全 文 ：第 52 卷 第 4 期
2 0 1 6 年 4 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 52，No. 4
Apr．，2 0 1 6
doi:10．11707 / j．1001-7488．20160404
收稿日期: 2015 － 10 － 16; 修回日期: 2015 － 11 － 19。
基金项目: 甘肃省自然科学基金项目( 1506RJZG052; 1308RJZG156 ) ; 甘肃省高校河西走廊特色资源利用省级重点实验室面上项目
(XZ1404)。
* 张恩和为通讯作者。
野生黄瑞香种子的休眠机制与破除方法*
闫 芳1，2 张恩和1 王勤礼2 毛著鸿3
(1． 甘肃农业大学农学院 兰州 730070; 2． 河西学院河西生态与绿洲农业研究院 张掖 734000;
3． 甘肃泰康制药有限责任公司 武威 733000)
摘 要: 【目的】祁连山野生的黄瑞香生长在海拔 2 500 ～ 2 600 m 左右的半荫半阳的缓坡地带，为适应祁连山
寒冷的冬季和凉爽的夏季气候，黄瑞香种子具有较强的休眠特性。探寻破除黄瑞香种子休眠的方法，可为其种
子人工繁殖提供理论依据与技术支持。【方法】采用种子萌发抑制物的生物学鉴定、激素溶液浸种、低温层积、
干藏等不同处理方法对黄瑞香种子的休眠类型、休眠原因及其破眠方法进行研究。【结果】1) 新采收的黄瑞香
种子生活力为 84. 6%，但不萌发，具有显著的休眠现象。种子吸水过程符合 Logistic 曲线，其种皮对种子吸水无
严重阻碍作用。2) 黄瑞香种子种皮和胚的醇提液、水提液对白菜种子的发芽率和胚根长均有不同程度的抑制
作用。外种皮的水提液对白菜种子萌发和胚根长的抑制作用在相同浓度条件下比醇提液明显; 种胚的醇提液
和水提液在 0. 1，0. 15 g·mL － 1的浓度下完全抑制白菜种子萌发，在 0. 05 g·mL － 1浓度下种胚的水提液对白菜种
子萌发和胚根长的抑制作用显著低于醇提液;内种皮的醇提液在低浓度条件时已对白菜种子的萌发和胚根的伸
长产生极其明显的抑制作用，但内种皮的水提液无论浓度高低对白菜种子的萌发抑制作用均较小。这些结果说
明黄瑞香种子外种皮中存在的水溶性萌发抑制物、种胚中溶于有机溶剂和水的萌发抑制物、内种皮中溶于有机
溶剂的萌发抑制物的共同作用是其种子休眠的主要原因。3)黄瑞香种皮的电镜结构显示未处理的种子的种皮
表面细胞排列较规则紧密，种皮中长柱状细胞构成栅栏组织;经 5 ℃温度条件下层积 90 天后，种皮表面已出现
较多的“蚁穴”状孔洞，有利于种子萌发。【结论】将新采收的黄瑞香种子进行GA3 和 6-BA溶液浸种、低温干藏
和暖温干藏处理，均不能有效提高黄瑞香种子的萌发，经 5 ℃湿沙层积 90 天后黄瑞香种子萌发率近 80%。新采
收的黄瑞香种子为综合性休眠。
关键词: 黄瑞香; 种子休眠; 种子萌发; 低温层积
中图分类号: S718. 4 文献标识码: A 文章编号: 1001 － 7488(2016)04 － 0030 － 08
The Mechanisms of Seed Dormancy of Wild Daphne giraldii and
Methods for Dormancy Breaking
Yan Fang1，2 Zhang Enhe1 Wang Qinli2 Mao Zhuhong3
(1 ． College of Agronomy，Gansu Agricultural University Lanzhou 730070;
2 ． Hexi Ecological ＆ Oasis Agricultural Research Institute of Hexi University Zhangye 734000;
3 ． Gansu Taikang Pharmaceutical Company Wuwei 733000)
Abstract: 【Objective】Wild shrub Daphne giraldii mainly grows on half-shaded half-sunlighted gentle slope with an
altitude from 2 500 to 2 600 m of Qilian Mountains． In order to adapt to cold winter and cool summer in Qilian Mountains，
the seeds of D． giraldii have developed a strong dormancy． This study was intended to explore methods of breaking the
seed dormancy and improving germination rate of the D． giraldii seeds，therefore to provide theoretical basis and technical
support to the propagation from seeds． 【Method】Different seed treatments such as biological identification of germination
inhibitors of D． giraldii seeds，immersing seeds in GA3 and 6-BA solution，low temperature sand stratification and dry
storage were employed to study the types of and the causes for dormancy，and methods of breaking dormancy of D． giraldii
seeds were investigated in this study．【Result】The results indicated that: 1) The viability of newly collected D． giraldii
seeds were 84． 6%，but not germination at all， indicating that there was obvious dormancy phenomenon in freshly
第 4 期 闫 芳等: 野生黄瑞香种子的休眠机制与破除方法
collected D． giraldii seeds． The process of water absorption，including quick soaking，stable soaking and saturated
soaking stages，of D． giraldii seeds was in line with the Logistic curve，and the seed testa had no serious impact on water
absorption of the seeds． 2) Alcohol extract and water extract of seed testa，endotesta and embryo had different degree of
inhibitory activity on seed germination rate and radicle length of Chinese cabbage(Brassica pekinensis) seeds． The water
extract of testa had more obvious inhibition effects than alcohol extract on the germination and the radicle length of
Chinese cabbage seeds under the same condition． The alcohol and water extract of embryo completely inhibited the
germination of Chinese cabbage seeds at the concentrations of 0. 1 g·mL － 1 and 0 ． 15 g·mL － 1，however the inhibitory
effect of water extract of embryo were significantly lower than alcohol extract at the concentration of 0 ． 05 g·mL － 1，
showing significantly inhibition in germination and radicle length． The alcohol extract of endotesta had extremely
significant inhibition in germination and radicle length of Chinese cabbage seeds， but the water extract had less
inhibition at all concentrations． These indicated that the main reason of the seed dormancy of D． giraldii might result
from the joint effect of water-soluble germination inhibitory substances in seed testa，both water-soluble and alcohol-
soluble germination inhibitory substances in embryo and alcohol-soluble germination inhibitory substances in endotesta．
3) The scanning by electron microscopic showed that the surface cells of the control seeds were smoother and the shape
was more regular，the longer columnar cells constituted the palisade tissue，but some holes were found on the surface
cells of the seeds after the low temperature sand stratification at 5 ℃ for 90 days，favorable for seeds to germinate．
【Conclusion】Soaking seeds in GA3 and 6-BA solutions，low and warm temperature dry storage all could not obviously
improve the germination of newly collected D． giraldii seeds，but sand stratification at 5 ℃ for 90 days could break seed
dormancy effectively and the germination rate could reach about 80% ． The dormancy of newly collected D． giraldii
seeds is a type of comprehensive dormancy．
Key words: Daphne giraldii; seed dormancy; seed germination; low temperature sand stratification
种子的休眠特性是植物为适应环境的繁殖策略
之一，但往往给实际生产带来不便。因此，研究生产
中如何破除种子休眠具有重要的理论和现实意义。
黄瑞香(Daphne giraldii)为瑞香科( Thymelaeaceae)
瑞香属小灌木，植株高 40 ～ 120 cm，胸径可达80 cm，
分布在我国甘肃、青海等海拔 2 000 ～ 2 600 m的山坡
灌丛、林缘、沟谷地带(张勇等，2001)。黄瑞香适应
性强，喜冷凉湿润气候，也耐寒耐热，对土壤要求不
严，其叶片墨绿有光泽，花清香淡雅，果色鲜红，具有
较高的观赏价值，对改善西北地区的大地面貌和生
态保护具有重要的开发价值(李耀阶，1987)。同时
黄瑞香的茎皮也是我国治疗风湿和止痛的常用中
药，具有祛风除湿、止痛散瘀、抗肿瘤活性等作用
(周光雄等，2006)。随着人们对黄瑞香应用价值认
识的深入，黄瑞香的需求量与日俱增，导致黄瑞香野
生种质资源越来越少，现已被列为国家三级保护植
物(李银等，2008)。目前黄瑞香人工栽培技术尚未
成熟，相关的基础研究较少，多集中在其茎皮的化学
成分和活性成分(Kimura，1985; Li et al．，2005; 王
成瑞等，1987)等方面，有关其种子萌发条件及休眠
特性的研究和报道极少(王勤礼等，2012)。本试验
以祁连山野生黄瑞香为研究对象，旨在通过对黄瑞
香种子休眠特性的研究，明确其种子休眠的原因，探
索打破其种子休眠的有效方法，为提高黄瑞香的人
工种苗繁育效率，促进黄瑞香的野生种群恢复及规
范化种植提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料和样地
供试的黄瑞香种子于 2014 年 8 月采自海拔
2 500 ～ 2 600 m 的甘肃省武威市天祝县祁连乡布尔
草原(103°3326″E，38°4331″N)，坡向东西，坡位中
下部，坡度约为 25°。果实成熟到果皮呈深红色时
采摘，用手搓洗去除果皮和果肉后晾干，挑选饱满种
子置于牛皮纸袋内备用。经甘肃农业大学陈垣教授
鉴定为黄瑞香。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 种子形态观察及特征指标测定 采用百粒
质量法，从试验样品中随机数取 3 个重复，每个重复
取种子 100 粒，用千分之一的电子天平称质量，计算
其平均值后换算成千粒质量。随机取 3 × 100 粒种
子，用解剖刀将种子沿纵轴剖开，统计有完整胚的种
子占总试验种子数的百分比，求出种子饱满度。种
子含水量测定选用烘干称质量法(Li et al．，2012):
先将 100 粒饱满干燥的种子用千分之一的电子天平
称质量，然后放入 100 ℃烘箱内烘 12 h，取出后在干
13
林 业 科 学 52 卷
燥器内冷却至室温后称质量;前后 2 次称量的差值
与未烘干前的比值即为含水量，重复 3 次。
1. 2. 2 种子吸水率的测定 参照杨文权等(2009)
的方法测定种子吸水率: 取黄瑞香种子 2 份，各 50
粒，1 份用解剖刀剥去外种皮，1 份为完整种子。分
别放入 500 mL 的烧杯中，加入 200 mL 蒸馏水在
25 ℃下浸泡种子进行吸胀。每隔 2 h 将种子取出，用
吸水纸吸干其表面的水后用千分之一的电子天平称
质量、记录，然后再放回烧杯中继续吸水。重复操作
直至种子吸水至恒质量，3 次重复。吸水率(% ) =
(浸种后质量 －浸种前质量) /浸种前质量 × 100%。
1. 2. 3 种子生活力测定和萌发试验 采用氯化
三苯基四氮唑( TTC)染色法测定种子生活力。随
机数取 100 粒种子，首先将种子在常温下浸种24 h
后放入浓度为 0. 5%的 TTC 溶液中，于 35 ℃ 恒温
箱内染色，6 h 后取出种子，然后剥取种胚用蒸馏
水冲洗干净，观察染色反应 (闫芳等，2014 )。有
生活力的种子胚会被染成红色，无生活力的种子
则未被染色。统计被染色的胚并根据胚染色情况
测定其生活力。
种子萌发率测定: 将黄瑞香分 2 份，1 份为去皮
种子，另 1 份为完整种子，消毒后放于铺有双层滤纸
的培养皿中，加蒸馏水置于 25 ℃的恒温培养箱内进
行萌发试验，每个处理 3 次重复，每重复 50 粒种子。
每天定时统计萌发数，截至第 10 天，种子的萌发以
胚根破壳而出为标志。发芽率(% ) = (正常发芽种
子粒数 /供检种子总粒数) × 100%。
1. 2. 4 种子萌发抑制物的提取和生物鉴定 参照
王小平等(1998)的方法，取黄瑞香饱满种子的外种
皮、内种皮、种胚各 4 g 在预冷的研钵内研碎，分别
用 20 mL 的蒸馏水、80%的乙醇溶液在 4 ℃下静提
48 h。去残渣后水提取液用蒸馏水定容至18 mL，醇
提液先于 80 ℃ 下减压浓缩后用蒸馏水定容至
18 mL备用。分别取水提液和醇提液 1，2，3 mL 用
蒸馏水定容至 4 mL，制成质量浓度为 0. 05，1，
0. 15 g·mL － 1的溶液。在 25 ℃ 培养箱内用白菜
(Brassica pekinensis)种子进行不同提取液种类及浓
度的发芽测定，以同体积蒸馏水为对照。72 h 后测
定发芽率并随机抽取 30 株幼苗测量胚根长度。每
处理 3 次重复，每重复 50 粒种子。
1. 2. 5 种子休眠的解除 1) 植物激素溶液浸种处
理 溶液浓度设置为: 50，100，150，200 mg·L － 1
GA3; 10，20，30，40 mg·L
－ 1 6-BA; 50 mg·L － 1 GA3 +
10 mg·L － 16-BA，100 mg·L － 1GA3 + 20 mg·L
－ 16-BA，
150 mg·L － 1 GA3 + 30 mg·L
－ 1 6-BA，200 mg·L － 1
GA3 + 40 mg·L
－ 1 6-BA。将种子破除种皮后，分别在
以上浓度的溶液中分别浸泡 5，10，15，20 h，对照为
蒸馏水。按 1. 2. 3 中的种子萌发试验方法进行萌发
测定。
2) 低温层积处理和干藏处理 低温层积处理:
饱满黄瑞香种子用清水浸泡 24 h，在 0. 1% 的氯化
汞中消毒 5 min 后与湿沙 (含水量质量百分数为
15% )以 1∶ 3的体积比混合，置于 1，5，10 ℃温度条
件下分别层积 70，90，120 天。定期通气和保持沙子
湿润，按 1. 2. 3 中方法进行种子萌发试验，将取样时
已裂口的种子数统计入各处理的种子总萌发数中。
干藏处理: 将干燥新鲜的带种皮种子置于牛皮纸袋
内，一份放 4 ℃冰箱中进行低温干藏，另一份置于
20 ℃的恒温培养箱中进行暖温干藏，分别于 70，90，
120 天后取出按 1. 2. 3 中的方法进行萌发率测定。
对照均为置于室温下牛皮纸袋中的未处理种子。
3) 低温层积前后黄瑞香种皮的微观观察 将
5 ℃温度条件下层积 90 天的黄瑞香种子的外种皮
和室温下牛皮纸袋中干燥种子的外种皮的横断面
(长和宽方向)和表皮用导电胶粘在载物台上，冻干
喷金后，移入 FEI Quanta 450 FEG 场发射扫描电镜
下观察，标定特征明显部位后进行拍照。
1. 3 数据分析
用 SPSS 19. 0 对数据进行统计分析，萌发率数
据在统计分析前先进行反正弦转换。使用 One way
ANOVA 进行单因素方差分析，用 Duncan 法进行多
重比较，最小显著差法( LSD)在 0. 01 和 0. 05 水平
确定各个平均值之间的差异显著性。用 Origin 8. 5
做图。
2 结果与分析
2. 1 黄瑞香种子特征
黄瑞香种子形状呈近球形，由外种皮、内种皮和
胚 3 部分组成，外种皮深褐色，表皮光亮、平滑，质地
坚韧，内种皮呈浅褐色膜质。新鲜种子含水量
6. 88% ± 0. 06%，近直径(5. 75 ± 0. 07)mm，饱满度
92. 07% ± 0. 08%，千粒质量(44. 7 ± 0. 21) g。
2. 2 黄瑞香种子吸水曲线
黄瑞香种子吸胀后的吸水曲线见图 1，新鲜的
完整黄瑞香种子的吸水过程符合 Logistic 曲线方
程。图 2 为利用 Logistic 曲线方程直线化拟合的结
果，表 1 为直线拟合估算的各参数。吸水率对应浸
种时间的 Logistic 直线化方程为 y = 1. 793 + 0. 104x
(R2 = 0. 977，P ＜ 0. 01)。由此可知，黄瑞香种子浸
水后立即吸胀，浸种 2. 28 h 为急剧吸水期，吸水最
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第 4 期 闫 芳等: 野生黄瑞香种子的休眠机制与破除方法
快; 浸种 8. 23 h 后吸水高峰结束，进入较为缓和的
吸水阶段; 12. 67 h 后吸胀结束进入吸水饱和期，最
大速率为 22. 75 g·h － 1。虽然黄瑞香完整种子吸水
饱和时，总的吸水率没有超过50%，但结果显示黄瑞
香种子的种胚能较快地吸收到一定量的水分，透水
性较好，其坚韧的外种皮虽存在一定的机械阻力但
终究不是影响其种子萌发的主要原因。
图 1 黄瑞香种子吸水曲线
Fig． 1 Water absorption rate curve of D． giraldii
图 2 黄瑞香种子吸水率与浸种时间配合 Logistic
方程直线化拟合结果
Fig． 2 Linear response of water absorption of D． giraldii
seed to soaking time based on Logistic equation
2. 3 新鲜黄瑞香种子生活力与萌发率
植物种子生活力是发芽的潜在能力或胚具有的
生命力，但具有生活力的种子不一定都能萌发，若是
种子萌发率显著低于种子生活力则说明种子处于休
眠状态(徐本美等，2007)。黄瑞香种子的生活力测
定结果为: 胚呈红色的种子皆有生活力，并具发芽
潜力，占 84. 6% ; 9. 4% 为丧失生活力的无色胚种
子;空粒种子指无胚或胚已干瘦皱缩，占 6%。说明
黄瑞香新采收种子具有较高的萌发潜力。而新鲜采
收的黄瑞香种子无论去掉种皮与否均无一萌发，说
明新鲜的黄瑞香种子存在明显的休眠现象。
2. 4 萌发抑制物的生物学鉴定
黄瑞香种子外种皮、内种皮和胚的提取液对白
菜种子发芽率、胚根长的抑制作用见表 1，可以看出
种子不同部位的提取液均对白菜种子萌发有不同程
度的抑制作用。对于外种皮而言，比较水提液和醇
提液，可以看出水提液对白菜种子萌发和胚根长的
抑制作用在相同浓度条件下比醇提液明显，在 0. 05
g·mL － 1的浓度条件下即表现出萌发率下降、胚根长
缩短，与对 照 相比 表现 出极 显著的 抑 制 作 用
(P ＜ 0. 01)，而醇提液则需在较高浓度下才会对白
菜种子的萌发表现出较强的抑制作用。种胚的浸提
液对白菜种子的萌发抑制作用最强，表现为无论是
醇提液还是水提液在 0. 1，0. 15 g·mL － 1的浓度下完
全抑制种子萌发，且在 0. 05 g·mL － 1浓度条件下种
胚的水提液对白菜种子的萌发抑制作用显著低于
醇提液，而与对照相比均表现出极显著的抑制作
用(P ＜ 0. 01 )，且对胚根长也表现出极强的抑制
作用(P ＜ 0. 01)。内种皮浸提液对白菜种子萌发
的抑制情况与其他 2 个部位的浸提液有所不同，
醇提液在低浓度时已对白菜种子的萌发产生极其
明显的抑制作用，萌发率下降至 22%，胚根长显著
缩短，0. 1 g·mL － 1浓度下只有个别种子萌发，与对
照相比差异均达到极显著水平 ( P ＜ 0. 01 ) ;但内
种皮的水提液无论浓度高低对白菜种子的萌发抑
制作用较小，萌发率都在 86%以上，胚根长均达到
18 mm 左右。这说明黄瑞香外种皮中同时存在溶
于有机溶剂和水的发芽抑制物质，而溶于水的物
质对种子萌发的抑制作用更强; 种胚中溶于有机
溶剂和水的物质几乎均能完全抑制白菜种子萌
发，种胚中存在的抑制物质可能对种子休眠起更
大作用; 内种皮中溶于有机溶剂的物质对种子休
眠有较强影响，而溶于水的物质却对种子萌发影
响不大。
2. 5 种子休眠的解除
2. 5. 1 植物激素溶液浸种处理 图 3 结果表明，
不同浓度的赤霉素(GA3 )和细胞分裂素(6-BA)对
黄瑞香种子的发芽率有显著的影响。不同浓度的
GA3 对种子萌发率的影响不同，较低浓度的 GA3
浸泡 15 h 有利于种子萌发，高浓度反而会抑制种
子萌发;当黄瑞香种子在 50 mg·L － 1 GA3 溶液中浸
泡 15 h，平均萌发率最高为 7. 82%。同样，6-BA
溶液浸种也显著影响种子萌发率，当 20 mg·L － 1
6-BA溶液浸种 15 h 时黄瑞香种子的最高萌发率为
7. 75%。但图 3 显示黄瑞香种子在 150 mg·L － 1
GA3 + 30 mg·L
－ 1 6-BA 混合溶液中浸泡 10 h 后的
种子萌发率为 17. 33%。因此单独使用赤霉素或
细胞分裂素溶液对打破黄瑞香种子休眠有一定效
果，二者混合使用则效果增强，但仍然不能有效地
打破黄瑞香种子休眠。
33
林 业 科 学 52 卷
表 1 黄瑞香种子各部位浸提液对白菜种子萌发的抑制作用①
Tab． 1 Inhibitory effects of extracts from different parts of D． giraldii seeds on the
germination of Chinese cabbage seeds
提取物
Part of seeds
提取液
Extraction solvent
浓度
Concentration /
( g·mL － 1 )
白菜种子发芽率
Germination percentage of
Chinese cabbage seeds(% )
白菜种子胚根长
Radicle length of Chinese
cabbage seeds /mm
外种皮
Testa
80%甲醇
80% carbinol
蒸馏水
Distilled water
0. 05 93. 33 ± 0. 05 bB 16. 43 ± 0. 37 dD
0. 10 23. 33 ± 0. 13 fF 5. 54 ± 1. 11 gG
0. 15 0. 00 ± 0. 00 kK 0. 00 ± 0. 00 iJ
0. 05 32. 00 ± 0. 08 eE 8. 87 ± 0. 42 eE
0. 10 14. 00 ± 0. 06 hH 5. 34 ± 0. 67 gG
0. 15 00. 00 ± 0. 00 kK 00. 00 ± 00. 00 fE
内种皮
Endotesta
80%甲醇
80% carbinol
蒸馏水
Distilled water
0. 05 22. 00 ± 0. 13 gG 7. 45 ± 1. 05fF
0. 10 4. 67 ± 0. 09 jJ 4. 68 ± 1. 34 gGH
0. 15 0. 00 ± 0. 00 kK 0. 00 ± 0. 00 iJ
0. 05 86. 67 ± 0. 05 dD 19. 56 ± 0. 56 bB
0. 10 86. 67 ± 0. 12 dD 18. 00 ± 0. 87 dcC
0. 15 88. 33 ± 0. 07 cC 18. 87 ± 0. 92 bcBC
胚
Embryo
80%甲醇
80% carbinol
蒸馏水
Distilled water
0. 05 4. 67 ± 1. 00 jJ 2. 57 ± 1. 05 hI
0. 10 0. 00 ± 0. 00 kK 0. 00 ± 0. 00 iJ
0. 15 0. 00 ± 0. 00 kK 0. 00 ± 0. 00 iJ
0. 05 10. 33 ± 0. 08 iI 3. 45 ± 0. 76 hHI
0. 10 0. 00 ± 0. 00 kK 0. 00 ± 0. 00 iJ
0. 15 0. 00 ± 0. 00 kK 0. 00 ± 0. 00 iJ
对照 Control 96. 67 ± 0. 09 aA 23. 18 ± 0. 09 aA
①不同的小写和大写字母分别表示在 P ＜ 0. 05 和 P ＜ 0. 01 水平上的差异显著性。The different small and capital letters mean the significant
differences at P ＜ 0. 05 and P ＜ 0. 01 levels，respectively．
图 3 不同质量浓度的植物激素对黄瑞香种子萌发率的影响
Fig． 3 Effects of different plant hormones on D． giraldii seed germination
对照 Control: 清水 Clear water; A: 50 mg·L － 1 GA3 + 10 mg·L
－ 1 6-BA; B: 100 mg·L － 1 GA3 + 20 mg·L
－ 1 6-BA; C: 150 mg·L － 1 GA3 + 30
mg·L － 1 6-BA; D: 200 mg·L － 1 GA3 + 40 mg·L
－ 1 6-BA．
图中不同小写字母表示在 P ＜ 0. 05 水平上的差异显著性。下同。The different small letters mean the significant differences at P ＜ 0. 05． The
same below．
2. 5. 2 不同处理方式对黄瑞香种子萌发的影响 图
4 结果表明，低温层积能显著提高黄瑞香种子的萌
发率，有效打破其种子休眠。当层积温度为 5 ℃时，
层积处理 90 天时黄瑞香种子萌发率最高，接近
80%，与其他干藏条件下的种子和置于室温下的黄
瑞香种子 ( 对照 ) 相比，显著提高了其萌发率
(P ＜ 0. 05)。从低温干藏处理和暖温干藏处理的结
果来看，以低温干藏的效果较好，最高萌发率为
43
第 4 期 闫 芳等: 野生黄瑞香种子的休眠机制与破除方法
17. 2%，而暖温干藏处理只有少数种子萌发。但无
论是何种种子干藏方式均不利于黄瑞香种子的长期
保存，当层积至 120 天时各处理的萌发率均显著下
降，说明过长的层积时间并不利于黄瑞香种子萌发。
图 4 不同处理对黄瑞香种子萌发率的影响
Fig． 4 Influence of different treatments on germination of D． giraldii seeds
2. 5. 3 低温层积前后黄瑞香种皮的微观变化 黄
瑞香种皮坚韧，对其种皮横断面和表面结构在放大
1 000倍的扫描电镜下扫描观察发现，未处理的黄瑞
香种子的种皮表面细胞间隙很小，排列非常致密和
平滑，没有孔洞和裂隙(图 5A)。横断面扫描图(图
5B)显示，未处理的种皮中长柱状细胞构成栅栏组
织，细胞排列整齐紧密，虽有一定空隙但空隙不大。
由此推测，黄瑞香种皮的这种结构对水分的吸收、气
体交换可能会有一定影响。但黄瑞香种子在 5 ℃下
层积 90 天后，其种皮表面已出现较多的“蚁穴”状
孔洞(图 5C)，横断面种皮细胞排列越来越疏松，透
性加大(图 5D)，说明低温层积促进黄瑞香种子内
外部物质交换，利于种子的萌发。
图 5 黄瑞香种子种皮的扫描电镜结构
Fig． 5 The microstructures of D． giraldii testa under scanning electron microscope
A． 未处理种子的种皮表面; B． 未处理种子的种皮横断面; C． 层积处理后种子的种皮表面; D．层积处理后种子的种皮横断面。
A． Un-pretreated testa surface; B． Cross section of un-pretreated testa; C． Stratified testa surface; D． Cross section of stratified testa．
3 讨论
种子的休眠现象是植物为适应气候变化、温度
差异、水分条件等环境因素并保持自身繁殖发展而
形成的一种生物学特性，具有重要的意义 (Gusano
et al．，2004; Kermode，2005)。因而许多较为寒冷
53
林 业 科 学 52 卷
地区生长的植物种子在秋天果实成熟后在适宜的温
度、湿度和光照条件下难以萌发，保持休眠状态直到
来年春季才萌发。祁连山野生的黄瑞香生长在海拔
2 500 m 左右的半阴半阳的缓坡地带，是青海云杉
(Picea crassifolia)等乔木的伴生小灌木 (李耀阶，
1987)。为了适应祁连山寒冷的冬季和凉爽的夏季
气候，黄瑞香具有较强的耐寒能力且其种子具有休
眠特性，另外黄瑞香的果肉也具有抑制种子萌发的
物质(王勤礼等，2012)。野生条件下，黄瑞香的果
肉具小毒，故动物和鸟类从不取食，再加上祁连山夏
季气候凉爽，因此从 7 月黄瑞香果实成熟直至 9 月
中下旬其果肉一直包裹着种子。秋季果肉发黑腐烂
后，种子才会掉出，但只有少量落入松针层或草丛深
处的种子第 2 年的春天能发芽，黄瑞香种子的这种
休眠特性导致其野生资源数量稀少。黄瑞香种皮结
构致密，电镜扫描结果显示其具有栅栏组织，但新鲜
去除种皮的种子也不萌发，依旧表现很强的休眠特
性。本文研究结果也显示，黄瑞香种子浸种 2. 28 h
后吸水速率最大为 49. 8%，12. 67 h 后吸水饱和，吸
水过程所表现的 3 个阶段符合种子的吸水规律，说
明黄瑞香种子种壳不存在严重的透水障碍。因此通
过本文的研究，推断生理休眠是黄瑞香种子休眠的
主要原因。
在导致种子生理休眠的诸多因素中，抑制物质
的存在被认为是最重要的原因之一，种子的不同部
位存在的某些抑制物导致了种子休眠 ( Bewley
et al．，1994)。抑制物是指存在于种子的种皮或其
他部位的某些化学物质，其存在会阻碍种子生理活
动的某些代谢环节，从而影响种子的萌发。黄瑞香
种子不同部位浸提液对白菜籽发芽率的影响结果显
示，黄瑞香种子的种皮和胚中确实存在有某种溶于
有机溶剂和水的萌发抑制物，且种子不同部位都存
在着不同程度的发芽抑制物质，尤其是种胚中的醇
溶性和水溶性物质对种子发芽均具极显著的抑制作
用。据此认为黄瑞香种子内源抑制物，尤其种胚是
引起种子休眠的主要原因。黄瑞香种子各部分的内
源抑制物的种类和含量尚未见报道，有必要深入展
开相关成分分析研究。也有学者认为，导致植物种
子休眠的原因不仅是由于抑制物质的存在，也可能
是由于缺乏赤霉素和细胞分裂素等植物激素引起
的，其中主要调节因子赤霉素能诱导水解酶的产生，
使淀粉水解为糖，蛋白质水解为各种氨基酸，从而有
利于种子萌发。而细胞分裂素能促进细胞的分裂和
器官的分化( Sun et al．，2004)，有些植物外施细胞
分裂素便能打破种子休眠 ( Cohn et al．，1982 )。
Tang 等(2012)研究发现用赤霉素和细胞分裂素的
混 合 液 浸 种 会 显 著 提 高 地 菍 ( Melastoma
dodecandrum)的种子萌发率。本研究也发现用这 2
种植物激素的混合液浸种效果要好于单独使用，但
经浸种后的黄瑞香种子的最高萌发率也未超过
20%，那么新采收的黄瑞香种子中是否存在其他能
促进种子萌发的内源激素还有待于进一步的研究。
生理休眠是种子休眠最常见的一种类型，这种
类型表现为种皮能够透水，胚分化发育完全但胚生
长能力弱，种子需低温层积或暖层积提高胚的生长
能力(Carrick et al．，1994)。而低温层积和干藏是打
破植物种子生理休眠的常用方法，能显著提高种子
的萌发率 ( Baskin et al．，2004; 路覃坦等，2009)。
尤其是低温层积处理方法，可以软化种皮，增加种子
的透水性和通气性，使胚萌发所需的酶和激素等代
谢物质以及其他化合物达到足够的水平(Ceccherini
et al．，1998)。本研究结果显示，清水浸种 24 h 后
5 ℃湿沙层积 90 天能有效打破黄瑞香种子休眠，与
疏叶香根芹(Osmorhiza aristata var． laxa)种子的研
究结果(Walck et al．，2002)一致; 扫描电镜图片也
直观地反映了低温层积有利于改善黄瑞香致密的种
皮结构，从而有助于种子的顺利萌发。但层积时间
过长黄瑞香种子萌发率又显著降低，这种长期沙藏
导致萌发率下降的原因可能是由于种子所含营养物
质经长时间层积消耗过多( Lenartowicz，1988)。本
研究结果表明，低温干藏(4 ℃ )和暖温干藏(20 ℃ )
均未有效打破黄瑞香种子的休眠(萌发率分别仅有
7. 2%和 3% )，这可能是由于缺乏水分而导致的种
子内部激素等代谢物质不能顺利转化，从而不能彻
底打破种子的生理休眠。
4 结论
黄瑞香种子休眠属于以非深度生理休眠为主的
综合休眠，既有胚自身因素，也有内含抑制物质及种
皮结构的影响，因此，同时克服致密种皮和有效促进
种子生理后熟、分解和转化内源抑制物质是打破其
种子休眠的关键环节。本研究采用层积前浸种而后
进行时间合理的低温层积方法，打破了黄瑞香种子
的休眠，解决了人工种植时种子萌发率低的困难，为
野生黄瑞香的开发和人工大规模种植提供指导。
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(责任编辑 徐 红)
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