全 文 ：收稿日期:2010-11-26
基金项目:国家科技基础性工作专项(2007FY110800-05);陕西省科学
院重大项目(2007ZD-01);陕西省农业科技创新项目(2010
NKC-05)资助。
作者简介:张　莹(1972-),男 ,陕西省西安人;实验师 , 主要从事植物
种子资源调查与应用研究;E-mail:630882361@qq.com。
山白树种子营养成分及萌发特性研究
张　莹 , 　李思锋 , 　黎　斌 , 　李汝娟 , 　令狐昱慰
(陕西省西安植物园 , 　西安 710061)
StudyonNutrientConstituentsandGerminationCharacteristicsof
SinowilsoniahenryiHemsl.Seed
ZHANGYing, LISi-feng, LIBin, LIRu-Juan, LINGHUYu-wei
摘要:测定分析了山白树种子的主要营养成分 , 并对其萌发特
性进行了研究。结果表明 , 山白树种子(种仁)含有高的粗蛋白
(36.04%)和粗脂肪(35.78%), 较低的淀粉(4.56%)和可溶
性糖(10.2%),富含钾 、钙 、镁 、锌等矿质元素和 17种氨基酸 ,
与近源属植物牛鼻栓种子化学成分近似 , 具有较高的营养价
值。刚采收的山白树种子具有完整的胚结构 , 种子生活力高达
90.0%±4.6%, 由于山白树种子具有种皮抑制作用 ,且部分种
子具有生理性休眠特性 , 在常规环境下发芽率小于 0.3%;采用
酸蚀 、砂磨及一定浓度的 GA3预处理 , 发芽率低于 10%;通过
人工裂壳可解除种皮的抑制作用 ,有效提高山白树种子的发芽
率 , 达 39.3%±10.5%;随低温层积处理时间延长 ,山白树种子
发芽率逐渐增加 , 低温层积处理 150d种子萌发最佳 ,发芽率达
45.7%±9.8%。山白树种子需低温保藏。
关键词:　山白树;种子;营养成分;萌发特性
中图分类号:　S751+3　　　文献标志码:　A
文章编号:1001-4705(2011)03-0091-04
山白树 (SinowilsoniahenryiHemsl.)属金缕梅科
山白树属落叶灌木或小乔木 ,为我国特产单种属植物。
其分布于我国温带地区 ,分布地域狭小 ,数量少且呈零
星分布;加之单性花 ,授粉率低 ,结籽少且休眠期长 ,种
子又缺乏媒介传播 ,因此生殖困难 ,野生植株数量呈下
降趋势 [ 1] 。被列入我国国家二级保护植物以及陕西
省重点保护物种。其材质好 ,种子可以榨油 , 根系发
达 ,保水固土力强 ,可栽培作景观树 ,也可作为营造河
岸的生态树 [ 2] ,具有广阔的开发潜力 。目前已有学者
就山白树花粉的化学成分 、栽培技术 、外源激素对山白
树种子萌发的影响等做过研究[ 3 ～ 6] ,但有关山白树种
子的化学成分及其萌发生理等方面的研究还未见报
道 。作者对山白树种子的主要化学成分进行了测定 ,
并与同源属植物牛鼻栓 [ 7, 8]种子化学成分进行比较分
析;对种子采用清水浸种 、裂壳 、酸蚀 、低温层积 、保藏
等系列实验方法进行了萌发特性的研究 ,以期为这一
珍稀物种的保护 、人工繁育及开发利用提供科学依据。
1　材料及方法
1.1　试验材料
供试种子来自西安植物园 20世纪 80年代引自秦
岭山地的山白树植株 。于 2007、2008、2009年 10月采
收山白树植株上已成熟的果实 ,将其放入无纺布袋阴
干 ,约 7 ～ 10 d种子从果壳自行弹射出后 ,经自然风
干 ,放入 4℃恒温冰箱备用 。
1.2　试验方法
1.2.1　种子营养成分测定
种子含水量的测定:用 105℃烘干 8h法 。
种子(种仁)营养成分及其含量于 2009年 11月
在西北农林科技大学测试中心进行测定 ,测定当年成
熟种子 ,并剥除种壳。各营养成分的测定方法如下:
淀粉的测定:按蒽酮法测定 。
可溶性糖的测定:蒽酮比色法测定。
氨基酸的测定:样品经 6mol/LHCl完全水解后 ,
用 121MB型氨基酸分析仪分析 。
种子粗蛋白的测试方法:GB/6 432-94测定。
种子粗脂肪的测试方法:GB/6 433-94测定。
种子内原子的测定方法:原子分光光度计法测定。
1.2.2　种子萌发特性试验
采用称重 、测量 、解剖等方法 ,测定种子千粒重 、大
小 、吸水性 ,研究山白树种子形态结构 。
对山白树种子采用以下预处理:A.人工剥除种
壳 、砂磨 10min、95℃、75℃高温烫种;B.98%浓硫酸
分别酸蚀 15、30、45、60min;C.用 0、0.5、1、5、10、50、
100、300、600、900、1 200、1 500mg/L的 GA3溶液浸泡
24h;D.4℃砂藏 15、30、45、60、75、90、105、120、135、
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问题探讨　　张　莹 等:山白树种子营养成分及萌发特性研究
DOI :10.16590/j.cnki.1001-4705.2011.03.076
150、165、 180 d;E.用 0、 300、 600、 900、 1 200、 1 500
mg/L的 GA3溶液浸泡 24h后 4℃层积 120d。预处理
后放入培养皿中置于 23.5℃恒温培养箱萌发 [ 8] ,每组
100粒 , 3次重复。
1.2.3　种子保藏特性研究
对保藏于 -18 ℃及常温的山白树种子 ,分别于
1年和 2年后各进行 1次种子活力(TTC法 [ 8] )测试。
1.3　实验标准
1.3.1　种子萌发标准设定与发芽率统计
吸水率(%)=(浸种后质量 -浸种前质量)/浸种
前质量 ×100%
硬实率的测定:随机取净种子 100粒于 45℃自来
水中浸种 24h,统计未吸胀种子数 ,计算种子硬实率(3
次重复)。
吸胀率(%)=吸胀种子数 /处理种子数 ×100%
45℃水中浸泡 24h,体积达到原来 2倍的吸胀种
子 。
试验期间每天观察种子的萌发情况 ,其中 Gt表示
t日时的发芽数 , NT表示种子总数 。
发芽率(%)=∑Gt(10d)/NT×100%;
发芽势 =种子从发芽开始到发芽高峰时段内
(5d)发芽种子数占测试种子总数的百分比 。
1.3.2　种子活力测定
方法采用 TTC染色法(种子活力 =染色种子粒
数 /供试种子粒数 ×100%)。
1.3.3　数据分析
通过 MicrosoftExcel绘制图表进行分析 。
2　结果与分析
2.1　主要营养成分含量及分析
经测定 ,山白树风干种子的含水量为 13.6%。种
子(种仁)胚及胚乳的主要有机养分 、矿质元素和氨基
酸的含量见表 1、2和表 3。
表 1　山白树与牛鼻栓种子的主要有机养分含量
种类 淀粉 可溶性糖 粗蛋白 脂肪
山白树含量 4.56 10.2 36.04 35.78
牛鼻栓含量 2.53 2.75 37.73 33.80
表 2　山白树与牛鼻栓种子的 4种矿质元素的含量
种类 K(%) Ca(%) Mg(%) Zn(μg/g)
山白树含量 0.638 0.876 0.361 33.00
牛鼻栓含量 0.69 0.34 0.13 35.00
　　由表 1 可知 , 山白树种 子风干后粗 蛋白
(36.04%)和粗脂肪 (35.78%)含量较高 , 淀粉
(4.56%)和可溶性糖 (10.2%)含量较低 ,其中脂肪 、
可溶性糖 、淀粉均高于牛鼻栓种子的含量 ,粗蛋白接近
牛鼻栓的含量。由表 2可知 ,山白树种子富含钾 、钙 、
镁 、锌等矿质元素 ,其中 Ca、Mg含量均高于牛鼻栓 , K、
Zn含量接近于牛鼻栓 。
实验表明 ,山白树种子风干后含有半胱氨酸 Cys
4.13 mg/g、谷氨酸 Glu73.85 mg/g、天冬氨酸 Asp
32.77mg/g、丝氨酸 Ser21.6mg/g、脯氨酸 Pro15.49
mg/g、丙氨酸 Ala13.51mg/g、甘氨酸 Gly13.86mg/g、
酪氨酸 Tyr10.43mg/g;含人体必需的氨基酸赖氨酸
Lys14.23 mg/g、苏氨酸 Thr11.23 mg/g、缬氨酸 Val
23.02mg/g、异亮氨酸 Ile9.88mg/g、亮氨酸 Leu24.55
mg/g、蛋氨酸 Met3.78mg/g、苯丙氨酸 Phe8.33mg/g;
含儿童必需氨基酸组氨酸 His7.31 mg/g、精氨酸 Arg
33.29mg/g。 17种氨基酸中 ,谷氨酸的含量最高 ,其
次为天门冬氨酸 、亮氨酸和精氨酸。
山白树和牛鼻栓属金缕梅科两个单种属植物 ,山
白树氨基酸总含量 321.26 mg/g, 高于牛鼻栓种子
(261.6mg/g)。由图 1可知 ,氨基酸在山白树和牛鼻
栓种子的成分含量接近 ,而山白树种子中谷氨酸低于
牛鼻栓含量 ,其它氨基酸均高于牛鼻栓含量。
图 1　氨基酸在山白树和牛鼻栓种子中含量比较
2.2　种子的萌发特性
2.2.1　种子形态特性
山白树种子长椭圆形 ,大小约为(长 7.18mm、宽
4.20mm、高 3.88mm),种皮角质黑色有光泽 ,种脐灰
白色 ,千粒重为(56.5±1.6)g,观察胚的发育状况 ,剥
除 50s种子种皮 ,分别称取种壳和胚重比例为 1∶1。
种子含水量约为 13.6%。解剖发现 ,刚采收的山白树
种子胚被肉质白色胚乳包围 ,呈 “Y”字形 ,胚具胚根 、
胚轴 、子叶 ,分别约为胚长的 1/1、1/5和 7/10, (如图
2)形态已完整 ,不存在形态休眠 。
2.2.2　种子吸水特性
从图 2可以看出 ,未裂壳的山白树种子 ,水浸 6h
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第 30卷　第 3期　2011年 3月　　　 　　　 　　 　　　种　子　(Seed)　　　　 　　 　　　 　Vol.30　No.3　Mar.　2011
的吸水率为 13%,水浸 24h达 18%,水浸 48h吸水率
达到峰值 30%。而经破壳处理的山白树种子 ,水浸 6h
吸水率可达 22%, 24h达 31%, 42h达到峰值 41%,可
见 ,山白树种子种壳抑制了种子的吸胀。
图 2　山白树种子吸水性能进程
　　试验表明 , 刚采收的山白树种子硬实率高达
100%,种皮角质太坚硬阻碍胚的生长 ,使种子难以吸
胀萌发 ,因此种子萌发前必须进行预处理 。
2.2.3　种子预处理后的萌发
由表 3可知 ,通过砂磨 、高温浸泡不能有效解除山
白树种皮对其种子的机械限制 。不同时间浓硫酸处理
虽能将种皮腐蚀 ,促进种子萌发 ,但是由于种脐较薄 ,
加上种壳内存在空隙 ,处理时种子内渗入硫酸 ,经流水
冲洗数小时后种壳内依然为强酸性 ,经 pH试纸测得
溶液 pH值为 1 ～ 2,造成萌发后的山白树种子胚根发
育畸形 ,难以成苗 。利用种壳内存在一定空隙 ,可将种
壳压裂后萌发(人工裂壳),显著提高山白树种子的萌
发率达(39.3%),且幼苗生长旺盛 。
表 3　不同处理对山白树硬实种子萌发的影响
处理方法 发芽势(%)
发芽率
(%)
人工裂壳 36.7±9.0 39.3±10.5
浓硫酸 15min 2.3±1.5 6.7±2.5
浓硫酸 30min 7.7±2.5 9.7±1.5
浓硫酸 45min 6.0±1.0 8.0±2.0
浓硫酸 60min 2.7±1.2 3.3±0.6
砂磨 10min 1.3±0.6 1.6±0.6
95℃浸泡 0.0±0.0 0.0±0.0
75℃浸泡 0.0±0.0 0.0±0.0
对照 0.0±0.0 0.0±0.0
　　由图 3可知 ,山白树种子经过低温层积可逐渐解
除休眠使部分种子进入萌发阶段 。当层积时间少于
120d时 ,发芽率低于 5%,层积 135d时种子可在 4℃
环境下部分萌发 , 进行萌发处理后 , 发芽率可达到
26.3%,随着低温层积时间的延长 ,山白树种子的萌发
率逐渐增加;在 150d时增至 45.6%,在 165d时增至
61.7%,在 180d时增至76.3%。在 165d后种子虽然
能萌发 ,胚根能伸出 ,但是大部分种子生根后逐渐死
亡 。山白树种子低温层积时间应该选在 150d,其萌发
率可达 45.6%。
图 3　不同时间低温层积处理对山白树种子萌发的影响
　　由图 4可知 ,不同浓度的 GA3溶液浸泡后的山白
树种子在未裂壳 、裂壳 、低温层级 150 d后 ,对其萌发
均有抑制作用 ,不同于在无菌加培养基环境下的萌
发 [ 6] 。
图 4　低温层积 150d及不同浓度 GA3溶液浸泡
对山白树种子萌发的影响
2.2.4　保藏不同时间的种子活力 、发芽率
由表 4可知 ,山白树种子在常温下保藏 1年后 ,种
子活力及种子萌发力均有所下降。但在 -18 ℃环境
下保藏 1年 ,其种子活力及发芽率减少较小。表明山
白树种子需要在低温环境下保藏。
表 4　不同温度保藏对山白树种子活力及发芽率的影响
保藏条件 种子活力(%)
发芽率
(%)
0y 90.0±4.6 39.3±10.5
-18℃ 1y 86.3±5.1 34.6±3.5
室温 1y 63.3±4.2 2.3±1.5
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问题探讨　　张　莹 等:山白树种子营养成分及萌发特性研究
3　结论与讨论
3.1　山白树种子的营养成分
山白树种子富含脂肪和蛋白质 ,富含 K、Ca、Mg、
Fe、Zn、B等多种对人体有益的矿质元素 ,含有 17种氨
基酸 ,在食品 、医疗保健方面具有一定开发前景 ,可作
为我国特有的经济植物进行开发利用 。其油脂中的脂
肪酸是否主要为油酸 、亚油酸 、亚麻酸等不饱和脂肪酸
以及更多种类的矿质元素含量需进一步研究。
山白树种子营养丰富 ,易受鼠类动物的危害 ,是该
树种珍稀濒危的一个原因 。但可以为林地小动物提供
食物 ,增加林地的生物多样性。
山白树与牛鼻栓为近缘属植物[ 7, 8] ,其营养成分
接近 ,说明可根据化学成分含量的相似性 ,研究开发同
科的更多种类植物如蚊母树 、金缕梅 、银缕梅等的种子
化学成分并加以利用 。
3.2　山白树的种子萌发
山白树种子为常规型种子 ,刚采收的种子形态完
整 。由于山白树种皮骨质坚硬 ,使之对胚具有机械限
制作用 ,是抑制其萌发的主要因素。采用浓硫酸酸蚀 、
砂磨 、高温烫种等预处理对部分种皮机械抑制类种子
有解除抑制 、促进萌发的作用[ 9, 11] ,但是对山白树的作
用不大 ,山白树种子采用剥壳处理后 39.3%能够萌
发 ,但是大部分种子仍存在生理性休眠不能萌发。采
用低温层积 150d后 ,山白树种子萌发力提高 , 60%左
右种子能够将种壳撑开 ,萌发率可提高到 45.6%。
西安植物园处于低海拔 (430m)环境 ,栽培的山
白树结实较多 ,但是自然萌发的植株较少;野生山白树
主要分布在海拔 1 000 ～ 1 600m[ 12] ,可能主要与种子
萌发需要较长的低温层积时间有关。山白树种子在生
产中的育苗可于 9月初种子成熟后采用冰箱直接低温
层积 ,于 11月底沙藏于室外 ,人为延长低温层积时间 ,
提高种子萌发率 。
GA3解除种子休眠的机制主要是调节和激活淀粉
酶的活性 ,山白树和牛鼻栓种子营养成分接近 ,淀粉含
量低 ,脂肪和蛋白质含量较高 ,种子萌发是淀粉和蛋白
质的分解代谢过程 ,这可能是 GA3不能促进山白树种
子萌发的原因 ,这个特性与牛鼻栓相似 。可试行先低
温层积后结合外源激素处理的方法 ,进一步提高山白
树种子的萌发率 ,探究其种子萌发特性。
山白树种子在常温下保藏后通过 TTC染色法测
得的种子活力较 -18℃低温保藏种子活力低 ,由 82%
降至 63.3%,胚的染色由深变浅 ,裂壳后在 -18℃干
藏 2年的山白树种子的活力及发芽率依然很高 ,常温
下存放 1年后发芽率迅速下降 ,说明种子需要低温保
藏 。
山白树可在 -18℃低温下保藏 ,育苗时取出将种
壳人工压裂 ,去除种壳 ,可随时应用于生产育苗 。
3.3　山白树的保护与应用
山白树目前没有被广泛种植 ,数量稀少 ,应进一步
提高繁育手段 ,加大种群数量 ,进行进一步的保护及开
发利用 。山白树种子保藏后生理变化也需进一步研
究 ,以便更加深入地认识山白树种子萌发机理 ,提高种
子萌发和保藏 ,为日后保护 、生产应用提供理论依据 。
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