全 文 ：第 10 卷 第 2 期
1 9 9 4 年 4 月
吉 林 林 学 院 学 报
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1 9 9 4
紫锻和糠锻种子解剖构造的研究
杜凤国 苏春华 李云凤 钱树伦
( 吉林林学院林学系)
张孝江 陈英 李光成
( 红石林业局 )
摘要 本文借助于立体解剖镜和显徽镜对萦根和株撅种子形态 、 解剖构造进行 了观察 、 描述和绘图 ,
同时利用摄影显微镜和摄影体视镜对种子的部分性状进行摄影 . 为打破萦极和糠撅种子 的休眠 , 促进种
子发芽 , 培育速生优质苗木提供理论依据 .
关键词 紫极 , 糠撅 , 种子 , 形态解刹
紫锻口认u an 二ens ls RuP r . ) 与糠锻 口砚扮 刀幼动标 ica R叩 r . et 随 ix m . ) 均系锻树科 (下 h -
a ce ae )锻树属 口诬如 U n n . ) 的高大乔木 2[] 一般分布在东北 、 河北 、 山东 、 山西等省 ,前苏联 、
朝鲜亦有分布 . 二者均为优 良用材树种 ,木材供建筑 、 器具 、 胶合板 、 铅笔杆等用 . 花为优 良
蜜源植物 , 也可人药 . 其生长迅速 , 枝繁叶茂 、 耐修剪 ,是很好的绿化树种 . 多年来 , 包括锻
树在内的天然林 , 不断被采伐利用 , 面积逐渐缩小 〔` 〕 . 锻树的萌发力虽然很强 ,但次生林的
蓄积一般都不太高 . 扩大锻树资源的主要方法是播种育苗 . 锻树在系统发育过程中 ,为 了
适应严酷的外界条件 , 形成 了种子休眠的特性 . 这种休眠的特性是进行实生繁殖的最大障
碍 3[] . 目前 , 关于锻树种子休眠的原因 , 国内外学者有许多不同的观点 ,如 S p ia s . J . N . 认为
美国锻 (界如 an ler ic ~ L . ) 种子休眠是由于种皮的不透性 ;随 ir a N a gy 等认 为大叶锻 口谕
咖万六刃必 段 oP . )主要是 由于种子内存在着抑制物质 . 中国一些学者认为紫锻种子的休眠
是由于其种皮的不透性 ,果皮坚韧及种子中含有抑制物质造成的陆 5〕 . 但均未对紫锻种子
作系统的解剖研究 , 而对于糠锻种子解剖构造及其休眠更无人问津 . 本文基于此 ,对糠锻
和紫锻的种子进行了系统的形态解剖方面的研究 , 目的在于找出其结构规律性 , 为两种锻
树播种育苗 ,选择理想的催芽方法 , 提高发芽率提供科学的资料 .
1 材料和方法
本文所用种子是 1 9 9 2 年秋采于吉林林学院实验林场的成熟种子 .
( l) 种子的外部形态 . 借助于立体解剖镜进行观察 、 描述及绘图 . ①种子的形状 、 颜色 、
纹饰及 附属物 . ②种脐的位置及形状 . ③用游标卡尺测量种子的长度 、 宽度 、 厚度及种脐的
长度 . 其中种子的长度 、 宽度 、 厚度分别测 50 个数据 , 然后利用数理统计来计算其平均值 、
方差 ,再以 95 %的可靠性来计算其置信 区间 .
( 2) 种子的内部构造 . ①种皮与种脐 . 用水浸泡种子约 2 ~ 4 h , 分别做种皮的横切及经
收稿 日期 : 1 9 9 3一 1 0一 0 5
吉 林 林 学 院 学 报 第 10 卷
过种孔的种脐的径 向切片 , 利用显微镜观察 , 同时测量种皮的厚度 . ②胚乳 . 将种子纵切 ,
观察胚乳的颜色 . ③胚 . 从胚乳中剥出胚 , 观察并描述胚的颜色 、 形状及在种子中的位置 、
子叶形状 、 数 目 ,并 用游标卡尺测量胚长及子叶中裂片长 .
( 3) 化学成分及内含物的鉴定 . ①角质鉴定 : 苏丹 班作用其上呈现桔红色反应 . ②木质
化鉴定 : 利用盐酸间苯三酚反应法 . 作用于木质素时 , 呈现桃红色反应 . ③脂肪鉴定 : 苏丹
班作用其上呈现桔红色反应 . ④淀粉及蛋 白质的鉴定 : 将种子去皮后纵向切成片状 ,碘试
剂作用其上后 , 蛋白质呈黄色 ,淀粉呈蓝黑色 .
( 4) 种子质量评价 . ①种子千粒重的测定 . 采用百粒法从纯净种子中随机数取种子 , 每
1。 。 粒为一组 ,共取 8 组 , 用分析天平分别称其重量 ,计算千粒重 . ②优质种子的描述 .
2 结 果
2
.
1 紫锻种子形态 、 解剖及质量评价结果
( l) 种子形态解剖结果 . 种 子卵形 ,先端凸尖 , 基部钝尖 , 长 4 . 10 一 4 . 34 ~
,宽 3 . 38
一 3 . 56 ~
, 厚 3 . 06 一 3 . 24 m m , 种皮褐色 , 表面角质层形成网纹 , 纵向网壁粗 , 横向网壁
细 . 种子背面隆起 , 腹面平 , 上有一纵向浅沟 . 种脐位于种子基部 , 圆形 , 直径约 1 . 34 m .m
种皮厚约 0 . 16 m m , 其解剖构造 由外向内依次为 : 角质层 ; 一层无色的柱状 (栅状 )石细胞
(该层细胞排列紧密 , 在每个细胞上部 1 / 3 部位有一细胞腔 ) ; 二层不规则的扁长形黄色石
细胞构成 ; 透明或半透明的薄壁细胞层 . 种脐处角质层加厚 ,并且其下有许多褐色胶体小
颗粒 , 形成 1 个圆形小垫覆盖于种脐上 . 此处柱状 (栅状 )石细胞的细胞腔在每个细胞的
1 2/ 部位处 ,其下黄色石细胞层数增多 , 种孔处虽无柱状石细胞 ,确有多层不规则的黄色
石细胞 . 胚乳为乳 白色 , 含蛋白质 、 淀粉 、 油脂 , 包被胚 . 胚为黄色 , 长约 6 . 08 ~
, 子叶 2
片 , 重叠 ,折叠于胚乳之中 , 呈掌状 7 裂 ,极少 5 裂 ,各裂片上均有沿裂片延 f中的脉纹 , 中裂
片最长 , 长约 3 . 61 m m , 约 占整个胚长的 1 / 2一 2 / 3 . 胚轴 、 胚根呈圆柱形 , 稍弯曲 , 与子叶
同色 ,长约 2 · 48 ~
·
(2 )种子千粒重 . 约 2 1 . 3 .9
( 3) 优质种子 . 种子饱 满 , 长约 5 . 10 ~
, 宽约 3 . 98 m m , 厚约 3 . 90 ~
,脐径 1 . 34
m m
,胚乳 、 胚均有光泽 ,胚乳为乳 白色 ,胚黄色 . 子叶长 4 . 38 m m , 胚轴 、 胚根长 2 . % m m ,
圆柱形 ,稍弯曲 .
2
.
2 糠锻种子形态 、 解剖及质量评价结果
( 1) 种子形态解剖结果 . 种子卵形 , 先端 凸尖 , 基部稍平 , 长 4 . 9 ~ 5 . 31 ~
, 宽 4 . 0 2
一 4 . 7 0 m m , 厚 3 . 3 8一 3 . 58 m m . 种皮黑褐色 , 角质层形成穴状纹 . 背面隆起具有纵钝棱 ,
棱两侧有纵 向浅沟 , 及与沟相交的三条横纹 . 腹面平 ,上有一纵向浅沟 . 种脐位于种子基
部 , 圆形 ,直径约 1 . 46 ~
. 种皮厚约 。 . 27 ~
,其解剖构造由外向内依次为 : 角质层 ; 一层
横向排列的黄色石细胞层 ; 一层无色的柱状 (栅状 )石细胞 (该层细胞纵 向排列紧密 , 在每
个细胞的上部 1 / 3 处有一细胞腔 ) ; 黄色石细胞层 ( 由一层排列整齐的扁长形黄色石细胞
及 2 层不规则的黄色石细胞构成 ) ;透明或半透明的薄壁细胞层 . 种脐处角质层加厚 ,并且
第 2 期 杜凤 国等 :紫锻和糠锻种 子解剖构造的研究
其下有许多褐色胶体小颗粒 , 形成 1 个圆形小垫覆盖于种脐上 . 此处柱状 (栅状 )石细胞的
细胞腔位于细胞 1 / 2 处 , 其下黄色石细胞层数增多 , 种孔处虽无柱状石细胞 ,但有多层黄
色石细胞 . 胚乳为乳 白色 ,含蛋白质 、淀粉 、 油脂 、 包被胚 . 胚为黄色 , 长约 7 . 76 m m ,子叶 2
片 , 重叠 , 抑叠于胚乳中 , 呈掌状 5 裂 ,各裂片上均有沿裂片延仲的脉纹 , 中裂片最长 ,长约
4
.
61 m m
, 约占整个胚长的 1 / 2一 2 / 3 . 胚轴 、 胚根呈圆柱形 , 与子叶同色 , 长约 3 . 16 ~
, 为
胚长的 1 / 3一 1 / 2 ,稍弯曲 .
( 2) 种子千粒重 . 约 3 5 . 4 .9
(3 )优质种子 . 种子饱 满 , 种子长约 5 . 9 ~
, 宽约 4 . 56 m m , 厚约 3 . 52 m m , 脐径约
1
.
46 m m
. 胚乳 、 胚根有光泽 ,胚乳为乳 白色 ,胚黄色 ,长约 8 . 60 ~
, 子叶中裂片长约 8 . 3 2
m m
,胚轴 、 胚根长约 3 . 28 ~
, 圆柱形 ,稍弯曲 .
2
.
3 糠锻与紫锻种子形态比较结果
糠锻与紫锻种子形态 比较结果见附表 .
3 讨论与建议
( l) 紫锻种子休眠与其解剖构造的关系 . 紫锻为长期休眠的种子 ,其休眠由多因素引
起一些学者一致认为与其种皮的紧密构造有关 . 如有的学者认为其休眠与种皮外层呈角
质状 , 中层为致密的厚壁栅状组织 , 栅状组织上部约 1 3/ 形成一完全不透光的区域 , 可能
系由果胶质或阱服性物质组成有关 . 也有的学者认为与它的种皮角质层不透水 、 不透气 、
栅状组织发达有关 . 我们通过对紫锻种子解剖构造的研究认为 , 紫锻种子休眠与其种皮的
紧密构造有一定关系 , 这与上述学者观点一致 . 但并不是与其栅状组织上部 1 / 3 由果胶质
或阱服体组成有关 . 我们认为与其休眠有关的种皮构造是 : ①无色柱状石细胞 , 它排列紧
密 ,极发达 ,约占整个种皮厚度的 2 3/ . ②柱状石细胞层下的黄色石细胞层排列紧密 , 不透
水 , 不透气 . ③种子基部的种脐处加厚的角质层与其下面的许多胶体小颗粒 一 同形成一个
圆形小垫覆盖于种脐上 . ④种孔处虽无柱状石细胞层 , 但有多层多边形黄色石细胞 . 紫锻
上述这种无一处透水 、 透气的结构造成了紫锻种子的深休眠 .
( 2 )糠锻和紫锻种子休眠原因的差异 . 糠锻种子休眠的原因 , 国内外尚无人报道 , 我们
通过对糠锻和紫锻种子形态 、 解剖的 比较研究 , 认为糠锻的休眠与紫锻相似 , 但糠锻 比紫
锻种子具有更深的休眠性 . 其原因为 : ①在显微镜下观察 ,糠锻种皮中的柱状石细胞的长
宽均大于紫锻 . ②糠锻种子柱状石细胞层上部及下部均比紫锻多一层黄色石细胞层 . ③糠
锻种脐处的黄色石细胞层 比紫锻多 ,
( 3 )打破种子休眠 ,促进催芽的建议 . 种子发芽快慢直接影响苗木生长期的长短 , 苗木
大小 , 出栽时间和抗性大小 而要想获得较高的发芽率和较好的发芽势就必须打破种子的
休眠 . 针对两种锻树种皮的结构特点 ,为打破其种子休眠 ,促进催芽 ,应从突破种皮的封闭
性着手 . 如对其 种皮进行轻度的机械损伤 , 去掉种脐处的垫状物或在适 当时间 (不影响种
子生活力 )用一定浓度的硫酸处理 , 以便提高种皮的透水 、 透气性 , 以利种子萌发 .
2 0 1吉 林 林 学 院 学 报 第0 1卷
附表 橄极与萦极种子形态解剖异同
At ta 山ed Ta b . 5 1而 la r iti es a n d di f f e r e n e es o f se ed mo r p ho lo 罗 块t w e n
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a n d2 1云2 开 .姑几犷介口 Ru Pr .e t Ma x im
性状 区别点紫极 糠极 相同点
种子卵形 , 背 面隆
形状 先 端 凸 尖 . 基 部 钝 尖 , 长 4 . 10 ~ 先端 凸 尖 ; 基部 稍平 , 长 4 . 9 一 5 . 31 起 , 腹面 平 , 有 一
与 4 · 34 rnm
, 宽 3 . 3 8~ 3 . 5 6nu
, 厚 3 . 0 6一 nu
, 宽 4 · 0 2 ~ 4 · Z omrn
, 厚 3 . 3 5 ~ 纵 向浅沟 , 种 脐位
大小 3 . 24 ~
, 脐径约 1 . 34 ~
.
3
.
5 8
~
, 脐径约 1 . 46 ~ 于 种 子 基 部
, 圆
形 .
冲皮颜色 褐色 黑褐色
背面不具有纵钝棱 , 亦无纵向浅 沟及横 背 面具有 纵钝棱 , 棱两 侧具有纵向 浅
纹饰 纹 ,角质层形 成网纹 , 纵向网壁粗 、横 向 沟 , 且各有与浅沟相交的 3 条横纹 . 角
网壁细 . 质层形成穴状网纹 .
种皮
解剖
构造
稍薄 , 约 。 . 16 ~
, 由外到 内依次为 : 角
质层 ; 一层柱状石 细胞层 ; 二层扁长形
不规则黄色石细 胞层 ; 透明或半透明的
薄壁 细胞层 .
稍厚 , 约 。 . 27 ~
, 由外到 内依次为 : 角
质层 ; 一 层长形黄色石细胞层 ; 一层柱
状石细胞 ; 一层 长形黄色石细胞和二层
不规则黄色石细胞层 ; 透明或半透明的
薄壁细胞层 .
种脐
的解
剖构
造
种脐处柱状石细胞层 下的黄色石细 胞
层数增多 , 约有 12 ~ 13 层 ; 种孔处 由 5
层黄色石细胞组成 .
种脐处 柱状石细 胞层下黄色石细胞层
大幅度增多 , 约为 17 一 1s 层 ; 种孔 处由
7一 8 层黄色石细胞组成 .
胚乳
均含 有 一层 带 有
细胞 腔 的无 色柱
状石细胞层 , 其厚
约为 整 个种 皮厚
度的 2 / .3
种 脐处 柱 状石 细
胞 层下 的 黄 色石
细胞层数都增多 ,
种 孔 处虽 无 柱状
石细胞 , 但有多 层
黄色石细胞 .
乳 白色 , 由淀粉 、
蛋 白质 、 油脂等组
成 .
胚 子叶掌状 7 裂 , 稀 5 裂 . 子叶均为掌状 5 裂 .
黄色 , 由蛋白质油
月旨等成分组成 , 子
叶上 具有 沿 裂 片
延伸的脉纹 .
参 考 文 献
徐万林 . 名贵的蜜源 -一锻树 . 农村科学试验 , 1 98 。 ( 3 ) : 7 ~ 8
火树华等 . 树木学 . 北京 : 中国林业出版社 , 1 98 0 . 2 4 ~ 2 46
王九龄等 . 紫锻种子休眠原 因的初步研究 . 林业科学 , 1 9 8 1 ( 3 ) : 3 17
张雪敏 . 根树育苗技术 . 河南林业 , 1 9 9 1 ( 1 ) : 38
邹学 忠等 . 紫锻种子休眠原 因及处理方法的研究 . 辽宁林业科技 , 1 9 9 1 ( 5 ) : 10
第 2期 杜凤国等 :紫锻 和慷锻种子解剖构造的研究 10 3
图 1种子 、 胚及种脐形状 8
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l丁韦 e sh a详 o fe sd e, e m b即 0 a n d h i lu m
l 一 4 糠根 : 1 . 种子背面 ; 2 . 种子腹 面 ; 3 . 胚的形状 ; 4 . 种脐形状
5 ~ 8 紫极 : 5 . 种子背面 ; 6 . 种子腹 面 ; , . 胚的形状 ; 8 . 种脐形状
图 2 种脐 、 种皮及种子横切图
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2 C r o s se e it o n o f h i lu m
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se e d e o a t a n d se de
1~ 3 糠锻 : 1 . 种脐横切面 ; 2 . 种子横切面 ; 3 . 种皮横切面
4一 6紫极 : 4 . 种皮横切面 ; 5 . 种脐横切面 ; 6 . 种子横切面
1 0 4 吉 林 林 学 院 学 报 第 10 卷
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图 3 胚的显徽体视照 片
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1
. 糠锻胚 ; 2 . 紫锻胚
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i e di议 e t cs o p a n d ha e r o cs o p , s im u l t a n e o u s l y , t h e p a r t e h a r a e t e r s o f t h e se e d s a r e P ho t o梦 a p h e d
w it h p h o t o『 a ph i e 而 e r o cs o详 a n d s te or cs o p ie m i e r o cs o详 . I t p r o v i d e s t h eo r e r ie d a t a f o r b r e a拓 n g
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s , p r o m o t i n g 罗 r m in a t io n a n d b r e e d in g 哭 e d l in g s w it h g X )d q u a li t y a n d f a s t -
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