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橡胶树种子对脱水的敏感性



全 文 :植物生理学通讯 第 44卷 第 2期,2008年 4月 243
橡胶树种子对脱水的敏感性
闫兴富 1,2,曹敏 1,*
1中国科学院西双版纳热带植物园,云南勐腊 666303;2北方民族大学生命科学与工程学院,银川 750021
提要:橡胶树种子散落后能立即萌发,萌发率高(62.7%)。其在缓慢脱水的第一阶段和快速脱水的前2个阶段的萌发率均
提高,此后,种子活力随着含水量的减少而下降。快速和缓慢脱水条件下的种子致死含水量分别为 40.3%和48.9%。
关键词:橡胶树;顽拗性种子;脱水敏感性;种子活力
Sensitivity of Hevea brasiliensis Muell. Arg. Seed to Different Desiccation
YAN Xing-Fu1,2, CAO Min1,*
1Xishuangbanna Tropical Botanical Garden, Chinese Academy of Sciences, Mengla, Yunnan 666303, China; 2College of Life Science
and Engineering, Northern University for Nationalities, Yinchuan 750021, China
Abstract: Hevea brasiliensis seed could germinate after dispersal and had a high germination percentage (62.7%).
The germination percentage increased with the decline of water content after the first period of slow desiccation
and two periods of rapid desiccation, after which the seed viability was reduced with the decline of water
content for both desiccation regimes. The lethal water content of H. brasiliensis seed was 40.3% and 48.9% for
rapid desiccation and slow desiccation respectively.
Key words: Hevea brasiliensis; recalcitrant seed; desiccation sensitivity; seed viability
收稿 2007-12-14 修定 2008-03-19
资助 中国科学院重要方向项目(KZCX2-YW-430 -03)。
* 通讯作者(E-ma il:caom@xtbg.ac .cn;T el:08 71 -
5 1 6 0 9 9 8 )。
Roberts (1973)根据种子贮藏行为,将种子分
为正常性种子和顽拗性种子 2种类型。前者在母
体植株上发育成熟脱落前的最后阶段经历一个脱水
过程,这类种子脱水后能在适当条件下经长时间
贮藏后保持活力(Roberts 1973) ;后者在成熟脱落
时仍具有很高的含水量,不能耐受过度脱水
(Roberts 1973;Farrant等 1985),湿润贮藏时易
遭受低温伤害而导致种子和幼苗死亡。因此,种
子含水量常作为评价顽拗性种子对脱水敏感性的指
标,并广泛应用于顽拗性种子生物学研究
(Pritchard 1991;Tompsett和 Pritchard 1993;Bilia
等 1999;Martins等 2000;Wesley-Smith等 2001)。
不同种子对脱水的敏感性不同(Liu等 2005),根据
Farrant等(1985)和 Pritchard (1991)的模式,在一
定范围内,顽拗性种子脱水速度越快,其能耐受
脱水的能力就越强,但也有认为种子活力丧失与
脱水方法无关的报道(Pritchard等 1995;Bonner
1996)。此外,作为热带和亚热带植物的橡胶树
种子萌发的研究已多有报道(林位夫等 2 0 0 2 a,
b),但尚未见其对脱水敏感问题的报道。本文以
西双版纳地区的橡胶树种子为材料,研究其种子
对脱水的敏感性,旨在为探索橡胶树种子贮藏的
方法提供参考。
材料与方法
橡胶树(Hevea brasiliensis Muell. Arg.)种子于
2005年 9月 8日采自本园“胶茶混交林”。拣拾
当天散落在林下的种子,从中选择大小均匀的种
子,于采种当天用机械方法除去外种皮,取出种
仁,种仁单粒重量为(3.36±0.67) g,剥取足量种
仁后随机分为 13组,每组 108粒。7组为快速脱
水处理,分别置于 7个装有变色硅胶的干燥器中
(种子与硅胶的质量比约为 1/15),放在空调控温
的 25 ℃温度下,分别在脱水后的 1、2、4、8、
12、24和 48 h测定种子含水量和活力;其余 6
组为缓慢脱水处理,分别平摊于 25 ℃的实验台
上,自然风干,分别在脱水后的 6、1 2、2 4、
36、48和 72 h取出种子测定种子含水量和活力。
以不作脱水处理的种子为对照。
种子萌发于 14 h光照 /10 h黑暗(光照强度约
为 137.4 µmol·m-2·s-1),“白天”温度为 28 ℃和
“夜晚”温度为 19 ℃的条件下进行;每一处理
植物生理学通讯 第 44卷 第 2期,2008年 4月244
均重复 3次,每一重复用 30粒种子,分别播种于
内径为 14 cm的培养皿内,培养皿内装约 1.2 cm
厚的湿沙(用前以清水冲洗干净后于85 ℃烘箱中烘
干 48 h),种子侧放于湿沙表面,轻压种子使其
与湿沙充分接触,以利种子吸水,播种后放在
MGC-350HP-2型智能型人工气候箱(上海一恒科技
有限公司生产)中,每 24 h观测记录种子萌发一
次,萌发以胚根伸出种皮外 5 mm (Eeswara等
1998;Liu等 2005)为标准,记录萌发的种子数和
已萌发种子的胚根长度(cm),及时取出已萌发的
种子。观察记录至不再有种子萌发为止,实验过
程中适时浇水以保持培养基湿润。
测定种子含水量时,每一处理均取 6 粒种
子,用单面刀片切成厚约 1 mm的薄片,称重后
置于 103 ℃烘箱中烘 17 h后再称重,计算种子含
水量(ISTA 1999),重复 3次。根据烘烤前后的
干重计算种子含水量。
种子活力参数包括种子萌发率(germination
percentage, GP)、萌发速率系数(coefficient of rate
of germination, CRG)、萌发指数(germination index,
GI)和幼苗活力指数(vigor index, VI),这些萌发参
数分别按下述公式计算:(1 ) GP= 萌发种子数 ×
100%/试验用种子总数;(2) CRG=[Σ(t×n)/Σn]×
100,式中 t为自萌发实验开始时的天数,n为在
t天内萌发的种子数(Boscagli和 Sette 2001) ;(3)
GI=MDG×PV,式中MDG为平均每天种子萌发
数,即萌发实验结束时种子萌发数 / 萌发天数;
PV (peak value)为种子最大萌发数,即萌发期间
任何一天中达到的最大萌发数/达到最大值所需天
数(Abdul-Baki和Anderson 1973) ;(4) VI=萌发率 ×
[幼苗根的长度(cm)+幼苗茎长度(cm)] (Abdul-Baki
和 Anderson 1973)。测定获得的所有结果均在
SPSS 12.0中用单因子方差分析方法作各处理间差
异性分析。
实验结果
1 脱水过程中种子的含水量变化
新成熟散落的橡胶树种子具有很高的含水
量,约为 111.7%。快速脱水处理的种子含水量
随着脱水时间的延长而急剧下降。在整个脱水过
程中,随着脱水时间的延长,种子含水量呈先下
降后平缓再下降的变化趋势。缓慢脱水处理的种
子含水量变化与快速脱水处理的趋势基本上一致。
最初的 3个脱水阶段,种子含水量急剧下降,此
后种子含水量下降幅度较小(图 1)。
2 快速脱水对种子萌发的影响
未经脱水处理的种子萌发率为 62.7%。种子
经快速脱水理 1 h和 2 h后,萌发率分别提高到
69.3%和 73.3%,但差异不显著。此后,随着脱
水时间的延长,萌发率逐渐降低(图 2-a),脱水处
理24 h后(种子含水量为40.3%)的种子活力完全丧
失(图 3-a)。未经脱水处理的种子萌发速率系数很
低(241.8),随着脱水时间的延长呈波动性增大,
脱水 12 h后达到最大值(333.3) (图 2-c)。快速脱
水处理 1 h后,萌发指数下降,脱水 2 h后增大
到最大值(20.60),此后又快速下降。除脱水处理
2 h外,其他各脱水处理阶段的萌发指数均与对照
差异显著(P<0.05) (图 2-e)。幼苗活力指数在快速
脱水处理的前 2个阶段略有提高,脱水 4 h后显
著下降(P<0.05) (图 2-g)。
3 缓慢脱水对种子萌发的影响
种子缓慢脱水 6 h后萌发率提高到 80%,差
图 1 脱水对橡胶树种子含水量的影响
Fig.1 Effects of desiccation on the water content of Hevea brasiliensis seeds
植物生理学通讯 第 44卷 第 2期,2008年 4月 245
异不显著,以后随着种子的继续脱水,萌发率几
乎呈直线下降(图 2-b),脱水 72 h后(种子含水量
为 48.9%)种子活力完全丧失(图 3-b)。萌发速率系
数随着脱水时间的延长逐渐增大,12 h后不同脱
水处理的均显著高于不作脱水处理的(P<0.05) (图
2-d)。种子缓慢脱水 6 h后,萌发指数增加,以
后随着种子的脱水进程,迅速下降,48 h后萌发
指数(0.18)仅相当于不作脱水处理的 10% (图 2-f)。
种子脱水 6 h后,幼苗活力指数增大,以后随着
脱水时间的延长逐渐减小,最小值为 33.6,脱水
处理 24 h后的 3个阶段均极显著低于不作脱水处
理的(P<0.01,图 2-h)。
讨  论
在西双版纳地区,橡胶树种子在每年的 9月
上旬到中旬成熟。这一时期正值雨季,种子成熟
图 2 脱水对橡胶树种子萌发率、萌发速率系数、萌发指数和幼苗活力指数的影响
Fig.2 Effects of desiccation on the germination percentage, coefficient of rate of germination, germination index and
vigor index of Hevea brasiliensis seeds
图 3 橡胶树种子含水量与种子萌发率的关系
Fig.3 The relationship between the germination percentage and the water content of Hevea brasiliensis seeds
植物生理学通讯 第 44卷 第 2期,2008年 4月246
时含水量很高,多数种子散落在湿润的地表,因
此在种子散落后很短时间内即萌发长成幼苗。从
本文结果来看,尽管快速脱水的前 2个阶段和缓
慢脱水的前 1 个阶段都有利于橡胶树种子萌发,
但随着脱水时间的延长,种子活力逐渐下降,直
至完全丧失活力。这从另一个侧面说明橡胶树种
子不能耐受脱水,反映了其顽拗性的本质(Roberts
1973)。
两种脱水方法经历第 1个脱水阶段后含水量
基本上一致,但快速脱水的种子萌发率比缓慢脱
水低得多。当种子分别经快速脱水 2 h和缓慢脱
水 12 h后,两者的含水量分别降低到81.2%和82.3%
时,快速脱水的种子萌发率更高(73.3%)。随着
脱水进程的延续,种子分别经过快速脱水 8 h和
缓慢脱水36 h后的含水量下降到基本一致时(快速
脱水和缓慢脱水分别为 64.1%和 64.5%),快速脱
水的种子萌发率(13.3%)仅是缓慢脱水(26.7%)的一
半,这一结果与Farrant等(1985)和Pritchard (1991)
的有所不同。从本文结果来看,在一定的含水量
范围内,种子活力与脱水速率有一定联系,含水
量下降超过一定范围后,种子活力似乎与脱水速
率无关。橡胶树种子在快速脱水的前 2个阶段和
缓慢脱水的第 1 个阶段,萌发率均比不脱水的
高,这一结果表明,轻度脱水可促进顽拗性种子
的萌发(Tompsett和 Pritchard 1993;Finch-Savage
和 Blake 1994;Tompsett和 Pritchard 1998),因
此胶农培育橡胶树苗时,常在播种前将种子适当
通风晾干可能也是一种轻度脱水以促进种子萌发的
措施。
参考文献
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