全 文 ：24 林业科技开发 2015 年第 29 卷第 6 期
doi:10． 13360 / j． issn． 1000－8101． 2015． 06． 006 中图分类号:S685． 99
流苏树种子变温层积过程中贮藏物质及酶活性变化
张鸽香，胡靖
(南京林业大学风景园林学院，南京 210037)
摘 要:为了解流苏树种子休眠机理，对山东临沂、河南安阳、山西运城 3 个产地的流苏树种子进行变温层积处
理，测定不同时间种子的发芽率、可溶性糖、淀粉、粗脂肪、可溶性蛋白含量以及淀粉酶(AMS)、过氧化物酶(POD)
及酸性磷酸酯酶(ACP)的活性变化。结果表明:在变温层积过程中，3 个产地种子的可溶性糖、POD活性及 ACP活
性均逐渐增强;淀粉、粗脂肪含量均逐渐降低;可溶性蛋白质含量、AMS 活性均呈现先升后降的趋势;变温层积 120
d时 3 个产地种子的发芽率均有较大幅度的提高，分别达到了 67． 3%，71． 7%和 63． 7%，说明变温层积能有效打破
流苏树种子的休眠，且在层积过程中贮藏物质逐渐分解为种子萌发提供能量来源。
关键词:流苏树;变温层积;贮藏物质;酶活性
Changes of the storage substances and enzyme activity of Chionanthus retusus seeds during alternative
stratification∥ZHANG Gexiang，HU Jing
Abstract:To detect seed dormancy mechanism，the germination rate，the content of soluble sugar，the content of fat and
starch，the content of protein and the amylase(AMS)activity，the peroxidase(POD)activity，and the acid phosphatase
(ACP)activity of the three places of origin of Chionanthus retusus seeds of Yuncheng in Shanxi，Anyang in Henan and Lin-
yi in Shandong were determinated in different time by alternative stratification． The results showed that during the stratifica-
tion time processing，the content of soluble sugar，the POD activity and the ACP activity of the three places of origin of C． re-
tusus seed increased gradually． The content of fat and starch gradually decreased． The content of protein and the AMS activi-
ty at first period increased but decreased after that． After 120 days of the alternative stratification，the germination rates of
the seeds of all the three places of origin had been greatly improved，made 67． 3%，71． 7%，63． 7%，respectively． Which
showed that the seed dormancy of C． retusus seeds could be effectively overcome by alternative stratification． And the gradual
decomposition of storage material prepares for seed germination in the process of alternative stratification．
Key words:Chionanthus retusus;alternative stratification;storage material;enzyme activity
Authors’address:College of Landscape Architecture of Nanjing Forestry University，Nanjing 210037，China
收稿日期:2015－07－11 修回日期:2015－09－06
基金项目:国家林业局“948”项目(2014－4－17) ;江苏省林业三新工程
项目(lysx［2012］11)。
作者简介:张鸽香(1967 －) ，女，副教授，主要从事园林植物生产栽培
与应用研究工作。E-mail:nld_zhang@ njfu． com． cn
流苏树(Chionanthus retusus)为木犀科流苏属落
叶乔木，其花量繁茂，花形纤细，花香浓郁，是优秀的
乔木型园林香花树种［1－2］。目前，流苏树以种子繁殖
为主，因流苏树存在胚根与上胚轴的双休眠特性，需
要经过变温层积才能打破种子的休眠［3］。但关于流
苏树休眠机理研究的相关报道较少，仅有形态及种实
解剖特性、种苗特性等方面的研究［4－5］。有研究表明
木犀科植物中桂花种子具有一定的休眠现象，可通过
低温层积和赤霉素浸种有效促进种子的萌发［6－7］。
本研究通过对流苏树种子在变温层积过程中主要贮
藏物质及相关酶活性变化的探讨，为了解流苏树种子
休眠机理和打破休眠机制提供参考。
1 材料与方法
1． 1 试验材料
试验材料为 2012 年购买自山东临沂、河南安阳、
山西运城 3 个产地的当年生成熟的流苏树种子。种
子取样采用四分法。
种子从 2012 年 10 月开始层积，层积前先于
25 ℃温水中浸泡 48 h，然后与湿沙以体积比 1∶ 3混合
后进行层积处理;容器为发芽盒，先置于 28 ℃条件下
暖层积 30 d，后置于 5 ℃条件下冷层积 90 d［3］。采用
四分法取各层积阶段(层积 30，45，60，80，100 及 120
d)的种子，以浸泡 48 h 后未层积的种子为对照
(CK) ，共取样 6 次，进行生理生化指标的测定。
1． 2 试验方法
可溶性糖和淀粉含量采用蒽酮比色法测定［8］;
粗脂肪含量使用索氏提取法测定［9］;可溶性蛋白质
含量采用考马斯亮蓝法测定［10］;酸性磷酸酯酶
森林资源培育 欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗
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(ACP)活性和淀粉酶(AMS)活性测定方法参考文献
［11］，过氧化物酶(POD)活性采用愈创木酚法测
定［12］。试验重复 3 次。
2 结果与分析
2． 1 可溶性糖、淀粉含量及淀粉酶活性的变化
3 个产地流苏树种子变温层积过程中可溶性糖
含量变化的结果见图 1。各产地流苏树种子中可溶
性糖含量随着层积时间的推移都呈现递增趋势。与
对照相比，在暖层积结束时山东临沂、河南安阳、山西
运城 3 个产地流苏树种子可溶性糖含量(质量分数)
分别增加了 49%，51%和 42%。变温层积结束时，不
同产地流苏树种子可溶性糖含量分别为 9． 82%，
10． 82% 和 9． 43%，较对照增加了 126%，165% 和
98%。层积过程中，可溶性糖含量的增加是由淀粉、
脂肪转化而来，说明层积过程中可溶性糖的不断积累
为打破种子休眠提供了物质基础。
图 1 层积过程中可溶性糖含量的变化
3 个产地流苏树种子层积过程中淀粉含量的变
化见图 2。由图 2 可知，在整个层积过程中，淀粉含
量都逐渐降低，逐渐溶解转化成可溶性糖等其他物
质，为种子的萌发做好物资准备。暖层积结束时，与
对照相比，山东临沂、河南安阳、山西运城各产地种子
淀粉含量分别下降了 33%，32%和 30%，种子代谢在
暖层积过程中比较旺盛，说明高温有利于打破种子的
休眠。进入冷层积后，淀粉含量继续下降，层积结束
时，与对照相比，山东临沂、河南安阳、山西运城各产地
种子淀粉含量分别降低了 61%，57%和 58%，生理生
化反应持续加剧，说明冷层积也能够促进种子发芽。
图 2 层积过程中淀粉含量的变化
层积过程中 3 个产地流苏树种子淀粉酶活性变
化见图 3。由图 3 可知，各产地中淀粉酶活性均随着
层积时间先升后降。层积处理前 45 d 淀粉酶活性上
升均较为缓慢，层积 60 d 时，淀粉酶活性上升明显，
此时山东临沂、河南安阳、山西运城 3 个产地淀粉酶
活性比对照上升了 172%，110%和 133%。此时层积
已经启动了种子的代谢活动，使种子中贮藏物质开始
发生变化，淀粉酶活性的增强促使淀粉分解成糖，为
种子解除休眠提供营养物质。层积 60 ～ 80 d 期间，
淀粉酶活性逐渐降低，且比前 60 d 变化幅度小，这可
能是由于此阶段种子代谢活动较弱，或是种子打破休
眠受阻造成。但是 60 ～ 100 d 期间，山东临沂产地种
子淀粉酶活性下降较快，原因可能是该产地在此段时
间层积时水分过多，导致种子呼吸作用受到抑制，从
而使种子代谢活动受到胁迫。
图 3 层积过程中淀粉酶活性的变化
2． 2 粗脂肪含量及酸性磷酸酯酶活性的变化
流苏树种子中的粗脂肪含量较高，最高为河南安
阳产地，达到了 46． 29%(图 4)。粗脂肪是流苏树种
子内的主要贮藏物质，脂肪的代谢转化对于流苏树萌
发过程中的营养转化影响较大。
图 4 层积过程中粗脂肪含量的变化
由图 4 可知，在层积过程中，3 个产地流苏树种
子粗脂肪的含量都呈现逐渐下降的趋势，在前 30 d
的暖层积过程中，粗脂肪含量逐步减少，与对照相比，
山东临沂、河南安阳、山西运城 3 个产地分别降低了
14． 0%，14． 1%和 8． 0%，暖层积结束冷层积前期粗
脂肪含量持续下降，在层积 45 d 时，分别降至对照的
84． 9%，86． 0%和 89． 7%，而后持续升高，在层积 80
欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗 森林资源培育
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d时升高至峰值，之后又再度下降，至层积结束时，山
东临沂、河南安阳、山西运城产地粗脂肪含量分别降
为对照的83． 1%，82． 6%和 86． 7%。随着层积时间
的推移种子粗脂肪含量逐渐转化、分解，为种子萌发
提供能量来源。
酸性磷酸酯酶(ACP)在脂肪转化过程中发挥着
重要作用。随层积时间的延长，3 个产地 ACP活性均
呈逐渐上升趋势，与对照相比，活性均有所提高，且在
层积 120 d时活性最大，山东临沂、河南安阳、山西运
城 3 个产地 ACP 酶含量分别比对照增长了 260%，
207%和 249%(图 5)。
图 5 层积过程中酸性磷酸酯酶活性的变化
2． 3 可溶性蛋白及过氧化物酶活性的变化
层积过程中 3 个产地可溶性蛋白含量的变化见
图 6。由图可知，3 个产地可溶性蛋白含量整体变化
趋势为升高—降低—升高，暖层积及冷层积前期，可
溶性蛋白含量快速上升，山东临沂、河南安阳、山西运
城产地暖层积结束后分别比对照增加了 25%，21%
和 20%，冷层积前期比对照增加了 55%，61% 和
51%。60 和 80 d时相较于 30 和 45 d，蛋白质含量有
所下降，但仍高于对照。100 和 120 d时，蛋白质含量
呈现上升趋势，不过上升速度延缓，至层积结束时，各
产地与对照相比上升了 62%，59%和 59%。3 个产
地可溶性蛋白含量在前期积累较多，之后又短暂下
降，可能是因为被胚所利用，之后又逐渐升高，创造出
合适的条件促使种子最终萌发。
图 6 层积过程中可溶性蛋白含量的变化
本试验中，随着层积时间的延长，3 个产地过氧
化物酶活性逐渐升高(图 7) ，在层积 80 d 时，上升速
度最快，其中尤其以河南安阳产地上升幅度最大，与
对照相比增加达到了 148%，100 和 120 d 时，河南安
阳产地中 POD活性上升趋于平缓。而山东临沂和山
西运城 2 个产地 POD活性在 80 d 时，与对照相比增
长了 119%和 123%，100 和 120 d 时，2 个产地 POD
活性增长速度略高于河南产地。3 个产地 POD 活性
在层积结束时，均达到峰值，从而促进了流苏树种子
的萌发。
图 7 层积过程中过氧化物酶活性的变化
2． 4 不同层积时间处理下种子发芽率的变化
对流苏树种子进行变温层积处理，取层积不同时
期的 3 个产地种子进行发芽试验结果见图 8。由图 8
可见，在层积 60 和 80 d 时 3 个产地种子均有极少数
种子发芽，山东临沂、河南安阳、山西运城 3 个产地在
60 d时发芽率分别为 0． 3%，0． 7%和 1． 0%，80 d 时
为 0． 7%，0． 7%和 1． 0%，100 d 时分别达到 4． 3%，
5． 7%和 3． 7%，到 120 d 时发芽率大幅度提高，发芽
率分别达到63． 7%，71． 7% 和67． 3%。由此可以看
出，在层积 30，45，60，80 和100 d时，流苏树种子的发
芽率很低，说明流苏树种子的休眠还没有被完全打
破，而层积 120 d 时流苏树种子的发芽率大幅升高，
所以变温层积处理有助于解除流苏树种子的休眠，但
至少需要 120 d的层积时间。
图 8 变温层积处理后的种子发芽率
3 结论与讨论
种子萌发过程中需要淀粉、蛋白质、脂肪等一系
列贮藏物质在相应酶的作用下分解，为种胚和幼苗的
生长提供营养物质和能量［13］，这些贮藏物质含量的
变化与多种代谢活动密切相关，可以间接显示种子破
森林资源培育 欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗
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除休眠的程度［12］。
可溶性糖作为种胚呼吸代谢的底物，它大量存在
于种胚与胚乳中，或经脂肪、淀粉、可溶性蛋白转化而
成［14］。种子萌发所需的氮素营养由可溶性蛋白提
供，并与种胚分化紧密相关，其含量变化反映出植株
代谢强弱的状况［15］。种子内的脂肪，是种子的重要
能源，对种子的萌发有重要的作用。许多研究表明变
温层积比单一温度层积处理能更有效打破种子休
眠［12，16－17］。本研究中，3 个产地流苏树种子通过先
暖后冷的变温层积处理，种子内贮藏物质含量发生
了剧烈的变化，可溶性糖含量逐步增加，淀粉、可溶
性蛋白及粗脂肪含量呈下降趋势，表明贮藏物质参
与并调节了流苏树种子休眠解除过程，这与祝遵凌
等［16］对欧洲鹅耳枥种子的研究结果相近，特别在暖
层积结束时，流苏树种子中可溶性糖、淀粉及粗脂
肪等贮藏物质含量变化幅度较大，这表明暖层积处
理有助于流苏树种子休眠的解除。在层积期间，流
苏树种子可溶性糖含量的增加以及淀粉含量的降
低，是由于淀粉降解和脂肪转化为糖类的结果［18］。
本试验中，流苏树种子中脂肪含量较高(最高的达
46． 29%) ，流苏树种子中粗脂肪含量因变温层积时
间的增加呈下降趋势，表明粗脂肪是种子萌发的重
要营养物质。
淀粉酶、过氧化物酶、酸性磷酸酯酶作为种子萌
发过程中关键性的酶，与植物体内各种生理活动息息
相关，通过参与各种生理活动产生物质能量保证种子
的萌发［15］。本研究中，流苏树变温层积过程中淀粉
酶活性呈现先上升后下降的变化趋势，过氧化物酶及
酸性磷酸酯酶含量比处理前高，这与刘月洋等［19］对
天女木兰种子和张春椿等［20］对南方红豆杉的研究相
一致，表明变温层积处理增强了流苏树种子内相关酶
的活性，加速贮藏物质的降解，并利于新物质的产生，
为流苏树种子的休眠打破提供了物质和能量准备。
本研究对流苏树种子经过暖层积(28 ℃)和冷层
积(5 ℃)的变温层积处理，加快其种子内主要贮藏物
质持续分解、转化和利用，为种子萌发提供能量来源，
可能是流苏树种子解除休眠的关键。本试验仅初步
研究了流苏树种子在变温层积过程中主要贮藏物质
总含量及几种关键酶活性的变化，变温层积处理后种
子发芽率的变化与其内在联系，还需进一步探讨研究。
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(责任编辑 田亚玲)
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