全 文 :基金项目:国家林业局红豆杉保护、繁育与可持续利用基金资助项目(2130211)。
第一作者简介:田胜尼,男,1971年出生,汉族,安徽枞阳县人,副教授,博士,主要从事植物生态学教学与科研工作,通信地址:230036合肥市安徽农
业大学生命科学学院,Tel:0551-5838548,E-mail:tiansn@scib.ac.cn。
通讯作者:孙启武,男,1973年生,安徽六安市人,副研究员,博士,主要从事野生植物保护科研和管理工作。E-mail:sqw@caf.ac.cn。
收稿日期:2009-12-08,修回日期:2009-12-21。
南方红豆杉种子浸提液对油菜种子萌发与
幼苗生长的影响研究
田胜尼 1,孙启武 2,张小平 3,支 琳 1
(1安徽农业大学生命科学学院,合肥 230036;2中国林业科学研究院林业研究所,北京 100091;
3安徽师范大学生命科学学院,安徽芜湖 241000)
摘 要:研究了南方红豆杉种子的种皮和胚乳(含胚)的不同浓度甲醇浸提液对油菜种子萌发和幼苗生长
的影响。研究结果发现:种皮和胚乳不同浓度的提取液对油菜种子的萌发、幼苗的生长均存在一定的抑
制作用。随着浸提液浓度的升高,油菜种子萌发率、幼苗的根长和茎长均逐渐下降。在相同的浓度中,
油菜种子在胚乳浸提液中的萌发率比种皮浸提液低,油菜幼苗的根长在种皮浸提液中比胚乳浸提液中
短。方差分析结果表明,不同处理组之间幼苗的根长存在显著的差异。结果表明红豆杉种皮和胚乳均
有抑制物质存在,胚乳浸提液对油菜种子的萌发抑制作用较强,而种皮浸提液对油菜根长抑制作用强。
关键词:南方红豆杉;种子浸提液;抑制物;种子萌发;幼苗生长
中图分类号:S3 文献标志码:A 论文编号:2009-2581
Studies on the Effects of Taxus chinensis var.mairei Seeds Extracts on Seeds
Germination and Seedling Growth of Brassica campestris
Tian Shengni1, Sun Qiwu2, Zhang Xiaoping3, Zhi lin1
(1School of Life Sciences, Anhui Agricultural University, Hefei 230036;
2Research Institute of Forestry, CAF, Beijing 100091;
3 School of Life Sciences; Anhui Normal University, Wuhu Anhui 241000)
Abstract: Seeds germination and seedlings growth of Brassica campestris in different concentrations of the
methanol extracts from the seed coat and endosperm (including embryo) of Taxus chinensis var.mairei were
studied in this paper. The results showed that there existed inhibition of seed coat and endosperm extracts of
different concentrations on the seed germination and seedlings growth of B.campestris in a certain extent.
With the extract concentration increased, B.campestris seed germination rate, seedlings root length and stem
length were gradually decreased. Germination rate of B.campestris in seed endosperm extracts was lower than
that in the seed coat extracts in the same concentrations, and seedlings root length in the seed coat extracts was
shorter than that in the endosperm extracts. Analysis of variance results showed that significant differences was
existed among different treatment groups for root length of seedlings. The research results indicated that
inhibiting substances were existed both in the seed coats and endosperm for T. chinensis var. mairei seeds, and
endosperm extracts strongly inhibited seed germination of B. campestris, while the seed coat extracts strongly
inhibited root length of B. campestris.
Key words: T. chinensis var.mairei; seed extracts; inhibiting substance; seed germination; seedlings growth
中国农学通报 2010,26(7):124-127
Chinese Agricultural Science Bulletin
0 引言
红豆杉(Tasux spp)是一类古老的植物类群,是红
豆杉科(Taxaceae)红豆杉属植物的总称。红豆杉属植
物,全球共有 11种,分布于北半球的温带及亚热带地
区,在中国有 4 种及 1 变种:即东北红豆杉 (T.
cuspidata)、云南红豆杉 (T. yunnanensis)、西藏红豆杉
(T. wallichiana)、中国红豆杉(T. chinensis)和南方红豆
杉(Taxus chinensis var mairei)[1]。其中,中国红豆杉和
南方红豆杉为中国所特有。由于气候变化及人工活动
因子的干拢,只有部分红豆杉在特殊的环境中得以幸
存下来。其主要分布于长江流域、南岭山脉山区及河
南、陕西、甘肃、台湾等省的山地或溪谷。它对于所生
长的小环境要求很特别,野生植株只有在深山密林之
中才可以见到它的踪影。由于红豆杉种群竞争力弱、
天然更新缓慢和地理分布局限等客观因素,已处于濒
危状态,1999年在中国将红豆杉属物种列入国家一级
保护植物。
南方红豆杉种子本身具有深休眠特性,在自然
状态下,需经两冬一夏方能萌发,且在红豆杉群落
中,其种子难以萌发,这也是导致红豆杉频危的主要
原因之一 [2]。Kentzen和Amen认为抑制物质的存在
是植物种子休眠的主要原因之一[3-4]。张艳杰等研究
发现红豆杉种子的果皮、种皮、胚乳和胚中存在庚
酸、壬酸、乙酸、辛酸、邻苯二甲酸二乙酯等化学成
分,这些成分阻碍了植物生理的某个代谢环节,影响
种子发芽的进程,从而导致种子休眠 [5-7]。此文采用
油菜种子为受体,通过红豆杉种子的种皮和胚乳(含
胚)不同浓度的甲醇浸提液对油菜种子萌发及幼苗
生长的影响,来探讨红豆杉种子抑制物质的特性,为
珍稀濒危植物红豆杉种子的萌发、繁殖和保护提供
理论依据。
1 材料与方法
1.1 种子材料
该实验所用的红豆杉为南方红豆杉,种子采集于
安徽省黄山市黄山区九龙峰自然保护区。油菜
(Brassica campestris)种子在合肥市种子公司购买。
1.2 实验方法
1.2.1 红豆杉种子中萌发抑制物的提取 将南方红豆杉
种子剥开,分成种皮和胚乳(含胚),碾成粉末后分别称
量种皮和胚乳粉末5 g各自装入广口瓶中,加入100 mL
的95%甲醇浸泡,封口后放入4 ℃的冰箱中存放36 h。
36 h后取出抽滤,弃残渣取滤液用旋转蒸发仪40℃恒温
旋转蒸干,加入去离水溶解摇匀,定容至100 mL。然后
将南方红豆杉种皮和胚乳的浸提液,再稀释成 100%、
75%、50%、25%不同浓度的浸提液。以去离子水作对照
组,浓度即为0%,放在4℃的冰箱中保存备用。
1.2.2 油菜种子萌发实验 将油菜种子用 5%高锰酸钾
溶液浸泡 15 min消毒后,用去离子冲洗干净后风干。
在直径 9cm的培养皿中垫入双层滤纸后,均放置油菜
种子 20粒,然后分别加入南方红豆杉种皮和胚乳的
0%、25%、50%、75%和 100%5种不同浓度的浸提液 5
mL。每组处理设置 3个重复。放入(25 ±1)℃、16 h光
照培养箱中培养,每天定期观察光照培养箱中取出培
养皿测量种子的萌发情况。第5天时对照组各种子全
部萌发,将各培养皿取出测量记录油菜种子不同浓度
浸提液下油菜种子的萌发率,测定幼苗的根长和茎长。
1.2.3 数据处理与分析 该实验中得用到的数据用
Excel和SPSS13.0进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 南方红豆杉种子种皮、胚乳不同浓度浸提液对油
菜种子萌发率的影响
不同浓度南方红豆杉种子种皮和胚乳的浸提液
田胜尼等:南方红豆杉种子浸提液对油菜种子萌发与幼苗生长的影响研究
图1 红豆杉种子浸提液对油菜种子萌发的影响
0
20
40
60
80
100
0 25 50 75 100
浓度 / %
萌
发
率
/
%
种皮 胚乳
·· 125
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
对油菜种子萌发的影响结果如图 1所示。由图 1可
以看出油菜种子在红豆杉种子、胚乳的甲醇浸提液
中均存在一定的抑制作用。随着浸提液浓度的增
加,萌发率逐渐下降。从图 1还可以看出,在相同浓
度中,胚乳浸提液的抑制性比种皮的浸提液抑制性
强,这说明红豆杉种子的抑制物主要存在胚乳(含
胚)中。对于种皮而言,在浸提液低于 75%时,其油
菜种子的萌发率都在 91.25%以上。只有在 100%的
浸提液中,种子萌发率受到显著的影响,其萌发率低
至为 56.66%。这表明,南方红豆杉种皮的甲醇浸提
液对油菜种子萌发率的影响并不显著,只有高浓度
南方红豆杉种皮浸提液对油菜种子的萌发产生抑制
作用。而红豆杉胚乳抑制物而言,其对油菜种子的
抑制效果比较显著,在浓度为 25%的稀释液中,油菜
种子的萌发率仅为 78.83%。在浓度 50%的甲醇浸提
液中的萌发率有 71%。在浓度为 75%和 100%的原
液中其萌发率都低于 60%,分别为 54.167%和
50.83%,分别比种皮浸提液低 37.09%和 17%。由此
可以看出,红豆杉种子高浓度的种皮和胚乳浸提液
对油菜种子的萌发均存在抑制作用,其抑制作用随
着其甲醇浸提液浓度的增加而增强,并且表现为胚
乳的抑制性比种皮抑制性强。同时也可以说明胚乳
中的抑制作用大于种皮。
2.2 南方红豆杉种子种皮、胚乳不同浓度的浸提液对
油菜根长的影响
油菜种子在南方红豆杉种子种皮和胚乳不同浓
度的浸提液中,经过3天培养后,各处理组的油菜根长
结果如表1所示。表1中各处理组的油菜根长为先计
算出每个培养皿的几何平均值,再计算各处理组的数
学平均值。从表 1可以看出,不同浓度南方红豆杉的
种皮和胚乳的浸提液对油菜幼苗根长生长的影响存在
抑制作用,南方红豆杉种皮和胚乳的甲醇浸提液对油
菜幼苗根长生长随浸提液的浓度升高而逐渐下降,且
随着浸提液浓度的升高,抑制作用越强。
从表1中还可以看出,在相同的浸提液浓度下,油菜
幼苗在种皮浸提液中根长比胚乳浸提液的短。红豆杉
种子种皮和胚乳浸提液对油菜根长的影响随着其甲醇
浸提液的浓度的增加,抑制作用呈上升趋势,但种皮浸
提液对油菜幼苗根长的抑制性比胚乳浸提液对油菜幼
苗根长的抑制性强。在对照组中,油菜根长为8.66 cm。
浓度为 25%的浸提液中,种皮中的油菜根长为 7.18
cm,胚乳中的油菜根长为 8.18 cm;浓度为 50%的甲醇
浸提液中,种皮中的油菜根长为 6.60 cm,胚乳中的油
菜根长为7.98 cm;浓度为75%的浸提液中种皮中的油
菜根长为 6.03cm,胚乳中的油菜根长为 7.72 cm;在
100%原液中种皮中的油菜的根长为 5.45 cm,胚乳中
的油菜根长为 5.87 cm;即二者均随着浓度的增加,油
菜幼苗的根长逐渐下降,且在种皮的根长均低在胚乳
中的根长。方差分析结果表明,在两种不同浓度的浸
提液中,各处理组之间均达到显著差异水平。
2.3 红豆杉种子种皮、胚乳浸提液对油菜茎长的影响
表2为南方红豆杉甲醇浸提液对油菜茎长生长的影
响结果。从表2可以看出,红豆杉种子种皮和胚乳对油
菜茎长的抑制作用均随着其甲醇浸提液浓度的增加而
略有增强。南方红豆杉种子种皮和胚乳中所含抑制物
对油菜茎长的抑制作用和胚乳中所含的抑制作用差异
不大。对照实验中,油菜的茎长为2.02 cm。在浓度为
25%的种皮浸提液中,油菜茎长为1.52 cm。在100%种
皮原液中,油菜的茎长为 1.33 cm,胚乳的茎长为 1.26
cm。由表2方差分析结果可知,红豆杉种子种皮和胚乳
的甲醇浸提液各处理组之间对油菜茎长的影响差异并
无显著影响,但各组与对照组相比,存在显著差异。从
表2中还可以看出,在相同的浸提液浓度下,各组油菜幼
苗在种皮浸提液中茎长比胚乳浸提液的茎长略长。
3 结论
南方红豆杉种子在自然状态下难以萌发,除外界
生态因子、种皮特性和休眠等生理因素的影响外,种子
自身含有抑制种子萌发的抑制物,是红豆杉种子萌发
率低的原因之一[8-11]。此文通过南方红豆杉种子种皮
表1 不同浓度南方红豆杉种子浸提液对油菜根长的影响
浸提液浓度
0
25%
50%
75%
100%
种皮/cm
8.66d
7.18c
6.60bc
6.03ab
5.45a
胚乳/cm
8.66b
8.18b
7.98b
7.72b
5.87a
表2 不同浓度南方红豆杉种子浸提液对油菜茎长的影响
浸提液浓度
0
25%
50%
75%
100%
种皮/cm
2.02b
1.52a
1.49a
1.39a
1.33a
胚乳/cm
2.02b
1.48a
1.46a
1.36a
1.26a
·· 126
和胚乳的4种不同浓度甲醇浸提液对油菜种子萌发和
幼苗生长的影响,结果表明油菜种子萌发率在红豆杉
种子、胚乳的甲醇浸提液中均存在一定的抑制作用,种
皮和胚乳中有抑制物的存在。随着两种浸提液浓度的
增加,油菜种子萌发率均逐渐下降,其胚乳对油菜种子
萌发的抑制性比种皮的抑制性强。不同浓度南方红豆
杉种子种皮胚乳的甲醇浸提液对油菜萝卜的根长和茎
长均有影响,也表现为其甲醇浸提液的浓度越大,对油
菜萝卜根长和茎长的抑制作用越明显,其中种皮对油
菜根的生长抑制作用比胚乳强。
参考文献
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