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梓叶槭种子生物学特性研究



全 文 :收稿日期:2008-04-25
基金项目:四川省科技基础条件平台项目—四川省野生植物
种质资源库建设项目及四川省科技攻关计划项
目———四川省珍稀濒危植物收集保存及繁育研究
项目(05SG023-11)资助
作者简介:余道平(1978-)女 , 四川内江人 , 硕士 , 助理研究
员 ,主要从事植物繁育研究工作。 E-mail:ping-
er328@yahoo.com.cn
梓叶槭种子生物学特性研究
余道平 1, 2 ,彭启新 1, 2 ,李策宏2 ,谢孔平 1, 2 ,张国珍 1, 2 ,李世丽 1, 2
(1.四川省自然资源科学研究院 ,四川 成都 610041;2.峨眉山生物资源实验站 , 四川 峨眉山 614201)
摘 要 对两个不同种源地的梓叶槭(AcercatalpifoliumRehd.)种子进行了形态结构特性和萌发特性研究 , 结果表
明 , 梓叶槭种子呈压扁状椭圆形 , 为无胚乳种子。都江堰种源地的种子千粒重为(28.4±0.81)g, 显著大于峨眉山
种源地(18.5±0.39)g。种子吸水过程分 3个明显阶段:0 ~ 1 h是急剧吸水的过程 , 1 ~ 12h吸水较缓慢 , 12 ~ 96h
吸水量又急增。温度对 2个种源地的种子萌发率有显著影响 , 25 ℃是其种子萌发的适宜温度 , 萌发率分别为
48.7%±3.06%(都江堰种源)、42% ±2.00%(峨眉山种源),在光照和黑暗条件下 ,种子萌发率没有显著差异 ,种
子均能正常萌发。
关键词 梓叶槭;种子萌发;生物学特性
中图分类号:Q945.35   文献标识码:A   文章编号:1006-9690(2008)06-0030-03
ResearchontheBiologicalCharactersofthe
SeedsofAcercatalpifoliumRehd.
YuDaoping1, 2 , PengQixin1, 2 , LiCehong2 , XieKongping1, 2 , ZhangGuozhen1, 2 , LiShili1, 2
(1.SichuanNatureResourceInstitute, Chengdu610015, China;2.EmeiMountainBioticResourceExper-
imentalStation, Emeishan614201, China)
Abstract MorphosisandgerminationcharactersofAcercatalpifoliumRehd.seedsfromtwolocalitieswere
studied.Theyshowedthatseedswereflaserandoval, whiletheinsidehasnotendosperm.The1000-seed
weight(28.4 ±0.81)gofDujiangyanprovenanceswassignificantlyhigherthanthatofEmeishanprove-
nances(18.5±0.39)g.Thewaterabsorptionofseedsshowedthreeobviousstages:therapidabsorption
stagein0 ~ 1hours, theslowstagein1 ~ 12hoursandthefasterabsorptionstagefrom12 ~ 96hours.Tem-
peraturehadsignificantefectonthegerminationpercentage.Thesuitabletemperationwas25℃, respec-
tivelywith48.7%±3.06%(Dujiangyanprovenances), 42%±2.00%(Emeishanprovenances).Nodifer-
enceforgenerminationpercentageexistedindarknessandlight, inwhichseedcouldnormalygerminate.
Keywords AcercatalpifoliumRehd.;germination;biologicalcharacters
  梓叶槭 (AcercatalpifoliumRehd.)为槭树科槭
属的落叶乔木 ,为我国特有的珍稀濒危树种 ,国家三
级重点保护植物 。其树形优美 ,树干高大 ,材质坚
硬 、致密 ,为优良的绿化和用材树种 [ 1] 。该树种主
要产于四川 ,生于海拔 400 ~ 1 200 m的常绿阔叶林
中 ,由于砍伐及毁林耕种 ,目前各产区极为罕见 ,已
陷于濒危状态 。在现有文献中对梓叶槭的研究还未
见报道 ,本试验主要对梓叶槭种子的基本形态 、种子
吸水性和萌发特性做了初步研究 。为进一步研究和
保护梓叶槭这一珍稀植物资源提供科学依据 。
1 材料与方法
1.1 材料
梓叶槭果实于 2006年 11月中旬 , 采于四川省
的峨眉山和都江堰 2个不同分布区 。果实采摘后及
—30—
第 27卷第 6期
2008年 12月               中 国 野 生 植 物 资 源ChineseWildPlantResources            Vol.27 No.6Dec.2008
时带回实验室 ,剥取种子并用 1%次氯酸钠表面灭
菌 30 min、超纯水清洗 3次 , 然后晾干 , 置于 15 ℃
库存 ,备用。
1.2 方法
1.2.1 种子形态特性观测
用游标卡尺测量种子纵 、横径 ,量角器测定两翅
角度 ,目测种子颜色 ,形状 ,按种源分别测定 25粒 。
将种子纵切 ,观察其内部结构。千粒重的测定:随机
取净种子 100粒 ,并用电子天平称重 , 8次重复 ,计
算其平均值 。种子吸水性测定:种子的吸水试验设
3个重复 ,每个重复 25粒种子 ,称干重后 ,置于充分
吸水的滤纸上 ,在 25℃恒温箱中进行 ,分别于 1、2、
4、6、8、12、24、36、48、72, 96 h称重 ,然后计算平均每
粒种子各时间的重量 ,并与时间作曲线。种子吸水
量(%)=种子增加的重量 /风干种子重 ×100%。
1.2.2 萌发特性观测
分别将种子置于垫有滤纸的培养皿里 , 然后将
培养皿放于不同温度(15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃ )
与光照(光照 12 h/d和全黑暗)的培养箱内 ,每皿
50粒 ,重复 3次 。以胚根突破种皮 2mm计为萌发 。
萌发过程中每 24 h检测 1次 ,记录种子萌发数 ,通
过计算萌发率来分析不同试验因子对种子萌发影响
的差异程度 。
1.2.3 试验数据分析方法
用 MicrosoftExcel2003对数据进行方差分析 、
图表分析 ,多重比较采用 LSD检验 ,采用 a=0.05
的显著水平 。
2 结果与分析
2.1 种子的形态特征
梓叶槭的果实由一对果翅构成 ,张开成各种
大小不同的角度 。种子无胚乳 ,种皮薄 ,子叶扁
平 、折叠或卷折 。不同种源的梓叶槭种子的基本
形态如表 1。从表 1可看出 , 都江堰和峨眉山 2
个种源地的果翅长度约是种子长度的 5倍 , 2种
源种子的长度约是宽度的 2倍 , 种子近椭圆形 ,
种子均成褐色 ,只是深浅不同 , 果翅夹角呈锐角
或近直角 。
表 1 种子的形态特征
种源
果翅
长度
/cm
宽度
/cm
两翅
夹角 /(°)
种子
长度
/cm
宽度
/cm 形态
峨眉山 4.51 1.02 83.20 0.84 0.45 深褐色 、压扁状 、椭圆形
都江堰 4.20 1.10 89.32 0.93 0.52 黄褐色 、压扁状 、阔椭圆形
2.2 种子千粒重
不同种源的梓叶槭种子 ,其千粒重存在显著差
异(F=966.28﹥ F0.05 =4.600,自由度 df=1, 14),
都江堰种源地的种子千粒重(28.4 ±0.81)g,明显
大于峨眉山种源的种子千粒重(18.5±0.39)g。这
说明都江堰种源地的种子品质较好 ,其种子饱满 、充
实 、均匀 、粒大 。
2.3 种子吸水性
不同种源地的梓叶槭种子吸水性呈相同趋势
(图 1),从图 1可以看出 ,梓叶槭种子吸水过程有 3
个明显的阶段:0 ~ 1 h为第一阶段 ,是急剧吸水的
过程 ,吸水是由吸胀作用引起;1 ~ 12 h为第二阶
段 ,此时种子水分吸胀完成后 ,一些代谢活动开始进
行 ,吸水较缓慢;12 h到 96 h为第三阶段 ,吸水量又
急剧增加 , 96 h后种子开始萌发 ,此时都江堰种源
和峨眉 山种源的种子吸水量 分别 85.5%和
107.7%。实验结果表明 , 2个种源的梓叶槭种子吸
水性均较好 ,故种皮不是抑制其萌发的主要因子 。
图 1 梓叶槭种子吸水过程
2.4 种子萌发
2.4.1 温度对梓叶槭种子萌发的影响
经方差分析 ,温度对梓叶槭种子发芽率影响显
著(F都江堰种源 =31.127 , F峨眉山种源 =23.117﹥ F0.05 =
4.067 ,自由度 df=3.8)。由图 2可知 ,种子萌发率
随着温度的升高呈先上升后下降的趋势 , 2个种源
—31—
第 6期                  余道平 , 等:梓叶槭种子生物学特性研究                
的梓叶槭种子在温度为 25 ℃时 ,种子的萌发率最
高 ,分别为 48.7% ±3.06%、42% ±2.00%,显著地
高于在其他 3个温度下的萌发率 。在低温 15 ℃下 ,
种子萌发所需时间长 ,发芽不整齐 ,且种子易腐烂 。
在 30℃时虽然种子启动较快 ,但最终萌发率较低 。
对 2个种源在 25 ℃条件下的萌发率进行方差分析 ,
结果发现萌发率存在显著差异(F=10﹥ F0.05 =
7.709,自由度 df=1, 4),都江堰种源的种子萌发进
程较快 ,比峨眉山种源提前了 3天发芽。
图 2 梓叶槭种子在不同温度下的萌发率
2.4.2 光照对种子萌发的影响
方差分析结果表明 ,在黑暗条件下的萌发率与
在光照条件下两者并没有显著差异 (F都江堰种源 =
6.27, F峨眉山种源 =3.64﹤ F0.05 =7.71,自由度 df=1,
4)(见表 2),但是在光照条件下 ,种子萌发较快 ,而
黑暗条件下 ,萌发的速率比较慢 ,且发芽不整齐 。
表 2 不同光照处理下梓叶槭种子
萌发率的 ANOVA分析和多重比较
处理
都江堰种源
开始萌发
天数 /d 均值
标准
误差 均方差 F
峨眉山种源
开始萌
发天数 /d均值
标准
误差 均方差 F
光照
(12h·d-1) 4 44.7a 2.0
组间
GB12.3 6.27 6 34.8a 2.48
组间
GB21.3 3.64
黑暗 6 48a 3.06 组内IG1.97 7 36.4a 2.46
组内
IG5.85
3 讨 论
种子形态结构的特点是评价种子真实性的重要
参数之一。为了了解梓叶槭种子的内部结构 ,对其
进行了纵向解剖 ,结果发现种子无胚乳。石柏林
等 [ 2]也发现槭树属的植物种类 ,其种子内无胚乳 ,
而种子萌发所需的营养物质主要来自子叶 。种子大
小在物种间存在极大的差异 ,然而在同一物种内部 ,
种子大小是基本恒定的 。但是 ,对于同一物种的不
同地理种群 ,种子大小是有差异的[ 3] ,同时 ,种子大
小也表征了种子内营养物质的多少[ 4] 。本试验通
过测定梓叶槭种子的形态特征 ,结果发现 2个梓叶
槭种群之间 ,翅果和种子的大小存在明显的地理差
异 ,采自都江堰种群的梓叶槭翅果和种子 ,其长度 、
宽度和千粒重明显大于峨眉山 ,这一差异主要与种
群所在的生境条件和气候因子有关。经调查发现 ,
都江堰的梓叶槭种群所在地的土壤有机质含量和含
水量较高 ,其种子的千粒重也较大 ,曹兵等 [ 5] 也认
为不同种源的种子 ,因其母树所处的立地条件 、气候
条件以及母树年龄 、采种技术等的不同 ,造成种子千
粒重有一定的差异。成熟的干燥种子含水量很低 ,
原生质呈凝胶状态 ,生理活动极为微弱 ,因此种子的
萌发是从吸水开始的 [ 6] 。通过吸水 ,种子细胞中的
原生质胶体才能由凝胶转变为溶胶 ,使细胞器结构
恢复 ,基因活化 ,同时吸水能使种子呼吸上升 ,代谢
活动加强 ,让贮藏物质水解成可溶性物质供胚发育
所需要。另外 ,吸水后种皮膨胀软化 ,有利于种子内
外气体交换 ,也有利于胚根胚芽突破种皮而继续生
长[ 7] 。梓叶槭种子的吸水试验发现 ,种子吸水过程
可分为 3个阶段 ,分别是吸胀吸水期(0 ~ 1 h)、缓慢
吸水期(1 ~ 12 h),生长吸水期(12 ~ 96 h),虽然梓
叶槭种子的吸水性较好 ,但在进一步的发芽试验中 ,
2个种源的种子萌发率还不到 50%。
温度是植物种子发芽与出苗的基本条件之一 ,
温度过高或过低均能影响种子活力 ,造成发芽和出
苗不良[ 7] 。本实验发现 ,温度对梓叶槭种子的萌发
率起到显著影响。在 25℃下种子发芽最快 ,萌发率
最高 ,因此 25℃是其萌发的适宜温度。 2个种源的
梓叶槭种子萌发率存在差异 ,这主要是由于种子大
小 、重量有差异 ,柯文山等 [ 8] 认为种子大小对种子
萌发有一定影响 ,大粒种子萌发率较高 。光照对于
梓叶槭种子发芽是有利的 ,但不是必需的条件。在
光照和黑暗条件下种子萌发率没有显著差异 ,表明
种子是光中性种子(Non-photoblasticseed)。这一
结果表明无论是在光照很强的林缘或土壤表面 ,还
是光照微弱的林下或没有光照的土壤深处 ,只要其
他条件适宜 ,其种子均能萌发 。
(下转第 64页)
—32—
                     中 国 野 生 植 物 资 源                第 27卷
RSD=0.43% (n=5)。
2.5 花椒生物碱含量测定结果
将花椒粉碎至 60目 , 精确称取 3份 ,每份 5 g,
分别加入 95%乙醇进行提取 ,并用稀盐酸调节 pH
值 =3,超声提取 1 h,过滤 ,滤液用浓氨水调节至中
性 ,取调节至中性 。取 2 mL,按照以上 1.2.3节方
法 ,依次精密溴甲酚绿磷酸缓冲液 2 mL和 10 mL
氯仿溶液 ,振摇 1min后 ,倒入分液漏斗中静置 1h,
分取氯仿层 ,在 425 nm波长下测吸光度值 ,同法操
作的氯仿为空白 ,测定吸光度 。将测得的吸光度值
代入标准曲线 ,计算求得花椒中生物碱的含量为
0.95%(RSD=1.02%, n=3)。
3 讨 论
(1)本实验采用酸性染料比色法 ,是根据在一定
pH介质中 ,生物碱类与氢离子生成阳离子 ,一些酸性
染料在此条件下可解离成阴离子而与上述阳离子定
量结合成有色络合物 ,可被有机溶剂定量提取的原
理 ,用白屈菜红碱作为标准物质在 pH值 =7.6的条
件下与溴麝香草酚蓝定量显色 ,花椒中的生物碱在此
条件下凡能与溴麝香草酚蓝显色的均可被测出 ,从而
求得相对总生物碱的含量。该法灵敏度高 ,结果稳
定 ,操作简便 ,易于推广应用 ,用于花椒的质量控制。
(2)由于生物碱成分都易溶于酸溶液 ,也溶于
乙醇 ,因此在花椒生物碱含量测定中采用酸的乙醇
溶液作为提取液 ,结合超声提取的方法 ,可以保证生
物碱成分的提取完全。
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                     中 国 野 生 植 物 资 源                第 27卷