全 文 ：第8 卷第2 期
1日B S 年 1 1月
中 南 林 学 院 学 报
J R U O NA O LC FE NTRA L一SU O THFR OE S TRC Y OE O L LE
V o l
.
S No
。
2
Nov
。
1住88
擦树种子休眠生理的研究
肖东玉
( 新扭八一 农学院)
周佑勋
( 中南林学院)
【摘要】 棒树( S a s“ f a: a s行 um , H e m s l) 种子具 有休眠特性 , 对其休 眠
生理进行研 究表明 , 该种子属于双重休眠 , 种子中存在高浓度的 发芽抑制物 , 是其
休眠的主要原因 . 经过冷 ( 0 ~ 5 ℃ ) 或暖层积处理 , 可导致 90 肠 以上 的 种 胚 解 除
休眠 . 但种子萌发率仍只 有60 呱左右 , 改善种皮的透气性和消除种皮中的 发芽抑制
物 , 是提高浮察树种子育苗成功率的关健 .
关键词 牙察树 ; 种子休眠生理 ; 发芽抑制物 ; 种皮透 气性
才鬓树广泛分布于我 国长江以南十三个省区① , 是南方各省的主要造林树种 . 长期以来 ,
由于人们对才实树种子的休眠特性很少作过专门研究 , 致使生产单位无法针对其休眠特性 , 解
决种子处理和育苗工作中存在的问题 . 据调查 , 经过层积处理的才察树种子 , 播种后发芽仍然
很不整齐 . 其出苗期可长达 2 ~ 3 年 , 给育苗工作带来许多困难 . 为了解决生产实践中的这
一难题 , 我们从种子的休眠生理入手 , 通过对种胚成熟度 、 种皮透性 、 种子发芽抑制物和贮
藏物质的调用等方面的研究 , 基本上摸清了其休眠萌发规律 , 为寻求合理有效的催芽方法提
供了依据 .
1 材料和方法
1
.
1 供试材料
梓树种子于 1 9 8 5年 7 月上旬采 自湖南省衡东县国营苗圃 . 其含水量为 8 . 4 肠 ; 千粒重为
52
.
14 9
. 供试种子按常规方法进行浸种 、 消毒以后 , 分别置于 15 ~ 25 ℃和 0 ~ 5 ℃条件下进
行暖 、 冷层积处理 . 然后 , 依下述方法依次进行实验 . 每一实验重复 3 次 .
1
.
2 试验方法
1
.
2
.
1 种皮透水性测定 : 分别取层积处理前和层积处理后去皮和完整的种子各 30 粒 , 在 25 ℃
下浸种 , 每隔 12 小时称重一次 , 计算其吸水量 .
1
.
2
.
2 种皮透气性测定② : 用 S K W一 3 型微量呼吸检压仪 , 测定层积前后各处理 去 皮和带
皮种子的耗氧量 .
1
.
2
.
3 种胚成熟度观察 : 从采集后到层积结束的全过程内 , 分期用 C “ r n o y 固定 液 固定 种
子 , 制作石蜡切片 , 并用苏木精染色 . 在光学显微镜下观察种胚各部分的发育情况 .
1
.
2
.
4 种子发芽抑制物的提取和生物鉴定⑧
本文于 1 9 8 8年了月 1 8日收到
DOI : 10. 14067 /j . cnki . 1673 -923x . 1988. 02. 006
14 0 中 南 林 学 院 学 报 8卷
a
. 提取 在层积过程中的不同时期 , 取种皮 、 种胚各 3 克 , 加少许石英砂 , 置研钵中研
碎 , 再加入一定量 80 肠的甲醇 , 充分搅拌后至 5 ℃冰箱过夜 . 取出过滤后 , 将剩余残渣进一
步用 80 肠的甲醇浸提 , 取滤液 , 连续三 次后合并滤液 , 置 50 ℃恒温水浴中浓缩至原体积的一
半 , 用 I N H C I将 P H值调至 3 . 然后 , 用 乙酸 乙醋 ( 1 : 1 ) 萃取三次 . 合并 乙酸 乙 醋 液 ,
在 50 ℃ ’巨温水浴上蒸干 . 用 2 m l9 5% 的乙醇溶解残渣 (此为样品保存液 , 内含 A B A和 G A类
物质 ) , 存放于冰箱中备用 .
b
. 生物鉴定 这里鉴定的结果 , 应是发芽抑制物和发芽促进物综合作用的结果 . 具体作
法是 ; 吸取一定量的样品保存液 , 用蒸馏水稀释 80 倍 , 置于培养皿中 . 然后 , 在培养皿中放
入一 圆形滤纸 , 选 20 粒大小和饱满度相近的白菜籽放入其中 , 置 28 oc 培 养 箱 中 作 发 芽 试
验 , 24 小时测发芽率 , 48 小时测胚根长 .
1
.
2
.
5 种 ,子提取液抑制效应验证试验 : 分别用种皮 、 种胚的提取液 (样品保存顺) , 稀释
80 倍后代替水 , 供给已打破休眠的种胚发芽 . 茬30 ℃ 日八。℃夜的条件下 , 于光照发芽箱中做
发芽试验 .
1
.
2
.
6 种子粗脂肪 、 淀粉 、 可溶性糖和游离脂肪酸含量的测定④ : 测定种子不 同层积时期各
项指标的变化 .
2
.
1
结果与分析
种皮透性
2
.
1
.
1 种皮透水性 : 牛察树种子的外种皮坚硬 , 薄而且脆 , 内种皮膜质 . 层积前后 , 种皮的透
水性差异很大 (表 1 ) . 层积前 , 种皮对种子吸水有明显的阻碍作用 . 去皮种子吸水 3 天就
可 以达到饱和 , 而完整种子吸水需 5天才能达到饱和 . 将种子置于湿砂中进行层积处理 , 10
天左右可基本达到吸水饱和 . 此时种子的含水率为 25 . 42 肠 , 与去皮种子的吸水饱和值相近 .
经过层积 8 个月 , 已基本解除休眠的种子 , 其吸水率很低 . 可见 , 种皮的透水性差 , 不可能
是造成种子深休眠的原因 .
表 1 层积前后 完整与去皮种子的净吸水率 ( 肠 )
吸 水 层 积 前 层 积 后 ( 0~ 5 . c)
天 数 去皮种子 完整种子 去皮 /完鳌 去皮种子 完整种子 去皮 /完整
2 5
.
70
0
.
2 1
0
.
5 4
.
0 5
.
0 0 7 9
。
0 0 0了
。
0 0 2 7
.
0 0 9 1
.
0 0 5 1
。
0 0 4 9
.
1 8
.
9 5
“舫125月匕里.,`1
2
.
1
.
2 种皮透气性 : 层积前 ,种皮对氧气透入种子有一定的阻碍作用 , 去皮种子与带皮种了
耗氧量之 比为 2 . 3 (见表 2 ) . 即去皮种子的耗氧量是带皮种子的 2 . 3倍 . 随 着 层 积 时 间 的
延长 , 种皮的透气性越来越差 . 在 0 ~ 5 ℃条件下层积 2 个月后 , 去皮种子与完整种子的耗
氧量之比达到 2 . 94 . 但在巧~ 25 ℃条件下层积同样时间的种子 , 其耗氧量之比仍保持为 2 . 3 .
2期 肖东玉等 : 丰察树种子休眠生理的研究 1 4 1
当层积到 8个月时 , 则处于两种条件的完整种子 , 都测不到其耗氧量 , 而只能测出其二氧化
碳的放出量 .
表 2 层 积过程 中不 同处理种子 的耗氧量 (单位 : 0 2群l/ G · F · w · H r)
一一~ 一一一- - -于- - , , - - 一一一 - - - - - - ~ 一~ , , ~ 一 .
-
- -
种 子 层粉 2个月 层积 8个月 开裂种子
层 积前
_ — —处 理 0~ 5 0 e 1 5~ 2 5 O e 0 ~ 5 . 心 1 5份 2 5 . 0份与 . e 1 5~ 2 5 . c4 5 . 5 41 9 . 7 2—一— 一 一一一一下一一一一一一— - - .下36 . 8 7 ` 5 5 . 9 2 2 2 . 61 8 . 9 21 2· 5性 2 4· 1 4 8· 2 8* 6 . 1 2* I D2 . 7 2 .皮整去完 . 为 C O Z的放出量随着种子休眠的解除 , 在 0一 5℃条件下层积的种子 , 有 少 数 (约 4 肠 ) 可 以 自然 开裂 . 这些裂 口种子的耗氧量 , 猛增到 1 02 . 7脉 l/ G · .F W · H r . 经试验表明 , 裂 口种子能全部发芽 . 在 15 ~ 2 5℃条件下层积的种子无开裂现象 . 但在这两种温度条件下层积的种子 , 8个月后都处于强烈的缺氧呼吸之中 , 去皮后的发芽率可达到 90 肠以上 . 但完整种子的发芽率仅分别为 48 肠和 69 肠 , 以在 15 一 2 5℃条件下处理为优 . 以上事实表明 , 种子在层积过程中 , 种
皮的透气性不但没有改善 , 反而越来越差 . 当种胚解除休眠之后 , 种皮的透气性成了阻碍种
子充分萌发的一个重要因素 .
2
.
2 种胚发育 : 对供试擦树种子的种胚进行显微结构观察发现 , 当果实外观 成熟 (浆果黑
褐色 ) 时 , 种胚 己具有成熟胚的所有特征 . 子叶 、 胚根和胚芽 已充分发育 , 根尖和茎尖生长
点呈锥状 . 因此 , 种子的成熟度不是才察树 种子休眠的原因 .
2
.
3 种子发芽抑制物与种子萌发
2
.
3
.
1 发芽抑制物在层积过程中的分布与动态变化 : 对擦树种 子抑制物进行生物鉴定的结果
表明 , 在未经层积处理的种子中 , 种胚内的抑制物浓度高于种皮 . 随着层积时间的延长 , 无
论在何种温度下处理的种子 , 其种皮提取液的抑制效应都逐渐增强 (见表 3 , 4 ) , 但种胚
中的抑制物含量却相对 减少 . 可见 , 在层积过程中 , 种子发芽抑制物有由种胚向种皮转移的
趋势 . 在低温下干藏 8 个月的种子 , 其发芽抑制物的含量 , 基本保持了贮藏前的 分 布 与 水
平 . 种子抑制物在分布和含量上的 ,这种变化趋势 , 与种子发芽率随层积时间的延长而发生的
变化 (表 5 ) 是一致的 . 所以 , 发芽抑制物可能是造成擦树 种子休眠的主要原因 .
为了进一步证实这一初步结论 , 我们用层积后的种皮和种胚提取液 , 分别供给已打破休
眠的种子发芽 , 结果种胚提取液使种子发芽率由 91 肠降至 51 肠 , 而种皮提取液使发芽率降至
表 3 各处理种子提取液时白菜籽萌发的影响 ( 肠 )
层 积 前 层 积 后
部 位 19 8 6 . 7 . 2 0 . 1 9 9 6 . 11
1 5~ 2 5
O
e
6全5 1 9 8 7 . 3。 1 6。1 5 ~ 2 5 O e 0~ 5 . 1 9 8 70 ~ 5 ’ e (开裂 ) 2 0 .o一 5 ` c (发芽 )
0.``O口介O种 胚
种 皮
9 5
.
0
5 0
。
0
9 8
5 6
9 5
57
内`, ..舀OU,`ō`. .OU
1 4 2 中 南 林 学 院 学 报 8卷
表 军 各处理种子提取液对 白茉籽根长的影响 (c m )一 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~层 积 前 层 积 后部 位 19 8 6 . 1 1 . 2 .1 5 ~ 2 5 . e 0 ~ 5 . e 1 9 8 71 5 ~ 2 5 O e . 1 0 。0 ~ 5 “ 1 9 8 7 。0 ~ 5 . e (开裂) 。 2 9 。0 一 5 ’ c (发芽 )5 . 1 0
2 6
。
0 0
1
。
9 0
1 7
。
4 0
0
.
4 0
1 8
.
1 0
1 9
。
3 0
1 5
。
4 0
2 2
。
1 0
3
。
2 0
2 4
。
5 0
1 4
.
1 0
2 5
。
10
1 0
。
4 0
皮胚种
9 肠 . 这一结果充分说明 : a . 种子发芽抑制物确实抑制了种子本身的萌发 ; b . 经 过 层 积 以
后 , 尽管己有 90 肠的种胚打破了休眠 , 但由于种子仍含有相当数量的抑制物 , 并且主要集中
在种皮内 , 故仍然影响着一部分种子的萌发 .
用 G A 。浸渍处理经不 同层积时间的完整种子 , 可 以明显地提高其发芽率 (见表 5 ) . 这
一结果表明 , 造成丰鬓树种子休眠的原因 , 除了其本身含有较高浓度的发芽抑制物外 , 还与其
缺乏 G A类发芽促进物有关 .
表 5 G A 3 “ Oo p p M )对层积不 同时期种子的发茅影响 ( 肠 )
层积温度
层 积 前
对 照 处理
层积 2个月 层积 3个月
对 照 处理 对照 处理
层积 8个月
对照 处理
.0口峙ō`丹O咋`冲改暇U月0.崎nU三峪`.,Jlnù,`0 ~ 5 . 0
1 5 ~ 2 5
. e
2 0 4 2
2
.
3
.
2 层积处理与种子萌发: 取不同层积时间的稼树种子进行发芽试验 , 结果表明 , 层积前
的种子发芽率为零 ; 在 0 ~ 5 ℃和 1 5~ 2 5℃条件下层积处理二个月后 , 前者种子发芽率达到
2 0肠 , 后者仍然为零 ; 层积 8 个月后 , 其发芽率分别上升到 5 2肠和 67 肠 (见表 6 ) . 此时 ,
将种子去皮 , 其种胚发芽率可分别达到 90 肠以上 . 说明层积 8 个月后 , 无论属于暖层积 ( 1导
~ 25 ℃ ) , 或是属于冷层积 ( 0 ~ 5 ℃ ) , 都可使大部分种子打破休眠 , 并使种胚基本上都 ·
解除了休眠 .
表 6 层 积 不 同 时 期 种 子 的 发 芽 情 况
层 积 前 层 积 后
项 目 1 9 8 6 . 7 。 2 0 。 1 9 8 6 . 1 0 . 9 .
1 5~ 2 5
. e 0 ~ 5
. e 1 5 ~ 2 5
19 8 6
.
1 1
.
0
.
. e o ~ S
O e
19 8 7
。
3
.
1 6
.
1 5~ 2 5
.
e 0 ~ 5
.
发芽率 (肠 )
发芽天数
5 2
3 5
,``甘丹01舀幼了no月`,口0OU
,舀
丹UL口n`三峪
据分析 , `去皮种子的发芽率之所以高于完整种子 , 其主要原因是经过层积处理之后 , 种
皮的发芽抑制物含量增高 , 透气性降低 , 使种子无法获得足够的氧气进行代谢活动所致 . 如 .
果用 4 肠的 H Z O Z处理层积后的种子 ,便可使种子开裂 ,并使其从第4天起由缺氧呼吸转为有氧
呼吸 (即使种子从只能测得每小时每克鲜重释放 1 7 . 5 8 5拜I C o Z , 到测得其能吸收 3 . 47 6 拌10 2 ) .
2期 肖东玉等 : 才察树种子休眠生理的研究 1 4 3
同时 , 可使种子发芽率由 52 帕上升到 76 肠 . 可见 , 层积后种皮的透气性变差 , 确 实影响到种
子 的充分萌发 .
2
.
4 层积过程中呼吸和贮藏物质的变化
2
.
4
.
1 层积过程中种子的呼吸 : 对不 同层积时间和不 同处理方法的种子进行呼吸测定 , 结果
如表 7 所示 .
表 7 层 积 过 程 中 种 子 的 呼 吸 单位 : 拼l/ G ·尸 · w · H r
呼吸 层 积 前
常数 1 9 8 6 . 7 . 2 0 .
层 积 后 开裂 发芽
1 , 8 6
.
1 0
.
2
.
1 5 8 6
.
1 2
.
1 3
.
1 , a了. 3 . 2 4 15 8了 . 4 . e . 种子 种子
1 5~ 2 5
.
e 0~ 5
, e 1 5 ~ 2 5
. e 0 ~ 5
. e 1 5 ~ 2 5
. e 0 ~ 5
.
e 1 5 ~ 2 5
. e 0 ~ 5
. e 0 ~ 5
. e 0 ~ 5
. c
Q O 公
Q C O Z
1 9
.
7 2 2 4
.
1 4 1 2
.
5 4 1 2
.
2 8 1 0 2
.
7 2 1 4 2
.
7 5
98 6
.
1 1
·
8
.
2 9
从表 7 可以看出 , 在层积前 , 才察树种子的耗氧量为 19 . 7 2拜l , 层积 2个月后 , 处于暖层积
条件下的种子耗氧量增至 24 . 1 4川 , 而处于冷层积条件下的种子降至 12 . 5 4川 , 4个月后 , 暖
层积耗氧量继续下降至 12 . 28 拌 Z, 而冷层积 已测不出耗氧量 , 只测得 C O : 的释出量 . 至 8 个月
后 , 处于两种条件下层积的种子 , 都处于无氧呼吸状态 . 当种子打破休眠裂 口后 , 呼吸猛增
到 1 02 . 72 川 . 可见 , 层积过程中种子的呼吸是逐渐减弱的 . 当种子打破休眠后 , 呼吸才大幅
度增加 .
2
.
4
.
2 层积过程中种 内粗脂肪 、 淀粉 、 可溶性糖和游离脂肪酸的变化 : 如表 8 所示 , 处于暖
层积过程的种子 , 其种内贮藏物的各项指标变化不 明显 . 但处于冷层积中的种子 , 其粗脂肪
表 8 层 积 过 程 中 种 子 贮 藏 物 的 变 化
决爵1 9 8 6 . 1 0 . 2 1。千种子 1 9 8 6 。 1 0 . 2 1 . 1 9 8 6 . 12 . 5 . 1 9 8 7。 3 . 1 6 。1 5 ~ 2 5 . e 0 ~ 5 . e 1 5 ~ 2 5 . e 0 ~ 5 . e 15 ~ 2 5 . c 0 ~ 5 . e 开裂种子0 ~ 5 . c 发芽种子0 ~ 5 . C
粗脂 肪 (肠 )
淀 粉 (肠 )
可溶性糖 (帕 )
游离脂肪酸
引 . 0 7
0
。 石2
0
。
7 5
1
`
2 0
4 3
.
0 7 5 7
.
8 5 4 7
.
8 5 50
.
8 6 5 3
。
1 0 4 8
.
6 4
。
0 2 4
.
6 1
.
0 4 5
.
4 5
.
0 2 5
。
5 3
.
0 3
。
8 5
。
1 0 1
.
1 0 1 5 1
.
30
2 7
。
1 4
0
。
0 2
0
.
5 8 1
.
12
1
。
4 2 1
。
7 0
注 : 游离脂肪酸单位为 : 0 . 0 5 N N a O H m l/ g · f w
含量随层积时间的延长而减少 . 当种子打破休眠裂 口后 , 粗脂肪含量大幅度降低 , 而可溶性
糖和游离脂肪酸含量略有上升趋势 . 这可能是种子开裂吸湿后 , 引起种内脂肪水解所致 . 粗
脂肪的大幅度下降 , 则可能与种子打破休眠裂口后 , 呼吸作用大幅度上升 (见表 7 ) 有关 .
3 结语与讨论
综上所述不难看出 , 种子成熟后含有高浓度的发芽抑制物 , 是才察树 种子休 眠的主要 原
因 . 通过 8 个月的冷 ( 0 ~ 5 ℃ ) 层积或暖 (1 5~ 25 ℃ ) 层积后 , 有 90 肠的种胚可以打破休
`眠 . 但此时还只有 60 肠左右的种子能够萌发 . 这是 由于在层积过程中 , 种皮的透气性不断减
1 4 4中 南 林 学 院 学 报 8卷
弱 , 阻碍氧气进入种子所致 . 同时 , 胚内抑制物向种皮转移 (层积后种皮提取液 的 抑 制 作
用大于种胚 ) , 也可能是种胚打破休眠后 , 种子仍不能充分萌发的因素 . 这就是生产中所遇
到的层积后仍有大量种子不能当年萌发 , 而在第二年继续萌发的原因 . 因此 , 改善种皮的透
气性和消除种皮中的发芽抑制物 , 可能是提高稼 树种子育苗成功率的关键 .
承南 京林业大学陈幼生教授 、 中南林学院彭幼芬 、 万朝琅副教授提出宝贵意见 , 谨此致谢 .
参 考 文 献
中国树木志编委会主编 . 花中国主要树种造林技术 . 新 1版 . 北京 : 中国林业 出版社 , 1 9 81 : 5 4 5 ~ 5 5 1
上海植物生理学会 编 . 植物 生理实 验手册 . 上海 : 上海科技出版社 , 1 9 8 5
丁静等 . 植物内源激索的提 取、 分离 和生物鉴定 . 植物生理 学通讯 , 1 9了9: ( 2) : 27 ~ 2 9
华东师范大学生物系植物生理教 研组编 . 植物生理实验指导 . 北京 奋 高等教育 出版社 , 19 8 2
S T U D Y O N D O R M A N C Y P H Y S I O L O G Y O F S a s af r a s
t z u m u S E E D
X i a o D o n g y u Z h o u Y o u X u n
( X i
n j i a n g A u g
.
l s t A g r i e u l t u r a l C o l l e g e ) ( C
e n t r a l 一 S o u t h F o r e s t r y C o l l e g e )
A B S T R A C T
T h e s t u d y s h o w s t h a t t h e s e e d o f S a : : a f
: a s 才: u m u h a s d o u b l e d o r m a n c y . H i g h
c o n C e n t r a t e d g e r m i n a t i o n i n h i b i t o r 15 t h e m a i n c a u s e a n d t h e i m p e r m e a b i l i t y o f t h e
s e e d e o a t t o g a s e s 15 t h e o t h e r
.
T h e d o r m a n e y o f 9 0%
s e e d e a n b e b r o k e n i n e h i l l y
( 0
一
5℃ ) a n d w a r m ( 1 5 一 2 5 cC ) t r e a t m e n t s o f s t r a t i f i e a t i o n . T h e s e e d e o a t r e t a r d s 6 0咒
o f t h e s e e d g e r m i n a t i n g a f t e r t h e s e e d d o r m a n c y b r e a k i n g
.
K e y w o r d s : S a s s a f
r a s t z u m : ` H e m s l
.
s e e d d o r m a n c y P h y s i o l o g y
, g e r m i n a t i o n
i n h ib i t o r
, o x y g e n P e r m e a b i l i t y o f s e e d c o a t