全 文 ：多 ,这表明质膜相对透性进一步提高 ,细胞膜受伤害程
度进一步加剧 ,水稻叶片受伤害程度加剧 。
图 4　甲烷胁迫对水稻叶片电导率的影响
3　小结
甲烷胁迫下 ,水稻叶片叶绿素含量下降 ,导致叶片
光吸收减少 ,从而降低了光合作用。电导度增大 ,质膜
相对透性提高 ,叶绿素荧光参数 Fv /Fm 下降 、 qN 上
升 ,表明甲烷胁迫使水稻叶片光系统 Ⅱ(PSⅡ )原初光
能转化效率 、PSⅡ潜在活性受到抑制 。荧光参数受抑
制程度因品种而异 ,汕优 63降幅明显高于盐粳 204。
参考文献
1　林世青 ,许春辉 , 张其德等. 叶绿素荧光动力学在植物抗性
生理学 、生态学和农业现代化中的作用 [ J] . 植物学通报 ,
1992, 9(1):1 ～ 16.
2　K rause GH, W eise. Ch lo rophy ll fluore scence as a too l in plan t
phy sio logy[ J] . Pho to synthesie Res, 1984, 5:139 - 157
3　Krause GH, W eise. Ch lo rophy ll fluo rescence and pho tosynthe-
sis:The Basics[ J] . Ann Rev P lant Physio l plantM o l, 1991, 42:
313 -349
4　郭培国 ,李荣华. 夜间高温胁迫对水稻叶片光合机构的影响
[ J] .植物学报 , 2000, 42(7):673～ 678.
5　李平 ,李晓萍 , 陈贻竹等. 低温光抑制胁迫对不同抗冷性的
籼稻抽穗期剑叶叶绿素荧光的影响 [ J] . 中国水稻科学 ,
2000, 14(2):88 ～ 92.
6　张其德 ,温晓刚, 卢从明等.盐胁迫下 CO 2加倍对春小麦一些
光合功能的影响 [ J] .植物生态学报 , 2000, 24(3):308 ～ 311.
7　罗俊 ,张木清,吕建林等.水分胁迫对不同甘蔗品种叶绿素 a荧
光动力学的影响[ J] .福建农业大学学报 , 2000, 29(1):18 ～ 22.
8　曹云英 ,朱庆森 , 郎有忠等. 水稻品种及栽培措施对稻田甲
烷排放的影响 [ J] .江苏农业研究 , 2000, 21(3):22 ～ 27.
9　L in Z-F, Peng C-L, Sun Z-J, e t a.l The effect o f light intensity on
pho tosynthe tic e lectron transfe r to photore spiration on 4 k inds o f
subtropical fore st plan.t China Science(C), 2000, 30(1):72 - 77.
10　Van Koo ten O, Sne l JFH. The use of chlorophy ll fluo rescence
nom enc la tu re in p lant stress physio logy[ J] . Pho tosynth Res,
1990, 25:147 - 150.
11　A rnon D .l Copper enzym es in iso la ted chloroplasts:Po lypheno l
ox idase in Be ta vulgaris[ J] . P lant Physiol, 1949, 24:1 -15.
12　张志良. 植物生理学实验指导 [ M ] . 北京:高等教育出版
社 , 1990.
13　季本华 , 焦德茂 , 严建民. 水稻不同品种德光抑制敏感性差
异及其生理机制 [ J] . 作物学报 , 1993, 19(1):23 ～ 28.
收稿日期:2005-04-29。
作者简介:袁祯燕(1978～ ),女 ,硕士 ,讲师 ,在读博士;主要从事生态学
及资源利用与可持续发展的研究。
早春短命植物抱茎独行菜天然种衣与水分的关系
袁祯燕 1, 2, 3　华　鹏 4　黄培佑 1
(1.新疆大学生命科学与技术学院　乌鲁木齐　830046;
2.新疆大学干旱半干旱区可持续发展国际研究中心　乌鲁木齐　830046;
3.新疆大学资源环境学院　乌鲁木齐　830046;　4.库尔勒出入境检验检疫局　库尔勒　841000)
摘要:早春短命植物抱茎独行菜 (Lepid ium perfoliatum L. )的种
子遇水后在种子外部形成一层粘液层———种衣 , 种衣遇水后迅
速膨胀 , 种子的重量和大小都发生了变化 , 种衣的存在对抱茎
独行菜种子的萌发 、幼苗的生长及种群的延续有重要的生态意
义。
关键词　抱茎独行菜　短命植物　种衣　水分
在我国 ,短命植物主要分布于新疆北部的准噶尔
盆地及其毗邻的草原地带 ,此区由于西风带和北冰洋
气团的影响 ,具有冬春多雨雪 、夏季干热的气候特征。
分布在这里的短命植物就是以春天融雪水启动新的生
活周期 ,藉融雪水和春季雨水的滋润保障其生活周期
的进展 ,在干热夏季来临前完成其生活周期 ,故有早春
短命植物 (ephemerals)之称 ,是一种避旱性旱生植物
类型或称假旱生植物类型 [ 1 ～ 3] 。短命植物不具有明显
87
第 24卷第 8期　　2005年 8月　　　　　　　　　　　种　子　(Seed)　　　　　　　　　　　　Vo.l 24 No. 8　Aug. 　2005
DOI牶牨牥牣牨牰牭牴牥牤j牣cnki牣牨牥牥牨牠牬牱牥牭牣牪牥牥牭牣牥牳牣牥牱牱
的适旱结构 ,所以对于干旱区严酷的生存环境有这特
殊的适应方式。抱茎独行菜种子外的种衣就是一种对
干旱区的生态适应。
1　材料与方法
1. 1　材料
抱茎独行菜的种子采集于新疆准噶尔盆地南缘古
尔班通古特沙漠自然群落中 ,种子收集后经过干燥保
存 。
1. 2　方法
1. 2. 1　膜外形的观察
将干种子置于显微镜下 ,滴加蒸馏水观察吸水现
象 。
1. 2. 2　种子脱膜
称 3 g种子浸水饱和后置 50 ～ 60℃烘箱内烘至恒
重 ,取出种子冷却 ,用砂纸打磨 , 将种子和种衣分离。
脱膜种子和未脱膜种子的测算以 1 000 ×5组的平均
值为其平均重量 (单位:g),用电子数显卡尺测量种子
的大小 ,每种种子各选 50粒 ,测吸水前和吸水饱和后
的长度和直径 ,结果为平均值(单位:mm)。
1. 2. 3　种子吸水量与吸水速度
将抱茎独行菜脱膜种子和未脱膜种子各称取 1 g
于筛状杯子里 ,将筛状杯放入盛水培养皿中接触吸水 ,
每 30m in称 1次重量 ,直到种子吸水重量不变为止
(重复 3次)。
1. 2. 4　种子失水性测定
脱膜种子和未脱膜种子各取 1 g,放于培养皿中浸
水饱和后 ,记初始重量和时间 ,在温度为 20 ～ 25℃、相
对湿度 26% ～ 30%的室内条件下失水 ,每 2 h称 1次
重量直到恒重为止(重复 3次)。
1. 2. 5　种子反复吸水性
种子接触吸水饱和后 ,取 1 000粒种子放在培养
皿中 ,在 100℃烘箱内烘干恒重为止 ,取出冷却称重 ,
再接触吸水饱和称重 。重复 、连续做 10次 。
1. 2. 6　天然种衣对种子发芽的影响
脱膜种子和未脱膜种子各取 50粒 ,在室内条件下
(温度 20 ～ 25℃,相对湿度 26% ～ 30%)用培养皿做发
芽试验 。比较发芽率和发芽势 。
2　结果与分析
2. 1　膜外形的观测
抱茎独行菜种子在遇水后 ,在其种子外部形成一
层透明的粘液层 ,十字花科植物种子的粘液物质来自
于种皮表皮细胞的次生壁 ,并且不能将粘液物质从表
皮细胞上分离开来[ 10, 11] 。在脱膜的过程中发现 ,抱茎
独行菜的种衣不像伊犁绢蒿种子的种衣那样容易脱
去 ,即使经过砂纸打磨的种子 ,遇水后仍有少量粘液层
附着在种皮外。
2. 2　种子脱膜前后的大小与重量
抱茎独行菜未脱膜的种子千粒重为 0. 656 6 g,脱
膜种子千粒重为 0. 568 0 g,其中种子所带天然种衣为
0. 089 g,占未脱膜种子干重的 13. 5%。抱茎独行菜的
种子大小为 1. 96mm ×1. 23mm ,吸水饱和后种子大小
为 4. 22mm ×3. 74mm。
2. 3　抱茎独行菜种衣的吸水性
从图 1分析得出 ,抱茎独行菜的天然种衣可以吸
取本身干重的 25倍的水分 ,在吸水 2. 5 h后即达到饱
和 。说明种子外的天然种衣在种子吸水量方面起到重
要的作用 ,在干旱条件下有利于利用周围土壤中的水
分 。
图 1　抱茎独行菜脱膜种子和未脱膜种子吸水量对照
2. 4　天然种衣的失水性
将抱茎独行菜脱膜种子和未脱膜种子做失水性测
定 ,由图 2可以看出:吸水饱和的抱茎独行菜脱膜种子
在室内条件下 (20 ～ 25℃)22 h失去吸附的水分达到
恒重状态 ,未脱膜的种子在室内条件下 48 h失去吸附
的水分 (此时已有部分种子萌发 )。最后结果表明 ,抱
茎独行菜的天然种衣对水分具有很大的吸附能力 ,保
水能力强。
图 2　抱茎独行菜脱膜种子和未脱膜种子失水性对照 88
第 24卷第 8期　　2005年 8月　　　　　　　　　　　种　子　(Seed)　　　　　　　　　　　　Vo.l 24 No. 8　Aug. 　2005
图 3　抱茎独行菜脱膜和未脱膜种子反复吸水性对照
2. 5　天然种衣的反复吸水性
从图 3中看出 ,抱茎独行菜的天然种衣吸水量从
第 1次吸水到第 10次为止虽然呈缓慢下行趋势。说
明天然的种衣具有很强的反复吸水的能力 ,在干旱少
雨的环境中能有效利用有限的水分 ,对不良环境适应
方面起决定作用 。
2. 6　天然种衣与种子萌发的关系
将抱茎独行菜脱膜种子和未脱膜种子进行萌发实
验 (见表 1)。
结果表明抱茎独行菜脱膜种子的发芽率和发芽势
均高于未脱膜的种子。在育苗过程中 ,在种子萌发后
停止浇水 48 h ,发现由脱膜的种子萌发的幼苗多数干
死 ,而未脱膜种子萌发的幼苗则没有干死的现象。
表 1　脱膜种子和未脱膜种子室温条件下
萌发率和萌发势的比较
抱茎独行菜脱膜种子 抱茎独行菜未脱膜种子
发芽率(%) 35. 33 18. 66
发芽势(%) 34 6
　　此后反复试验多次 ,发现天然种衣虽然对种子萌
发没有促进作用 ,但是种衣所吸收的水分可以为幼苗
生长所用。由此可知 ,在沙漠中 ,抱茎独行菜的天然种
衣不仅有利于种子着床 ,而且可以吸收周围的水分供
植物初期的生长 。
3　结论
抱茎独行菜的天然种衣具有以下的生态功能:
(1)种子大粒化。当落在沙土上的种子遇水后 ,
种子外的粘液层会将周围的沙粒粘附在种子上 ,种子
的重量的增加使种子从沙表面下沉到一定深度 ,利于
种子的萌发 。此外 ,外面包被着沙粒的种子可防止风
将其进一步的传播 、防止阳光的暴晒而导致种子的死
亡 、防止昆虫采食 。
(2)天然种衣有利于种子迅速地从周围土壤中吸
收水分 。带有较厚的粘液性的种衣的小型种子 ,有利
于种子与土壤水分更好的接触和较大的面积 /体积比 ,
对于水分的吸收是有利的 。
(3)天然种衣有利于种子的萌发及幼苗的发育。
试验发现具有种衣的种子萌发比不具种衣的种子萌发
要慢 ,而且不具有种衣的种子萌发出的幼苗很容易干
死 。因而 ,通过这种方式 ,确保种子在合适的条件下才
萌发 ,也确保幼苗在多变的恶劣的环境下能以较大的
机率生存。同时那些不萌发种子的种衣在土壤中起到
天然保水剂的作用 ,吸收周围土壤的水分帮助其它幼
苗生长 ,有利于种群的延续 。
参考文献
1　刘友良.植物水分逆境生理. 农业出版社 , 1992, 108 ～ 110.
2　A. Л.谢尼阔夫 (王汶译). 植物生态学. 高等教育出版社 ,
1954, 147 ～ 203.
3　B. B阿略兴等著(傅子祯 、王燕译). 植物地理学 .北京高等
教育出版社 , 1954, 2:48 ～ 401.
4　张连义.伊犁绢蒿种子天然种衣吸水保水性能研究. 植物学
报 , 1998, 40(8):775 ～ 777.
5　阿衣古力 阿不都瓦依提. 伊犁绢蒿种子天然种衣与水分
关系初步研究.干旱区研究 , 2000, 17(4):53 ～ 56.
6　黄振英.白沙蒿种子萌发特性的研究Ⅰ . 粘液瘦果的结构和
功能.植物生态学报 , 2001, 25(1):22 ～ 28.
7　Gu tterm an, Y. Seed germ ination in dese rt plants:Adapta tions
of deser t o rganism s, Ber lin:Springer-Verlag, 1993.
8　Gu tterm an, Y. Stra teg ies o f seed dispe rsal and germ ination in
plan ts inhabiting deserts, Bo tan ica Rev iew , 1994, 60:373 -
425.
9　Gutte rm an. Y. ＆ S. Shem-Tov, Struc ture and function o f the
mucilag inous seed coats o fP lantageo coronopus inhab iting the
Negev Desert o f Israel Journa l of P lant Sciences. 1996, 44:125
- 134.
10　Gutte rman. Y. ＆ S. Shem-Tov, M ucilag inous seed coat struc-
ture ofCarrichtera annua and Anastica Hierochuntica from the
Negev Dse rt h ighlands o f Isae l, and its adhesion to the so il
c rus.t Journa l o f A rid Enironm ents, 1997, 35:679 - 707.
11　Huang Z-Y, Yitzchak GUTTERMAN , Com pa rison o fGe rm ina-
tion Strateg ie s o f Artem isia ordosica w ith Its Tw o C ongene rs
from Deser ts of Ch ina and Israel, Acta Botanica Sinica, 2000,
42(1):71 - 80.
89
第 24卷第 8期　　2005年 8月　　　　　　　　　　　种　子　(Seed)　　　　　　　　　　　　Vo.l 24 No. 8　Aug. 　2005