全 文 ：林业科学研究　2009, 22 (1) : 26～28
Forest Research
　　文章编号 : 100121498 (2009) 0120026203
云南红豆杉种子贮藏过程中胚的变化
王兵益 , 苏建荣 3 , 张志钧
(中国林业科学研究院资源昆虫研究所 ,云南 昆明　650224)
摘要 :采用显微测量、石蜡切片和离体培养法研究了云南红豆杉种子在贮藏过程中胚的长度、结构和萌发率的变化 ,
结果显示 :新鲜种子胚的长度差异明显 ,在种子贮藏过程中胚的长度变化不明显 ;多数情况下 ,成熟种子的胚分化完
全 ,在种子贮藏过程中胚的结构没有发生明显变化 ;在离体培养中 ,新鲜种子胚在 2周左右萌发 ,萌发率为 70% ,随
着贮藏时间的延长 ,胚的萌发率会逐渐降低。因此推测种子休眠不是由胚的生物学特性引起的 ;胚在种子中能较长
时间的保持活力 ,这是长期适应的结果 ,但却是以损失萌发率为代价的。
关键词 :云南红豆杉 ;种子 ;胚 ;萌发率
中图分类号 : S722. 1 + 7 文献标识码 : A
收稿日期 : 2008209204
基金项目 : 中国科技部科研院所社会公益研究专项资助 ( 2004D IB3J104) ;中国科技部十五科技支撑项目资助 ( 2006BAD18B03) ;加拿
大阿尔伯塔大学益客基金会资助 ;中国林业科学研究院资源昆虫研究所所长基金 ( riri200703Z, R iricaf200804M)资助
作者简介 : 王兵益 (1976—) ,男 ,陕西山阳人 ,博士 ,主要从事植物生殖生物学研究.3 通讯作者.
The Change of Em bryo dur ing the Seeds of Taxus yunnanensis
Con served in Sand
WANG B ing2yi, SU J ian2rong, ZHANG Zhi2jun
(Research Institute of Resources Insects, CAF, Kunm ing　650224, Yunnan, China)
Abstract: The length variation, structure and germ ination rate of embryo in Taxus yunnanensis Cheng et L. K. Fu
seeds that conserved in sand were studied by paraffin section and being cultured in vitro. The results are as follows.
Their length varied greatly, and did not change as seeds were conserved in sand. Most embryos developed comp letely
in mature seeds, and the embryo structure did not change as seeds were stored in sands. In vitro, embryos from the
fresh seeds germ inated in 2 weeks, and the germ ination rate was 70% , but the germ ination rate declined as seeds
were stored in sand. It can be concluded that biologic characters of embryos is not a reason for seed dormancy in
Taxus yunnanensis. Its embryo can keep alive in seeds for long time, which may be resulted from adap tation, but its
germ ination rate will decrease with the store time p rolonged.
Key words: Taxus yunnanensis; seeds; embryo; germ ination rate
　　云南红豆杉 ( Taxus yunnanensis Cheng et L. K.
Fu)是分布于我国西南部及缅甸和不丹北部的红豆杉
属植物 [1 ]。它是第四纪冰川后遗留下来的物种 ,与罗
汉松科 ( Podocarpaceae)植物具有共同的祖先 [2 ] ,被称
为植物王国的“活化石”,特殊的系统地位使其在科学
研究中具有重要的价值。因为富含抗癌药物紫杉
醇 [3 ] ,云南红豆杉曾遭到严重破坏 ,其保护地位不断攀
升 ,分别于 1986年、1993年和 1999年被列为云南省二
级保护植物、林业部二级保护植物和国家一级保护植
物。云南红豆杉的保护成为关注的焦点 ,但由于不清
楚其濒危机制 ,保护措施难以对症下药 ,使云南红豆杉
保护工作进展缓慢 ,也限制了自然资源的合理利用。
第 1期 王兵益等 :云南红豆杉种子贮藏过程中胚的变化
红豆杉属植物的种子具有休眠的特性 ,这被认
为是影响其自然更新的主要因素。对影响红豆杉种
子萌发的物理、化学及外界因素的研究很多 [ 4 - 12 ]。
胚是种子萌发的主体 ,对云南红豆杉胚萌发的研究
少见报道 [ 13 - 15 ]。许多研究表明低温沙藏能加速种
子萌发 [ 11, 16 - 18 ] ,然而 ,胚在低温沙藏过程中是否发
生变化以及如何变化的研究却未见报道。本文通过
观察种子贮藏过程中胚的长度、结构及萌发率的变
化来说明胚的生物学特性在种子萌发中的作用。
1　材料与方法
2006年 12月 ,采集成熟的种子洗去假种皮后
4 ℃沙藏 ,每周翻动 1次。于 2006年 12月 24日 ,
2007年 2月 13日、4月 21日和 7月 11日检测胚的萌
发率并测量胚的长度 ,同时观察胚结构、随后定期测
量胚的长度并观测其结构 ,一直持续到 2008年 3月
12日。胚的长度测量在 Leica MZ16A解剖镜上进行 ,
将从人工林种子中剥离的胚放在载玻片上 ,用 IE50
软件照相并测量长度 ,每次测量 30至 40个胚。沙藏
中胚内部结构的观测用石蜡切片法 ,将剥离种皮的种
子固定在事先配制的 FAA固定液中 ,切片、染色及检
测方法参照王兵益等 [ 19 ]的方法。
种子经表面消毒后 ,在无菌操作台上将胚剥离
出来在人工培养基上培养 ,培养基及培养条件参照
赵沛基等 [ 13 ]关于云南红豆杉离体胚培养的方法 :MS
培养基 , pH为 5. 8 (灭菌前 ) ,并添加 3%蔗糖、0. 8%
琼脂。培养温度为 ( 25 ±1) ℃ ,每天光照 12 h,光
照强度为 2 000 lx,每次培养 60个胚。胚被剥离后
用 Leica MZ 16A 解剖镜照像 ,用 IE50软件测量长
度 ,每次测量 30胚。
2　结果与分析
2. 1　长度
从总体上看 ,云南红豆杉胚的长度变异明显 ,最
短的只有 1. 25 mm ,最长的达 2. 54 mm,最短胚和最
长相差一倍多 (表 1)。在沙藏的过程 ,胚的长度没
有发生变化。新鲜种子和沙藏 15个月后种子的胚
的长度差异不明显 (表 2)。
表 1　新鲜种子胚与沙藏 15个月后种子胚的长度比较
测量时间
(年 2月 ) 数目 /个 平均值 ±标准差mm 最小值 /mm 最大值 /mm
2006212 33 1. 72 ±0. 15 1. 25 2. 54
2008203 33 1. 74 ±0. 08 1. 38 2. 11
表 2　新鲜种子胚与沙藏 15个月后的种子胚
长度的方差分析
变异来源 平方和 自由度 F值 F0. 05临界值
组间 0. 004 1 0. 06 4
组内 4. 454 64
总计 4. 457 65
2. 2　结构
云南红豆杉种子成熟时 ,假种皮变红 (图 1 a) ,
剥离假种皮 ,种皮呈黄褐色 (图 1 b)。在大多数成
熟种子中 ,云南红豆杉胚发育完全 ,部分种子中胚的
发育是不完全的 ,有些甚至停留在幼胚阶段。发育
完全的胚由子叶、苗端、原形成层、胚皮层、根冠和次
生胚柄系统组成 (图 1 c, d)。种胚有 2枚子叶 ,长约
50～100μm,呈楔形 ,前端较窄 ,下端较宽 (图 1 c) ,
2个子叶中间夹着苗端分生组织 ,呈锥形小丘 ,细胞
小 ,但核大 ,染色较深 (图 1 e)。子叶中原形成层细
胞较窄 ,约 8～14个细胞宽 ,胚轴中原形成层细胞较
宽 ,约 18～24个细胞宽 ,原形成层外侧为胚皮层细
胞。贮藏 15个月以后种子胚的结构与新鲜种子胚
的结构相似 (图 1f)。
图 1　成熟种子和胚的结构
说明 : a. 带有假种皮的种子 ; b. 剥离假种皮的种子 ; c. 分化完全
的胚 ; d. 胚的结构 (1,子叶 ; 2,苗端 ; 3,原形成层 ; 4,胚皮层 ;
5,根冠 ) ; e. 苗端 ; f. 种子贮存 15个月后胚的结构。
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林 　业 　科 　学 　研 　究 第 22卷
2. 3　萌发率
通过离体培养得知 ,成熟的胚在离体培养 2周
后萌发 , 50 d左右长成小苗。新鲜种子胚的萌发率
为 70% ,但随贮藏时间的延伸而降低 ,且降低的速
度逐渐减慢。
图 2　胚萌发率随沙藏时间的变化
3　结论与讨论
影响种子萌发速度的因素很多 ,但归纳起来就三
类 :生物学原因 ,即胚没有成熟或者成熟胚的萌发速
度缓慢 ;物理原因 ,即种皮太厚或者太致密以至于水
分和气体都不能进入 ;化学原因 ,即种子中含有影响
胚萌发的化学抑制物或者胚乳的化学转换受抑制。
就本文的研究结果看 ,在大多数成熟的云南红豆杉种
子中 ,胚已经分化完全 ;在离体培养中 ,新鲜种子的胚
在较短的时间内就能萌发。这些都说明在大多数成
熟的云南红豆杉种子中 ,胚已经具备在短时间内萌发
的潜力。很多研究表明 ,低温沙藏能加速种子萌发过
程 ,但低温沙藏过程中胚的大小和结构并未发生变
化。所以 ,云南红豆杉种子的休眠并非生物学原因所
致。胚没有后熟作用且能够在短时间内萌发 ,为缩短
云南红豆杉种子的育苗周期提供了可能 ,同时也为缩
短云南红豆杉种子育苗周期提供了研究思路和方向 ,
只要消除种子中由于物理和化学原因带来的影响 ,就
可能促使胚萌发 ,因为胚已经具备萌发能力。
同红豆杉属的其它种一样 ,云南红豆杉种子在
低温沙藏过程中仍能保持活力 ,说明云南红豆杉种
子具备一定的耐低温能力 ,在低温贮藏过程中 ,胚的
萌发率逐渐降低说明了这种耐低温能力是要付出代
价的。红豆杉属植物多数分布在高纬度或高海拔地
区 ,种子成熟都在 10月至 12月 ,正值低温季节 ,不
利于种子萌发 ,所以 ,抗低温能力显然是对这种不良
环境长期适应的结果。
通过离体培养得知 ,即使是刚成熟的种子 ,萌发
率只有 70% ,而且在贮藏过程中 ,种子的萌发率还会
降低。其实在离体培养时 ,有些种子的胚没有发育完
全 ,在剥离的过程中更容易被损坏 ,有些胚太小 ,也很
难被发现 ,所以 ,实际的萌发率比统计结果还要低。
造成种子萌发率低的原因可能是 : ①用假种皮变红作
为种子成熟的标准 ,认为已经成熟的种子可能还没有
成熟 ,甚至还处在幼胚的初期 ; ②即使是发育成熟的
胚 ,由于多胚现象普遍存在 ,使得成熟胚的营养状况
差异很大 ,因而影响到胚的发育 ,通过胚的长度可以
看出 ,最长的胚比最短的胚长 1倍。
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