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黄花风铃木种子活力快速丧失及多胚苗现象



全 文 :黄花风铃木种子活力快速丧失及多胚苗现象
黄雪梅1, 杨彩群1, 陈之红1, 陈妙贤2, 黄启聪1, 陈科文1
(1.华南农业大学园艺学院,广东 广州 510642;2.广州市园林科学研究所,广东 广州 510405)
摘 要:首次研究了黄花风铃木〔Tabebuia chrysantha (Jacq.) Nichols〕种子的贮藏特性及多胚苗发生规律。 结果表明,黄花风
铃木种子种皮轻薄具薄翅,千粒重 12.1 g,含水量 7.8%,发芽率 87%,在常温 25℃下保存 45 d 即完全失去活力。 15℃以下低温适宜
种子的活力保持,贮藏 180 d 后发芽率高达 87%~100%,苗重和简化活力指数有所提高。 新鲜种子多胚苗发生率高达 67.5%,15℃
贮藏 180 d 后多胚苗率仍保持 56.7%;多胚种子产生 2~6 株多胚苗,其中以 2~3 胚苗居多。
关键词:黄花风铃木种子; 活力丧失; 贮藏温度; 多胚苗
中图分类号:S685.99 文献标识码:A 文章编号:1004-874X(2012)12-0050-03
The rapid loss of Tabebuia chrysantha seed vigor and
occurrence of polyembryonic seedlings
HUANG Xue-mei1, YANG Cai-qun1, CHEN Zhi-hong1, CHEN Miao-xian2, HUANG Qi-cong1, CHEN Ke-wen1
(1.College of Horticulture, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China;
2.Guangzhou Institute of Landscape Gardening, Guangzhon 510405, China)
Abstract: This article primarily studied the storage properties of Tabebuia chrysantha seeds and the characteristics of polyembryonic
seedlings. The results indicated that Tabebuia chrysantha seeds were light with thin seed coads, and the thousand-grain weight was 12.1
g. The water content was 7.8% and the seed germination percentage was 87%. The seeds lost vigor totally stored at room temperature 25℃
for 45 days. The optimum temperature for high seed vigor maintenance was below 15℃, the germination percentage were as high as 87%~
100%, the seedling weight and the vigor index increased after 180 days storage. The occurrence rate of polyembryonic seedlings of fresh
seeds was as high as 67.5%, maintaining 56.7% after 180 days storage at 15℃ . The polyembryonic seeds produced 2 to 6 seedlings,
mostly 2 to 3.
Key words: Tabebuia chrysantha seed; rapid loss of vigor; storage temperature; polyembryonic seedlings
黄花风铃木〔Tabebuia chrysantha(Jacq.)Nichols〕属紫
葳科(Bignoniaceae)风铃木属(Tabebuia)植物,又名黄金风
铃木、黄丝风铃木、伊蓓树、毛风铃、巴西风铃木,原产中
南美洲,巴西国花,10 多年前自南美引进我国。 黄花风铃
木是优良的园林观赏树种,它会随四季变换不同的彩衣,
具有春华、夏实、秋绿、冬枯的独特风韵及呈现出优良的
景观效果,非常值得在园林当中推广运用 [1]。 黄花风铃木
不仅绿化环境,而且具有良好的经济效益,一棵离地 1 m、
径粗 5 cm 的苗木售价 100 多元,每 667 m2年净收入万元
以上[2]。
黄花风铃木主要靠种子繁殖, 在园林生产育苗过程
中发现, 黄花风铃木种子采收后常温下贮藏很快丧失活
力,无法正常育苗,一般即采即播才能保证出苗率;穴盘
育苗中发现, 部分种子可长出两株以上的苗即多胚苗 [3]。
本文对黄化风铃木种子的贮藏特性及多胚苗发生规律进
行了初步研究。
1 材料与方法
1.1 试验材料
黄花风铃木荚果于 2009年 5月 1日采集于广州市园
林科学研究所种子种苗基地, 室内晾干当荚果自然裂开
时取出种子,晾干种子,5月 15日开始活力测定和试验。
1.2 试验方法
1.2.1 种子含水量测定 称量 20 粒种子鲜重,105℃杀青
1 h,80℃烘至恒重,以鲜重为基础计算含水量,3次重复。
1.2.2 不同温度下贮藏试验 将种子分装于 PE 密实
袋中 ,置于保鲜盒内 ,分别放置于 25、15、10、5℃控温
箱中贮藏,定时取出测定种子活力和多胚苗情况。
1.2.3 种子活力和多胚苗发生的测定 定时取出不同温
度下贮藏的种子各 40 粒,每培养皿 10 粒种子,4 次重复。
种子均匀排列于直径 9 cm、垫有一层滤纸、含 5 mL 蒸馏
水的培养皿中, 用 parafilm 封口, 光照 40 μmol/m2·s,12
h/d,培养 10 d,测定每个培养皿种子的发芽率、每皿种子
出苗数量、多胚苗高度、总苗重、单苗重、简化活力指数。其
中,发芽率(%)=每皿种子发芽数/种子总数×100;出苗率
(%)=每皿种子出苗数/种子总数×100;苗重(g)=每皿种子
长出的苗吸干水后的重量/种子数;单苗重(g)=每皿种子
长出的苗吸干水后的重量(g)/总出苗数量;简化活力指数
1=苗重(g)×发芽百分数;简化活力指数 2=单苗重(g)×出
苗百分数;多胚率(%)=每皿长出 2 棵以上种苗的种子数
量/种子总数×100。
1.2.4 多胚产生壮苗情况的观察 以培养 10 d 后长出的
幼苗高度为 10 mm 以上定义为壮苗,其他为弱小苗,统计
各培养皿的壮苗数量和比率。
收稿日期:2012-05-10
作者简介:黄雪梅(1969-),女,博士,副研究员,E-mail:xmhuang@
scau.edu.cn
广东农业科学 2012 年第 12 期50
DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2012.12.062
图 1 黄花风铃木种子的多胚苗
多胚率
(%)
67.5
66.6
63.3
66.7
56.7
46.7
50.0
50.0
53.3
57.8
不发芽
12.5
0
0
3.3
0
13.3
6.7
10.0
13.3
5.8
1 苗
20.0
33.3
36.7
30.0
43.3
40.0
43.3
40.0
33.3
35.5
2 苗
37.5
53.3
36.7
40.0
43.3
36.7
30.0
33.3
33.3
38.2
3 苗
17.5
3.3
16.7
20.0
10.0
3.3
13.3
16.7
13.3
12.6
4 苗
7.5
10.0
3.3
6.7
3.3
6.7
6.7
0
3.3
5.3
5 苗
5
0
3.3
0
0
0
0
0
3.3
1.3
6 苗
0
0
3.3
0
0
0
0
0
0
0.3
贮藏时间(d)
45
90
135
180
45
90
135
180
平均
贮藏温度
新种子 0d
15℃
10℃
表 2 贮藏 6个月期间黄花风铃木种子多胚苗的发生情况
单粒种子出苗数量及比率(%)
简化活力指数 2
5.69±0.37a
4.83±0.98b
5.91±0.15a
0c
5.86±0.12a
6.83±0.41a
6.30±0.72a
7.27±0.51a
5.39±0.61b
5.07±0.32b
7.09±0.08a
6.07±0.63a
4.27±0.69b
出苗率(%)
203±14a
150±31a
173±30a
0b
190±19a
210±26a
196±27a
173±21a
150±31a
170±14a
153±11a
173±24a
203±22a
简化活力指数 1
4.97±0.25a
4.36±1.25b
5.52±0.37a
0c
5.86±0.12a
6.83±0.41a
6.13±0.78a
7.27±0.51a
4.71±0.69b
4.75±0.46b
6.38±0.51a
5.29±0.70a
4.10±0.89b
发芽率(%)
87±4b
87±9b
71±10c
0d
100a
100a
97±4a
100a
87±4b
93±4a
90±7ab
87±4b
93±6a
贮藏时间(d)
10
45
45
90
135
180
45
90
135d
180
45
贮藏温度
新种子 0d
25℃
干燥种子 10d
25℃
15℃
10℃
5℃
表 1 黄花风铃木种子在不同贮藏温度下的活力变化
注:表中同列数据后小写英文字母不同者表示经新复极差法测验差异显著。
2 结果与分析
2.1 黄花风铃木种子的形态构造
黄花风铃木种子的胚扁平蝶形, 种皮薄膜状紧贴于
胚,种皮两端延长的薄翅。 种子轻薄,淡灰色,比较透明亮
泽,全长 1.5~2.0 cm、宽 0.5~1.0 cm,中心厚度约 0.3 mm。
种子分左右两列相嵌叠生于荚果中心的长条形的肉质胎
座上,1 个荚果可着生 300 多粒种子。 种子风干后含水量
7.8%,千粒重 12.1 g。
2.2 贮藏温度对黄花风铃木种子活力的影响
黄花风铃木种子采收后室内自然晾干至恒重,含水量
为 7.8%。 发芽率为 87%,部分种子有休眠不萌发,种子活
力较高 (简化活力指数 1 和简化活力指数 2 分别为 4.97
和 5.69)。经硅胶脱水至含水量为 5.1%的种子活力没有减
少, 仍具有保持新鲜种子的高活力。 在常温 25℃下贮藏
10 d,种子的活力指数开始下降,贮藏 45 d 后活力完全丧
失(表 1)。
黄花风铃木种子在 15、10、5℃低温贮藏 45 d 后,均能
保持原来的高发芽率、苗重和简化活力指数。 继续观察黄
花风铃木种子在 10℃和 15℃下贮藏 180 d 的活力变化,
发现两个温度贮藏均可保持种子的高活力, 且随着贮藏
时间的延长,种子活力指数有上升的趋势(表 1)。 因此,试
验证明 15℃以下是保存黄花风铃木种子活力的适宜温
度。
2.3 黄花风铃木种子的多胚苗现象
新收获的黄花风铃木种子发芽率为 85%, 但出苗率
为 203%(表 1), 这是因为 67.5%的种子产生 2~6 株的多
胚苗(表 1,图 1)。 15℃贮藏 180 d 过程中,多胚苗发生率
变化在 56.7%~66.6%之间,平均为 63.3%;10℃贮藏 180 d
过程中,多胚苗发生率变化在 46.7%~53.3%之间,平均为
50.0%。 可见,黄花风铃木种子在贮藏 180 d 过程中,多胚
苗率呈下降的趋势。
统计分析所有供试种子成苗的数量, 发现多胚率为
57.8%,2胚苗的机率(38.2%)最高,3胚苗的机率(12.6%)次
之,4胚苗、5胚苗、6胚苗的机率依次减少(表 2),即黄花风
51
2苗
23
65


1.54
3 苗
17
26
49

2.14
4 苗
27
13
40
13
2.27
5 苗
60
20
20
0
1.6
6 苗
0
100
0
0
2
多胚苗
种类
1 苗
2苗
3 苗
4 苗
平均
表 3 黄花风铃木种子多胚苗中壮苗的比率
壮苗比率(%)
铃木种子多胚苗以 2~3胚苗居多。
在种子长出的多胚苗中,各株苗大小有差异(表 3)。 2
胚苗中产生壮苗的比率很高、 为 65%;3 胚苗产生壮苗的
比率也很高, 产生 3 株大苗和 2 株大苗的比率分别为
49%和 26%;4 胚苗产生 4 株大苗和 3 株大苗的总和也大
于 50%;而 5 胚苗和 6 胚苗产生的壮苗数量很少,一般只
有 1~2株。
3 结论与讨论
黄花风铃木种子采收后置于常温下很容易丧失活力,
因此在园林种苗生产上通常即采即播。 我们的研究表明,
黄花风铃木种子采收后自然干燥含水量低至 7.8%, 用硅
胶极度脱水至 5.1%种子活力不受影响; 但常温 25℃贮藏
不到 45 d 后即完全失去活力;而贮藏在 10℃和 15℃下可
很好地保持种子的活力。 以上结果说明,黄花风铃木种子
是一类寿命极短的种子。 目前,已知寿命最短的种子是藜
科的梭梭种子,只有几个小时的寿命;杨、柳、榆和桦等的
种子,如果不妥善贮藏,寿命通常也只有 1个月左右。黄花
风铃木与这类短命种子均具有一个共同特点——种皮膜
质,容易透气。 相反,刺槐、皂荚等豆科植物的种子是寿命
较长的种子, 其中最长的是莲子和羽扇豆、 达 1 000年和
10 000 以上。 它们均具有种皮致密、透气性差的特点。 不
同种类的植物种子寿命有很大差异, 但目前人们只能从
解剖学特征的某些性状上寻找决定种子寿命长短的原
因。 了解黄花风铃木树种的起源和生长环境、种子的发育
过程、 成熟种子的特殊结构和化学组成以及采收后的生
理变化,将有助于我们解释种子活力快速丧失的机理。
黄花风铃木种子另一个明显的特性是易产生多胚苗,
发生率高达 67.5%。 多胚现象在一些被子植物中发生,但
大部分种子自然发生率比较低。 研究表明,咖啡、韭菜种
子的多胚苗率可达 4.5%[4-5];水稻种子多胚苗发生率 9.5%
~14.4%之间, 用激素处理水稻种子可使多胚苗率提高到
29.4%~38.1%[6-7]; 在柑桔育种亲本的多胚苗率为 3.5%~
7.2%, 杂交后代提高到 28.0%~44.2%[8];25%~43%的柠檬
种子具有多胚,每粒种子的胚数平均为 1.3~1.6个[9]。 甘蓝
型油菜多胚苗高达 85.2%[10]; 芒果的多胚苗发生率更高,
象牙芒、 吕宋芒和土芒的多胚苗率高达 94.5%、96.1%和
98.9%[11]。黄花风铃木种子也属于高多胚苗率的种子,在不
同温度处理及贮藏期间都可观察到大量多胚苗的存在。
黄花风铃木种子产生的多胚苗数量为 2~6 株、 以 2~3 株
多胚苗居多, 壮苗比率也高。 多胚苗可能起源于真多胚、
假多胚和不定胚, 因起源的不同而具有不同的染色体倍
性如单倍性、二倍性和多倍性,这决定不同种类多胚苗材
料在育种上的不同意义[12],多胚苗性状在植物育种上具有
重要的意义。 黄花风铃木种子的多胚苗的起源或胚胎学
机制值得我们进一步研究。
综上所述,作为优良的园林观赏树种的黄花风铃木主
要靠种子繁殖, 其种子在常温 25℃下 1 个多月快速丧失
活力;15℃以下低温适宜种子活力的保持。 黄花风铃木种
子多胚苗发生率高达 67.5%。黄花风铃木种子活力的快速
丧失和多胚性是一种比较有趣的生命现象, 其机理有待
阐明。
参考文献:
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