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白檀种子发芽特性研究



全 文 :·园林花卉·植物 北方园艺2016(10):78~81
第一作者简介:刘立言(1992-),男,江苏南京人,硕士研究生,研
究方向为园林植物资源与种质创新。E-mail:705851226@qq.
com. 
责任作者:郭太君(1957-),男,硕士,教授,硕士生导师,现主要从事
园林植物种质资源和栽培生理与景观生态等研究工作。E-mail:
guoguo5557@126.com.
基金项目:吉林省科技厅重点科技攻关资助项目(20150204045NY)。
收稿日期:2015-12-18
DOI:10.11937/bfyy.201610020
白檀种子发芽特性研究
刘 立 言,宋   航,安 佰 义,郭 太 君
(吉林农业大学 园艺学院,吉林 长春130118)
  摘 要:以白檀种子为试材,通过测定白檀种子的吸水率,以及不同部位的浸提液对白菜种
子发芽、生长的影响,初步探讨了白檀种子休眠原因。结果表明:种子吸水性不是导致白檀种子
休眠的原因。白菜种子经白檀种子的各部位浸提液处理后,浸提液对根长、苗高和发芽率的抑制
作用强弱为根长>苗高>发芽率;胚乳浸提液对白菜种子发芽率、苗高、根长的抑制作用强于其
它部位的浸提液;甲醇浸提液抑制作用强于水浸提液的抑制作用。
关键词:白檀;吸水性;浸提液;抑制物质
中图分类号:S 792.99 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2016)10-0078-04
  白檀(Symplocos paniculata (Thunb)Miq)属山矾
科(Symplocaceae)山矾属(Symplocos Jacq)落叶灌木或小
乔木。分布于东北、华北至江南各地。白檀树形优美,
春季开白色花朵,秋季树上结蓝色果实,是江南低山丘
陵地区防水土流失、改善生态环境的理想树种,有很好
的经济价值和观赏价值。关于白檀的研究报道相对较
少,管正学等[1]研究表明,白檀油是半干性油可作为工
业用油,也可发展成新的木本食用油;左长清等[2]研究
表明,白檀种子和叶片含有氨基酸17种,其中人体必需
的有7种,并含有较多健康的微量元素。另外,季长波
等[3]研究发现,白檀种子具有隔年发芽特性,经酸蚀和
赤霉素配合使用,当年播种的出苗率为44%。张智等[4]
发现,山矾属植物棱角山矾有隔年发芽习性,存在深休
眠。课题组在进行白檀播种育苗过程中也发现播种当
年不出苗的现象。关于白檀种子休眠特性的研究尚鲜
见报道。为此,现以当年采集的白檀种子为试验材料,
开展了种皮透水性和种子不同部位的浸提液的生物学
效应检测,以期探讨种子的休眠是否与种子的吸水性和
内含化学抑制物质有关,为解除种子休眠促进种子萌发
提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
  供试材料为白檀种子、白菜种子。白檀种子于2014
年9月采集于吉林省通化市,白菜种子为山东昌邑蔬菜
良种繁育基地培育的擗帮白菜(纯度95%,净度98%,水
分8%)。
1.2 试验方法
1.2.1 种子吸水特性的测定 试验处理分为完整种子
和刺破种壳至胚乳种子。用解剖针刺破种壳至胚乳,每
个种子上刺3个孔。将完整种子和刺破种子放入容器
内,分别称重后加蒸馏水浸没种子,置于25℃恒温箱中
吸水。白天隔3h取出种子,用定量滤纸擦干其表面水
分,称重后继续放入恒温箱中吸水,重复操作直到种子
吸水饱和为止。每处理3次重复,每个重复50粒种子。
根据记录种子的质量变化测出单粒种子的吸水量,按赵金
花等[5]方法绘制吸水曲线。吸水率(%)=(吸水后质量-
干质量)/干质量×100。
1.2.2 果实浸提液的提取 试验采用饱满的鲜果和经
自然干燥的白檀果实,取胚乳(含胚)、种壳、果肉3个部
分各10g分别磨碎后置于100mL锥形瓶内,分别加入
80%甲醇和蒸馏水50mL,4℃浸提48h;期间白天每3h
搅拌1次。其中,80%甲醇处理24h后将浸提液用布氏
漏斗过滤,收集滤液后再用甲醇溶液浸提。混合滤液,
并在35℃减压旋转蒸发仪上蒸除甲醇后用蒸馏水定容
至50mL,即得白檀各部分甲醇浸提液。然后将浸提液
分别用蒸馏水稀释,稀释浓度分别为原浸提液浓度的
33%、50%、100%。
1.2.3 白檀果实浸提液对白菜种子发芽的生物学测定
 试验所用白菜种子经0.5%高锰酸钾溶液浸泡消毒3h
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北方园艺2016(10):78~81 植物·园林花卉·
后取出晾干,然后用不同浸提液浸泡1h,置于底部用不
同质量浓度浸提液至滤纸吸水饱和的培养皿中,以蒸馏
水作为对照,置于25℃的恒温光照培养箱中进行发芽
试验。48h后统计白菜种子发芽率,第7天测量种子苗
高和根长。每处理3次重复,每重复50粒种子。
2 结果与分析
2.1 白檀种子吸水特性
由图1可以看出,不同处理的吸水率变化曲线基本
相似,吸水率均在吸水处理3h前呈直线上升,此时间内
刺破种壳的种子吸水率为66.34%,完整种子吸水率为
48.68%,之后吸水率上升缓慢,前者到9h吸水基本呈
饱和状态,吸水率达到93.66%;后者到27h吸水基本
饱和状态,吸水率为89.47%。由此看出,刺破种壳处
理吸水速度大于完整种子,但完整种子在吸水处理后
27h已基本达到饱和状态,说明白檀种子种皮透水性
良好。
图1 白檀完整种子与刺破种皮种子的吸水率曲线
Fig.1 Water absorption curves of intact and coat-picked
seeds of Symplocos paniculataseeds
2.2 白檀种子各部位不同浸提液对白菜种子发芽的
影响
2.2.1 白檀种子水浸提液对白菜种子发芽率的影响 
从表1可以看出,不同浓度的胚乳水浸提液处理的白菜
种子发芽率均低于对照,达到差异极显著;50%、100%浓
度下,种壳水浸提液处理的白菜种子发芽率与对照相比
差异显著;其它部位与对照相比差异不显著;胚乳、种壳
水浸提液处理的白菜种子发芽率分别比对照降低了
7.63%~10.42%、3.47%~6.94%。相同浓度不同部位
水浸提液对白菜种子发芽率的影响:33%浓度下,胚乳
水浸提液处理的白菜种子发芽率比其它部位相应处理
降低7.20%~11.04%,达到差异极显著水平;100%浓度
下,胚乳水浸提液处理的白菜种子发芽率比果肉相应处
理降低了4.99%,达到差异显著水平。综上所述,胚乳
水浸提液对白菜种子发芽率有极强的抑制作用,胚乳中
抑制物质种类和含量高于种壳和果肉。
表1 白檀种子水浸提液对白菜
种子发芽率的影响
  Table 1 Efect of the water extracts of Symplocos paniculata
seeds on the germination rate of the Chinese cabbage seeds
浸提液浓度
Extract concentration/%
发芽率Germination rate/%
胚乳Endosperm 种壳Seed coat 果肉Pulp
CK  96.00±2.00aA  96.00±2.00aA  96.00±2.00aA
33  86.00±2.00
bB
bB 92.67±1.15
abA
aA 96.67±3.06
aA
aA
50  88.67±3.06
bB
bB 90.67±3.06
bA
bAB 92.67±1.15
aA
abAB
100  88.67±1.15
bB
cB 89.33±3.06
bA
bcB 93.33±2.31
aA
abAB
  注:数字后大小写字母分别表示差异达0.01和0.05的显著水平。上角标表示
同一部位不同浓度之间差异显著性比较,下角标表示同一浓度部位不同之间差异显
著性比较。下同。
Note:The lowercase and capital letters after numbers respectively reprepsent difer-
ence of 0.01and 0.05significant level.The superscripts indicate the comparison of difer-
ence of diferent concentrations at the same part,while the subscripts indicate the com-
parison of differences of different parts with the same concentration.The same
below.
2.2.2 白檀种子甲醇浸提液对白菜种子发芽率的影响
 由表2可知,除33%浓度下,果肉甲醇浸提液处理的
白菜种子与对照差异不显著外,其它甲醇浸提液各处理
均与对照存在显著或极显著差异。各部位分别比对照
降低了15.29%~25.70%(胚乳)、5.55%~9.71%(种
壳)、5.55%~8.33%(果肉)。各部位在100%浓度下处
理的白菜种子发芽率均低于33%浓度下处理的白菜种
子发芽率,降低了2.21%~12.30%。在各浓度下,胚乳
甲醇浸提液处理的白菜种子发芽率均极显著低于其它
部位,其它部位之间差异均不显著。综上,各部位甲醇
浸提液处理的白菜种子发芽率随着浸提液浓度的增大,
发芽率有所降低;胚乳中抑制物质的含量和种类高于种
壳和果肉。
表2 白檀种子甲醇浸提液对白菜
种子发芽率的影响
  Table 2 Efect of the methanol extracts of Symplocos paniculata
seeds on the germination rate of the Chinese cabbage seeds
浸提液浓度
Extract concentration/%
发芽率Germination rate/%
胚乳Endosperm 种壳Seed coat 果肉Pulp
CK  96.00±2.00aA  96.00±2.00aA  96.00±2.00aA
33  81.33±4.16
bB
bB 90.67±5.03
bAB
aAB 90.67±3.06
abA
aAB
50  72.00±5.29
cC
bB 90.67±1.15
bAB
abA 88.00±4.00
bA
bA
100  71.33±2.31
cC
cC 86.67±1.15
bB
bA 88.67±3.06
bA
bB
2.2.3 白檀种子水浸液和甲醇浸提液对白菜种子发芽
率的影响 从表3可以看出,50%、100%浓度下,胚乳甲
醇浸提液处理的白菜种子发芽率低于水浸提液处理的
白菜种子发芽率,分别降低了18.80%、19.56%,均达到
差异极显著水平;其它同一浓度各部位间均无显著差
异。低浓度时,胚乳水浸提液和甲醇浸提液之间差异不
显著,随着浓度增大,甲醇浸提液的抑制作用增强,甲醇
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·园林花卉·植物 北方园艺2016(10):78~81
  表3 白檀种子水浸提液和甲醇浸提液对
白菜种子发芽率的影响
  Table 3 Efect of the water extracts and the methanol extracts of
Symplocos paniculataseeds on the Chinese cabbage seeds
浸提液浓度
Extract concentration/%
发芽率Germination rate/%
胚乳Endosperm 种壳Seed coat 果肉Pulp
CK  96.00  96.00  96.00
33
水 86.00±2.00aA  92.67±1.15aA  96.67±3.06aA
甲醇 81.33±4.16aA  90.67±5.03aA  90.67±3.06aA
50
水 88.67±3.06aA  90.67±3.06aA  92.67±1.15aA
甲醇 72.00±5.29bB  90.67±1.15aA  88.00±4.00aA
100
水 88.67±1.15aA  89.33±3.06aA  93.33±2.31aA
甲醇 71.33±2.31bB  86.67±1.15aA  88.67±3.06aA
图2 白檀种子各部分不同浓度浸提液
处理对白菜根长生长的影响
Fig.2 Efect of the extracts with diferent concentrations from
Symplocos paniculataseeds on the growth of
the root of cabbage seeds
浸提液的抑制作用强于水浸提液的抑制作用。
2.3 白檀种子各部位不同浸提液对白菜根长生长的
影响
从图2可以看出,各部位水浸提液处理的白菜根长
与对照均存在极显著差异。在33%、50%、100%浓度
下,各部位水浸提液处理的白菜根长分别比对照低:
93.66%、94.29%、97.89%(胚乳),19.66%、24.64%、
61.95%(种壳),47.78%、52.85%、76.11%(果肉)。同一
浓度下,各部位间均存在极显著差异。种子各部位均存
在根长生长抑制物质,随着浸提液浓度增大,抑制作用
有不同程度增强;胚乳水浸提液的抑制作用较种壳和果
肉明显。
由图2还可知,甲醇浸提液各处理对白菜根长生长
的影响均极显著低于对照,各部位不同浓度水浸提液处
理的白菜根长分别较对照低:93.66%~97.75%(胚乳)、
88.79%~90.91%(种壳)、66.17%~89.43%(果肉)。同
一浓度下,除33%果肉甲醇浸提液处理的白菜根长与其
它部位存在极显著差异外,其它同一浓度下各部位差异
均不显著。随着浸提液浓度增大,各部位抑制作用增
强,胚乳中抑制物质含量和种类高于其它部位。
综上,各部位的甲醇浸提液对根长生长分别比水浸
提液低76.11%~86.16%(种壳)、35.22%~55.75%(果
肉)、74.36%~80.27%(胚乳),甲醇浸提液对白菜种子
根长的抑制作用明显高于水浸提液;胚乳中的抑制物质
种类和含量高于其它部位;浓度增大抑制作用增强。
2.4 白檀种子各部位不同浸提液对白菜苗高生长的
影响
从图3可以看出,种壳水浸提液处理的白菜苗高在
33%浓度下与对照无显著差异,果肉水浸提液处理的白
菜苗高在33%浓度下与对照无显著差异,其余各部位不
同浓度水浸提液处理的白菜苗高均与对照存在极显著
差异。胚乳水浸提液处理的白菜苗高在33%、50%、
100%浓度下分别比对照极显著降低了50.24%、
51.69%、80.68%;50%、100%浓度下种壳和果肉水浸提
液处理的白菜苗高分别比对照降低8.21%~21.16%、
30.92%~40.58%。同一浓度、不同部位间除种壳和果
肉在33%浓度下差异不显著外,其余各部位间均存在极
显著差异。各部位水浸提液对白菜苗高生长,随着浸提
液浓度的增大,抑制作用增强;胚乳的抑制作用强于其
它部位。
由图3还可知,各部位不同浓度甲醇浸提液处理的
白菜苗高均极显著低于对照,分别比对照降低:51.69%~
84.06%(胚乳)、26.09%~43.48%(种壳)、17.87%~
45.41%(果肉)。同一浓度各部位间,除100%浓度下种
壳和果肉之间差异不显著外,其余部分均存在极显著差
异。随着浸提液浓度增大,抑制效果增强;胚乳的抑制
作用强于其它部位。
图3 白檀种子各部分不同浓度浸提液
处理对白菜苗高生长的影响
Fig.3 Efect of the extracts with diferent concentrations from
Symplocos paniculataseeds on
the growth of seedling height
综上,各部位的甲醇浸提液对苗高生长分别比水浸
提液低2.91%~17.50%(胚乳)、28.17%~32.37%(种
壳)、8.13%~19.05%(果肉),甲醇浸提液的抑制作用强
于水浸提液;胚乳中抑制物质的含量和种类高于其它部
位;随着浸提液浓度增大抑制效果增强。
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北方园艺2016(10):78~81 植物·园林花卉·
3 结论与讨论
种壳障碍、胚形态发育不全、生理后熟、种子中含有
化学抑制物质都是导致种子休眠的原因[6]。一般来说,
种皮的不透水性是影响种子萌发的重要原因,种子种皮
过硬导致种子不能解除休眠[7]。例如,张洁等[8]研究的
紫椴刺破种皮的种子吸水率远远大于完整种子,表明种
皮对种子的吸水过程有一定的阻碍作用。另外,谢朋
等[9]研究的假色槭种子完整种子果皮无吸水障碍,说明
种皮不是引起种子休眠的必然原因。通过白檀完整种
子和刺破种子的吸水率可以看出,吸水3h时,种子吸水
率都达到40%以上;完整种子在吸水后27h可基本达
到饱和状态;刺破种子在吸水后9h可基本达到饱和状
态。根据卡恩理论,种子吸水率达到40%就达到了种子
萌发的生理需求[10]。说明白檀种子在3h就能达到种
子萌发的生理需求,种子吸水性不是导致白檀种子休眠
的原因。
种子休眠还可能由于种子自身存在抑制物质,很多
文献表明,这些内源抑制物的存在是导致种子休眠的主
要原因[11-12],如拧筋槭(Acer triflorum)果皮、种皮、胚中
均含有抑制物质,但胚中物质的抑制作用最强[13];南方
红豆杉(Taxus chinensis var.mairei)种子中抑制物质活
性强弱为胚>内种皮>胚乳>中种皮>外种皮[14]。白
檀种子水浸提液和甲醇浸提液处理对白菜种子的发芽
率、苗高、根长均表现出不同程度的抑制作用,表明化学
物质是导致白檀种子休眠的重要原因之一,其抑制强度
为根长>苗高>发芽率。不同部位对白菜种子发芽、
生长的抑制作用有所不同,胚乳的水浸提液和甲醇浸
提液在白菜种子发芽、生长方面都表现了相对于其它
部位而言较强的抑制作用,说明这种化学抑制物质主
要存在胚乳中,对于抑制物质的种类和含量还有待进
一步研究。
参考文献
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Study on the Germination Characters of Symplocos paniculata Seeds
LIU Liyan,SONG Hang,AN Baiyi,GUO Taijun
(Colege of Horticulture,Jilin Agricultural University,Changchun,Jilin 130118)
Abstract:In this paper,the dormancy mechanism of the Symplocos paniculata (Thunb)Miq seed was studied by
determining water absorption and efect of diferent extracts on the germination and growth of Chinese cabbage seeds.
The results showed that the water absorption was not one of the causes of the seed dormancy.The extracts of diferent
parts of Symplocos paniculataseeds were used to deal with the Chinese cabbage seeds.The extracts had inhibitory efects
on the root length,the seedling height and the germination rate.The root length was afected mostly while the
germination rate least.The extract of endosperm had the most significant impact than that of other parts.The inhibitory
efect of methanol extract was greater than that of water extract.
Keywords:Symplocos paniculata;water permeability;extract;inhibitor
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