免费文献传递   相关文献

红树植物角果木胚轴的萌发特性



全 文 :收稿日期:2012-01-06
基金项目:广东省科技计划资助项目(2008B020300001);湛江市科技攻关计划项目(2011C3106019).
作者简介:陈燕(1962—),女,广东高州人,湛江师范学院生命科学与技术学院副教授,硕士,从事植物学教学研究.
  
2012年6月
第33卷 第3期
湛江师范学院学报
JOURNAL OF ZHANJIANG NORMAL COLLEGE
Jun.,2012
Vol.33 No.3
红树植物角果木胚轴的萌发特性
陈 燕1,成夏岚1,林康英2,许方宏2,陈粤超2
(1.湛江师范学院 生命科学与技术学院,广东 湛江524048;
2.广东湛江红树林国家级自然保护区管理局,广东 湛江524088)
  摘 要:对采自广东省徐闻县迈陈镇海岸的红树植物角果木Ceriops tagal胚轴进行萌发试验.设置(a)不同盐
度(0、10‰、20‰、30‰海水)黑暗(下胚轴)水培、(b)不同盐度光照(下胚轴)水培、(c)沙培自来水浇灌和(d)土培自
来水浇灌4组试验,探讨盐度、光照和基质等因素对胚轴萌发的影响.结果表明,角果木胚轴最适萌根盐度为0~
20‰,最适萌芽盐度为10‰;与10‰盐度的黑暗(下胚轴)水培相比,光照(下胚轴)水培的胚轴萌根率下降10%、萌
芽率下降76.7%,表明光对下胚轴萌发有抑制作用;胚轴在河沙和红壤土中均能正常发芽,萌芽率达90%以上.
关键词:角果木;胚轴;萌发;盐度;光照;基质
中图分类号:S-3    文献标识码:A    文章编号:1006-4702(2012)03-0105-05
角果木(Ceriops tagal)是胎生红树植物,自然分布于我国海南、广东(西南部)、广西和台湾省等地的河
口海岸带[1-3].近几十年,我国沿海经济快速发展导致海岸生态环境急剧恶化,红树林资源也不可避免遭到
严重破坏.由于生境退化,角果木在广西和台湾省已消失[4-5],在广东省仅徐闻县迈陈镇海岸有小面积分布,
这是目前我国大陆仅存的角果木群落,具有重要的保护价值.关于角果木人工育苗和造林的研究至今未见报
道,本文利用角果木胚轴(胎生种子)进行扦插育苗试验,探讨盐度、光照等外界因素对胚轴萌发的影响,旨在
为大量繁育苗木及人工造林恢复角果木群落提供参考资料.
1 材料与方法
1.1 材料采收
2011年6月19日前往广东省湛江市徐闻县迈陈镇海岸,选择生长健壮的角果木母树,采集发育正常且
无病虫害的成熟胚轴.角果木成熟胚轴长棒状,中部以下略粗大,多为暗红褐色,尾部稍尖.所采胚轴长18~
20cm,最大直径0.8~0.9cm.
1.2 胚轴萌发试验
试验分A、B、C、D 4大组.A组(下胚轴黑暗)和B组(下胚轴光照)为水培,按盐度0(淡水)、10‰、20‰、
30‰ 设置4个处理,扦插容器为透明广口塑料瓶,盐水取自海水,盐度测定后用自来水稀释或加海盐调至所
需浓度,海水盐度用比重计测定;A、B组的差异在于A组的扦插容器用黑色塑料袋包裹遮光(下胚轴黑暗培
养),而B组的容器完全透光(下胚轴光照培养).C组为沙培,D组为土培,各设1个处理,扦插容器为小塑料
盆,沙用清洁的河沙,土为红壤土.
2011年6月20日开始扦插育苗,以上每一处理扦插角果木胚轴30株,3个重复.扦插后容器置于实验
室东面阳台,自然光照培养.每3天换1次同浓度海水,沙培和土培用自来水浇灌,逐日检测胚轴萌根发芽情
况.
A组(黑暗)水培的观测结果用于评价盐度对胚轴萌根发芽的影响;B组(全光照)水培结果与 A组对
照,用作评价光照对胚轴萌根发芽的影响;C组沙培和D组土培结果评价扦插基质对胚轴萌发的影响.
1.3 评价方法
参照林木种子发芽能力的林业行业评判指标,结合红树林胚轴介于种子和幼苗中间阶段这一特点,分别
对茎端和根端进行测试,以根长度达3mm作为萌根标准,顶芽出第一对叶为发芽标准,胚轴连续5天无萌根
或展叶为萌发结束标志.主要观测统计指标为:始萌发日(供试胚轴从试验之日起至第1根胚轴萌发所需日
数)、萌发周期(胚轴从始萌发日到萌发结束所需日数)、萌发率(萌发胚轴数占该组胚轴总数的百分率).
统计结果用 Microsoft Excel 2003软件作图.
2 结果与分析
2.1 盐度对萌发的影响
2.1.1 盐度对萌根的影响
A组(黑暗)水培各盐度处理的萌根率见图1,角果木胚轴在盐度0、10‰、20‰的萌根率均达100%,但
三者的始萌根时间和萌根周期不同,10‰盐度萌根最早(6d)、萌根周期最短(10d),其次为淡水,7d开始萌
根、萌根周期12d,20‰的始萌根日和萌根周期延长为8d和16d,可见,10‰以下的低盐度有利于促进胚轴
早萌根、萌根整齐.盐度30‰的萌根率下降为90%,而且始萌根时间推迟(14d)、萌根周期延长(21d),说明
30‰以上的高盐度对胚轴萌根有抑制作用.
2.1.2 盐度对萌芽的影响
图2的结果显示,角果木胚轴萌芽具有明显的盐度效应,萌芽率由高至低排列的盐度为:10‰>0>20‰
>30‰.10‰盐度下供试胚轴第18d开始展叶,持续发芽22d,发芽率达100%;淡水和20‰以上盐度处理
中,胚轴始萌日推迟、萌发结束早(连续5天无萌发为标志)、萌发周期短、萌芽率大为降低,0、20‰、30‰的萌
芽率分别为47%、30%、10%.因此,角果木最适发芽盐度为10‰,低于或高于该盐度,都会使萌芽率下降,说
明对萌芽有一定的抑制作用,其中20‰以上高盐度处理对萌芽的抑制强于淡水处理.
 
图1 盐度对角果木胚轴萌根的影响 图2 盐度对角果木胚轴发芽的影响
601
陈燕等:红树植物角果木胚轴的萌发特性
2.2 下胚轴光照对萌发的影响
B组(光照)水培4个盐度处理的胚轴都能萌发出根,盐度0、10‰、20‰、30‰的萌根率分别为60%、
90%、70%、6.7%(图3),盐度效应表现与A组(黑暗)水培结果基本一致,即盐度10‰的萌根率最高,30‰
萌根率最低.与A组相比,B组各处理的始萌根时间滞后6d~10d、萌根周期延长10d~20d,萌根率下降
10%~83.3%,其中盐度10‰下降幅度最少(10%),30‰下降幅度最大(83.3%).以上结果说明,角果木下
胚轴光照会抑制萌根,抑制作用的强弱与基质盐度相关,在10‰的适宜盐度中,可减弱光照影响,保持高达
90%的萌根率.
从图4的结果可见,在全光照下,胚轴萌芽率低或不萌芽(图4).4个盐度处理仅10‰和20‰两个处理
有萌芽现象,萌芽率分别为23.3%和6.7%,与A组(黑暗)同一盐浓度的萌芽率相比,分别下降了76.7%和
23.3%;扦插培养60天,0和30‰两处理的胚轴均未见萌芽展叶.由此可见,下胚轴光照严重抑制胚轴顶芽
发育,即使盐度适宜,萌芽率也很低(23.3%),表明角果木胚轴对光十分敏感.
 
图3 不同光照对角果木胚轴萌根率的影响 图4 不同光照对角果木胚轴发芽率的影响
2.3 扦插基质对发芽的影响
沙培和土培不便于观测萌根情况,只统计发芽指标.插入红壤土的胚轴15d发芽,萌发周期14d,累计发
芽率97%;插入河沙的胚轴16d开始萌芽,持续萌发15d,总发芽率90%.角果木胚轴在沙质土或壤质土中
都可正常萌发,其中土插的萌发率比沙插提高7%左右,这可能与壤土中更易于淋溶出一定量的无机物(无
机盐)和有机质,使基质保持一定的溶液浓度有关.
3 结论与讨论
盐度是影响海岸潮间带红树植物分布及其早期发育的重要因素之一[6],盐度的增加会降低或延缓种子
的萌发[7],红树林生境中盐度的变化可导致红树林的退化或死亡[8].对于红树植物种子和幼苗的耐盐性,前
人进行了大量的研究,发现不同红树物种对盐度的适应能力不同,如白骨壤(Avicennia marina)种子的萌
发盐度生态幅为0~35,在盐度35时的萌芽率仍达100% ;但25以上的盐度可导致桐花树(Aegiceras
corniculatum )和老鼠筋(Acanthus ilicifolius)的萌苗率下降[9];拉贡木(Lagunculariaracemosa)种子的
最适萌发盐度为0~25.盐度为30时,也有较高的发芽率(73±9)%[10];秋茄(Kandelia andH )胚轴萌发
的最佳海水盐度为0.5%~2.5%[11]、海莲(Bruguiera sexangula)的幼苗生长最适宜盐度范围在15以下,
当达到20以上的高盐度条件时,萌芽率及幼苗成活率明显降低[12];红海榄(Rhizophora stylosa)胚轴萌根
的最佳盐度在20‰左右,而木榄(Bruguieragymnorrhiza)胚轴萌根较适宜的海水盐度为10‰以下[13];海
桑(Sonneratia carseolaris)、无瓣海桑(Sonneratia apetala)育苗宜在海水盐度10‰ 以下进行,最适盐度
701
为2.5‰[14-15];海漆种子在盐度5以下的低盐状况下,萌发率、萌苗率以及萌发速率较高,幼苗的生长状况
也最好[16].
从本试验结果看,角果木胚轴萌根的适宜盐度为0‰~20‰,最适萌芽盐度为10‰,与淡水和20‰盐度
相比,10‰盐度的始萌根日提前1d~2d、萌根周期缩短2d~6d、发芽率提高53.3%~70%;30‰的高盐
度对胚轴萌发有抑制作用,至于是渗透作用[17]还是离子毒害效应[18]抑制了胚轴萌发?本试验未作深入研
究.和其它红树植物比较,角果木萌发时适宜的盐度范围低于白骨壤、拉贡木、红海槛、桐花树、秋茄、老鼠筋
等树种,高于海桑、无瓣海桑、海漆等树种,与海莲、木榄的盐度生态幅较为接近.
角果木下胚轴光照水培(B组)的萌根率和发芽率都显著低于下胚轴黑暗水培(A组),说明全光照会抑
制角果木胚轴根端和茎端发育,而且对茎端的抑制大于对根端的抑制,所以,角果木胚轴不适于全光照育苗.
胚轴萌发受光抑制的特点,在其它红树植物中也存在,莫竹承等的研究[13]认为,红海榄下胚轴受光照可能会
抑制胚轴顶端的发芽,与秋茄胚轴处于光照条件下无法萌根的结果一致[4].但不同红树植物种胚萌根对光的
抑制存在不同的适应机制,如海桑种子萌发时对光敏感,光照36h的发芽率和发芽势分别比对照(黑暗)的
提高84%和83.4%[14];木榄下胚轴光照水培可正常生根和发芽[13],说明其受光照影响较小.
角果木胚轴在红壤土和河沙中均能正常萌根发芽,且发芽率较高(90%以上).这与木榄的萌苗速度不受
底质类型影响[19],海桑种子可用普通的酸性土和碱性土(红壤、海泥)作床育苗的特点基本一致[14].红树植物
育苗对基质要求不严的特性,也许与红树林生长于潮间带有关,每天浸淹的潮水含大量的无机盐和有机物,
可直接提供植株生长发育所需的营养素,减弱了对基质的营养要求;另外,特殊的生境使红树植物根系生命
力顽强,可以在各种基质中扎根紧固,并产生庞大的呼吸根或支柱根,以抵抗风浪.
参考文献:
[1]张宏达.雷州半岛的红树植物群落[J].中山大学学报:自然科学版,1957(1):122-145.
[2]高蕴璋.广东的红树林[J].热带地理,1985,5(1):1-8.
[3]陈树培.中国南海海岸的红树林[J].广西植物,1988,3(3):215-224.
[4]范航清,陈坚.光对红树植物秋茄繁殖体生根的影响[J].广西科学院学报,1993,9(2):73-76.
[5]王文卿,王瑁.中国红树林[M].北京:科学出版社,2007.
[6]Krauss K W,Loveloek C E,MeKee K L,et a1.Environ-mental drivers in mangrove establishment and early development:
areview[J].Aquatic Botany,2008,89:105-127.
[7]Ungar I A.Germination ecology of halophytes[M].New York:Academic Press,1982.
[8]Kathiresan K.Why are mangroves degrading[J].Current Science,2002,83:1246-1249.
[9]叶勇,卢昌义,胡宏友,等.三种泌盐红树植物对盐胁迫的耐受性比较[J].生态学报,2004,24(11):2444-2450.
[10]卢昌义,林松.盐度对拉贡木种子发芽的影响[J].厦门大学学报:自然科学版,2008,47(6):887-890.
[11]雷安平,唐旭蔚.不同盐度对红树林植物—秋茄的胚轴生长发育的影响[J].广西林业科学,2004,33(3):124-125.
[12]郑文教,林鹏.盐度对红树植物海莲幼苗的生长和某些生理生态特性的影响[J].应用生态学报,1992,3(1)9-14.
[13]莫竹承,范航清,何斌源.海水盐度对两种红树植物胚轴萌发的影响[J].植物生态学报,2001,25(2):235-239.
[14]廖宝文,郑德璋,郑松发,等.海桑种子发芽条件的研究[J].中南林学院学报,1997,17(1):25-31.
[15]李云,郑德璋,廖宝文,等.盐度与温度对红树植物无瓣海桑种子发芽的影响[J].林业科学研究,1997,10(2):137-142.
[16]张杨,叶勇,卢昌义.不同盐度下海漆的种子萌发和幼苗生长[J].厦门大学学报:自然科学版,2010,49(1):144-148.
[17]Levitt J.Reponses of plants to environmental stress(2nd edn)[M].New York:Academic Press,1980.
[18]Yan S G,Shen Y Y.Effects of ecological factors on salt-tolerance of Puccinelia tenuinora seeds during germination[J].
Acta Phytoecologica Sinica,1996,20(5):414-422.
[19]叶勇,刘美龄,卢昌义,等.木榄胚轴萌发及幼苗生长与生理对水渍和底质条件的响应[J].海洋与湖沼,2007,38(1):
84-904.
801
陈燕等:红树植物角果木胚轴的萌发特性
Study on Hypocotyls Germination Characteristics
of Mangrove Plant Ceriops Tagal
CHENYan1,CHENG Xialan1,LIN Kangying2,XU Fanghong2,CHEN Yuechao2
(1.School of Life Science and Technology,Zhanjiang Normal Colege,Zhanjiang 524048,Guangdong,China;
2.The Administration of Zhanjiang Mangrove National Nature Reserve,Zhanjiang 524088,Guangdong,China)
Abstract:In order to probe the effects of salinity,light and culture medium on hypocotyls germina-
tion,the germination experiment of Ceriops tagal hypocotyls colected from coast near Maichen twon,Xu-
wen county,Guangdong province was conducted.Hypocotyls were cultured by(a)different salinity of
seawater(0,10‰,20‰and 30‰of NaCl)with hypocotyls under dark;(b)different salinity of seawater
(0,10‰,20‰and 30‰of NaCl)with hypocotyls under light;(c)sand watered with tap water and(d)
soil watered with tap water.The results showed that the optimal salinity for rooting and budding are 0~
20‰and 10‰,respectively.Hydroponicaly cultured with 10‰salt under light,the rooting rate and bud-
ding rate decreased by 10%and 76.7%,respectively compared with that under dark,which indicated that
light inhibited hypocotyls germination of Ceriops tagal.Cultured with sand and red soil,hypocotyls could
germinate normaly,with the germination rate over 90%.
Key words:Ceriops tagal;hypocotyls;germination;salinity;ilumination;culture medium
901