全 文 ：北方园艺 2010(6):15～ 17 ·试验研究·
第一作者简介:潘学军(1977-),男,博士,副教授,现从事果树种质
资源与生物技术育种研究工作。
基金项目:贵州省省长基金资助项目[黔省专合字(2006)10号] ;
贵州省果树学科科技创新人才团队建设资助项目(黔科合人才团
队(2008)88007 号);贵州省特色农业产业人才培养基地建设资助
项目;贵州省果树工程技术研究中心建设项目(黔科合农 G 字
[ 2007] 4001号)。
收稿日期:2009-12-20
贵州野生刺葡萄和腺枝葡萄种子萌发生理特性的研究
潘 学军1 , 3 , 李德 燕1, 3 , 张 文娥2
(1.贵州大学喀斯特山地果树资源研究所,贵州贵阳 550025;2.贵州大学农学院,贵州贵阳 550025;3.贵州省果树工程技术研究中心,贵州贵阳 550025)
　　摘　要:以贵州野生腺枝葡萄和刺葡萄种子为试材 ,以栽培品种水晶葡萄种子为对照 ,对种
子萌发过程中的吸水量 、细胞膜透性 、粗脂肪含量和淀粉含量等指标变化进行了研究。结果表
明:葡萄种子在萌发过程中吸水量变化呈“快-慢-快”趋势 ,相对电导率、粗脂肪含量和淀粉含
量逐渐下降;相关性分析表明 ,各生理指标协同变化程度高 ,说明在种子萌发过程中 4项指标存
在着内在关联。
关键词:野生葡萄;种子萌发;生理特性;贵州
中图分类号:S 663.104+.1(273)　文献标识码:A　文章编号:1001-0009(2010)06-0015-03
　　贵州是我国葡萄属野生种分布较为集中的地区[ 1] ,
但野生葡萄资源的利用程度不高 ,课题组于 2005 ～ 2009
年开展了贵州省的野生葡萄资源调查与利用研究 ,并于
2007年和 2008年报道了贵州野生毛葡萄种子萌发生理
特性和外源激素对野生毛葡萄种子萌发的影响[ 2-3] ,但
种子的储存物质类型不仅决定了种子的寿命、贮藏条件
及方法 ,而且会导致种子萌发条件以及发芽率 、发芽势
不同。为了解野生葡萄资源种子萌发特性的种间差异 ,
试验对贵州另外 2种重要的野生葡萄种类刺葡萄和腺
枝葡萄种子萌发生理特性进行了研究 ,为贵州野生葡萄
种子贮藏以及提高野生种子发芽率奠定理论基础。
1　材料与方法
1.1　试验材料
以腺枝葡萄“雷山-5”和刺葡萄“锦屏刺”的种子为
试材 ,以栽培品种水晶的种子为对照 ,分别取自贵州雷
公山自然保护区 、锦屏县和贵州大学葡萄种质资源圃。
试验于2007年10月至2008年 3月在贵州大学果树科
学实验室进行。
1.2　试验方法
1.2.1　种子采集与贮藏　按照潘学军的方法[ 2] 。
1.2.2　种子催芽　2008年 3月取出种子清洗干净。在
洁净的培养皿中放入滤纸 ,加入蒸馏水至滤纸饱和为
止。每个培养皿里称取 0.2 g 左右种子均匀撒播于其
中 ,对每个培养皿进行编号 ,置于恒温培养箱(培养条件
为温度25℃,相对湿度 90%)中进行催芽。分别于催芽
的0 、2、4 、6 、8、10 d(吸收率测至 10 d ,其它指标测至第 8
天。刺葡萄和腺枝葡萄种子胚根露白时间均为催芽后
8 d)。取出所播种子进行生理指标(吸水量 、淀粉含量 、
粗脂肪含量及细胞膜透性)的测定。
1.3　测定方法
吸水量的测定采用称重法 ,细胞膜透性测定采用电
导法 ,淀粉含量(去种皮)测定采用酸解法;种子(带种皮)
的粗脂肪含量测定采用索氏提取法[ 4] 。运用 Excel 2003
进行绘图分析 ,运用DPS数据统计分析软件进行Duncan
方差分析。
2　结果与分析
2.1　刺葡萄和腺枝葡萄种子萌发过程中吸水量的变化
种子的萌发之初要大量的吸涨吸水 ,为其内含物代
谢提供介质。腺枝葡萄 、刺葡萄和水晶的种子吸水同其
他植物相同 ,都表现出“快-慢-快”的基本规律(图1),
第1次的快速吸水出现在催芽开始后的 4 d内完成 ,之
后的2 d吸水速度处于平缓期 ,从催芽后第 6天始进入
了第2次吸水高峰期 ,供试的3份葡萄种子的吸水差异
在这一段时期表现最明显。对照水晶的吸水速度最快 ,
吸水量最多 ,最高达到 84.76%,吸水持续到催芽第 10
天;刺葡萄和腺枝葡萄吸水量较少 ,最高分别为 45.49%
和51.19%,且速度较慢 ,在催芽第 8天时吸水率达到高
峰 ,之后趋于平稳状态。
2.2　刺葡萄和腺枝葡萄种子萌发过程中膜透性的变化
葡萄种子萌发过程中细胞膜透性逐渐降低 ,其选择
性吸收功能不断加强(图2)。在种子催芽之初 ,3份葡萄
种子的相对电导率最高 ,水晶的为 79.49%,刺葡萄为
68.68%,腺枝葡萄为 58.47%。随着吸水量的增加 ,种
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·试验研究· 北方园艺 2010(6):15～ 17
图 1　野生葡萄种子萌发过程中吸水量变化
Fig.1　The change of water absorption in the seed germination of wild Vitis
子的相对电导率逐渐降低 ,细胞膜恢复生理功能 ,但这
种变化呈现一定的阶段性 ,且 3份材料的变化规律不尽
相同。对照品种水晶的相对电导率在催芽开始到第 2
天时降低较快 ,吸水 2 d后相对电导率降低了 17.90%,
其后变化相对缓慢 ,从第 6 ～ 8天又一次大幅度降低 ,到
催芽第8天时 ,相对电导率仅为 37.51%。腺枝葡萄在
催芽前6 d降低都不快 ,仅降低了 8.17%,但从第6天进
入快速修复期 ,在 6～ 8 d的 2 d内降低了 23.63%。刺
葡萄的相对电导率则是在催芽第 2天有个小幅度降低
后 ,同水晶和腺枝葡萄一样 ,在第 6 ～ 8 天有个大幅度降
低 ,整个过程的相对电导率降低了 36.65%,2 ～ 4 d时下
降了9.73%,6～ 8 d时下降了23.32%。
图 2　野生葡萄种子萌发过程中膜透性变化
Fig.2　The change of relative conductivi ty
in the seed germination of wild Vitis
2.3　刺葡萄和腺枝葡萄种子萌发过程中淀粉含量变化
种子贮藏的大分子物质在萌发过程中分解成小分
子化合物 ,为种子萌发和幼苗初期生长提供物质和能
量。对于大部分植物种子而言 ,淀粉是一种重要的贮藏
物质[ 5] 。由表1可知 ,野生葡萄种子的贮藏物质淀粉含
量高于水晶种子的淀粉含量 ,其中腺枝葡萄比对照高了
4.72%,刺葡萄比对照高了 3.34%。在整个催芽过程
中 ,3份葡萄种子内淀粉含量不断下降 ,催芽开始后到第
8天时 ,腺枝葡萄的降低了 13.68%,刺葡萄降低了
11.89%,对照水晶的降低了 9.89%。
　　表1　野生葡萄种子萌发过程中淀粉含量变化
　　Table 1 Changes of starch contents in the
seed germination of wild Vi tis
葡萄种类
Grape specie
淀粉含量Starch content
0 d 2 d 4 d 6 d 8 d
刺葡萄 Vitis davidii Foex 21.84aA 18.57aA 11.77Aa 10.15bB 9.95aA
腺枝葡萄
V.adenoc lada Hand-Mazz 23.23aA 17.11abA 12.59Aa 11.46aA 9.54abA
水晶(CK)Grape juice 18.50aA 14.28bA 11.04Aa 11.04aA 8.61aA
2.4　刺葡萄和腺枝葡萄种子萌发过程中粗脂肪含量变化
脂肪是葡萄种子中的另一种重要的贮藏物质 ,在种
子萌发过程中也不断降解成小分子物质供种子发芽。
由图3可知 ,腺枝葡萄和刺葡萄种子的脂肪含量比对照
水晶的高 ,腺枝葡萄种子的脂肪含量为 24.26%,刺葡萄
的为22.21%,对照水晶的为18.41%。随着种子不断吸
水 ,脂肪不断分解代谢 ,含量逐渐降低。在催芽前 6 d ,
腺枝葡萄和刺葡萄的脂肪降解速度快于对照水晶 ,但降
解速率较均衡 ,在此阶段 ,腺枝葡萄脂肪含量下降了
3.88%,刺葡萄的下降了 3.83%,对照水晶的下降了
1.25%。在 6～ 8 d的过程中 ,3份材料的脂肪均出现大
幅度降低 ,腺枝葡萄和刺葡萄脂肪含量分别下降了
9.14%和 6.96%,对照水晶的下降了 7.19%。说明种子
萌发前期 ,对物质和能量需求较高 ,贮藏物质大量分解
代谢。
图 3　野生葡萄种子萌发过程中脂肪含量变化
Fig.3　The change of starch content in the seed germination of wild Viti s
2.5　葡萄种子萌发过程中生理指标间相关性分析
对种子萌发过程中的各项生理指标进行相关性分
析 ,可了解各指标之间的协同变化趋势及程度。对 3份
葡萄种子催芽过程中的各项生理指标进行相关性分析 ,
结果如表 2 ,吸水量与其他3项指标呈极显著负相关 ,其
他3项指标间均呈极显著正相关 ,说明在种子萌发过程
中 ,随着种子吸水量的增加 ,贮藏物质淀粉和脂肪不断
分解 ,细胞膜选择性渗透功能不断恢复 ,表现为相对电
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北方园艺 2010(6):15～ 17 ·试验研究·
导率不断降低。4项指标间高度的协同变化预示着在葡
萄种子萌发过程中 ,4项指标间存在某种内在的联系 ,如
种子的吸水为贮存物质淀粉和脂肪的降解提供了适宜
的环境 ,同时也为细胞膜的功能恢复奠定了基础。而细
胞膜功能恢复过程中 ,其膜内外一系列的水解酶恢复了
活性 ,引起了内含物淀粉和脂肪的水解代谢而致使其含
量降低 ,为种子萌发奠定物质和能量基础。
　　表2　葡萄种子萌发过程中生理指标间相关性分析
　　Table 2　Correlative analysis on seed physiological characters of Vit is
相关系数
Correlation coefficient
x1 x2 x3 x4
x1 1.00
x2 -0.81＊＊ 1.00
x3 -0.92＊＊ 0.71＊＊ 1.00
x4 -0.79＊＊ 0.71＊＊ 0.74＊＊ 1.00
　　注:n=15;X1:净吸水量;X2:电导率;X3:淀粉含量 X4:粗脂肪含量。＊＊代表 P
<0.01。
Notes:n=15;X1:absorbed water;X2:membrane permeability;X3 :starch content;
X4:fat content.＊＊ indicate P<0.01.
3　结论与讨论
葡萄种子萌发涉及一系列物质和能量的转化 ,是一
个分解代谢为主的过程。在这个过程中的第一个生命
活动就是吸水 ,为贮藏物质的分解奠定基础 ,与毛葡萄
种子的吸水规律相同[ 2] ,腺枝葡萄 、刺葡萄及对照水晶
在萌发过程中吸水也呈“快-慢-快”的变化趋势 ,但各
种葡萄种子的吸水量不同 ,在萌发过程中 ,水晶种子的
吸水量最大 ,可达 84.76%,而野生葡萄腺枝葡萄和刺葡
萄的吸水量相差不大 ,介于 45%～ 50%。随着种子的不
断吸水 ,种子逐渐恢复生理活性 ,其细胞膜透性不断降
低 ,渗透调节功能增强 ,从催芽之初到种子萌发前 ,相对
电导率可降低 50%左右 ,如水晶由 79.49%降到了
37.51%,腺枝葡萄由58.47%降到了 26.67%,刺葡萄由
68.68%降到了 32.03%。种子的吸水为贮藏物质的降
解奠定了环境基础 ,细胞膜功能的恢复 ,致使膜内外的
水解酶恢复活性 ,从而引起了贮藏物质的降解 ,因此淀
粉含量 、粗脂肪含量在催芽过程中含量不断下降 ,为种
子萌发提供物质和能量基础 ,这与其它植物种子上的研
究结论一致[ 6-7] 。在发芽试验中腺枝葡萄和刺葡萄种子
均在催芽8 d时胚根露白 ,在催芽6 ～ 8 d的过程中 ,相
对电导率和粗脂肪含量变化很大 ,吸水率则相对变化较
小 ,说明在种子萌发前 ,吸水已基本达到饱和状态 ,而种
子萌发需要大量的能量 ,粗脂肪的快速降解可能恰好为
种子的萌发提供此能量 ,这与毛葡萄的研究结果基本一
致 ,也为野生葡萄种子发芽时期的确定提供了强有力的
理论支撑。通过种子萌发过程中各生理指标的相关性
分析也能得出吸水率 、相对电导率 、淀粉和脂肪含量之
间呈现高度协同变化 ,证明野生葡萄种子的萌发确实是
一个多项生理活动协同作用的过程 ,是在一定的遗传指
令下(基因)多项生理活动交互作用的结果。试验未涉
及种子萌发过程中相关酶活性的变化及与贮藏物质之
间的内在联系研究 ,这也是下一步工作的重点。
参考文献
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[ 2] 　潘学军 ,张文娥,樊卫国.外源激素处理对贵州毛葡萄种子发芽的影
响[ J] .种子, 2007 , 26(1):25-27.
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2004:138-139 ,132-133.
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[ 5] 　王宏,项时康 ,陈建华 ,等.棉花种子发芽过程中生理生化变化及赤
霉素的调节Ⅰ棉花子叶内贮藏物质代谢[ J] .棉花学报, 1997, 9(2):95-101.
[ 6] 　董晓红 ,万清林,徐娜.胡萝卜种子萌发过程中生理生化变化的研究
[ J] .生物技术 ,2005 ,15(6):55-57.
The Germinating Physiological Characteristic of Wild Vitis
(V.davidii and V.adenoclada)Native in Guizhou Province
PAN Xue-jun1 , 3 , LI De-yan1 ,3 ,ZHANG Wen-e2
(1.Research Institute for Fruit Resource of Karst Mountain Region , Guizhou University , Guiyang , Guizhou 550025;2.Agricultural College of
Guizhou University , Guiyang , Guizhou 550025;3.Guizhou Engineering Research Center for Fruit Crops , Guiyang ,Guizhou 550025)
Abstract:The seeds of Vitis davidii and Vitis adenoclada were taken as materials and the seeds of cultivar crystal were
used as control.The changes of four physiological indexes including water absorption , relative conductivity , crude fat
content and starch content were studied during the seeds germination.The results showed that the trend of w ater ab-
sorption was fast-slow-fast during seeds germinating , the relative conductivity , the crude fat content and the starch con-
tent were all decreased during seed germination period.The relative analysis indicated that the four physiological indexes
changed cooperatively and so we can infer that there were internal relations among these four indexes.
Key words:wild Vitis;seed germination;phy siological characteristic;Guizhou
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