免费文献传递   相关文献

展毛野牡丹种子特性及花粉活力的初步研究



全 文 :展毛野牡丹(Melastoma normale D. Don), 又名
肖野牡丹, 为野牡丹科(Melastomataceae)野牡丹属
直立灌木, 在我国主要分布于华南、 西南各省, 常
生于开朗山坡灌草丛中或疏林下[1]。 其花繁色艳,
花期长, 具有极高的园林绿化价值[2]; 果可食, 全
株可入药。 由于具有良好的开发利用前景, 近年来
展毛野牡丹引起了研究人员的关注, 朱纯[3]、 代色
平等[4]对其在广东等地的资源分布及利用情况进行
了调查与介绍; 黄祥远[5]、 唐铁鑫等[6]对其药用特
性进行了分析; 余智城等[7]研究认为, 其耐阴性较
弱; 唐艳等[8]利用其幼嫩茎段为外植体进行组织培
养, 得出了诱导、 增殖和生根培养基的最佳配方;
展毛野牡丹种子特性及花粉活力的初步研究①
戴小红 1)② 孙伟生 2) 罗 萍 1)③
(1 中国热带农业科学院湛江实验站 广东湛江 524013;
2 中国热带农业科学院南亚热带作物研究所 广东湛江 524091)
摘 要 对展毛野牡丹的种子特性和花粉活力进行了初步研究, 结果表明: 展毛野牡丹的种子细小、 数量多,
千粒重约 0.053g, 每果种子数 3000粒左右; 种子为不规则三角形, 有深浅 2种颜色, 浅色与深色种子数量比
约为 1∶1.45。 展毛野牡丹种子的适宜萌发温度为 25℃, 发芽率可达 64.73%; 能萌发的是浅色种子, 深色种子
基本不萌发; 光对其种子萌发有促进作用。 在展毛野牡丹的异型雄蕊中, 具有紫色花药的较长雄蕊的花粉活力
要高于具有黄色花药的较短雄蕊。
关键词 展毛野牡丹 ; 种子特征 ; 萌发 ; 花粉活力
分类号 S688
Preliminary Study on Seed Features and Pollen Viability of
Melastoma normale D.Don
DAI Xiaohong1) SUN Weisheng2) LUO Ping1)
(1 Zhanjiang Experiment Station, CATAS, Zhanjiang, Guangdong 524013;
2 South Subtropical Crops Research Institute, CATAS, Zhanjiang, Guangdong 524091)
Abstract Seed features and pollen viability of Melastoma normale D. Don were studied. Results showed
that the volume and number of the seeds of Melastoma normale were tiny and numerous. The 1000-grain
weight of seeds was about 0.053g and every fruit had almost 3000 tiny seeds on average. The seeds had
irregular triangular shape with either light color or dark color in the same fruit. The ratio of seeds in light
color to the seeds in dark color was 1∶1.45. The optimum temperature for seed germination was 25℃
with about 64.73% rate of seed germination. The germinated seeds were the seeds in light color other than
the seeds in dark color. Light was essential for the seed germination. There was an atypia of stamen of
Melastoma normale. The anther of the longer stamen was purple while the anther of the shorter stamen
was yellow. The viability of pollens from the purple anther was much higher than that of pollens from the
yellow anther.
Keywords Melastoma normale D.Don ; seed features ; germination ; pollen viability
① 基金项目: 海南省自然科学基金项目(No.310098)。
收稿日期: 2013-09-13; 责任编辑/白 净; 编辑部E-mail: rdnk@163.com。
② 戴小红, 女, 助理研究员, 主要从事热作种质资源与栽培生理研究; E-mail: risdai2004@126.com。
③ 通讯作者: 罗 萍, 女, 副研究员, 主要从事热作栽培与生理研究; E-mail:luoping428@163.com。
Vol.34, No.1
2014年1月 热 带 农 业 科 学
CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE
第34卷第1期
Jan. 2014
9- -
2014年1月 第34卷第1期热带农业科学
说明: 观测数据为平均数±标准误(Mean±SE)。 下同。
观测项目 重复数 观测结果
2色种子数量比
/浅色∶深色 5 1∶1.45
种子长/μm 20 (513.65±13.03)
种子宽/μm 20 (278.21±10.78)
种子长宽比 20 (1.85±0.05)
千粒重/g 5 (0.053±0.000)
每果种子数/粒 5 (2996.33±240.78)
种子含水量/% 5 (9.403±0.003)
表1 展毛野牡丹种子的基本参数
刘雪凝[9]、 陈进燎等[10]则分别对其花粉、 叶片表面
形态等显微结构进行了研究。 展毛野牡丹成熟植株
周围少见自然生种子幼苗, 其驯化栽培中也多采用
扦插方式繁殖, 目前有关其种子萌发特性、 花粉活
力的研究也未见报道。 为探寻影响其种子萌发成苗
的可能因素, 本文对展毛野牡丹的种子特性及花粉
活力进行了初步研究, 以期为其资源的保护和利用
提供参考。
1 材料与方法
1.1材料
试验所用展毛野牡丹种子于2012年10月采自
湛江南国热带花园, 采集后的果实放置于避光处晾
干, 剥去果皮, 将种子从肉质胎座上搓落备用。 于
2013年4~5月盛花期采集新鲜花粉进行花粉活力
测定。
1.2方法
1.2.1种子形态特征与基本参数测定
在体视显微镜下观察种子的颜色、 数量、 形状
等特点。 将种子置于载玻片上, 在光学显微镜下用
测微尺测量种子的长宽, 并计算长宽比, 随机挑选
5个果实, 每果测量 3~5粒种子, 每粒种子为 1
次重复, 重复 20次。 选取 5个果实, 分别从每果
净种子中数取100粒种子称重, 计算其1000粒种
子的重量, 每果为1次重复, 重复5次。 称取单果
种子重量, 根据千粒重估算单果种子数, 每果为1
次重复, 重复5次。 根据 《国际种子检验规程》 的
技术标准, 分别剥取5个果实的种子在室温下晾干
1~2d后称重, 在120℃下烘干后再称重, 计算含
水量, 每果为1次重复, 重复5次。
1.2.2种子萌发试验
分别设置20、 25、 30℃三个不同的恒温处理,
进行种子萌发试验, 光照设置为周期性光照 2000
lx, 光暗比 14h/10h。 同时在 25℃恒温条件下设
置全暗遮光处理, 考察光照对种子萌发的影响, 全
暗处理15d天后转入周期性光照。 每个处理各设3
次重复, 每次重复均数取120粒种子, 置于直径为
90mm的培养皿中, 在培养皿中放置 1层滤纸, 加
纯净水为发芽基质, 以胚根露出种皮 5mm作为萌
发的标志, 发芽率计算公式如下:
发芽率(%)=正常发芽种子粒数/参试种子总粒
数×100%
1.2.3花粉活力测定
采用TTC法测定花粉活力[11]。 选取5株盛花植
株采集新鲜花粉, 每株选取 1朵花, 每朵花取紫、
黄二色花药各1个进行花粉活力测定, 两种花粉各
取至少5个视野, 统计花粉染色情况, 计算花粉的
活力百分率。
2 结果与分析
2.1种子形态特征与基本参数
展毛野牡丹的果实为黄褐色的坛状球形蒴果,
种子为不规则三角形, 一头较尖; 种子分浅色和深
色 2种, 其中浅色种子为浅黄色, 深色种子为黑
色, 浅色与深色种子的数量比约为 1∶1.45。 根据
观测结果(表1), 展毛野牡丹种子长约513.62μm,
宽约 278.21μm, 长宽比为 1.85。 种子千粒重为
0.053g, 含水量约9.4%, 每个果实包含的种子数约
为3000粒, 种子细小, 贮藏不占空间, 便于保存。
2.2种子萌发特性
如图 1所示, 在相同的光周期(14 h/10 h)条件
下, 展毛野牡丹种子在25℃恒温下的发芽时间早,
发芽率高, 培养 7d后的发芽率为 12.4%, 25d后
发芽率可达 64.73%, 远高于其它处理。 30℃恒温
下培养7d后种子也开始萌发, 但发芽率较低, 仅
为 1.1%左右, 25d后发芽率增加到 37.87%。 20℃
恒温下展毛野牡丹种子的萌芽时间较晚, 培养2周
后才开始萌发, 19d后的发芽率仍低于同期 30℃
处理, 其后发芽率上升较快, 22d后达到 44.9%,
10- -
戴小红 等 展毛野牡丹种子特性及花粉活力的初步研究
25d后为 46.27%, 均高于同期 30℃处理。 由此可
知, 25℃是较适宜展毛野牡丹种子萌发的温度, 表
现在发芽较早, 发芽率较高; 30℃时发芽延迟虽不
明显, 但总体发芽率不高; 20℃时会出现明显的发
芽延迟, 但其后期发芽率要高于30℃处理。
种子萌发试验结果(图1)还显示, 在25℃恒温
条件下, 遮光处理的种子不能发芽, 发芽率为 0。
将遮光处理 15d未能发芽的种子转为周期性光培
养(14h/10h)后, 种子能够迅速萌发, 10d后发芽率
达到 32.63%, 可见展毛野牡丹种子具有需光性,
光对其种子萌发有促进作用。
在不同处理条件下, 展毛野牡丹均表现出发芽
期较长, 发芽整齐度较低的特点, 其深浅色种子的
萌发也存在差异, 表现为能萌发的多为浅色种子,
深色种子基本不萌发, 其原因还有待进一步研究。
2.3花粉活力
展毛野牡丹的花为紫红色, 雄蕊异型, 其中5
枚雄蕊较长, 花丝伸长弯曲, 位于柱头下方两侧,
稍长于雌蕊, 具有紫色花药; 5枚雄蕊较短, 花丝
不伸长弯曲, 明显短于雌蕊, 具有黄色花药。 由图
2可知, 展毛野牡丹二色花药的花粉生活力存在差
异, 紫色花药中有活力的花粉占比达 57.84%, 且
18.50%的花粉生活力较强; 黄色花药中 44.74%的
花粉有活力, 但活力较强者仅占 9.26%。 花粉生活
力的差异可能暗示着异型雄蕊在传粉中存在功能分
化, 相较于具有黄色花药的较短雄蕊, 具有紫色花
药的较长雄蕊可能承担着更多的传粉功能。
3 结论与讨论
展毛野牡丹的种子细小、 数量多, 千粒重仅为
0.053g, 每果种子数量高达3000粒左右。 种子多
呈不规则三角形, 分浅色和深色两种, 且浅色种子
数要少于深色种子。 种子萌发试验结果表明, 温度
与光照均为展毛野牡丹种子萌发的影响因素。 展毛
野牡丹种子较适宜的萌发温度是 25℃, 种子萌发
早, 发芽率高, 且萌发具有需光性。 由于种子微
小, 贮藏物少, 如果深埋于土下, 则贮藏物不足以
支撑种子萌发出土, 故展毛野牡丹种子萌发时对光
的需求是一种保护, 是其自身繁殖对周围环境适应
的结果, 同时通过产生大量的种子, 使得种子到达
适宜萌发环境的机会增加, 从而提高种子萌发成苗
的几率。
展毛野牡丹具有异型雄蕊, 根据花粉活力测定
结果, 其紫、 黄二色花药中的花粉活力存在差异,
紫色花药中的花粉活力百分比要高于黄色花药, 由
此推测具有紫色花药的较长雄蕊在传粉中可能起主
要作用。 另据观察, 在展毛野牡丹种子中能萌发的
多为浅色种子, 深色种子基本不萌发, 其深浅2种
颜色种子的产生可能与二色花药产生的花粉粒的活
力有关, 深色种子不萌发可能是因为受精胚败育。
有关展毛野牡丹异型雄蕊功能分化、 种子的产生与
败育等研究还有待进一步深入。
参考文献
[1]中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志: 第
53(1)卷[M].北京: 科学出版社, 1984: 155.
[2]林秋金, 林秀香, 苏金强, 等.16种野牡丹科植物观
赏 性 及 适 应 性 综 合 评 价[J].西 南 林 学 院 学 报 ,
2010, 30(5): 33-37.
[3]朱 纯.广东野牡丹属植物的分布及在城市生态系统
图1 温度和光照对展毛野牡丹种子萌发的影响
80
70
60
50
40
30
20
10
0
20℃ 25℃ 30℃ 25℃遮光15d
7 10 13 16 19 22 25
发芽天数/d



/
%
图2 展毛野牡丹二色花药中花粉生活力
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0





/
%
无活力花粉 活力较弱花粉 活力较强花粉
紫色花药 黄色花药
二色花药
11- -
2014年1月 第34卷第1期热带农业科学
中的作用[J].中国野生植物资源 , 2008, 27(2):
29-32.
[4]代色平, 刘连海, 刘 慧, 等.广东省野牡丹科植物
资源调查与评价[J].福建林业科技 , 2012, 39(4):
121-126.
[5]黄祥远, 韦松基, 陈建霞.野牡丹、 肖野牡丹的生药
学研究[J].广西中医药,2007, 30(2): 58-60.
[6]唐铁鑫, 吴 鸿, 李启垓.野牡丹属药用植物黄酮类
成份比较[J].中药材, 2007, 30(8): 912-913.
[7]余智城, 陈振东, 林秋金, 等.5种野牡丹科植物的耐
阴 性 研 究 [J].福 建 农 业 学 报 , 2010, 25(5):
610-613.
[8]唐 艳, 汪卫星, 郭启高, 等.展毛野牡丹组培快繁技
术的研究[J].山西农业大学学报(自然科学版),
2010, 30(2): 122-124.
[9]刘雪凝, 屈 平.5种野牡丹属植物花粉形态研究[J].
河北农业大学学报, 2012, 35(5): 63-66.
[10]陈进燎, 兰思仁, 吴沙沙, 等.6种野牡丹属植物叶
片表面特征及其分类学意义研究[J].福建林学院学
报, 2013, 3(2): 106-112.
[11]高俊凤.植物生理学实验指导[M].北京: 高等教育出
版社, 2006: 183-184.
(上接第3页)
库特征[J].中国农业科学, 1997, 30(3): 52-59.
[13]Ying Jifeng, P Shaobing, HeQingruii, etal.
Comparison of high-yield rice in tropical and
subtropical environments: I. Determinants of
grain and dry matter yields [J]. Field Crops Re-
search, 1998, 57(1): 71-84.
[14]杨惠杰, 李义珍, 杨仁崔, 等.超高产水稻的干物质
生产特性研究[J].中国水稻科学 , 2001, 5(4):
265-270.
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
12- -