全 文 ：作者简介　吉前华(1972-),女 ,山西太原人 ,副教授 ,从事遗传育种教
学与科研工作。
收稿日期　2007-06-11
不同处理对南方红豆杉种子萌发的影响
吉前华 ,郭雁君 ,李少琼 ,伍巧兰 ,韩玉婷　(肇庆学院生物学系 ,广东肇庆 526061)
摘要　研究了种皮、种子抑制物 、温度 、层积基质 、外源激素以及营养物等对南方红豆杉种子萌发的影响。研究表明 , 60%硫酸溶液浸
泡3 h的种子吸水率适中、活力高 ,经流水冲洗 24 h 后种子浸提物对油菜种子的抑制率最低 ,以珍珠岩作层积基质 ,经 25 ℃暖温层积 9
个月和 5 ℃低温层积 3个月的发芽率较高 , GA3(100 mg/L)+6-BA(10 mg/L)混合溶液处理的种子的发芽率(55.8%)最高 ,用营养混合
溶液浸种 , 于低—高—低温层积后 ,能明显缩短种子萌发时间。
关键词　南方红豆杉;种子萌发;激素;变温层积;基质
中图分类号　Q945　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2007)31-09858-03
Effect of Different Treatments on the Seed Germination of Taxus chinensis var.mairei
JI Qian-hua et al　(Department of Biology, Zhaoqing College , Zhaoqing , Guangdong 526061)
Abstract　The influences of seed capsule , seed inhibitors , temperature , stratification matrix , exogenous hormone and nutriment and so on on the seed
germination of Taxus chinensis var.mairei were studied.The research showed that the seeds soaked in 60% sulfuric acid solution for 3 h had moderate
water absorption rate and high vigor , the extracts of which had lowest inhibitory rate to rape seeds after they werewashed with running water for 24 h.
With perlite as stratification matrix , the germination rate of the seeds stratified at warm temperature of 25 ℃ for 9 months and then at low temperature
of 5℃ for 3 months was higher.The germination rate of the seeds treated with the mixed solution of GA3(100 mg/L)+ 6-BA(10 mg/L)was highest ,
being 55.8%.Seed soakingwith mixed nutrition solution and stratification at low-high-low temperature could obviously shorten the time of seed germina-
tion.
Key words　Taxus chinensis var.mairei;Seed germination;Hormones;Altering temperature stratification;Matrix
　　南方红豆杉(Taxus chinensis var.mairei)又名紫杉 、赤柏
松 ,是第四纪冰川后遗留下来的世界珍稀濒危植物 ,全世界
自然分布极少 ,被列为国家一级重点保护植物 。研究发现 ,
红豆杉植物体可提取昂贵的新型抗癌药物———紫杉醇及其
衍生物 。在自然条件下 ,红豆杉种子需要经过两冬一夏才
能够萌发 ,大量种子在漫长的休眠期间丧失了生命力 ,种子
深度休眠极大地限制了繁殖 。未经特殊处理的成熟种子一
般需 1年以上层积催芽方能解除休眠 ,发芽率低且不整齐 ,
往往造成有限种子资源的极大浪费 。国内外学者研究发现
影响红豆杉种子萌发的可能原因有以下几种:种皮的透
性 、种胚的发育情况 、种子的发芽抑制物 、温度等 。笔者立
足于前人研究的基础上通过对发芽抑制物的作用[ 1-7] 及解
除休眠的不同方法的研究 ,旨在提高南方红豆杉种子的萌
发效率。
1　材料与方法
1.1　材料　南方红豆杉种子 ,净种子千粒重 50.922 g。
1.2　试验方法
1.2.1　吸水率的测定 。设 5种处理:①种皮完好;②刺破种
皮;③去掉种皮;④60%浓硫酸溶液浸泡 3 h;⑤30%双氧水
浸泡 3 h。每个处理各取 100粒种子 ,处理后将种子放于垫
有双层滤纸的培养皿中 ,用蒸馏水浸泡并放于 25 ℃的培养
箱中 ,每天定时吸干种子表面水分 ,称量湿重 ,再放回培养
皿继续吸水 ,直至 2次测定数值一致为止。计算出每个时
间间隔种子吸水的绝对质量 ,然后将种子置于 100 ℃烘箱中
烘干称量 ,试验结果换算成 100 g干种子的吸水率(%)。3
次重复 。
1.2.2　种子粗提液的制备及抑制物的生物学鉴定 。设 5种
处理:①新鲜种子用流水冲洗 24 h;②用沙搓后流水冲洗 24
h;③刺破种皮后流水冲洗 24 h;④60%浓硫酸处理后流水冲
洗 24 h;⑤30%双氧水处理后流水冲洗 24 h 。每个处理各取
50粒种子 ,取种子的种皮 、胚各 2 g ,分别加入 5 ml蒸馏水 ,
于 25 ℃恒温下浸提 48 h后过滤。取滤液浸泡油菜种子 ,每
个处理各浸泡 100粒油菜种子 ,在 25 ℃恒温下浸泡 12 h ,3
次重复 ,计算提取液对油菜种子的发芽抑制率 。以 50粒新
鲜种子不作任何处理作为对照[ 8] 。
1.2.3　变温层积处理。用 60%的浓硫酸溶液浸泡种子 3 h ,
流水冲洗后吸干表面水分 ,然后置于外源激素溶液(100
mg/L GA3+10 mg/L 6-BA)中浸泡 24 h。层积基质用沙和珍
珠岩 ,经高锰酸钾溶液高温杀菌后再分别与处理过的种子
混合作变温层积 。设 3种变温处理:①30 ～ 5 ℃;②25 ～ 5
℃;③20 ～ 5 ℃。层积时间统一为暖温层积 9 个月 ,低温层
积 3个月 , 3次重复。在种子层积过程中保持基质湿润 ,层
积后 25 ℃催芽 ,测定发芽率 。以室外自然条件沙藏 10个月
的种子作为对照。
1.2.4　外源激素处理。用 60%的浓硫酸溶液浸泡种子 3 h ,
流水冲洗后吸干表面水分。设 3种处理:①GA3 溶液浸泡 24
h ,浓度分别为 0、100、500 、1 000、1 500mg/L。②GA3与 6-BA混
合溶液浸泡 24 h(①中 GA3 各浓度中分别加入 6-BA 10
mg/L);将①、②处理组的种子与经过杀菌剂处理的湿沙混拌
均匀 ,于 25 ℃暖温层积 9个月 , 5℃低温层积 3个月 ,保持适
宜的湿度。测定发芽率[ 7] 。③参考文献[ 9] ,用混合营养溶液
(100 mg/L GA3 +500 mg/L NH4NO3 +500 mg/L KH2PO4 +500
mg/L H3BO3 +250 mg/L Fe2(SO4)3·4H2O)浸泡 24 h ,将处理后
的种子与经过杀菌剂处理的湿沙混拌均匀 ,置于 5 ℃低温层
积 40 d后 ,于室温下放置 7 d过渡 ,再置于25 ℃暖温层积 60 d
后 ,于室温下 7 d过渡 ,然后放于 5 ℃低温层积 40 d ,保持适宜
的湿度。测定发芽率[ 9] 。3次重复。
2　结果与分析
2.1　不同处理对种子吸水率的影响　经过不同处理后的南
安徽农业科学 , Journal of Anhui Agri.Sci.2007 ,35(31):9858-9860 责任编辑　李布青　责任校对　俞洁
方红豆杉种子的吸水率由大到小依次为:去掉种皮(67.8%)
>刺破种皮(41.1%)>60%硫酸溶液浸泡 3 h(40.7%)>
30%双氧水溶液浸泡 3 h(37.7%)>种皮完好(36.8%)(图
1)。然后开始发霉去掉种皮的种子在前 3天迅速吸水膨胀 ,
图 1　不同处理的南方红豆杉种子吸水率
然后开始发霉腐烂 。刺破种皮处理的所耗费的人力 、时间
资源较大 ,但其吸水率与 60%硫酸溶液处理的相差较小 。
对红豆杉种子进行了一系列浓硫酸浓度梯度试验 ,结果表
明经 60%浓硫酸溶液处理的种子活力良好。高红兵 、程广
有等研究表明种皮构造与休眠有密切关系 ,红豆杉种子的
外种皮由蜡质不透水层 、木栓层和石细胞层构成 ,中种皮为
透水性很差的木栓层 ,内种皮膜质 ,这种结构的种皮严重地
阻止水分吸收和气体交换 ,成为红豆杉种子萌发的一层障
碍 ,用物理和无机化学药物处理的方法可以打破种皮对种
子的休眠作用并促进发芽[ 5-6] 。试验结果表明 60%硫酸溶
液浸泡 3 h在一定程度上消除种皮的阻碍作用 ,使种子充分
吸收水分 ,同时也增加了外种皮的透气性 ,降低了氧气交换
的限制 ,使抑制物被氧化分解 ,增强分生组织的活化能力。
2.2　种子抑制物对油菜种子发芽的影响　经不同处理后
的南方红豆杉种子浸提液对油菜种子的萌发均有抑制作用
(表 1)。
　　据谭一凡报道 ,南方红豆杉存在完整种皮时 ,种子处于
明显的无氧呼吸状态 ,而高度缺氧条件下 ,可导致种子内抑
制物的形成 ,从而影响种子的萌发[ 4] 。研究表明不同处理
种子的浸提液对油菜种子发芽抑制率的影响有极显著差异
(P<0.01),经过浓硫酸处理流水冲洗后的种子其浸提液对
油菜种子萌发的抑制作用最少 ,其次是双氧水处理的 ,而用
沙搓处理的也相对较少 。可能是 3 种处理都不同程度地破
坏了种皮 ,增加了种皮的透水性 ,有利于水分的交换 ,经流
水冲洗后可减少部分发芽抑制物的作用 。
　　表1　　南方红豆杉种子水提取物对油菜种子萌发的影响
部位
发芽抑制∥%
　新鲜　种子
新鲜种子用流水冲洗
24 h
沙搓后流水冲洗 24 h
刺破种皮后流水冲洗
24 h
60% 浓硫酸 处理后 流水冲 洗
24 h
30% 双氧水处理后流水冲洗
24 h种皮 54.0 50.7 28.3 50.6 14.0 15.7
胚　 67.9 68.1 40.6 50.8 18.3 20.8
　　由实验结果可知 ,南方红豆杉种子的种皮和胚中都含
有抑制发芽的物质 ,但两者对油菜种子发芽的抑制程度有
显著差异(P <0.05)。胚浸提液的抑制作用比种皮的强 ,可
能是胚中含有较多的发芽抑制物质 ,或是外种皮经处理后
透性增加 ,再经流水冲洗能部分除去种皮的抑制物质所致 。
发芽抑制物一般存在于果皮 、种皮 、胚乳 、胚或子叶中 ,这些
抑制物主要有醛类 、酚类 、有机酸 、脱落酸 、生物碱等。研究
认为南方红豆杉种子中存在的抑制萌发的物质除了 ABA 外
可能还有其他一些成分[ 10] ,这些物质是什么还有待进一步
研究。
2.3　温度和层积基质对种子萌发率的影响　从表 2可以看
出 ,南方红豆杉种子经过先高温后低温的变温层积处理 ,种
子的发芽率明显高于室外自然条件下层积的(P<0.05),且
层积基质为珍珠岩的发芽率显著优于沙的(P <0.05),以珍
珠岩作层积基质 ,经 25 ℃暖温层积 9个月和 5 ℃低温层积 3
个月的发芽率最高(36.1%),与周洪英的研究结果相似[ 11] 。
变温有利于各类对温度有不同要求的酶系统的活动 、种子
萌发时的合成代谢和分解代谢 ,也有利于积累营养物质 ,利
于胚的恢复生长 ,种子在变温中发芽较快 ,苗子较壮[ 12] 。由
于暖温条件下杂菌容易滋生 ,导致许多种子在萌发前腐烂 ,
因此采用变温层积时要控制杂菌滋生。层积处理是打破种
子休眠的有效方法 ,沙藏处理虽具一定防失水防硬化作用 ,
但珍珠岩的透气性能较好 ,更有利于种子萌发过程中对氧
气的需求 。
　　表 2　不同温度、层积基质处理的南方红豆杉种子的发芽率 %
温度处理∥℃ 层积基质沙 珍珠岩
30～ 5 10.5 15.1
25～ 5 23.7 36.1
20～ 5 21.2 34.9
室外自然条件 0
2.4　外源激素对种子萌发的影响　从表 3可以看出 ,红豆
杉种子在层积之前单独使用 100 、500 mg/L GA3 以及使用
GA3 和 6-BA混合溶液处理 ,均可以提高种子的发芽率 ,并且
以混合使用的效果更佳 。而 GA3(100 mg/L)+6-BA(10 mg/
L)混合溶液处理的种子的发芽率(55.8%)最高 ,相反GA3 溶
液的浓度过高(1 000 mg/L 、1 500 mg/L)会抑制种胚的生长。
实验结果表明 ,适宜浓度的GA3 对红豆杉种子的萌发有明
显的促进作用 ,这与 GA3 对漆树[ 13] 、黄莲[ 14] 、日本落叶
松[ 15] 、木荷[ 16] 、玉兰[ 17] 、乌桕[ 18]等种子打破休眠 、促进萌发
有一定作用的结果相似。6-BA与GA3混合使用对红豆杉种
子萌发的促进作用 ,比单独使用两者的促进作用明显 ,这是
因为GA3主要促进种胚细胞的伸长 , 6-BA 则主要促进种胚
细胞的细胞分裂和细胞扩大 ,当两者混合使用提高了种子
的萌发效率。
　　表 3　GA3与 6-BA混合溶液处理的南方红豆杉种子发芽率 %
处理 6-BA 溶液浓度
mg/ L
GA3溶液浓度∥mg/L
0 100 500 1 000 1 500
A 0 23.7 50.8 42.1 21.1 18.2
B 10 22.3 55.8 50.6 20.9 15.2
　　用混合营养溶液(100 mg/L GA3 +500 mg/L NH4NO3 +
500 mg/L KH2PO4 + 500 mg/L H3BO3 + 250 mg/L
Fe2(SO4)3·4H2O)浸泡种子 24 h ,于 5 ℃(40 d)※25 ℃(60 d)
※5 ℃(40 d)沙藏层积后 ,种子的发芽率达到 42.5%,比单
独用GA3 溶液或者用GA3 与 6-BA混合溶液处理的种子发
芽率低一些 ,但是萌发时间明显缩短 ,只用了 140 d种子就
能裂口萌发 ,这是因为混合溶液中的氮 、硫 、磷 、钾 、铁和硼
等 ,为种子萌发提供了营养 ,以及促进种子提早发芽和提高种
985935卷 31期　 吉前华等　不同处理对南方红豆杉种子萌发的影响
子的发芽势 ,而且GA3能加速胚细胞伸长生长和分化 ,有利于
解除种子因后熟现象而产生的休眠;同时 ,浓硫酸处理和低-
高-低温度交替可能解除了抑制物对种子的抑制作用。
3　小结
导致种子休眠的因素有 4点 ,即种子未完全后熟 、种皮
的限制 、发芽抑制物质和胚未完全发育[ 19] 。红豆杉种子种
皮坚硬 ,表面角质化 ,通气和透水性很差。种胚生长发育需
要良好的气体环境 ,坚硬角质化的种皮不利于气体交换 ,胚
的正常生理代谢无法进行 ,不能产生足够的能量和物质维
持胚的发育 。破坏种皮结构可以满足种胚呼吸代谢对气体
的需求 。因此 ,在层积前用 60%浓硫酸对种子进行处理 ,改
善种子的通透性 ,以达到打破种子休眠和促进发芽的作用 。
种子在成熟的最终阶段和干燥后都有脱落酸增加 ,同时 ,生
长素和赤霉素含量降低 ,使种子的代谢活动减弱[ 5] 。此时 ,
只有经过后熟过程才能解除休眠状态。通过在层积前用
60%浓硫酸 ,并用流水冲洗减少抑制生长的物质 ,GA3 、6-BA
及营养溶液浸泡增加促进生长的物质含量和改变内源激素
的比例 ,层积基质选用珍珠岩 ,高 -低温度交替层积满足
水 、气 、温等条件等措施均有利于打破南方红豆杉种子的休
眠和提高种子的萌发率 。
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(上接第 9855页)
线减少的趋势 ,短时间的浸种其Vc含量较高 。试验中发现
浸种时间超过 7 h的黑豆种子发芽势有所下降 ,那么相同时
间内芽苗菜的生长量将变小 ,从而可能会降低Vc的积累 。
图 3　不同浸种时间的黑豆芽苗菜 Vc含量
3　讨论
(1)试验结果表明 ,浸种时间对黑豆芽苗菜蛋白质含量
的影响不显著;浸种时间为 7 h 的黑豆芽苗菜产量和 Vc含
量均较高 ,具有一定的应用价值 ,对生产具有指导意义。
(2)大多数作物的温汤浸种温度为 50～ 55 ℃,但预试验
中发现 50 ℃温汤浸种的黑豆种子发芽率很低 ,且有大量烂
种 ,是浸种温度过高所致 ,因此 ,采用 45 ℃较好 。
　　(3)黑豆芽苗菜生产中 ,种子的选择很重要 ,生产上要
选择成熟度好 ,籽粒饱满的黑豆种子 ,浸种前挑出坏豆 、瘪
豆 、虫豆 、无皮豆 ,并对种子用 1%高锰酸钾消毒 1 min ,同时
对栽培容器用 0.1%高锰酸钾进行消毒 。
(4)栽培过程中水分控制的好坏 ,直接影响到芽苗菜的
产量和品质。生产上应每天及时适量喷雾 ,保持较高的空
气湿度(相对湿度 85%左右)。若萌发前水分过多 ,则种子
易霉烂;生长过程中水分过多则易烂根 、倒伏 ,但水分过少 ,
则生长缓慢 ,甚至停止生长 ,并且纤维化程度加重 。
(5)芽苗菜需在弱光下培育 ,仅在采收前半天见光 ,使
其转绿 ,这样比较鲜嫩 ,口感好 ,否则纤维化程度高 ,品质
较差。同时 ,生产中要适时倒盘 ,尽量使黑豆芽苗菜的生
长环境一致 ,提高芽苗的整齐度 ,进而提高芽苗菜产品的
商品率 。
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9860 安徽农业科学 2007年