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濒危植物蒙古扁桃种子特性及萌发生理研究



全 文 : 2007年9月 阴 山 学 刊 Sept.2007
第21卷 第3期 YINSHAN ACADEMIC JOURNAL Vo1.21 No.3
收稿日期:
作者简介:
28

濒危植物蒙古扁桃种子特性及萌发生理研究

方 海 涛,安 瑞 丽,张 惠 芳,康 俊,邓 普 恩
(包头师范学院 生物科学与技术学院,内蒙古 包头 014030)

摘 要:本文对蒙古扁桃种子特性及萌发影响因素进行了初步研究。实验结果表明:蒙古扁桃千粒重
为157.9±4.5g,去除内果皮后,种子较易萌发;活种子的吸水力较高,从开始浸泡起,前2h是种子快速吸
胀期;通过用TTC法测种子活力可知,去除果皮后,蒙古扁桃种子活力高达100%;用TTC法测种子萌发过程
中脱氢酶活性时,可知脱氢酶的活性很高,且在不同萌发时间,脱氢酶的活性不一,吸胀后3h脱氢酶的活
性最高,高达89.7%。室温、自然光照下,蒙古扁桃种子发芽率为86.67%;在1—2cm深的土壤中,种子出苗
率可达100%,超过3cm,显著下降;蒙古扁桃种子萌发时土壤的最适湿度为15%—25%,低于 15%或高于25%
出苗率显著下降;土壤湿度对幼苗存活率有极显著影响,湿度为20.26%时,幼苗死亡率高达50%。
关键词:蒙古扁桃;种子萌发;种子生活力;脱氢酶
中图分类号:Q949.751.8 文献标识码:A 文章编号:1004-1869(2007)03-0028-04
蒙古扁桃(Prunus mongolica Maxim)是蔷薇科
(rosaeae)李属(prunus)的落叶灌木,为戈壁荒漠特
有种,极耐干旱和贫瘠,可作干旱地区的水土保持植物,
有极大的生态价值[1-4]。蒙古扁桃种仁含油率为40%,其
油可供食用,为重要的木本油料树种之一;种仁可代“郁
李仁”入药,能润燥肠,利尿,主治大便燥结,水肿,脚
气等症。由于自然历史原因和人类经济活动的影响,特别
是过度放牧及人们乱砍做燃料和大量采集其种仁榨油,入
药,致使其数量锐减,被列为国家三级濒危植物[1]。
目前,一些学者已对蒙古扁桃的形态特征,生态习
性,生理特性,组织培养,种子生理,细胞学,生殖生物
学及资源利用等方面进行了研究,但对种子萌发生理仅做
了初步探索。本文在前人研究的基础上进一步探索该植物
种子的特性,探讨其致濒机制,并为进一步研究和保护这
一珍稀濒危植物提供参考依据。
1 材料和方法
供试蒙古扁桃成熟种子于2005年7月12日,采自内蒙
古包头市鹿沟。
1.1 种子形态特性观测
将果实采集后,先分离出种子,去除杂质,测定种子
种径、种子初始含水量与千粒重。
种径是随机测定30粒种子的长度,然后计算平均值。
种子含水量测定采用种质库常规测定方法(105±2)℃、
(17±1)h的烘箱测定,以鲜重为基础计算含水量;千粒
重采用四次平均法,从净种子中随机数取1000粒种子称
重,重复4次,然后计算平均值。
1.2 种子吸水速度测定
称取完整的种子30粒的初始重量,放入足量的水中,
在25℃下使其吸水。第一天每隔2h取出种子,用滤纸吸干
称重,以后每隔10h测一次,直至吸水量不在增加为止。
实验重复3次,以净吸水量随时间的变化来表示种子的吸
水速度。
1.3 种子萌发实验
在培养皿内加两层湿滤纸作为发芽床,每组试验100
粒,20粒/皿,3次重复,计算发芽率和发芽指数。发芽床
置于自然光照、室温20℃下进行培养。
发芽率(%)=(发芽种子数/试验种子数)×100﹪
GI =∑(Gt/Dt)(其中GI为 发芽指数,Gt为第t天发芽
的种子数,Dt为相应的发芽天数)
1.4 土壤深度对种子出苗的影响
实验采用5个纸杯(高15cm,杯口直径为10cm,下
同)。温度为室温,光照为室内自然光照。种子分别置于
土壤层表面下1—5cm。所用沙壤(均用孔径为1mm的土壤
筛筛过,下同)在80℃烘干箱中烘至恒重,然后加入充足
的蒸馏水,每天称重补充蒸发水分。实验所采用种子在室
温下贮藏10个月。实验持续15d。
1.5 不同湿度土壤对种子出苗率的影响
取7个一纸杯加入等重量的沙壤,在80℃烘干箱中烘
干至恒重。取出分别向纸杯内加水,使湿度为5%、10%、
15%、20%、25%、30%、35%(水重/(水重+土重))。种
子置于沙壤表层下1cm处,在室内自然光照下进行萌发和
出苗实验。实验所采用种子在室温下贮藏10个月。实验持
续20d。
1.6 种子生活力的测定
取贮藏4d 的种子,采用TTC染色法测定种子的生活
力。首先在25℃的水中浸种10h,然后切开种皮取出种
2007-04-21
方海涛(1973-),男,硕士,讲师,研究方向:濒危植物保护、昆虫与植物关系。
DOI:10.13388/j.cnki.ysajs.2007.03.008
29
胚,用1.0%TTC溶液在25℃下黑暗中染色2h,最后根据染
色部位和染色程度的深浅,鉴定种子生活力的有无。每组
实验30粒种子,重复4次。
1.7 脱氢酶活性的测定
脱氢酶的活性测定采用TTC定量法。
不同湿度对幼苗存活率的影响
将长势相同的幼苗分别置于湿度为20.26%、25.03%、
30.03%、34.97%,室温、自然光照下培养。每组30棵苗,
重复4组。
2 结果与分析
2.1 种子形态特性
蒙古扁桃种子呈卵形,种皮淡褐色,革质光滑,种子
长(11.8±0.13)mm,宽为(6.4±0.12)mm,厚为(4.15±
0.85)mm; 其千粒重(干重)为(157.9±4.5)g。
2.2 种子吸水速度测定
蒙古扁桃种子吸水变化过程见图1。种子在前2h是快
速吸水阶段,其净吸水量呈斜线上升,2h后种子吸水处于
缓慢阶段,直至种子吸水达饱和状态,到10h种子开始出
芽,种子又进入吸水阶段。

横座标:吸水时间(小时)
Absciassa:Time of water absorption(h)
纵座标:净吸水量
Ordinate:Net weight of water absorption
图1:蒙古扁桃种子吸水进程
Fig.1:Water absorption of Proumus mongolica
2.3 光照和温度对种子萌发的影响

横座标:温度
Abscissa:temprature
纵座标:发芽率(%)
ordinate:germination percentage(%)
图2:光照和温度对蒙古扁桃种子发芽率的影响
Fig.2:Effect of light and temperature on seed
germination percentage of Prunus Mongolica
在不同温度时,光照和黑暗条件下蒙古扁桃种子发芽
率和发芽指数差异显著(如图2、3)。光照条件下种子培
养3d开始萌发,而暗处理第7d种子才开始萌发,因此,光
照对种子萌发有促进作用。蒙古扁桃种子萌发的最低温度
为10℃,20℃时发芽率达到最高值,超过25℃发芽率开始
下降,这可能与较高温度加大了对底物的消耗,对幼苗健
康生长不利有关。

横座标:温度
Abscissa:temperature
纵座标:发芽指数
Ordinate:germination index
图3:光照和温度对蒙古扁桃种子发芽指数的影响
Fig.2:Effect of light and temperature on seed
germination index percentage of Prunus Mongolica
2.4 种子生活力的测定
四唑染色法结果(表1)说明,有活力的种子为93%,
无活力的种子为7%。蒙古扁桃发育完全的种子较多,且在
具有完整胚的种子93%的种子有生活力,说明蒙古扁桃种
子可能在当年萌发成幼苗,这对幼苗越冬是不利的。

2.5 播种深度对种子出苗的影响
播种深度对种子出苗率有极显著的影响。在1cm时,
出苗率可达100%;在2cm时,出苗率可达80%;深度增加则
显著下降,当深度达3cm时,出苗率降至70%;增至4cm以
上,则降至60%以下(图4)。翻开深层土壤,对未出苗种
子进行观察,发现大多数胚根已伸出,但均死亡霉烂。
表1:蒙古扁桃种子生活力的四唑染色法检验
Tab1: Seed vigor of Prunus mongolica
pubipetiolata tested by TTC
项目Item TestI TestII TestIII TestIV Total(%)
有生活力Seeds
with vigor 29 28 27 28
无活力Seed
without vigor 3 2 8 7
30

横座标:播种深度(cm)
Abscissa:sow depth(cm)
纵座标:出苗率(%)
Ordinate:seeding emergence rate(%)
图4:播种深度对种子出苗率的影响
Fig.4:Effect soil depth on seeding emergence rate
2.6 不同湿度对种子出苗率的影响
土壤湿度是影响蒙古扁桃种子萌发出苗的另一重要环
境因素,种子在不同湿度的土壤中萌发时出苗率和出苗速
度存在显著差异。试验表明,蒙古扁桃种子的最适萌发湿
度为15%-25%,在此湿度范围内,出苗率可达100%,低于
10%,由于过于干旱,蒙古扁桃种子不能萌发,高于30%,
种子因湿度过大而发霉腐烂(图5)。

横座标:土壤含水量(%)
Abscissa:soil moisture content(%)
纵座标:出苗率
Ordinate:seeding emergence rate(%)
图5:土壤含水量对种子出苗率的影响
Fig.5:Effect of soil moisture content on seeding
emergence rate
2.7 脱氢酶活性的测定
脱氢酶的活性在种子萌发过程中的变化见图6。从图6
中可以看出,蒙古扁桃种子萌发的不同时间,脱氢酶的活
性不同。不经吸胀作用的种子脱氢酶的活性为7.35(OD/
g),经过3h的吸胀作用后,脱氢酶的活性急速上升,升为
8.75(OD/g),然后又急速下降,后又上升,吸胀12h后,
脱氢酶的活性为6.66(OD/g),以后变化极其缓慢。
2.7 土壤湿度对幼苗存活率的影响
蒙古扁桃幼苗在不同湿度土壤中生长的试验表明,蒙
古扁桃幼苗易烂根而死亡。在湿度为20.26%的湿度条件
下,实验10d后,其死亡率就高达50.35%,可见蒙古扁桃不
降低。

横座标:萌发时数(h)
Abscissa:germination hours
纵座标:脱氢酶活性(OD/g)
Ordinate:Activity of dehydrogenase
图6:萌发过程中脱氢酶活性的变化
Fig.6:Curve of activity of dehydrogenase during
germination
3 讨论
蒙古扁桃以种子繁殖为主,兼有无性繁殖[1]。自然
环境中,蒙古扁桃未成熟的种子虫蛀率达20.35%;果实成
熟后,坚硬的内果皮可对种子起到机械保护作用,有效的
防止了害虫的危害,但花背松鼠取食成熟的种子,其取食
率达98.45%,因而减少了天然更新的繁殖材料。内果皮光
滑,没有类似其它荒漠植物种子的特有附属物;种子千粒
重为157.9±4.5g,粒大且较重,不宜被动物和风力传
播,自然情况下只能凭借天然降水形成地表径流从山坡地
带入谷底,极其有限地扩大种群分布的范围,这与野外观
察到蒙古扁桃沿冲积面分布相一致。蒙古扁桃的内果皮虽
然对水分有透过性,但内果皮非常坚硬,使胚根不能穿破
内果皮,抑制萌发。拨去内果皮的种子3d出芽率达80%,而
带内果皮种子17d后发芽率才达66%,因此,内果皮坚硬可
能与种子萌发率低有关。
蒙古扁桃种子在17℃时,种子发芽率高而且萌发快。
蒙古扁桃种子萌发时需要吸收较多的水,种子吸水量约达
种子干重的1.5倍,较高的土壤湿度有利于种子吸水萌
发,土壤湿度在15%---25%之间,最适于蒙古扁桃种子萌
发,低于10%种子几乎不萌发,但湿度过高,超过28%,易
造成土壤中氧气不足,其发芽率反而降低。蒙古扁桃多生
长在荒漠及荒漠草原区的低山丘陵坡麓及干河床,植被稀
疏,土壤保水性能差,坡度又多在30-45度,降水极易流
失 ,春季气温适宜,但土壤湿度过低,夏季月降水可达
40-60mm,湿度有时可满足发芽条件,但此时温度又过
高。
土壤深度对蒙古扁桃种子萌发也有较大影响。其种子
萌发的最适深度为1cm,在此条件下其萌发率高达100%,
以后随着播种深度的加深,开始出苗时间延迟,而且出苗
率降低,这可能是由于土壤深度太深,而导致通气不畅,
从而使种子不萌发,或者由于贮藏物质不足以支持幼苗伸
出土表面而窒息死亡,也可能因为降雨量太少,降水不能
宜生活在湿度太大的环境中,其幼苗存活率随湿度增大而
31
渗入下层,而使下层土壤湿度过低。但蒙古扁桃种子也不
易直接露在地表或埋于太薄(≤0.5cm)的土层中,这也
不利于出苗,这主要因为土层容易风干,有些种子胚根露
出外面,易失水而死亡。
土壤湿度对蒙古扁桃幼苗的存活率有较大影响。在湿
湿度为20.26%的环境条件下,幼苗的死亡率就高达50.35%,
可见, 蒙古扁桃幼苗不宜生长在湿度太大的土壤中,它易
因涝害而引起烂根死亡,所以蒙古扁桃适于生长在沙漠及
沙漠草原地区。若进行人工培育,应注意控制土壤湿度不
宜太大。
蒙古扁桃虽然已对其生长环境形成了一些适应性状,
状,但由于其种子不宜传播,自然分布区生镜恶劣,气候
条件干旱,很难满足其种子发芽和幼苗生长所需的水分,
这是导致蒙古扁桃种群衰退的环境因素;再加上自然历史
原因和人类经济活动的影响,特别是过度放牧及人们乱砍
做燃料和大量采集其种仁榨油、入药,致使其数量锐减,
更加快了种群的衰退速度。
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The Imminent Danger Plant PRUNUS MONGOLICA MAXIM Seed Characteristic And The
Germination Physiology Research

FANG Hai-tao, AN Rui-li, ZHANG Hui-fang, KANG Jun, DENG Pu-en
(Faculty of Biologic Science and Technology, Baotou Teachers College; Baotou 014030)

Abstract: This article has conducted the preliminary study to the Prunus mongolica Maxim seed
characteristic and the germination influence factor. The experimental result indicated that: the Prunus
mongolica weight of a thousand seeds is 157.9 ± 4.5g, the peeled seed is easy to sprout; The live seeds water
absorbing force is high, from starts of the immersion, first 2h the seed absorbed water is fast; Through uses the
TTC way to measure the seed vigor we know, the peeled seed viability reaches as high as 100%; With the TTC
way measured , dehydrogenation enzyme activity ,when in seed germination process, we know the
dehydrogenase activeness to be very high, and in the different germination period, dehydrogenase activeness are
different, dehydrogenase activeness to be highest through 3h absorbed water, reaches as high as 8.97%. The
normal temperature, under the natural illumination, the Prunus mongolica Maxim seed-germination percentage
is 86.67%; In the 1cm deep soil, the seed rate of seedlings emergence reach 100%, surpasses 3cm, it is
remarkable drop; When Prunus mongolica Maxim seed germination the soil most suitable humidity is 15%-
25%, iflower than 15% or higher than 25%,the rate of seedlings emergence is remarkable drop; The soil
moisture has extremely obviously affects to the seedling survival percentage, when the humidity is 20.26%, the
seedling mortality rate reaches as high as 50%.
Key words: Prunus mongolica Maxim; Seed-germination; Seed viability Dehydrogenase