全 文 ：doi10. 16473 / j. cnki. xblykx1972. 2016. 05. 013
大叶朴种子休眠机制的初步研究
*
刘玉洋1，傅剑波2，林富平2，程雪梅2，臧德奎1
(1. 山东农业大学 林学院，山东 泰安 271018;2. 浙江滕头园林股份有限公司，浙江 宁波 315100)
摘要:大叶朴种子不经处理的情况下发芽率较低。为探讨大叶朴的休眠机制，对大叶朴种子进行了形态解剖观
察，内果皮透水性测定，去壳种子和完整种子的萌发试验。同时，还通过对大叶朴的种胚和果皮的甲醇提取液
处理白菜籽，研究其内源抑制物对白菜籽萌发率的影响。结果表明，大叶朴内果皮的石细胞化阻碍了种子的吸
涨;大叶朴种子培养 30、60 天后，其带壳种子的发芽率为 0%，去壳种子的发芽率为 31. 1%;白菜籽萌发试验
结果表明，大叶朴种子各部分均含有抑制物质，抑制强度为内果皮大于种胚。
关键词:大叶朴;休眠;种壳透水性;萌发试验;抑制物质
中图分类号:S 792. 99 文献标识码:A 文章编号:1672－8246 (2016)05－0068－05
Preliminary Study on Seed Dormancy Mechanism of Celtis koraiensis
LIU Yu-yang1，FU Jian-bo2，LIN Fu-ping2，CHENG Xue-mei2，ZANG De-kui1
(1. Forestry College，Shandong Agricultural University，Taian Shandong 271018，P. Ｒ. China;
2. Tengtou Garden corporation，Ningbo Zhejiang 315100，P. Ｒ. China)
Abstract:The germination rate of Celtis koraiensis seed is very low without any treatment． In order to discuss the
dormancy characteristics of Celtis koraiensis seeds，anatomical structure observation，water permeability of endo-
carp，seed germination test were conducted in this research，and the influence of its endogenous inhibitors was also
studied through different treatments of cabbage seeds with methanol extracted from embryo and peel of Celtis ko-
raiensis seed． The result showed that sclereid of inner pericarp cell resulted in imbibition of Celtis koraiensis seed，
germination rate of Celtis koraiensis seed with coat after 30 or 60 days’cultivation were zero，and that of seed with-
out coat raised to 31. 1% ． Germination test of cabbage seeds indicated that the inhibitors were distributed in all
parts of Celtis koraiensis seed，and the inhibition of inner pericarp was stronger than that of embryo．
Key words:Celtis koraiensis;seed dormancy;permeability of husk;germination test;inhibitors
大叶朴 (Celtis koraiensis)属于榆科 (Ulmace-
ae)朴树属 (Celtis L. )，落叶乔木，广泛分布于
我国华北、东北、西北区各省海拔 100 ～ 1 500m的
山坡和沟谷中［1］。大叶朴叶形奇特，有尾状尖头，
耐干旱、瘠薄，对土壤质地要求不严，深根性，是
典型的遮荫兼观叶的树种，树皮纤维可代替麻，果
可榨油用作肥皂和润滑剂，是一种极具开发价值和
应用前景的野生树种。而关于大叶朴的研究，国内
外尚不多见，仅赵静利用四种改良的 CTAB 方法提
取了大叶朴的 DNA 进行比较研究［2］，对大叶朴育
苗技术的研究尚属空白。目前，大叶朴的人工繁殖
和栽培量极少，而且在常规播种条件下大叶朴的发
芽率极低，加之国内外对大叶朴休眠方面的研究尚
处空白，影响了大叶朴的开发利用。因此，探究大
叶朴的休眠机制，从理论上阐述其休眠本质，可以
为大叶朴播种育苗提供参考。
第 45 卷 第 5 期
2016 年 10 月
西 部 林 业 科 学
Journal of West China Forestry Science
Vol. 45 No. 5
Oct. 2016
* 收稿日期:2015－10－25
基金项目:山东省农业良种工程重大课题“林木种质资源收集保护与评价”(鲁农良字 ［2010］ 6 号)。
第一作者简介:刘玉洋 (1991－)，女，硕士生，主要从事园林植物种质资源及遗传育种研究。E－mail:liuyuyang20140485@ 163. com
通讯作者简介:臧德奎 (1966－)，男，教授，博士，主要从事植物分类和种质资源研究。E－mail:zangdk@ sdau. edu. cn
1 材料与方法
1. 1 供试种子来源
试验所用材料于 2014 年 10 月中旬采自山东泰
山。果实采摘后在冷水中浸软，用手搓洗，去掉其
果皮和果肉，采用水选法去掉残渣，去除空粒种
子，挑选饱满的种子晾干备用。参试种子的平均千
粒重为 200. 45g，含水量 7. 80 %。
1. 2 种子的结构形态观察
随机抽取 3 组上述备用种子，每组 100 粒，于
清水中浸泡 2 天，使种子充分吸水，以便去除种壳
(内果皮)。之后，用解剖刀剥离出完整的种胚，
对种胚进行横向和纵向的解剖，观察种子内部形态
结构，并记录［3］。
1. 3 种壳透水性测定
选取带有完整种壳的种子和去掉种壳的种子各
30 粒，分别称重，放入烧杯中用清水浸泡，于
25℃条件下恒温吸涨，每隔 12h称重 1 次，直至恒
重。计算两个处理的吸水率，每个处理重复 3 次，
取其平均值。
吸水率 (%)= 〔浸种后重量 (W2)－浸种前
重量 (W1)〕 /浸种前重量 (W1)× 100%。
1. 4 种子萌发试验
选取室温下贮藏的种子，先将种子于清水中浸
泡 72h，使种子充分吸水，按试验设计对种壳进行
处理。共有两种处理:A 为带有完整种壳的种子，
B为完全去除种壳 (保留了种皮)的种子。各处
理种子用 1‰升汞消毒 5min，75%医用酒精消毒
10min，在无菌条件下接种到 MS 培养基 (MS+8g /L
蔗糖+30g /L 琼脂)上，分别于光照 (光照 16h，
黑暗 8h，光强 2 000 ～ 3 000Lx)或黑暗、25℃恒温
条件下进行无菌萌发试验［4］。每个处理接种 30 粒
种子，重复 3 次。每隔 5 天观察种子的发芽率及生
长状况，30 天时统计发芽率。种胚的萌发以幼根
长度大于胚长为准。种子的发芽率=种子发芽数量
/种子总量×100%［5］。
1. 5 抑制物质的生物测定
参考王小平等［6］的方法，略有改动。将大叶
朴种子分为种壳 (内果皮)和种胚两部分，分别
取 2g，液氮冷冻后，用 80%甲醇 10mL 研磨，置
于 4℃下充分浸提 48h，重复浸提 3 次，混合浸提
液，过滤掉残渣，减压浓缩后用蒸馏水定容至
20mL，浓度为 0. 1g /mL。将原溶液分别稀释为
0. 02g /mL、0. 04g /mL、 0. 06g /mL、 0. 08g /mL 和
0. 1g /mL。分别取上述溶液 5mL，加入直径为 9cm
的培养皿中 (培养皿中预先铺设两层滤纸)，每个
培养皿中放 50粒白菜种子 (白菜种子预先在溶液中
浸泡 2h)进行发芽试验，以蒸馏水为对照，于光照
(光强 2 000 ～ 3 000 Lx)、25℃条件下培养，48h 测
定白菜籽的发芽率，72h测定其种子胚根长。每个
处理重复 3 次，并进行差异性显著试验分析。
2 结果与分析
2. 1 大叶朴种子的外部形态特征
大叶朴果实为核果，种子 (果核)呈宽倒卵
形，种子的纵轴长为 6. 5 ～ 7. 8mm，横轴长为 5. 5
～ 6. 0mm，厚度为 5. 4 ～ 6. 8mm，先端圆钝，基部
渐窄，截形，两侧有纵棱，表面灰白色。内果皮由
一系列排列紧密的石细胞组成，骨质，厚度在 0. 5
～ 0. 7mm，内种皮厚可能是导致大叶朴休眠的原因
之一。种皮膜质较薄，淡褐色，常紧贴种胚。
在解剖的 100 粒种子中，100%种胚发育完全，
无胚乳，胚呈乳白色，两片子叶肥厚充满胚腔，多
层折叠，油质，具有胚芽、胚轴和裸露的胚根。
2. 2 不同处理对种子透水性的影响
种皮、果皮等的机械障碍作用会影响种子的吸
水、透气性，最终影响到种子的萌发［7］。图 1 表明，
浸泡 12h，带壳种子与去壳种子的吸水率均明显增
加，去壳种子浸泡 12h 的吸水率达到 11. 6%，而带
壳种子的吸水率只有 2. 4%，二者具有极显著差异。
图 1 不同种壳处理对大叶朴种子吸水率的影响
注:图中相同字母表示差异不显著，不同大写字母表示
差异极显著 (p＜0. 01)，不同小写字母表示差异显著
(p＜0. 05)。
Fig. 1 Effects of different husk treatments on water absorption
rate of Celtis koraiensis seeds
96第 5 期 刘玉洋等:大叶朴种子休眠机制的初步研究
浸泡 36h，带壳种子的吸水率仍在增加，且达
到显著水平，而去壳种子的吸水率出现了下降现
象。这可能是由于大叶朴种子没有了种壳 (内果
皮)的保护，加之细胞外的水势高于细胞内，使
得种子无限吸涨，质膜渗透压增加，最终导致种子
破裂的结果［8］。
两处理的种子吸水都达到饱和后，带壳种子的
吸水率比去壳种子的吸水率小 7. 39%，方差分析表
明两处理的差异达到极显著水平 (F = 12 913. 043，
P = 0. 00＜0. 01)。带壳的大叶朴种子虽然能透水，
但与去壳种子相比，带壳种子的内果皮对大叶朴的
吸水存在一定的障碍。
2. 3 不同处理对种子萌发的影响
根据试验观察，完全去除内果皮的种子在空白
培养基上培养 5 天时，就开始有种子萌动 (表 1，
图 2a)。
表 1 不同外壳处理对种胚和种子萌发的影响
Tab. 1 Effects of different husk treatments on germination
of embryos and seeds
培养时间
/d 种子类型
样本数
/粒
发芽率
/%
5 完整的种子
30 0
去除种壳的种子 30 3. 3
15 完整的种子
30 0
去除种壳的种子 30 11. 1
30 完整的种子
30 0
去除种壳的种子 30 16. 7
60 完整的种子
30 0
去除种壳的种子 30 31. 1
由表 1 可知，去除种壳(内果皮)的种子培养 60
天的发芽率为 31. 1%，而完整种子的发芽率为 0。
综上所述，大叶朴内果皮有一定的机械束缚和透性
障碍，这是导致大叶朴种子不能萌发的原因之一。
a b c d
图 2 不同种壳处理对种子萌发的影响
a为去除种壳的种子培养 5 天;b为去除种壳的种子培养 15 天;c为去除种壳的种子培养 30 天;d为完整种子培养 30 天
Fig. 2 Effects of different husk treatments on seed germination
2. 4 内果皮和胚的甲醇提取液对种子萌发的影响
大叶朴种子种胚及内果皮甲醇浸提液对白菜籽
萌发具有抑制作用(图 3)。随着抑制物质浓度的增
加，白菜籽的发芽率逐渐降低，种子胚根的长度缩短
(表 2)，内果皮与种胚的甲醇提取液对白菜籽的萌
发均有一定的抑制作用，其中以内果皮的抑制作用
最强，浓度为 0. 03g /mL 的内果皮甲醇浸提液对白
菜籽的萌发达到了完全抑制的效果，而种胚的抑制
活性较弱，0. 04g /mL时种胚浸提液对白菜籽萌发才
到达完全抑制的效果(表 2)。据此可以初步推断大
叶朴种子内果皮与胚中均含有抑制种子萌发的物
质，抑制强度为内果皮＞种胚。
白菜籽胚根长的方差分析结果表明内果皮和种
胚浸提液浓度为 0. 04g /mL 和 0. 05g /mL 时对白菜
籽胚根长的影响均达到了极显著水平(P＜0. 01)。
图 3 大叶朴种子各部分不同浓度甲醇浸提液对
白菜种子发芽率的影响
Fig. 3 Effects of extracted methanol with different
concentrations on germination rate of cabbage
07 西 部 林 业 科 学 2016 年
表 2 大叶朴种子各部位甲醇浸提液对
白菜籽萌发的抑制作用
Tab. 2 Inhibitory effects of extracted methanol from
different parts of Celtis koraiensis seeds
on the cabbage germination
项目
浓度
/g·mL－ 1
白菜种子
萌发率 / %
胚根长
/mm
对照 － 99. 33±0. 01 A a 2. 83±0. 50 A a
种胚
0. 01 85. 00±0. 05 B ab 2. 86±0. 47 A a
0. 02 73. 00±0. 12 C bc 2. 95±0. 84 A a
0. 03 39. 00±0. 06 C c 2. 77±0. 48 A a
0. 04 0. 67±0. 01 D d 1. 39±0. 24 B a
0. 05 0. 00±0. 00 B d 0±0. 00 B b
内果皮
0. 01 49. 33±0. 08 C b 3. 35±0. 5 A a
0. 02 8. 67±0. 08 C c 3. 30±0. 46 A a
0. 03 0. 67±0. 01 C c 2. 82±0. 68 A a
0. 04 0. 67±0. 01 C c 0±0. 00 B b
0. 05 0±0. 00 C c 0±0. 00 B b
注:表中相同字母表示差异不显著，不同小写字母表示差异显著 p
＜ 0. 05，不同大写字母表示差异极显著 p＜ 0. 01。
3 讨论
种子的休眠是植物为抵御不良环境，维持自身
发展而形成的一种生物学特性［9］。种子形成自然
休眠的原因较为复杂，研究表明，种皮 (包括果
皮)坚硬致密，或有油脂、蜡质等原因使种子不
透水不透气，从而阻碍种子萌发［10］。周晓峰对几
种冬青属 (Ilex L. )植物研究也表明种皮透气性差
是种子休眠的主要原因，种皮的机械障碍，种皮的
透水性在一定程度上阻碍了种子的萌发［11］。李近
雨在对核桃 (Juglans regia)的研究中发现，核桃
种壳的机械障碍是种子萌发慢的主要原因［12］。程
广有等在对东北红豆杉 (Taxus cuspidata)的研究
中指出东北红豆杉种皮坚硬，表面角质化，透水透
气性差，影响种子吸涨和萌发［13］。本研究中通过
对大叶朴种子吸水率的研究发现:去掉内果皮的种
子吸水率、萌发率远大于完整种子，内果皮坚硬阻
碍了种子与外界环境的水汽交换，这在一定程度上
阻碍了大叶朴种子的萌发，这可能是导致大叶朴种
子休眠的原因之一。
Albertus Magus (1206—1280 年)最早提出植
物种子推迟发芽与其所含抑制物质有关［14］，诸多
研究也显示种子中含有的萌发抑制剂是种子休眠的
重要原因。刘成功等在对南方红豆杉 (Taxus
chinensis var. mairei)的研究中发现新鲜的种子中
含有萌发抑制物质，甲醇浸提液的提取物对白菜籽
的发芽率有极其显著的抑制作用［15］。李淑娴等在
对乌桕 (Sapium sebiferum)种子休眠的研究中发现
乌桕种子的种皮和胚乳浸提液对白菜种子发芽有显
著抑制作用，种子的种皮及胚乳存在的内源抑制物
质，可能是造成乌桕种子休眠的主要原因［16］。张
少强在对芍药 (Paeonia lactiflora)种子的研究中
也发现了抑制物质，且浓度越大，抑制作用越
强［17］。韩月乔等对白藓 (Dictamnus albus L. )种
子的研究发现，白藓种皮存在萌发抑制物质［18］。
罗登攀等对腊梅 (Chimonanthus praecox)的研究显
示腊梅的萌发抑制物质主要存在于种仁中［19］。本
研究结果显示大叶朴的内果皮和种胚均含有萌发抑
制物质，且随着浓度的增加抑制作用更加显著，这
些成分可能是导致种子休眠的原因，有关抑制物质
成分的测定有待进一步研究。
大叶朴种子萌发试验表明室温下贮藏的种子，
完全去除内果皮的种子萌发率提高，而具有完整内
果皮的种子萌发受到抑制，且种子解剖过程中发现
大叶朴种胚发育完全，不存在形态后熟，通过大叶
朴种子萌发试验确定了内果皮对种子萌发的抑制作
用，内源抑制物质的提取试验表明内果皮与种胚均
具有抑制种子萌发的物质。因此，内果皮的机械抑
制，种胚及果皮中内源抑制物的存在是大叶朴种子
休眠的主要原因，这为生产上采用何种催芽技术提
供了理论依据。
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