全 文 ：收稿日期:2011-02-26
基金项目:花楸属植物引种技术研究(南京林业大学 “十五 ”人才)。
作者简介:陈　昕(1968-),女 ,江苏句容人 ,副教授 ,主要从事观赏植
物资源引种研究。
石灰花楸种子休眠机理及解除方法
陈　昕 , 　徐宜凤 , 　张振英
(南京林业大学森林资源与环境学院 , 　江苏 南京 210037)
摘要:对石灰花楸种子休眠解剖结构基础 、休眠影响因素和解除方法的实验研究结果表明:石灰花楸种子由种皮和胚两
部分组成 ,胚形态发育完全 , 种皮木质化程度较高 、透气性障碍显著 , 在种皮和胚中均存在萌发抑制物质 , 休眠类型为综
合性休眠(PY+PD)。低温层积 40 ～ 45d,石灰花楸种子萌发率可达 85%以上 , 是解除休眠的有效途径。种子去除不同
部位种皮 、种胚 、种胚去除不同量子叶处理 ,萌发率为 18.33% ～ 51.67%,种子萌发后幼苗多不能正常生长;种子经各种
浓度和时间梯度的 NaOH、H
2
SO
4
和 GA
3
处理 ,仅 75%H
2
SO
4
处理 5min可以打破休眠 , 种子萌发率为 25.67%。
关键词:　休眠机理;破眠技术;种子萌发;石灰花楸
中图分类号:　S722.1　　　文献标志码:　A　　　文章编号:　1001-4705(2011)06-0033-05
DormancyMechanismandBreakingTechniquesofSorbusfolgneriSeeds
CHENXin, XUYi-feng, ZHANGZhen-ying
(ColegeofForestResourcesandEnvironment, NanjingForestryUniversity, Nanjing210037, China)
Abstract:Dissectionstructure, dormancyinfluencingfactorsandbreakingtechniqueswereinvestigatedofSor-
busfolgneri.Seed.SeedofSorbusfolgneriiscomposedoflignifiedseedcoatandmorphologicalyweldevel-
opedembryo, seedcoatwithanobviousairpermeabilityobstruction, andsubstanceextractedfromseedcoat
andembryoinhibitedthegerminationofcabbageseeds.TheseresultsshowedthatSorbusfolgneriseedsexhibit
combinationaldormancymainlycausedbyseedcoatobstructionandgerminationinhibitedsubstance.Seedsof
Sorbusfolgnerigerminatedmorethan85% bycoldstratificationforaperiodof40-45days, whichwasefec-
tivemethodtobreakdormancy.Seedswithpartsofseedcoatremoved, isolatedembryosandembryoswithparts
ofcotyledonsremovedgerminatedfrom18.33% to51.67%, buthadundesirableefectswithabnormalseed-
lings.AmongvariousconcentrationsfordiferentdurationofNaOH, H2SO4 andGA3 , onlyseedstreatedwith
75% H2SO4 for5minbrokedormancyandinducedonly25.67% germination.
Keywords:　dormancymechanism;dormancybreakingtechniques;seedgermination;Sorbusfolgneri
　　石灰花楸 Sorbusfolgneri(Schneid.)Rehd是蔷薇
科花楸属落叶乔木 ,分布于陕西 、甘肃 、安徽 、江西 、四
川 、云南等省 ,生于海拔 800 ～ 2 000 m的山坡杂木林
中 。该物种树形优美 ,春季白花满树 ,叶片下面常年密
被白色绒毛 ,有 “石灰树”之称 ,秋季果色鲜红 ,且经冬
不凋 ,是叶 、花 、果均优的观赏树种 [ 1] 。石灰花楸自然
分布广泛 ,但尚未见引种栽培 ,是处于野生状态的优良
植物资源。播种繁殖是花楸属植物引种的重要途径 ,
石灰花楸种子同花楸树 S.pohuashanensis、黄山花楸
S.amabilis、欧洲花楸 S.aucuparia、S.mougeoti等其他
花楸属植物一样存在休眠现象[ 2 ～ 5] ,目前仅安洁等对
其组培快繁技术进行了研究 [ 6] ,种子繁殖未见报道。
本实验旨在通过对石灰花楸种子休眠影响因素和解除
方法等方面的研究 ,为该物种种子休眠解除提供理论
依据和技术指导 ,进而促进该物种的引种驯化和景观
推广运用。
1　材料与方法
1.1　材　料
2008年秋采购的石灰花楸当年种子 , 种子净度
93.2%,塑料袋密封干藏于 0 ～ 5℃冰箱中备用。
1.2　方　法
1.2.1　种子基本特征与解剖结构
随机选取干藏种子 100粒 ,用游标卡尺测量种子
横径 、纵径长度和厚度等物理指标 ,同时观察种子的颜
色 、形状 、光滑度 、质感等特征;解剖分离种皮和胚 ,用
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研究报告　　陈　昕 等:石灰花楸种子休眠机理及解除方法
DOI :10.16590/j.cnki.1001-4705.2011.06.072
表 1　石灰花楸种子物理指标
测量
指标
长
(mm)
宽
(mm)
厚
(mm)
球径
(mm)
几何平均
直径(mm)
体积
(mm3)
表面积
(mm2)
数值 6.12±0.89 3.48±0.37 2.36±0.36 3.80±0.37 3.69±0.33 33.55±9.76 52.97±10.72
1 /10 000g电子天平称质量 ,计算种子各部分所占质
量比例 。随机选取 20粒 , 30 ～ 35℃温水浸种 6h,使种
子充分吸胀 ,在解剖镜下观察并拍摄种皮结构和胚的
发育状况。
用 105℃恒重法测定新购种子和低温干藏 6个月
种子的含水量 ,采用四唑染色(TTC)法分别测定其生
活力 ,实验均设 3个重复 ,含水量每重复为 3g,生活力
每重复为 20粒。
1.2.2　种子萌发试验
采用去子叶处种皮 、去胚根处种皮 、种胚 、种胚去
除 1 /2子叶 4种处理 ,以完整种子为对照 ,进行种子萌
发实验 ,每处理设置 3个重复 ,每重复 20粒 。处理后 ,
将种子置于培养皿中光照 16h、黑暗 8h, 25℃恒温 ,湿
度 70% ～ 75%光照培养箱内培养 , 每日定时补充水
分 , 24h后统计发芽数 ,至 30d结束 ,计算发芽率 、发
芽势 、发芽指数 ,并观察幼苗发育状况 。
1.2.3　种子透性
取完整种子和刺破种皮种子各 2g,蒸馏水浸泡 ,
在 25℃恒温条件下吸胀 ,前 8h每隔 2h、而后每隔 8h
取出 1次 ,持续 72h,用吸水纸吸干种子表面水分 ,用
1 /10 000g电子天平称其质量 ,直到种子恒质量饱和 ,
计算吸水率 ,绘种子吸水曲线。用 CB-1101型光合蒸
腾测定系统 ,在室内自然条件下通过测量流经叶室空
气中 CO2浓度变化来计算叶室内种子的呼吸速率 Pn
(μmol/(g·s),每 8h测 1次 ,共测 7次 ,记录呼吸速率
变化。实验均设 3个重复。
1.2.4　种子发芽抑制物的生物鉴定
参考王小平等的方法 [ 17] ,称取石灰花楸种子种
皮 、胚 、完整种子各 2g,加 80%甲醇研磨 , 4℃条件下
密封浸提 24h,滤除残渣 , 35℃减压浓缩后 ,定容至 20
ml。分别稀释各部分浸提液 ,使其形成原液浓度的
25%、50%、100%3个浓度处理 ,以清水作对照 ,以白
菜种子作抑制物活性检测 ,白菜种子于 25℃恒温下浸
泡 12h,在直径 9cm的培养皿中放单层滤纸 ,加入2ml
浸提液 ,将处理后的白菜种子均匀地摆放在湿润的滤
纸上 ,每处理 3个重复 ,每重复 50粒种子 ,以胚根弯
曲 ,胚根伸长≥4mm作为萌发标准 ,每天统计发芽率 ,
7d后测量胚根长度。
1.2.5　种子休眠解除试验
酸碱处理:采用 75%和 98% 2种浓度的 H2SO4浸
种 5、10、20min;10%、20%和 75% 3种浓度的 NaOH
浸种 20、30、40min,清水冲洗后置床。
GA3处理 。 50、100、200、400、600 mg/L5种浓度
GA3浸种 24h和 48h,以清水浸种为对照 ,置床。
低温层积。清水浸种 48h, 0 ～ 5℃低温沙藏 15、
20、25、30、35、40、45、50 d,定期检查并补充水分以保
持湿润 ,观察种子露白状况 ,分别测定其发芽率 。
上述实验均设置 3个重复 ,每重复 100粒 ,置床于
光照 16h黑暗 8h, 25℃恒温 ,湿度 70% ～ 75%光照培
养箱内培养 ,每日定时补充水分 , 24h后统计发芽率 ,
至 30d结束。
1.3　统计分析
采用 MicrosoftExcel和 SPSS16.0(SASInstitute,
CaryNC, USA)软件进行数据统计分析和图表处理 ,图
表中数据均为 3次重复的平均值 。
2　结果与分析
2.1　种子基本特征
石灰花楸种子呈栗褐色 ,质地坚硬 ,种子为扁卵
形 ,侧向压扁(腹面),微弯曲 ,背面隆起 ,有光泽 ,腹面
和胚根端种皮皱褶 ,种子表面有不明显纵向条纹(图
1:a, b)。种子千粒质量为(20.345±0.072)g,各项物
理指标见表 1。
新鲜石灰花楸种子含水量为 7.83%,种子生活力
为 100%;冰箱低温干藏 6个月后种子的含水量为
13.07%,种子生活力下降至 86.67%。可见 , 含水量
是影响石灰花楸种子生活力的关键因素 ,在石灰花楸
种子贮藏期间 ,要定期测量种子的含水量变化 ,将其控
制在安全范围内 。
2.2　种子休眠影响因素
2.2.1　种子结构对休眠的影响
石灰花楸成熟种子由种皮和胚两部分构成 ,为典
型的无胚乳种子 ,种皮占种子质量的 35.71%,胚占
64.29%,其中子叶占 63.31%,胚芽 、胚根和胚轴仅占
0.98%。种皮包括外种皮和内种皮 ,外种皮坚硬 ,两端
较厚 、木质化程度较中间高 ,内种皮膜质半透明 ,光滑
有光泽(图 1:c, d)。种胚形态发育完全 ,成熟胚具有
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第 30卷　第 6期　2011年 6月　　　 　　　　　　　　种　子　(Seed)　　　　　　　　　　 　Vol.30　No.6　Jun.　2011
图 1　石灰花楸种子形态和解剖结构
2片肥厚的子叶 , 圆柱形胚根 、胚芽 、胚轴明显
(图 1:e)。
由种子解剖结构可见 ,石灰花楸种胚发育健全 ,不
具有形态后熟现象;种皮质量较大 ,特别是胚根端种皮
木质化程度较高 ,对萌发可能会形成物理阻碍作用 。
2.2.2　种皮和胚对萌发的影响
表 2　种皮和胚不同处理的石灰花楸种子萌发
处理 供试种子数(粒)
发芽数
(粒)
发芽率
(%)
发芽势
(%)
发芽指数
(%)
对照
(完整种子) 60 0 0a 0a 0a
去胚根处
种皮 60 11 18.33b 18.33b 8.42b
去子叶处
种皮 60 12 20b 20b 11.64b
种胚 60 31 51.67c 43.33c 23.25c
去 1/2
子叶 60 31 51.67c 48.33c 24.91c
注:表中相同字母表示差异不显著 ,不同字母表示差异显著(p=0.05)。
　　种子萌发实验结果表明 (表 1):对照 30 d无萌
发 ,即石灰花楸种子存在休眠现象;种胚和种胚去 1/2
子叶的发芽率均达到 51.67%,显著高于去胚根处种
皮(18.33%)和去子叶处种皮(20%),种胚的发芽势
和发芽指数也显著高于完整种子 ,说明种胚具有较强
的萌发能力 ,种皮对萌发有一定的阻碍作用。实验中
出现了胚根不伸长或畸形 、子叶拳卷 、一片子叶不变绿
等不同形式的畸变现象 ,可见种子萌发除受种皮阻碍
外 ,胚也是萌发的抑制因素之一 。
2.2.3　种皮透性对种子萌发的影响
以石灰花楸的完整种子和破皮种子为材料 ,分别
进行了吸水和透气性试验 。
(1)种皮透水性:吸水试验表明(图 2),浸种前 2h
为种子快速吸水期 ,吸水量急剧增加 ,完整种子和破皮
种子吸水率分别为 38.75%和 48.45%;此后吸水量增
加缓慢 ,并渐趋饱和状态 ,破皮种子在浸种第 32小时
达到最大吸水率 71.62%,而完整种子在浸种 48h达
到最大吸水率 70.39%,两者差异不显著 ,可见:石灰
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研究报告　　陈　昕 等:石灰花楸种子休眠机理及解除方法
表 3　石灰花楸种子不同部分浸提液对白菜种子萌发的影响
　　　提取物　　　 　　　　　种　子　　　　　 　　　　　　种　皮　　　　　　 　　　　　　　胚　　　　　　 　对　照　
浸提液浓度(%) 25 50 100 25 50 100 25 50 100
白菜种子萌发率(%) 94cd 88b 77.33a 96.67d 93.33cd 93.33cd 98.67d 95.33cd 90bc 98.67d
胚根长(mm) 46.63e 26.85bc 8.17a 48.17e 33.85c 19.11b 45.59de 35.87cd 18.37b 50.54e
　　　注:表中相同字母表示差异不显著 ,不同字母表示差异显著(p=0.05)。
花楸种皮对水分的吸收有一定的阻碍作用 ,但这种阻
碍作用随着浸种时间延长而逐渐消减 ,种皮透水性不
构成种子萌发的障碍 。
图 2　石灰花楸种子吸水曲线
注:相同字母的表示差异不显著 ,不同字母表示差异显著(破皮种子p=
0.05,完整种子 p=0.01)。
　　(2)种皮透气性:通过测定呼吸速率研究了石灰
花楸的种子透气性。结果表明 ,完整种子和破皮种子
浸种前的呼吸速率都很低(图 3),分别只有 1.396μl/
(g·min)和 2.781μl/(g·min)。而在吸胀过程中两种
处理种子的呼吸速率发生了大幅度的升高 ,破皮种子
在 8h达到峰值 44.366μl/(g·min),而后逐渐降低 ,而
完整种子在 16h和 32h分别达到峰值 20.744μl/(g·
min)和 19.578μl/(g·min),呈双峰变化 ,两者呼吸速
率峰值呈极显著变化(Sig.=0.000),种皮的透气性障
碍显著 。
图 3　石灰花楸种子呼吸速率曲线
注:相同字母的表示差异不显著 ,不同字母表示差异显著(p=0.05)。
2.2.4　种子浸提液对萌发的抑制作用
石灰花楸完整种子 、种皮和胚的浸提液对白菜种
子萌发的抑制作用见表 3。随着各种浸提液浓度增
加 ,白菜种子的萌发率显著下降 ,胚根长度显著缩短。
完整种子的浸提液对萌发率和胚根生长的抑制作用比
种皮和胚浸提液强 ,抑制作用最大的是 100%种子浸
提液 ,白菜种子萌发率仅 77.33%,比对照低 21.34%,
胚根长 8.17mm比对照(50.54 mm)短了 42.37mm。
实验证明 ,石灰花楸种子中含有抑制萌发和胚根生长
的物质 ,这种物质在种皮和胚中均存在 。种皮和胚共
同作用的抑制活性比单独作用的效果明显 。
2.3　石灰花楸种子休眠解除方法
2.3.1　酸碱及 GA3处理
实验结果显示 ,清水浸种 、各种浓度的 GA3浸种
及 NaOH溶液处理种子 30d均无萌发现象 。石灰花
楸种子经 NaOH溶液处理后 ,种皮由栗褐色变为黑色 ,
且开裂 ,变软 ,种胚外露 ,不用任何工具徒手即可轻易
剥除种皮。
98% H2SO4处理种子 ,种皮即被碳化成黑色 ,并
严重破损 ,无萌发 。 75% H2SO4处理种子由栗褐色变
为橘红色 ,无破损现象 , 10 min和 20 min均无萌发 ,
5min萌发率可达 25.67%。
2.3.2　低温层积
48h清水浸种后低温层积 15、20、25、30、 35、40、
45、50d种子的萌发率分别为 21.67%、60%、65%、
75%、78.5%、85%、86.67%和 75%。种子在沙藏 25d
开始胚根突破种皮而露白 , 30 d时露白率达到
31.67%,已达生产上播种要求 , 45d种子的萌发率最
高 ,而后有所回落 ,可见低温层积是打破石灰花楸种子
休眠的有效途径 。
3　讨　论
3.1　休眠机理及类型
种子休眠是植物对环境的一种适应 ,休眠机理研
究主要集中在种皮的阻碍作用和透性变化 、存在和缺
乏抑制剂 、激素的选择作用 、光敏色素的活化和钝化形
态和分子变化等方面 ,根据休眠机理的不同 , Baskin等
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第 30卷　第 6期　2011年 6月　　　 　　　　　　　　种　子　(Seed)　　　　　　　　　　 　Vol.30　No.6　Jun.　2011
将种子休眠分为生理休眠(PD)、形态休眠(MD)、形态
生理休眠(MPD)、物理休眠(PY)和综合休眠(PY+
PD)五大类 [ 7, 8] 。
石灰花楸生活力很高 ,但未经处理的完整种子却
不能萌发 ,表明其种子有较强的休眠性 。石灰花楸种
胚形态发育完全 ,不存在生理后熟现象;种皮木质化程
度高 、透气性障碍显著 ,是阻碍萌发的影响因素之一;
在种子萌发实验中 ,种皮障碍部分或完全解除后 ,种子
萌发率仍然很低 ,且种胚萌发产生畸变的幼苗 ,可见种
胚对萌发亦有显著的抑制作用 ,种子各部分浸提液对
白菜种子萌发和生长的抑制实验很好地验证了这一
点 ,在石灰花楸的种皮和种胚中均存在萌发抑制物质。
种皮障碍及抑制物是造成休眠的重要原因 ,同花楸树
S.pohuashanensis、大山樱 Prunussargentil和南方红豆
杉 Taxusmairei等相似[ 3, 9, 10] ,因而石灰花楸种子休眠
类型为综合性休眠(PY+PD)。
3.2　休眠解除技术
机械磨损 、硫酸腐蚀 、湿沙层积等可以改变种皮透
气性 ,常用于打破硬实种子休眠 ,处理效果因种而异。
H2SO4和 GA3 能有效打破 Astragaluscyclophylon和
Ferulagummosa的休眠 ,促进萌发 ,但在处理苏木科同
属植物腊肠树 Casiafistula和节果决明 Casianodosa
时则出现效果的差异 , H2SO4对腊肠树作用更显著 ,而
GA3则无效 ,对于节果决明两者效果相当 ,却都不甚理
想 [ 11 ～ 13] ;NaOH处理能显著提高结缕草 Zoysiajaponica
和羊草 Leymuschinen的发芽率 ,而 GA3处理的羊草发
芽率无显著变化 ,较高浓度 GA3则显著抑制羊草种子
的萌发 [ 14, 15] , GA3对石灰花楸种子休眠解除无促进作
用 , 同处理花楸树 S.pohuashanensis和欧洲花楸
S.aucuparia的结果相似。酸碱处理实验中只有 75%
H2SO4处理时间最短的种子有部分萌发 ,其他均出现
种子的过度损伤 , H2SO4和 NaOH的强腐蚀性可增加
种子的透性 ,利于抑制物渗出 ,可见浓度过高或处理时
间过长是导致种子生活力丧失而不能萌发的重要原
因 ,因而适宜的处理浓度和时间有待于进一步试验研
究 。低温层积是解除花楸树 S.pohuashanensis、脱毛冠
萼花楸 S.glabrenscens和欧洲花楸 S.aucuparia花等楸
属植物休眠的有效方法 [ 16] ,石灰花楸也是如此 , 45 d
发芽率最高可达 86.67%,是最有效的种子休眠解除
方法。
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