全 文 ：单穗升麻种子休眠和萌发的研究
王　英1　满　 1　张　娟1　王　欣1　符　近2　尤瑞麟2
(1 天津师范大学化学与生命科学学院 , 　300074)　(2北京大学生命科学学院 , 　100871)
摘　要　单穗升麻(Cimici fug a sim plex)的种子自然条件下种子脱落时胚多数处于球形期 ,少数处于心形期 ,
需要长时间的越冬过程才能完成胚的后熟 ,室内采用 0-5℃低温湿润 90D 或 0.5G/ L GA 3 处理 ,加速
胚的后熟效果最佳。
关键词　单穗升麻　种子休眠　萌发
分类号　Q945
单穗升麻(Ci mici f uga simplex)属于毛茛科升麻属多年生草本植物[ 1] , 是濒危植物南川升麻(Cimi-
cif uga nanchuanesis)的对照种 ,被列为国家“八五”重大项目中 ,北京大学承担了南川升麻种子解剖学 、种子
休眠破除及萌发条件的研究[ 2] 。本研究旨在揭示单穗升麻种子休眠 、萌发过程的生理机制 ,为濒危植物的保
护提供重要资料。
1　材料与方法
1.1　材料　本实验所用材料采自 1996 、1997年四川金佛山单穗升麻的自然居群 , 并在不同条件下保存。
1.2　石蜡切片　　　材料用 FAA 固定 , 常规石蜡切片 ,厚度为 8μm , 番红—固绿染色。
1.3　种子休眠的破除　种子经 10%安替福民消毒 30min ,蒸馏水清洗后 ,做以下处理。
(1)冷湿处理:将种子放入垫有滤纸的培养皿内保持湿润 , 置于 0-4℃冰箱处理 30D , 60D , 90D , 120D ,
30粒/皿。每种处理均作对照处理。
(2)GA 3处理:种子置于培养皿中 , 用不同浓度的 GA 3 连续浸润滤纸 , 于室温下处理一周后 , 换用水维
持 , 处理的持续时间为 30天。
(3)冷湿结合 GA 3 处理:种子经 0-4℃低温下 ,分别用不同浓度梯度的 GA 3连续处理一周后 , 换用水维
持处理 150 天 , 30 粒/皿。
(4)冷湿后结合 GA 3 处理:种子经 0-4℃低温湿润处理 120 天后 ,再转入室温 , 再用不同浓度的 GA 3处
理一周 , 不同条件下进行萌发实验。
1.4　种子的萌发实验　经各种处理后的种子 , 15 天连续光照;室外沙藏(昼夜温差大);室内沙藏(几乎 20℃
恒温)分别在适宜条件下培养 , 进行萌发实验。
2　结果与讨论
2.1　种子的形态　单穗升麻果实 10 月中旬成熟 , 果平均长 9.1mm , 每果平均种子数为 4 枚 , 种子平均长
2mm , 宽 1mm , 千粒重 1.23g , 种子散布时胚也只发育到球形阶段。种皮四周有种翅发生。
2.2　种子的休眠与萌发　种子休眠的破除:自然条件下单穗升麻散落的种子 , 均需经过一个冬季或更长的
时间方能完成胚的后熟 ,正常萌发。在人工破除种子休眠的试验中 , 发现不同的处理条件 ,效果不同。
由表 1可知:单穗升麻种子的破除条件是低温湿润 0.5g/ L GA 3 处理 , 能更好的打破休眠 , 发芽率超过
50%, 长势良好 ,根长而且健壮。
种子萌发的适温:我们将单穗升麻种子低温湿润处理 120 天后 , 分为两组:一组直接在蒸馏水中萌发 ,一
组萌发时先以 0.5mg/ml的 GA 3替代水处理一周 , 结果表明:经过 120 天的低温湿润处理后 ,对照组萌发的
第 17 卷　专　辑
1999 年 6 月 　 　　　　　　　
河　南　科　学
HENAN 　SC IENCE　 　　　　　　　Vol.17　SupplJune.1999
国家自然科学基金(NO.39391500)和天津师大青年基金共同资助完成。
　收到日期　1998-11-26　第一作者:女　36岁　副教授　硕士
DOI :10.13537/j.issn.1004-3918.1999.s1.011
温度范围十分狭窄 , 仅在光照培养箱 20℃条件下 , 才有 6.67%的发芽率 ,加 GA 3 处理后的效果非常显著 ,不
仅萌发温度范围增宽 ,而且在 20℃光照培养箱中得到 , 最高发芽率 33%。
冷湿 120 天的种子比冷湿 90 天种子的萌发率下降很多(表 1)。说明其活力开始降低 ,而 GA 3处理提高
了种子的活力 , 表现在发芽率提高和萌发温度变宽。
表 1　单穗升麻冷湿和GA 3 处理破除种子休眠
Tab le 1　Seed Dormancy in cimici fu ga sim plex is broken by GA 3 in cold and Moist Condit ion
条件 发芽率(%) 发芽天数(天)
室温15℃
冷湿30天
冷湿90天
冷湿 天
CK 0 -
GA 30.1 0 -
GA 30.5 0 -
CK 0 -
GA 30.1 0 -
GA 30.5 0 -
CK 11.7 37-55
GA 30.1 35.6 45-60
GA 30.5 57.8 34-46
CK 3.3 15-30
GA 30.1 6.7 15-30
GA 30.5 28 27-30
2.2　不同处理条件下胚的发育状况　休眠种子在不同温度的湿润处理条件下 , 结合不同浓度的 GA3 处理
30 , 60 和 90 天后 , 每一处理随机取 10粒种子作石蜡切片 ,重点观察其胚的发育状况。
表 2　示不同处理条件下胚胎发育状况
T able 2　The state of embryo development in di ff erent condi tions
条件 时间
常温
湿润处理
低温
湿润处理
CK 心形期 心形期 心形期
GA0.1 心形期 子叶期 子叶期
GA0.5 心形期 子叶期 子叶期
CK 心形期 心形期 子叶期
GA0.1 心形期 子叶期 子叶期
GA0.5 心形期 子叶期 子叶期
表 2 表明:(1)在常温湿润条件下处理 , 休眠种子 90 天后仍处于心形期 ,但在低温湿润条件下 , 仅处理
90天 , 其胚已进入子叶期 , 说明低温湿润具有促进胚后熟作用。(2)无论常温或低温用不同浓度 GA 3 处理
60天后 , 其胚均进入子叶期。尤其是处理 90 天 ,部分种子的种皮胀裂 , 取样制片观察 , 可见其胚与种子近乎
等长 , 表明胚的形态后熟已基本完成 , GA 3可促进胚的后熟。虽然 60 天和 90 天处理后 ,胚的发育均进入子
叶期。但二者相比胚的长度有较大差异。
3　讨论
　　单穗升麻是升麻属的植物 ,它的种子脱落后 , 胚多处于球形期 ,未出现分化 , 存在形态后熟和生理后熟现
象。在低温湿润条件下 , 胚逐步发育成熟。胚的后熟一般分为二类:因胚的器官分化不完善(形态后熟)引起
和胚已经分化完善 , 但未具生长能力(生理后熟)引起。通过切片观察和萌发实验[ 2]可知 ,单穗升麻也和南川
升麻一样存在形态后熟 ,只有在 0-4℃温度下进行较长期的冷层积才能获得萌发能力 ,否则 ,即使萌发亦表
现为生长停滞或出现畸形 ,说明它同时具有生理休眠[ 3] , 后熟期间发生的许多过程需要种子全部组织中的胶
体发生水合作用 , 所以吸胀是需冷种子后熟过程开始的第一状态。在层积的最初几周内 ,如果水合作用不完
全 , 就会推迟与后熟有关的代谢过程 , 而使种子的层积时间延长[ 4] 。 GA 3 在促进胚的后熟过程中起着重要
作用。由表 1 ,表 2可知 , GA 3 能显著加速胚的形态后熟 ,并且种子经过 120天冷湿处理完成形态后熟后 ,再
—33—1999 年 6 月　　　　　　　　　　单穗升麻种子休眠和萌发的研究
加入 GA 3 ,与对照相比萌发率仍有显著提高 ,说明它同时加速胚的生理后熟。据切片观察 , GA 3 可以促进种
子的贮藏物质转变为可利用状态 ,供给胚用于细胞分裂和伸长[ 5] ,这可能是其解除休眠的原因之一。
致谢:该研究二年所用实验材料均由重庆教育学院陈晓麟副教授提供 ,在此表示感谢!
参考文献
1　中国植物学志.北京:科学出版社 , 1979 , 93-103
2　符近等.南川升麻种子休眠与萌发的研究.植物学报.1998 , 40(4):303-308
3　郑光华.实用种子生理学.北京:农业出版社 , 1990
4　卡恩 A.A(王沙生等译).种子休眠和萌发的生理生化.北京:农业出版社 , 1989
5　傅寿仲等.ABA 、GA 对芸苔属种子休眠与萌发的调控研究
SEED DORMANCY AND GERM INATION IN C IM ICIFUGA S IM PLEX
Wang Y ing　Man Yu　Zhang Juan　Wang Xin
(C ollege of C hemis try and Life Science , Tian jin Normal Universi ty , 300074)
Fu Jin　You Ruilin
(College of Life S cience , Pekin g University , 100871)
Abstract　Seed do rmancy breakage , seed germination of Cim icif uga Si mplex w ere studied.In na ture ,
the em bryo s w ere almost a t the globular stag e a t the tim e of seed shedding in Octom ber.0-5℃ low tempe r-
ature and humid condition treatment fo r 90D o r treatrment w ith exogenous 0.5g/L GA 3 stimulated the devel-
opment of em bryo s and sped up the process of seed ge rmina tion.
Key words　Cimicif uga sim ple x　Seed do rmancy　Germination
(上接第 31 页)
参考文献
1　刘家宜.天津水上公园木本植物冬态习见种检索表.1980 ,(油印本)
2　华东师范大学等.植物学(上册).北京:高等教育出版社, 1982
3　陈嵘等.中国树木分类学 ,北京:科学技术出版社 , 1937
4　华北树木编写组 ,华北树木志 ,北京:中国林业出版社 , 1984
5　北京师范大学生物系.北京植物志(修订版上 、下册).北京出版社 , 1984 , 1987
6　河北植物志编辑委员会.河北植物志(1-3卷),石家庄:河北科学技术出版社.1986 , 1988 , 1991
THE OBSERVAT ION AND IDENTIFICATION OF XYLOPHYTA
IN W INT ER CONDITION FROM THE T IAN JIN
Ru Xin
(Tianjin Museum of Natu ral His tory , Tian jin 300074)
Abstract　T he paper deals w ith the obser vation of 23 species x ylophyta in w inter condition from Tian-
jin , and to differentiate their distinction w ith the fo rm o f index table.
Key words　T ianjin　Xylophy ta　Winte r condition　Obser vation　I dentifica tion
—34— 河　南　科　学　　　　　　　　　第 17卷　专　辑