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移栽宜用碎树皮作为基质,更接近其原生境;为确保铁皮石斛
不烂根,以无纺布袋作为栽培容器,通气排水好,铁皮石斛苗
生长健壮。铁皮石斛离体快繁技术体系的建立可以有效缓解
石斛市场供需矛盾,为铁皮石斛种质资源保护与可持续利用
提供了依据。
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doi:10. 15889 / j. issn. 1002 - 1302. 2014. 11. 097
截叶栝楼种子检验及种子萌发特性的研究
朱昌叁,陈 荣,黎素平,安家成
(广西生态工程职业技术学院 广西柳州 545004)
摘要:截叶栝楼(Trichosanthes truncata C. B. Clarke.)在华南地区为栝楼的习用品,而在广西靖西、德保、那坡等县
为当地特色畅销蔬菜,采集幼嫩芽苗食用,具有较好的开发利用前景。建立截叶栝楼的种子质量标准和解决种子萌发
问题是其规模化种植的先决条件,为此在本试验中笔者对截叶栝楼的种子进行了品质检验,并通过测定种子萌发过程
中吸水率、发芽率、呼吸强度等指标,探讨了外种皮对截叶栝楼种子萌发的影响。试验结果表明,外种皮的机械阻碍是
影响截叶栝楼种子萌发的主要因素,不但影响吸水率、呼吸强度,此外,机械性阻碍作用是引起发芽率、发芽势下降的
主因;隔年陈种发芽率、发芽势均有下降。截叶栝楼优质种子质量标准为籽粒饱满,大小均匀,且发芽率≥95%,发芽
势≥85%,千粒质量≥450 g,种子净度≥96%,含水量≤10. 5%。
关键词:截叶栝楼;种子;吸水率;呼吸强度;发芽率;发芽势
中图分类号:S567. 23 + 9. 01 文献标志码:A 文章编号:1002 - 1302(2014)11 - 0270 - 03
收稿日期:2014 - 02 - 10
基金项目:广西“十二五”林业科技项目(编号:桂林科字[2012]第
1 号)。
作者简介:朱昌叁(1975—),男,广西岑溪人,硕士,高级工程师,从事
植物生物技术研究。E - mail:17889874@ qq. com。
通信作者:安家成,硕士,教授,从事植物分类与应用研究。E - mail:
502553968@ qq. com。
截叶栝楼(Trichosanthes truncata C. B. Clarke.)为葫芦
科栝楼属多年生藤状草本植物,别称大子栝楼、广西大栝楼
子、大栝楼,在广西等华南地区习惯替代栝楼入药[1]。据报
道,栝楼属植物的药用价值很高,多具有润肺止咳、清热化痰
之功效,而截叶栝楼还含有丰富的有机硒等微量元素和天花
粉蛋白等,营养丰富[2 - 3]。此外,截叶栝楼具有扩张冠状动
脉、增加血流量、减慢心率、提高动物耐缺氧能力、抗急性心肌
缺血和抑制血小板聚集等作用,用于心脑血管疾病的治疗,入
药时药理作用与栝楼相近,但具有毒性作用较栝楼低的优
点[4]。截叶栝楼除作为栝楼的习用品入药使用外,其籽粒还
可炒制食用,在广西百色的靖西、德保、那坡等县,当地居民还
有在春夏季采集野生截叶栝楼细嫩芽苗作为瓜苗菜食用的传
统,在靖西县还有少量农户驯化栽培,春夏秋季供应县城菜市
场,为具有当地特色的畅销蔬菜,将其规模化栽培种植可作为
农业产业结构调整的重要选项之一。
种子种苗是农业生产最基本的生产资料,获得优良的种
子种苗是提高作物产量和质量的前提条件,种植前判别种子
的优劣是保障种植后能否获得稳产、高产的关键。就目前截
叶栝楼瓜苗菜的生产实践来看,采摘野生资源为主,供应量少
且时间不长。已有少量当地农户零星栽培生产,延长了供应
时间,但大田育苗及栽培时存在出芽不整齐、发芽率低、苗长
势弱等问题。因此,开展截叶栝楼种子检验及萌发特性方面
的研究,可以解决生产中出现的实际问题,将为该特色蔬菜资
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源的开发利用和规模化生产提供科学依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
供试种子收集地点为靖西县,共 3 个不同来源均购自药
农,种子具体情况见表 1。采后经过去果皮处理,阴干留种。
种子经黎素平教授鉴定为葫芦科栝楼属多年生草本植物截叶
栝楼的种子。种子质量检测工作及种子萌发特性试验于
2013 年 4 月进行。
表 1 截叶栝楼种子来源情况
试验编号 来源 采集时间
jx - 1 靖西 2011 年
jx - 2 靖西 2012 年
jx - 3 靖西 2012 年
1. 2 种子取样
采用“四分法”鉴定种子各项品质[5];种子净度分析试验
中,试验样品不少于 2 500 个种子单位。千粒质量和发芽率
测定均使用净度分析获得的净种子。
1. 3 试验方法
1. 3. 1 种子净度的测定 将样品倒在玻璃板上,把纯净种
子、废种子和杂质分开,分别用电子天平称重,重复 3 次。计
算净种子的百分率,符合规定容许差值时[4],将 3 次测定结果
的平均值作为所测截叶栝楼种子的纯净度。
1. 3. 2 种子千粒质量的测定 采用百粒法测定种子千粒质
量[5]。取 100 粒种子称质量,重复 8 次,计算标准差及变异系
数,换算成 1 000 粒种子的平均质量。
1. 3. 3 种子含水量测定 采用低温烘干法测定种子含水
量[5]。称取约 5 g种子放入干燥铝盒内一起称重,然后置于
(103 ± 2)℃恒温烘箱内烘 8 h,之后取出放入干燥器内冷却
后称重,每 2 h取出称重 1 次,直到种子达到恒重,计算含水
量。试验重复 3 次。
1. 3. 4 种子发芽测定 将种子剥去外种皮后,以 5%硫酸铜
消毒 30 min,置于双层滤纸纸上保湿发芽,测定发芽率和发芽
势,3 次重复,每次重复测定 50 粒种子。
1. 3. 5 外种皮对种子吸水率的影响 本试验使用试验编号
为 jx - 3 的种子,分别测定带种皮种子和去种皮种子的吸水
率。称取种子 10 g,各重复 3 份,以 75%乙醇消毒后转入垫
有双层湿润滤纸的培养皿中,置于 25 ℃的光照培养箱中培
养,于 2、4、6、8、12 h、24、36 h取出,用吸水纸吸干种子表面水
分后称量种子湿质量,再放回培养皿中继续吸水,如此重复测
定,直至种子湿质量数值较接近为止[5],计算出每个时间间
隔中种子吸水率。吸水率 =(种子吸水后质量 -种子吸水前
质量)/种子吸水前质量 100%。
1. 3. 6 外种皮机械性对种子发芽的影响 本试验使用试验
编号为 jx - 3 的种子,在解剖镜下用镊子和解剖针对种子分
别进行以下解剖处理:剥去外种皮(CK)、完整种子(T1)、剥
去胚根处种皮(T2)、剥去子叶处种皮(T3)。处理过的种子经
保湿培育一段时间后统计发芽率,试验重复 3 次。以胚根突
破种皮记为萌发,每天观察记录 1 次,第 1 粒种子萌发记为发
芽开始时间;以 3 d内无种子再萌发作为萌发结束的标准,记
为发芽结束时间。
1. 3. 7 萌发过程中外种皮对呼吸强度的影响 本试验使用
试验编号为 jx - 3 的种子,使用岛津 GC - 17A 型气相色谱仪
分别测定有种皮完整种子和去种皮种子萌发过程中的呼吸强
度(CO2 浓度)。取上述种子各 30 粒,表面灭菌后将种子置
于蒸馏水中浸泡 6 h,再转入恒温 25 ℃的光照培养箱中保湿
萌发培养,每隔 12 h将种子取出,转入以翻口塞密封的 25 mL
三角瓶中萌发 2 h,再用 l mL注射器取气样测量,取样后种子
转回恒温箱,直至萌发过程完全结束。气相色谱仪工作条件
为[6]:柱温 60 ℃,进样器温度 120 ℃,FID 检测器,检测器温
度 120 ℃,载气为 He 气,流速为 30 mL /min。试验设 3 次
重复。
1. 4 数据统计与分析
发芽率 =发芽种子数 /该处理接种种子总数 × 100%,发
芽势为发芽试验开始后第 10 天时的发芽率。采用 Microsoft
Excel进行数据处理和制作图表,SPSS 统计分析软件进行方
差分析和多重比较。
2 结果与分析
2. 1 种子品质检验情况
从表 2 中可以看出,3 个不同来源的截叶栝楼种子净度
值均较高,在 96% ~ 99%之间,这与其果实浸泡后瓜瓤较易
漂洗有关。干燥种子含水量在 7. 5% ~ 10. 2%之间,含水量
变化幅度不大,可为其安全贮藏提供保障。截叶栝楼种子千
粒质量较大,在 459. 4 ~ 511. 7 g 之间。测定种子发芽率时,
编号为 jx - 2、jx - 3 的种子发芽率达到 96%以上,发芽势也
均达到 90%及以上,可见发芽整齐,应该与其去外种皮后再
进行发芽检验有直接关系;编号为 jx - 1 的种子发芽率为
87. 3%、发芽势为 75. 3%,明显低于 jx - 2、jx - 3 的发芽率和
发芽势,这可能与其为隔年陈种有关。
表 2 截叶栝楼种子品质检验结果
试验编号
种子净度
(%)
种子含水量
(%)
千粒质量
(g)
发芽率
(%)
发芽势
(%)
jx - 1 99 10. 2 487. 8 87. 3 75. 3
jx - 2 96 7. 5 511. 7 98. 0 90. 0
jx - 3 98 8. 9 459. 4 96. 7 92. 0
2. 2 种皮机械性对截叶栝楼种子发芽的影响
由表 3 中可以看出,外种皮对截叶栝楼种子萌发具有明
显的制约,尤其是胚根处的种皮对种子萌发制约程度最大,剥
去此处的种皮即可显著促进种子的萌发,明显提高种子发芽
率与发芽势,发芽开始时间与结束时间明显提前,发芽历时明
显缩短等。其中对发芽势的促进作用最明显,种子剥去胚根
处种皮后的发芽势从 25. 3%增加到 90. 7%。由此可见,胚根
处种皮的存在可能是导致种子发芽不整齐现象出现的主要原
因。种子子叶处的种皮对种子萌发也有一定的影响,剥去子
叶处种皮可使发芽率从 68. 9% 提升到 82. 7%,发芽势从
25. 3%提升到 38. 0%,发芽时间略为提前,可能是因为剥去
该处种皮后透水作用增强而导致。
2. 3 种子萌发过程中外种皮对种子吸水的影响
在种子萌发过程中的吸水可分为 3 个阶段,即急剧吸水、
暂停吸水、胚根长出后重新吸水[7]。由图 1 可知,经过 2、4、
6、12、24、36 h吸胀后,去种皮种子的吸水率分别为9 . 3%、
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表 3 种皮对截叶栝楼种子发芽的影响
种子处理方式
发芽率
(%)
发芽势
(%)
发芽开始
时间(d)
发芽结束
时间(d)
发芽历时
(d)
CK(剥去外种皮) 97. 3 ± 3. 1a 92. 0 ± 4. 0a 3. 3 12. 3 9
T1(完整种子) 68. 9 ± 4. 2c 25. 3 ± 4. 2c 6. 7 21. 3 14. 6
T2(剥去胚根处种皮) 96. 0 ± 2. 0a 90. 7 ± 3. 1a 3. 7 13. 0 9. 3
T3(剥去子叶处种皮) 82. 7 ± 4. 6b 38. 0 ± 3. 5b 5. 0 18. 7 13. 7
注:同列数据后小写字母不同表示差异显著(P < 0. 05)。
20. 1%、25. 2%、43. 8%、45. 5%、44. 6%,而完整种子的吸水
率则分别为 3. 6%、6. 6%、13. 0%、30. 6%、39. 5%、40. 6%。
去种皮种子前 12 h的吸水率曲线上升平稳,12 h后吸水率增
加缓慢,其中 24 h 吸水率达到 45. 5%的峰值;完整种子前
24 h 的吸水率曲线持续上升,24 h 后吸水率增加缓慢,至
36 h 吸水率达到 40. 6%的高值。上述结果表明,剥离外种皮
可促进种子的吸水,提前约 12 h 使吸水率接近较稳定值,即
进入暂停吸水阶段。
2. 4 种子萌发过程中外种皮对呼吸强度的影响
呼吸强度的变化能揭示萌发过程中种子内部物质与能量
变化的有关情况[7]。由图 2可知,截叶栝楼种子外种皮对萌发
时的呼吸强度变化有明显的影响。去种皮种子呼吸强度从
12 h 后开始逐渐平缓增强,24 h后呼吸强度进入快速增长期,
至 156 h时呼吸强度达到峰值,为 32. 37 mmol /(kg·h),此后
呼吸强度略有所下降但保持相对稳定。完整种子的呼吸强度
在 12 ~ 60 h时变化不大,曲线较为平缓;60 h 后呼吸强度进
入快速增长期,但已比去外皮种子晚 36 h,至 228 h 时完整种
子的呼吸强度达到峰值,为 24. 14 mmol /(kg·h),但低于去
种皮种子呼吸强度的峰值,并且推后 72 h;228 h 后完整种子
呼吸强度虽略有所下降,但保持相对稳定。
3 讨论与结论
截叶栝楼具有较高的营养价值,其种子营养价值也很高,
为发展截叶栝楼规模化栽培生产,须要解决种子发芽不整齐
问题。已有研究表明,同属植物栝楼、大方油栝楼种子发芽率
下降的主要因素是种皮的机械性障碍,种皮障碍导致该类植
物种子进入强迫休眠,用机械手段切除种皮可显著提高种子
的发芽率[8 - 9];同时如果汁清洗不干净,也会影响种子的萌
发[10]。本研究亦表明外种皮的机械阻碍是导致截叶栝楼种
子发芽率下降、发芽势降低、出芽不整齐的关键因素。因此,
播种时需要将种子清洗干净,并对胚根处外种皮进行破壳去
除,即可显著促进种子的萌发,提高发芽率与发芽势。
种子萌发是一个不断吸水并由呼吸作用提供能量的过
程[11]。测定种子萌发过程的吸水情况与呼吸强度有助于了
解种子的萌发进展。在本试验中发现,去除外种皮可使其种
子吸水峰值提前约 12 h,并且其呼吸强度快速增长期提前约
36 h。上述结果证实截叶栝楼种子的外种皮确实机械性地阻
碍了种子的萌发,因此去外种皮即可保证种子萌发所需的水
分供应,促使其及时进入呼吸强度快速增长期。
综上所述,根据本试验的研究结果,笔者初步制订了截叶
栝楼优质种子质量标准,即籽粒饱满,大小均匀,且发芽率≥
95%,发芽势≥85%,千粒质量≥450 g,种子净度≥96%,含
水量≤10. 5%。而隔年陈种的发芽率、发芽势均已明显下降,
不宜使用。在播种育苗中,为了提高种子发芽效果和质量,需
要将种子清洗干净,并采取机械方法切除外种皮。
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