全 文 ：膀胱果种子休眠与萌发的研究
徐本美 1　史晓华 2　孙运涛 1　黎念林 2
( 1.中国科学院植物研究所植物园　北京　 100093;　 2.杭州植物园　杭州　 310013)
摘要: 膀胱果种子的种壳占种子风干重的 54. 1% ,种子透水性良好。浓硫酸处理 6小时后 ,可使种壳减轻 30. 3% ,酸蚀和裂
口处理可增强种子透气性 ,并减轻了种壳的机械束缚力。 添加 250mg· L- 1 GA3溶液 ,经过一个冬天层积后 ,发芽率可达
82. 4% ,而对照种子不萌发或发芽甚少。
关键词　膀胱果种子　硫酸处理　 GA3　冷层积
膀胱果 ( Staphylea holocarpa Hemsl. )为省沽油科省沽油属。灌木或小乔木 ,高达 5米。小枝平滑、无毛 ;复叶 ,有三小叶 ;花通常
粉红色。蒴果膀胱状 ,椭圆形或梨形 (图 3,图 3～ 8刊登在封底 )。花期 4～ 5月 ,果期 6～ 8月。是园林建设中 ,具有观赏价值的树种 ,
也是极好的观果树种。本树种产于浙江省安吉、临安、淳安。生于海拔约 900～ 1 000m的石灰岩山谷坡地的落叶林中。分布于安徽、
湖北、湖南、广东、广西、四川、贵州、西藏、河南、山西、陕西、甘肃 [1]。
膀胱果种子发芽十分困难 ,一般需经两冬一夏 (又称二年种子 )。本实验探讨用酸蚀及药剂处理种子 ,在杭州经一冬层积后 ,达到
当年出苗的目的。 此前未见有关膀胱果种子萌发及休眠的研究报导。
1　材料与方法
1. 1　实验材料
1996年 10月果实采于浙江昌化。 果实内有种子多粒 ,罕见单粒。实验用种 ,均以手工剥去果皮。
种子百粒重: 用称重法 , 100粒一组 ,五个重复。种仁率及种壳重:每组 10粒种子 ,手工剥离 ,分别称重 ,计算各自比例。
1. 2　种子的吸水曲线
将经酸蚀处理 1小时的种子及对照种子 ,每组 25粒 ,置于 30℃恒温箱中吸胀 ,分别于不同时间称重并绘图。
1. 3　层积处理及出苗率、苗长
1996年 12月 12日杭州植物园。 先在花盆中铺放一层砂再铺一层种子 ,铺至多层后 ,盆口用塑料布扎紧 ,置于 20cm深的土坑
中。 1997年 2月 27日取出花盆 ,统计第一次出苗率 ,测量株高。 将剩余的未发种子 ,于 3月 1日继续进行盆播 ,并将花盆移至地面。
4～ 6月继续进行萌发记录 ,以两次记录总和作为出苗率。
苗长: 在每一种处理的当年生幼苗中 ,选择生长得最好的 10株苗 ,测量其长度。
1. 4　酸蚀及裂口处理
将风干种子浸入浓硫酸 (比重 1. 84)溶液中 ,经不同时间处理后取出 ,置于流水中冲洗 16～ 20小时 ,后文中此种子称酸 -ck。未经
酸处理 ,水浸 24小时 ,称水-ck。 风干种子未经任何处理 ,直接进行砂藏称干 -ck。
将酸 -ck种子 ,经水浸并晒种 3小时后称之为裂口种子 ,本实验目测裂口种子未出现裂纹。
图 1　膀胱果种子剖面图 ( 10∶ 1)
1. 5　药剂处理:
各类种子于 20℃下 ,经不同溶液浸种 24小时后 ,再行发芽实
验。
2　结果与分析
2. 1　种子基本概况
种子近椭圆形 ,具褐黄色种皮 ,有光泽。 种子内有胚乳层以及园
形占有极大面的子叶 ,可见突出胚根 (图 1)。
种子百粒重为 3. 58± 0. 07克。种子有仁率为 90%。种壳占种子
重为 54. 05%。 坚硬厚实的种皮 ,无疑是阻碍种子萌发的因素之一。
2. 2　种子的透水性
酸蚀处理及对照种子均具有良好的透水性 ,但两者的吸水速度
却并不相同。 种子经处理后 ,从一开始 ( 2小时 )至实验结束 ( 24小
时 ) ,处理种子的吸水量始终大于对照种子 ,并保持着 5% ～ 10%的
差异。 试验结果表明对照种子未经处理的种壳仍然起着限止种仁吸
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种子　 Seed　 2002年　第 1期　 (总第 120期 )
杭州园林局课题 (杭园 1995年 130号文件 )
DOI : 10. 16590 /j . cnki . 1001 -4705. 2002. 01. 051
水速度的作用 ,吸水曲线于 16小时趋于平衡。 而处理种子则提前于 12小时吸水趋于平衡 (图 2)。
图 2　膀胱果种子吸水曲线
表 1　 H2 SO4处理时间对种子萌发的影响
干
ck
水
ck
酸蚀时间 (h )
4 6 7
裂口
处理
出苗率 (% ) 0 2. 5 66. 7 60 65. 2 78
苗平均长度 ( cm) 0 < 1 2. 5± 1. 4 2. 6± 0. 7 3. 3± 1. 4 4. 2± 1. 3
2. 3　酸蚀处理效应
种子经酸蚀处理后 ,种粒显著变小 (图 4)。表 1试验结果表
明 ,以处理 6小时计算 ,种壳减轻的重量约占种子总重 30.
34% ,即处理后的种壳比处理前减轻三分之一。 种壳减轻变薄 ,
无疑加速了种子的吸水速度 ,除此之外也使整个种子萌动过程
中的生理生化进程提前。
本试验裂口处理 ,虽从种子形态观察 ,未见种壳出现裂纹 ,
但相比之下 ,裂口处理仍达到了松动种壳的作用 ,使种子的透气
性加强 ,因此萌发效果最佳 ,出苗率达 78% ,幼苗高为 4. 2cm。
实验结果表明 ,未经酸蚀处理的种子 (水 ck )仅有 2. 5%的
出苗率 ,风干种子 (干 ck)则颗粒不发 (图 5)。随着酸蚀时间的增
加 ,出苗率变化不大 ,而幼苗长势却随酸处理时间延长而呈上升
趋势。结合裂口处理考虑 ,酸蚀处理时间以 7小时为宜。但本试
验的最佳酸蚀处理及裂口处理时间尚有待进一步探索判定。
风干种子直接砂藏 ,无一发芽 ,浸水种子也只有 2. 5% 的出
苗率 ,表 1表明硫酸处理解除了种壳对种胚的束缚 ,处理 4～ 7
小时后 ,可使多数种子 ( 60%以上 )萌发 ,此结果与山楂、圆柏、蔷
薇、秤锤树、大叶冬青的萌发特性相类似 [2～ 6]。
表 2　 GA3和 KNO3的生理效应
浓度
H2 SO4处理时间 ( h )
　　　 4　　　 　　　 6　　　 　　　 7　　　 　　裂　口　　　
出苗率
(% )
苗高
( cm )
出苗率
(% )
苗高
( cm)
出苗率
(% )
苗高
( cm)
出苗率
(% )
苗高
( cm )
酸 ck 66. 7 2. 5± 1. 4 60 2. 6± 1. 7 65. 2 3. 3± 1. 1 78 4. 2± 1. 3
500mg· L- 1 GA3 93. 3 7. 1± 1. 6 82. 4 7. 9± 1. 0 82 7. 9± 2. 2
250mg· L- 1 GA3 82. 4 9. 5± 1. 4
250mg· L- 1
GA3+ 0. 2% KNO3
72. 6 6. 3± 1. 5
0. 2% KNO3 69. 6 7. 3± 1. 4
2. 4　药剂对萌发的影响
表 2 中 , 酸 处 理 4 小 时 ,
500mg . L- 1 GA3的出苗率最高 ,比
酸 ck提高 40% (图 6)。酸处理 6小
时中添加 250～ 500mg· L- 1 GA3
及裂口处理的出苗率次之 ,前两者
出苗率分别提高 37% ,后者由于裂
口处理后的出苗率较高 ,故药剂增
效仅为 5%。
相比之下 ,药剂对种苗的生长
势影响更为明显。 在 500mg· L- 1
GA3溶液的作用下 ,酸蚀 4、 6小时及裂口处理中分别比酸 ck提高 1. 8倍、 2倍及 88%。在酸 ck处理 6小时中 , 250mg· L- 1GA3比酸
ck高提高 2. 7倍 ;增加 250 mg· L- 1GA3+ 0. 2% KNO3增加 1. 4倍 ; 0. 2% KNO3加 1. 8倍。
综上所述 ,两种药剂均增加膀胱果种子的出苗率及生长势 ,以采用 250～ 500mg· L- 1GA3效果最佳。
3　讨论
实验结果证明膀胱果种子既存在强迫休眠 ,也存在生理休眠 ,属`二年种子’ 。
本实验出苗时间长达 4个月之久 ,反映种子的成熟度极不整齐 ,因此后熟进程也各不相同 ,即使是本实验的各种处理也没能改
变这一进程。 因此膀胱果种子的开花发育生理及确定最适采种时间 ,均是需要深入进行研究的课题。
在种子萌发过程中 ,我们观察到膀胱果种子有黄化幼苗的出现 (图 7、 8)。但由于此实验历经时间漫长 ,又未作定株观察 ,因此难
以确切判断 ,黄化幼苗是否是膀胱果幼苗的必经阶段? 黄化苗是否仅占一定的比例? 尤其是黄化幼苗的转绿过程尚需进一步作更加
细致的观察
参考文献
1　浙江植物志编辑委员会编 .浙江植物志第四卷 ,浙江科学技术出版社 , 1993: 47
2　徐本美 ,闪崇辉 ,董靖知等 .山楂种子裂口处理对当年出苗的作用 .植物生理学通讯 , 1989( 6): 23
3　徐本美 ,闪崇辉 ,邢北任等 .裂口处理对桧柏种子萌发的作用 .种子 , 1989( 6) 16
4　徐本美 ,张治明 ,张会金 .蔷薇种子萌发与休眠的研究 .种子 , 1993( 1): 5
5　徐本美 ,史晓华 ,黎念林 .大叶冬青种子的休眠与萌发初探 .植物引种驯化集刊 , 1997( 11): 150
6　徐本美 ,冯桂强 ,史晓华等 .从秤锤树种子的萌发论酸蚀处理效应 .种子 , 1999( 5): 45
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种子　 Seed　 2002年　第 1期　 (总第 120期 )
轻、突变谱广的特点 ,表现出了很好的应用效果 ,缩小了工作量 ,提高了定向性。 以 D110菌为出发菌 ,从中筛出了 D5221高产菌株 ,产酸
幅度提高了 35% ,传代稳定性达到 8代。 从发酵过程的 p H变化趋势可以得到结论 ,筛选菌株代谢活力大大增强。
参考文献
1　张克旭 ,邱志成 ,林瑾琳等 .味精生产问答 .北京:轻工业出版社 , 1989, 1～ 3
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4　吴丽芳 ,李红 .离子束生物工程应用研究进展 [ J].物理 , 1999, 28( 12): 708～ 712
5　彭德建 . 我国首创离子束应用于生物技术 . 科学时报 , 2000. 2. 3, ( 1798期 ) , 1版
6　虞龙 ,许安 ,王纪 ,余增亮 .低能离子注入在 VC高产菌株选育中的应用 [ J].激光生物学报 , 1998, 8 ( 3): 218～ 220
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10　余增亮 .离子束生物技术引论 [M ],安徽科学技术出版社 , 1998, 241～ 246
11　张克旭 .氨基酸发酵工艺学 [M ].中国轻工业出版社 , 1997, 79～ 87
Brief Repor t of th e Application to Mutation Breeding on D110
Strains w ith Ion Beam Implantation Bioengineering
Zhen Weijun, Tuersun· Yibulayin, Li Qian, Zhang Shifeng, Zeng Xianxian,Wu Baoshan
( Center of Ion Beam Bioengineering, X injiang Univ er sity , U rumqi 830008)
Abstract: In this paper the applica tion of ion beam implanta tion bioengineering technolog y to mutation breeding of D110 strains are
studied, It is show ed that high yielding str ains D5221 ar e screened out and the avera ge production of GA are raised by 35% , the stabi-
liza tion of reproduction can achiev e th e 8th genera tion. , the averg e mo lasses-acid transformation O f 10 batches r ocker bot tle fer-
mentation can achiev e 43% , RG% is below 2% compa red to the sta rting strains . The study can la y a foundation for the succeeding
step ion implantation.
Key words　 Ion beam implanta tion Bio engineering　 Glutamic acid　 M uta tion br eeding　 Fe rmentation　 Screening
(上接 14页 )
Study on Do rmancy and Germination of
Staphylea Holocarpa Hemsl . Seed
Xu Benmei1 , Shi XiaoHua2 , Sun Yuntao1 , Li Nianlin2
( 1, Beijing Bo tanica l Garden. Institute of Botany. Chinese Academy o f Sciences. Beijing 100093; )
( 2, Hang zhou Bo tanica l Garden. Hang zhou 310013)
Abstract: The seed coa t, w hich is about 54. 1% the to tal weight o f air-dried seed of Staphylea holoca rpa Hemsl. , is permeable by
w ater. After the pretr eatment by concent rated H2 SO4 fo r 6 hours, w hich reduced the w eight of the seed by about 30. 3% . Bo th the
H2 SO4 and cracking pret retments incr ea sed the air permeability and the mechanical restr aint o f the seed coa t. Afte r cold stra tifica-
tion over winter in sand moistened with 250 mg· L- 1GA3 Solution, the pre treated seeds had 82. 4% gremina tion, while the contro l
seeds did no t g ermina te o r only few germinated.
Key words　 Seed of Staphylea holocarpa Hemsl.　 Sulphric-acid pr etr ea tment　 GA3　 Co ld stra tification
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种子　 Seed　 2002年　第 1期　 (总第 120期 )