全 文 ：第 1 卷
1 9 9 4年
第 2期
5月
贵州大学学报 (自然科学版 )
J
o u r n a l G u i
z
h
o u U n iv e r s ity (N a t u r a l S ci e n e e )
V o l
.
1 1 N
o
.
2
M
a y
.
1 9 9 4
银杉种子萌发的多因子正交试验
汤绍虎 孙 敏
(西南师范大学生物系 ,重庆 6 3 0 7 1 5
摘 要
本丈通银衫 ( aC ht ay a a r g少勺户勺 lal C h u n e t K au n g ) 种子萌发的多因子正交试验
〔L 。 (4 x Z` ) 〕 ,提 出了迄今为止银衫种子萌发的最佳方法 , 即用 6 o m g / L BI A (引噪丁
酸 )于 20 ℃浸种 1 8 小时 , 然后在无菌条件下 剥去种皮 、 切除部分胚乳 ( 勿伤胚 芽及胚
根 ) 并将种子竖直接种在 M S 惊脂培养基上 , 在 20 士 1℃温度下萌发 . 种子 萌发率达
95 %以上 . `
关键词 : 银衫 ; 种子萌发 ; 正交试验
银杉 (C at h’ u 护a a gyr r oP 勿 1 “ C hu n et K ua gn )系松科银杉属植物
,单种 . 它是我国特有的
珍稀濒危植物 , 受国家一级保护 ,享有 “ 林海里的珍珠 ” 、 “ 植物中的熊猫 ” 之美称 . 目前仅在广
西 、 四川 、贵州和湖南等地有少量分布 , 全部成年树种的总数不超过两千株 . 这种分布区的极
度收缩 ,适生生态环境的狭窄性和分类地位上的孤立性 , 明显地表 明了银杉的残遗性质 . 银
杉结实量少 ,播种不易萌发 ,移植难以存活 ,这种生殖上的严重障碍以及种群数量的稀微 ,说
明银杉仍处于绝灭的危险之 中〔 5〕 . 如何保护我国这一珍贵的植物资源 , 已经引起诸多学者的
高度重视 . 王必浓等〔` 〕曾就银杉的种子繁殖作过报道 ,但播种数量极少 , 对种群的繁衍几乎
无多大实际意义 . 黄正福等 ` 3〕对银杉种子的萌发条件进行过研究 ,但试验因子较少 ,且系单
因子试验 ,看不出多因子共同作用的综合效果 . 为了充分有效地利用银杉种子资源 : 并能从
较少次数的试验中 ,较迅速而准确 .地获得最佳试验处理 ,我们采用 “ 多因素试验正交优选法 ”
即 “ 正交试验 ” 方法 ,研究了银杉种子的萌发条件 . 在本试验中 ,最佳处理的萌发率达 95 %以
上 ,与 已有文献报道的结果相比 ,银杉种子的萌发率显著提高 .
1 材料和方法
1
.
1 试验材料
银杉 (C . a r g ) r妒勺 l a) 种子 , 由四川省南川县金佛山自然保护区提供 (种子 自采集至本
试验时已于室内干藏 2 23 天 ) .
1
.
2 试验方法
收稿日期 : 1 0 0 3一 01 一 15
DOI : 10. 15958 /j . cnki . gdxbzrb. 1994. 02. 006
汤绍虎 孙敏 :银杉种子萌发的多因子正交试验 . 1 0 7 .
将银杉种子分别用水和 60m g / L的匕 A (赤霉素 ) 、 I B A (叫噪丁酸 ) 沼 , 4一 D ( 2 , 4 一二氯
苯氧乙酸 )于 20 ℃浸种 18 小时 ,然后在无菌条件下 ,对种子进行常规表面消毒 ,每个处理各
接种 40 粒经表面 消毒后的种子 . 萌发基质为 M S 基本培养基 , 其琼脂含量为 0 . 8% ,蔗糖
3%
,
P H S
.
5
. 萌发温度为 20 士 1℃ ,每天光照 12 小时 ,光照强度为 1 0 o 0 L X .
采用 4 因素各 2 ~ 4 个水平试验 . 正交表选用 L 。 (4 又 2 ` ) . 〔们表头设计见表 1 .
表 I L : (4 只 24 )正交试验表头设计表
T
a b le l
:
eD
s ig n f o r m o f o r t h o g o n a l t e s t L 。 ( 4 x 2 4 )
1 2 3 4 5
A (浸种 ) B C D E
3
.
I B A 不去种皮 切部分胚乳 种子横放
误差空列
4
.
2
,
4一 D 去种皮 不切胚乳 种子竖放
播种后 , 于上述条件下萌发 , 36 天后统计种子萌发率 . 萌发的标准是 : 胚芽或胚根萌动
后达种子等长 . 试验结果分别进行直观分析和方差分析 .
2 结果及分析
.2 1 试验结果
银杉种子萌发的正交试验 L 。 (4 又 2` )的结果见表 2 .
表 2 银杉种子萌发 L : (4 X 24 )试验结果
T a b l e Z
:
T h e r e s u l t s o f s e e d g e r m in a t i o n i n o r th o g o n a l t e s t L : ( 4 X Z` )
处理号 种粒数 萌发粒数 萌发率 ( % ) s i n 一 1 丫百一 - -一一一一- ~~ ~ ~ ~ ~ ~ ~1 4 0 9 2 2 . 5 2 8 . 3 2108 0 1 8 .6 3 .2 2 . 7 912。 9 2
70
.
0 8
20
.
7 0
8 4 0 2 2 5 5 4 7
.
8 7
么 2 试验结果的直观分析
计算各因素每一水平的平均值 (瓦 )及因素内水平极差 ( R ) . 由于各因素的水平数不一
致 ,在分析因素的主次时 ,不能把极差 R 的大小来直接进行对比 ,需要把极差进行换算后才
一
1 0 8
.贵 州 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 )
能做比较 .极差的折算方法见文献〔 6〕 .换算后的极差记为 R’ .试验结果的直观分析见表 3
表 3 L。 ( 4x 2` )试验结果的直观分析
T al be 3 : Au dio
一 v ls u al n a al y s is e o n e c
r n in公 to t h e r e s u l t s o f t e s t L a ( 4 X 2 4 )
列号
因素
1 6
.
25
、
K 3
4 7
.
S K落
一
6 3
.
1 2 5 2 4
.
37 5 3 6
.
2 5
3 3
.
7 5 4 3
.
7 5 1 0
.
6 2 5 4 9
。
3 7 5
3 3
.
7 5 1 3
.
7 5
2 1
.
4 7 5 19
.
5 2 5 7 4
.
55 1
.
77 5
一 l K凡 RR,
表 3结果表明 : 因素内水平极差 ( R ’ )的大小说明该因素对试验结果影响的程度 ,极差
越大 ,说明该因素对试验结果的影响越大 , 该因素就越重要 ,反之亦然 . 在本试验中 ,根据水
平极差 ( R ’ ) 的大小 , 可以得到参试因素对银杉种子萌发的影响的主次关系是 : C > D > A >
B
, 即依次为是否切除部份胚乳 ,播种时种子竖放还是横放 、浸种方法和是否去种皮 . 根据各
因素水平均值 (R 、 )的大小 ,而得最优水平组合为 : A 3B Z C I D Z ,即为“ 60 m g / L BI A 浸种 ( 20 ℃ ,
18 小时 ) 、 去种皮 、切除部分胚乳 (勿伤胚芽及胚根 !) 和播种时种子竖放 ” .
2
.
3 试验结果的方差分析
为了验证直观分析结果和提高试验结果的可靠性 , 有必要对试验结果进行方差分析 . 在
试验结果 (表 2) 中 , 由于大部分处理的种子萌发率没有在 30 ~ 70 %范围内 , 所以对它们进行
了反正弦转换 (S in 一 `了下 ) ,使转换后的数值近于正态分布 , .以提高显著性检验的精确度 . 方
差分析结果见表 4 .
表 4 L : (4 x Z` )试验结果的方差分析
T a b l e 4 : V ir i a n e e a n a ly s i s r e g a r d i n g t o t h e r e s u l t s o f t e s t 4 L s ( 4 x 2 4 )
变异来源 5 5 D F M s F F o . 0 5 F o · o ;
A 4 8 4
.
6 8 3 1 6 1
.
5 6 2 0 1 9
.
5
香
2 1 5
.
7 5 4 0 3
1 4 2
.
8 0 1 4 2
.
8 0 1 7 8 5
番
2 2 7 3
.
4 0 2 2 7 3
.
4 0 2 8 4 1 7
.
5
苍 .
16 1
.
4 40 5佗
4 6 1
.
4 7 4 6 1
.
4 7 5 7 6 8
.
3 8
丢 .
E (误差 )
总变异 3 3 6 2 . 4 3
, 达显著水平 ( F> F o . 。 s )
, , 达极显著水平 ( F> F o . 。 , )
汤绍虎 孙敏 :银杉种子萌发的多因子正交试验 · 1 0 9 .
表 4结果表明 :各因素对银杉种子萌发率大小的影响都是显著的 . IB A浸种比 G A。 浸
种 ,种子萌发率提高 5 . 26 % , 比 2 , 4一 D 浸种提高 48 . 15 % , 比水浸种提高 20 7 . 69 % ;去种皮
比不去种皮 , 种子萌发率提高 45 . 83 % ;切除部分胚乳 比不切胚乳 , 种子 萌 发率提高
49 4
.
12 %
;种子竖放比横放 (播种 ) ,种子萌发率提高 1 02 . 56 % . 各因素中 , C 、 D 因素对种子
萌发率的影响均达极显著水平 ,二者自由度相同 ,但 C 因素的 F 值 ( 2 84 . 17 . 5) 大于 , D 因素
的 F 值 ( 5 7 6 8 . 38 ) ,所 以 ,对种子萌发率的影响程度 , c > D ; A 、 B 二 因素对种子萌发率的影
响都达显著水平 ,但二者的自由度不同 ( D F * 一 3 , D F B一 1 ) ,故不能直接由 F 值的大小确定
它们的主次关系 . 但 F B = 1 7 5 5 ,是其 F o . 。 5值 ( 1 6 1 . 4 )的 2 1 . 0 6倍 ,而 F A 一 2 0 1 9 · 5 ,是其 F 。 , 。 5值
( 2 15
.
7) 的 9 . 36 倍 ,故它们对银杉种子萌发率的影响程度是 B > A . 因此 ,从方差分析结果
可以得出各因素对银杉种子萌发率的影响的主次顺序是 : C > D > B > A . 这与直观分析中所
得出的主次顺序 ( CD A B )是基本一致的 .
2
.
4 最优水平处理的重复试验及其结果
最优水平组合 A 3B ZC I D Z与 ` ,L 。 (4 x Z` ) ” 中的第 6号处理完全相同 ,该处理的种子萌发
率为 95 % ,在所有 8 个处理中最高 (表 2 ) ,试验结果本身就证明了 A 3B ZC I D : 确实是一个很
好的水平组合 . 为了进一步验证此结果 , 我们又重复做了这个处理 , 播种的 86 粒种子中有
82 粒萌发 , 萌发率达 93 . 35 % . 重复性很好 .
3 讨论
银杉种子 自然萌发时 , 由于它具有一定的休眼期 ,播种至发芽所历时间较长 ,达 90 多
天 ,而且持续的时间也较长 ,达 40 ~ 50 天 ,而个别种子播种一年后才发芽 〔3〕 . 为提早萌发 ,一
般需经低温处理或沙藏一段时间后方能播种 . 不经任何处理的银杉种子 ,干藏 52 天 ,发芽率
为 3 . 4 % ,干藏 1 27 天降至 0 . 4% ,干藏 1 42 夭则全部丧失发芽力 〔2〕 : 在本试验中 ,所用银杉
种子 已于室内干藏 2 23 天 ,但经本试验方法处理 , 由于一定浓度的某些植物激素 (如 BI A 、
G A
。 等 )浸种 , 有解除银杉种子休眠的作用 , 去掉种皮和切除部分胚乳 , 都有助于胚根及胚
芽的萌动 , 播种时种子竖放 ,不仅满足了胚芽与胚根生长的极性条件 , 而且避免了胚芽浸没
在琼脂培养基表面的水层中 , 因而特别有利于胚芽的萌动及芽的生长 . 所以 , 各因素共同作
用时 ,不但使银杉种子提早萌发 ,而且萌发率显著提高 . 其中最佳处理 (第 6 号处理 )在播种
后第二天即有少数种子萌动 , 10 天左右普遍萌发 (图 1 ) , 一个月后萌发率达 95 %以上 . 多数
幼苗具 3 ~ 4 片子叶 (图 2 ) ,少数仅 l 一 2 枚或 5 枚子叶 (银杉系子叶出土植物 ) , 叶色深绿 ,
生长正常 .
据文献〔 2〕介绍 ,银杉种子 自然繁殖时 , 由于种子含油量高 (含油率为 34 . 3% ) , 常温下干
藏容易变质而丧失发芽力 . 本试验结果表明 ,银杉种子干藏一 、二百天后 ,其胚根胚芽仍具活
力 ,种子并未丧失发芽力 . 银杉种子所含的脂肪几乎完全集中在其贮藏组织— 胚乳中 ,胚乳包裹着整个胚 . 在常温干藏过程中 ,胚乳中脂肪变质 ,无疑对种子的胚根及胚芽的萌动产
生抑制作用 ,且此抑制作用的大小与干藏时间的长短相关 , 干藏一百多天时 , 也许这种抑制
作用足以完全抑制种子的萌发 . 因此 ,当其在本试验中去掉部分胚乳 , 即胚根 、 胚芽先端的胚
乳被移去时 , 由于解除或在很大程度上解除了脂肪变质 (酸败作用 )对胚根和胚芽萌动的抑
制作用 ,所以使干藏二百多天的种子得 以萌发 .
一
1 1 0
. 贵 州 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 )
本试验结果成功地解决了银杉种子的萌发问题 ,萌发率高达 95 %以上 ,不但缩短了银
杉种子的萌发时间 ,而且不受种子贮藏方式 、贮藏时间和播种时间的限制 . 不仅解决了银杉
种子繁殖问题 , 而且为银杉的离体繁殖提供了一种快速获得无菌材料的方法 ,为从根本上解
决银杉的种群繁衍问题奠定了基础 . 目前 , 我们正从已获得的银杉无菌苗取材 ,进行银杉组
参考文献
王必浓 , 钱尤德 , 卢志文 . 银杉种子繁殖试验成功 . 植物杂志 , 1 9 8。 ( 2 ) : 13
彭德纯 , 林睦就 , 罗仲春 ,植物活化石— 银杉 , 长沙湖南科学技术出版社 , 1 9 8 4黄正福 , 李瑞高 , 石金华 ,梁木源 . 银杉种子繁殖初报 . 广西植物 , 19 81 , 1 (2 ) : 40 ~ 4
中国科学院数学研究所数理统计组 . 正交试验法 . 北京 : 人民教育出版社 , 19 75 , 1 25
管中天 , 四川松移值物地理 . 成都 : 四川人 民出版社 , 19 82 , 54 一 5
童一中. 生物统计法 , 长沙 : 湖南科学技术出版社 , 19 8 7 , 4 7 2一 4 73
P e t e l
,
K
.
R
.
e t a l
. ,
H i s t o e h e im
e a l e x a m i n a t i o n o f s h o o t in i t i a t io n in e u l t u r e d e o t y l e d o n e x p la n t s o f r a d i a t a P i n e
.
且〕 t a n i e a l G a z e t t e , 1 9 8 4 , 1 4 5 ( 3 ) : 3 1 2一 3 2 2 .
g r U D I E S O N S E E D G E R M I N A T I O N O F C A T H A Y A
A R G Y R O P H Y L L A B Y O R T H O G O N A L T E S T
T a n g S h a o h u S u n M i n
( eD P
a r tme
n t o f B i o l o g y
.
S o u t h w e s t N o r m a l U n i v e r s i t y
,
C h o n g q ing 6 3 0 7 1 5 )
A b s t r a C t
T h i s p a P e r h a s a d v a n e e d t he b
e s t m e t h o d fo
r s e e d s o f aC
t h砰y 乓 a r g y or P勺l l a t o g e r m i -
n a t e 5 0 f a r
,
t h r o u g h o r t h o g o n a l t e s t L
:
( 4 X 2
4
)
, t h a t 15
, s o a k s e e d s i n 6 0m g / L I B A s o lu t io n
1 8 h o u r a t 2 0 oC
.
T h e n
,
i n b e a 亡 t e r i a 一 f r e e e o n d i t i o n s , r e s p e e t i v e l y r e m o v e s e e d e o a t , e x e i s e
e n d o s p e r m s p a r t i a l l y ( e a n n o t i n iu r e p l u m u le a n d r a d i e l e ) a n d s e t t h e s e e d s u p r i g h t o n M S
m e d i u m
,
an d g
e r m i n a t e t h e m a t 2 0 士 1℃ . T h e g e r m i n t i o n p e r e e n t o f t h e s e e d s w a s o v e r
9 5写 .
K e y w o r d s
:
aC
t h妙 a a r g ) 犷口户hy l l a ; S e e d g e r m i n a t i o n ; O r t h o g o n a l t e s t