 5.90 6.03
3 7.42 7.21
4 7.21 7.23
5 6.96 6.86
z Media from 1 to 5 were sphagnum moss, peat moss, carbon-ized rice husk, sand : loam : carboncarbon-ized rice husk : perlite = 1 : 1 : 1 : 1 (v/v), and sand : carbonized rice husk : perlite : vermiculite = 1 : 1 : 1 : 1 (v/v), respectively.
表2. 台灣白及不同授粉後天數種子於滅菌或未滅菌 5 種介質中對發芽天數之影響。
Table 2. Effects of seed maturity, growth media composition and sterilization of growth media on seed germination of Bletilla formosana (Hayata) Schltr.z
Media Autoclave
Seed maturity (d)y
60 90 120 150 165
1 No - x 43 d D w 30 c B 34 c C 23 c A
1 Yes - 43 d D 30 c B 34 c C 23 c A
2 No 16 a B 21 a C 10 a A 19 a C 9 a A
2 Yes 16 a B 21 a C 10 a A 19 a C 9 a A
3 No - 28 b B 37 d D 34 c C 16 b A
3 Yes - 43 d D 37 d C 34 c B 16 b A
4 No - 21 a C 16 b B 26 b D 9 a A
4 Yes - 35 c D 16 b B 26 b C 9 a A
5 No - 21 a C 16 b B 19 a C 9 a A
5 Yes - 28 b D 16 b B 19 a C 9 a A
z Each treatment had 4 replications and each replication contained 300 seeds in a petri dish. Germination day was recorded while more than 50 seeds germinated in a petri dish.
y Seed maturity was days after pollinating.
x -: no seed germination.
w Means in the same column with different subscript letters or A, B, C, D in the same row with different capital letters are signifi-cantly different at P < 0.05 by least significant difference (LSD) test.
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132 台灣農業研究 第70 卷 第 2 期
介質滅菌處理、不同授粉後天數種子及 介質種類對於種子發芽率與小苗存活率 之影響
介 質 是 否 滅 菌 處 理、 不 同 授 粉 後 天 數 種 子、介質種類3 個單因子、兩兩單因子間及 3 個因子間之交感，皆顯著影響種子發芽率與小 苗存活率。滅菌處理對發芽造成之影響在介質 2 和介質 4 較明顯，而在介質 1 之差異最不明 顯 (表 3)。觀察滅菌處理對小苗存活之影響，
則以介質4 之差異最明顯，而以介質 1 最不明 顯。綜觀同一授粉後天數之種子在相同介質中 之發芽率及存活率，滅菌或未滅菌處理大都在
統計上有相似之結果。若有顯著差異者，則大 都以滅菌介質表現較未滅菌處理為佳。比較相 同授粉後天數種子在不同介質中之發芽率，大 致以滅菌之介質2、介質 4 及介質 5 較高；所 有介質中除介質3 之存活率較差外，其餘介質 對存活率之影響表現並不一致；但針對不同授 粉後天數種子，則以介質4 之整體表現最佳。
觀察不同授粉後天數種子之表現，顯示授粉後 60 d 種子只在滅菌介質 2 具發芽率，但授粉後 90 d 種子則在不同介質中均能發芽，但以授粉 後120 d 之後的種子發芽率明顯提高。整體而 言，除少數介質如滅菌介質4 與未滅菌介質 2 組外，皆以授粉後165 d 之種子有較高之發芽
表3. 台灣白及不同授粉後天數種子於 5 種介質中對發芽與小苗存活之影響。
Table 3. Effects of seed maturity and growth media composition on asymbiotic seed germination and survival rates of Bletilla formosana (Hayata) Schltr.
Mediaz Autoclave
Germination rate (%)y Survival rate (%)x
60 d 90 d 120 d 150 d 165 d 60 d 90 d 120 d 150 d 165 d w 1 No 0.0 c C v 34.4 cd B 42.8 e AB 45.8 c A 42.1 d AB - u 30.1 ab B 15.3 cde C 42.7 c A 32.5 b B
1 Yes 0.0 c C 34.4 cd B 40.3 e AB 43.8 c A 40.1 d AB - 30.0 ab B 14.1 cde C 40.7 c A 31.5 b B
2 No 19.5 b E 27.9 d D 71.8 bc A 61.5 b B 42.8 d C 0.0 B 2.2 d B 29.2 bc A 7.0 d B 11.8 cd B
2 Yes 38.8 a C 75.8 b B 90.0 a A 84.4 a AB 86.2 ab AB 0.0 D 6.0 d D 73.2 a A 43.1 c B 16.3 cd C
3 No 0.0 c D 33.0 cd C 52.8 de B 27.9 d C 80.9 b A - 16.0 cd B 4.1 de B 14.2 d B 39.6 b A
3 Yes 0.0 c D 44.1 c B 43.8 e B 20.4 d C 61.9 c A - 11.3 cd B 0.7 e C 14.2 d B 23.3 cd A
4 No 0.0 c E 35.2 cd D 62.2 cd B 49.1 bc C 82.4 b A - 3.6 d B 0.0 e B 6.5 d B 40.4 b A
4 Yes 0.0 c D 95.5 a A 69.8 bc C 75.8 a B 83.2 ab B - 31.3 a B 38.8 b B 61.4 ab A 77.1 a A
5 No 0.0 c C 25.8 d B 70.6 bc A 79.6 a A 60.9 c A - 16.7 bcd B 22.0 bcd AB 45.4 bc A 45.2 b A
5 Yes 0.0 c C 40.4 c B 80.1 ab A 76.5 a A 93.2 a A - 23.4 abc B 14.6 cde BC 71.8 a A 6.6 d BC
Significance Germination (%) Survival (%)
Day (D) ** t **
Media (Me) ** **
Autoclave (A) ** **
D × Me ** **
A × Me ** **
A × D ** **
D × Me × A ** **
z Media from 1 to 5 were sphagnum moss, peat moss, carbonized rice husk, sand : loam : carbonized rice husk : perlite = 1 : 1 : 1 : 1 (v/
v), and sand : carbonized rice husk : perlite : vermiculite = 1 : 1 : 1 : 1 (v/v), respectively.
y Germination rates were recorded 60 d after sowing.
x Survival rates were recorded 120 d after sowing.
w Seed maturity were days after pollinating.
v Means in the same column with different subscript letters or A, B, C, D, E in the same row with different capital letters are signifi-cantly different at P < 0.05 by least significant difference (LSD) test.
u -: no seed Germination.
t**: significant at 0.01 level.
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率。不同授粉後天數之種子在同一介質中之存 活率表現較不一致，如授粉後150 d 種子之最 佳存活率為介質5，授粉後 120 d 種子則以介 質2 為最高，授粉後 165 d 種子則以介質 3、
介 質4 及介質 5 (未滅菌 ) 為最高。綜合結果 顯示，授粉後60 d 之種子播種於已滅菌之介 質2 即具發芽能力，但於播種後 120 d 調查小 苗之存活率皆為0%。授粉後 90 d 以上之種子 播 種 於5 種介質中皆可發芽，但於滅菌之介 質4 中有最高之發芽率為 95.5%，但其存活率 僅38.8%。授粉後 120 d 之種子播種於滅菌介 質2 有高發芽率及存活率，分別為 90.0% 與 73.2%。授粉後 150 d 與 165 d 果莢之種子分 別播種於滅菌之介質4 與介質 5，發芽率分別 為75.8% 和 93.2%，存活率除授粉後 165 d 種 子於滅菌介質5 之 6.6% 較低外，其餘存活率 在61.4–77.8% 之 間 (表 3)。 綜 合 發 芽 率 與 存 活率來看，以授粉後120 d 之種子播種於滅菌 介質2 為最佳，發芽率與存活率在不同授粉天 數種子則以滅菌之介質4 表現較為一致。
以授粉後120 d 種子播種於 5 種介質在生
長120 d 後觀察小苗於滅菌或未滅菌不同介質 中生長之情形，結果顯示以滅菌之介質2 對小 苗生長與發育為最佳，平均葉數為3.5 片葉，雙 葉幅可達7.0 mm，而以介質 1 與介質 3 為最差，
小苗生長與發育極為緩慢 (表 4、圖 1)。本試驗 以授粉後120 d 果莢之種子播種於滅菌介質 2 為模式，觀察台灣白及種子發芽與發育之過程 顯示，在播種後第10 天，種子胚已膨大轉綠；
在第17 天時，原球體 (protocorm) 開始分化長 出第一片葉；在第31 天時，第一片葉分化生 長完成；在第60 天時，長出第二片葉；在第 120 天時，開始長出第三片葉與根發育成完整 植株 (圖 2)。此外，觀察小苗生長過程中發現，
小苗易遭受蟲害啃食與青苔等綠色黏稠狀物質 覆蓋 (未顯示 )，因而影響後期小苗生長與存活 之情形，將已存活之小苗個別移植至已滅菌之 泥炭土介質，小苗可繼續正常生長發育 (圖 3)。
討論
蘭科植物種子非常細小，通常只發育至圓
表4. 不同介質對台灣白及種子小苗生長之影響。
表4. 不同介質對台灣白及種子小苗生長之影響。