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贵州特有植物大方油栝楼种子的发芽特性研究



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Vol.34,Issue 3
February,2009
第 34 卷第 3 期
2009 年 2 月
贵州特有植物大方油栝楼种子的发芽特性研究
周 涛 1,黄璐琦 2*,陈美兰 2
(1. 贵阳中医学院 药学系,贵州 贵阳 550002;2. 中国中医科学院 中药研究所,北京 100700)
葫芦科栝楼属植物大方油栝楼 Trichosanthes
dafangensis N. G. Ye et S. J. Li 是狭域分布在贵州地
理区域的一个特有种子植物[1-2]。它不仅因其繁殖器
官的一些变异而在属内显得较为特殊,对于探讨栝
楼属植物的系统演化具有很高的参考价值。而且在
当地被作为瓜子食用已有很长历史,是一种很有价
值的野生经济植物[3]。但由于生境的狭窄,长期以
来只被生长地附近的村民们所利用,目前尚处待开
发利用的地位。
为了更好地保护性开发、利用该地区的野生植
物资源,本研究对大方油栝楼植物的资源现状调查
中发现植株种子在自然生境中的萌发率很低,实生
苗很少。随机抽取当年采集的野生大方油栝楼种
子,检查其生活力为 94%,剥开大方油栝楼种子可
见种胚形态完整,但给予正常的发芽条件种子并不
能萌发,在 3 个月的时间里发芽率为 0%。说明大
方油栝楼种子有休眠现象。本实验分析研究了大方
油栝楼种子的发芽特性,为大方油栝楼的引种和有
性繁殖提供了前期的技术资料。
1 材料
试验所用种子 2005 年 9 月采自贵州省大方县
火烧箐。经中国中医科学院黄璐琦研究员鉴定为葫
芦科栝楼属植物大方油栝楼 T. dafangensis 的种子。
2 方法
2.1 种子的基本特征观测
2.1.1 种子净度的测定 大方油栝楼种子用重量
法取样 2 份,每份 50.0 g,去掉杂质和废种子后,
剩余洁净种子的质量占样品总质量的百分率[4]。
2.1.2 千粒重测定 从经净度分析后的净种子中
随机数取 1 000 粒,3 个重复,称重,取其平均值,

[收稿日期] 2008-06-10
[基金项目] 贵州省科学技术基金项目(黔科合 J 字[2008]2055 号)
[通信作者] *黄璐琦,Tel:(010)64014411-2955,E-mail:huangluqi@263.
net.
即为种子的千粒重。
2.1.3 含水量测定 先将称量瓶放在 105 ℃烘箱内
烘干,称重,再将供试种子放入,在电子天平上称
取 2 份,每份 5 g,然后打开瓶盖,一起放入预热
至 110 ℃的烘箱内,保持(105±2)℃,经 6~8 h
后取出,盖上盖子,移入干燥器内冷却至室温称重。
按含水量=(样品烘前质量-烘后质量)/样品处理前
质量×100%的公式计算[5]。
2.1.4 种子生活力的测定 采用自然保存法,从采
种后第 2 周开始,每周测定 1 次生活力,采用 2,3,
5-三苯基氯化四唑染色试验(TTC)法[6-7]:供试种
子用蒸馏水浸泡 24 h 后,去外、内种皮,沿种脊小
心地将种子切成两瓣,放入培养皿内,切面朝下,
滴入 0.5%的 TTC 溶液浸没剖面,放 25 ℃恒温箱内
3 h 后取出冲洗净,观察染色反应。每次处理 10 粒,
重复 5 次。有生活力的种子胚染成红色,无生活力
的种子则不染色或仅有浅红色斑点。
2.1.5 贮藏方法 取自然干燥的种子净选后,充分
混合均匀,随机抽取约 5 000 粒,部分低温(0~4 ℃)
贮藏,部分湿沙层积贮藏,考察 12 个月。
2.2 种子萌发特性实验
2.2.1 种皮内含物质的生物检测 剥取种子的内、
外种皮,晾干后称重(20.3 g)。种皮加蒸馏水 150 mL
于 55 ℃恒温箱中浸提 24 h,滤过后,再加蒸馏水
浸提 12 h,合并 2 次浸提液于 55 ℃恒温箱中浓缩,
得浸提浓缩原液。然后分别以原液、1/10 原液及蒸
馏水(作对照)浸泡大豆种子(无休眠)、除去内
外种皮的大方油栝楼种子(考察浸液是否只对本身
种子的发芽有抑制)。浸液同时作为发芽基质,作
二者的发芽试验,每一处理 50 粒种子,重复 2 次。
于 20~25 ℃光照培养箱中培养。15 d 检查发芽率。
2.2.2 种皮透水性测定 称取完整种子 5 g,置于
盛有自来水的三角烧瓶中,于 25 ℃恒温箱中吸胀,
每天测定吸水量,连续测定 5 d,测定前用滤纸吸


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干种子表面水分后称重。种子吸水率以种子吸水量
占浸种前种子重的百分率表示,以 2 次测定的平均
吸水率表示透水性情况。
2.2.3 种皮的机械抑制检测 将种子设 4 个组,先
以蒸馏水浸润 24 h,①原种子(对照组)、②除去
种子外种皮、③除去外种皮以及胚芽部位的内种
皮、④湿沙层积 90 d 的种子。各组 100 粒种子,在
25 ℃光照培养箱内发芽,15 d 检查发芽率。
2.2.4 温度对种子萌发的影响 种子浸泡 24 h 后,
去外种皮,以完整种子作对照,置于恒温 10,15,
25,30 ℃条件下进行萌发实验。
发芽率检查均按叶片从胚芽鞘中伸出计算,统
计分析方法参照文献[7]。按照国际及国家种子检验
规程中药用植物种子发芽率的检查时间,统一采用
培养 15 d 作为发芽终止日期。
3 结果与分析
3.1 种子的基本特征
大方油栝楼种子阔卵形,宽 1.8~2.5 cm,长
2.3~2.8 cm,半成熟时黄绿色,完全成熟后棕褐色,
外种皮坚硬,两面有疣状突起,边缘有折皱状雕纹,
内种皮深绿色,膜质,种仁油质,平均长 2.3 cm,
宽 1.2 cm。种子净度为 96.5 %,千粒重 384.7 g,含
水量 3.1 %。
3.2 不同贮藏过程中生活力的变化
对 3 个月不同存放期的种子生活力情况(表 1)
考察中发现,种子的活力与贮藏环境的湿度密切相
关,种子在湿度小于 40%、温度 20~25℃的环境中
保存 2 周即会去失生活力(26%);当温度 4 ℃、湿
度大于 60%时,种子贮藏 1 年半有 60%的生活力,
而湿沙贮藏 2 个月后的种子生活力仍为 90%左右,
且发芽势为低温(4 ℃)贮藏种子发芽势的 2 倍。
但湿沙贮藏时间超过 4 个月后,种子腐烂率增加,
半年后 40%以上种子腐烂。
表 1 不同贮藏环境种子的生活力考察
种子生活力 /%
贮藏条件
半个月 3 个月 6 个月 12 个月
20~27 ℃,湿度 20%~40% 26 0 0 0
4 ℃,湿度 60%~70% 96 90 83 58
湿沙层积 96 88 56 17

上述试验结果表明:干热条件即高温度(>20
℃),低湿度(<40%)不利于种子的保存,这是与
大方油栝楼湿润多雾的自然生境密切相关的。湿沙
层积后的种子其种仁饱满、肥大,一旦破除外种皮,
能迅速进入发芽的生理转化周期,因此湿沙层积有
助于打破种子休眠。
3.3 休眠原因分析
3.3.1 种皮内含物质的生物检测结果 大方油栝
楼种皮浸提液对大豆种子及对大方油栝楼种子本
身进行浸泡处理后,作发芽试验的结果表明(表 2),
浸提液不但对大豆的发芽及胚根伸长无显著不良
影响,且对大方油栝楼本身种子(裸种子)的发芽
也无显著抑制,二者的发芽率与对照组的发芽率差
异均不显著(表 3),因而认为种皮内含物质与种子
的休眠无关。
表 2 25 ℃光照下大方油栝楼种皮水浸液对大豆种子
发芽的影响
平均发芽率/% 胚根长平均值/mm
处理
2 d 4 d

2 d 4 d
原液 87.7 96.3 4.3 12.8
1/10 原液 85.5 97.0 5.4 13.5
清水 86.4 96.5 5.6 15.2

表 3 水浸液抑制物对平均发芽率的影响
处 理 大豆种子 2 d/% 大方油栝楼种子 15 d/%
种子浸泡液浸种 85.0 56.7
清水浸种(对照) 83.2 58.1

3.3.2 种皮的透性 实验 2 个重复,种子吸水 1 d
后平均吸水率即达 55.4%,第 2 天略有提高,达
63.3%,第 3 天后便进入饱和的稳定状态,吸水率
为 70.6%~72.2%。说明大方油栝楼种子的种皮虽然
坚硬但透水性良好,种皮的透水性不阻碍种子
萌发。
3.3.3 温度对种子萌发的影响 在光照条件下,大
方油栝楼去外种皮种子在 10,15,25,30 ℃条件
下试验(图 2),在 10 ℃条件下,10 d 的始发发芽
率为 0,1 个月的发芽率为 2%;15 ℃条件下,15 d
的发芽率为 7%,1 个月的发芽率为 18%;而恒温
25,30 ℃条件下,15 d 的发芽率达 65%,1 个月达
到 90%,其中 30 ℃条件下的始发发芽率要比 25 ℃
高,但种子在此温度中易于腐烂,即使已萌发的胚
根也会因腐烂停止生长。由此可见,温度对大方油


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栝楼的种子萌发是有影响的,低温和高温都不利于
种子的有效萌发,比较适合的温度在 15~25 ℃。

图 2 温度对大方油栝楼种子发芽的影响

3.3.4 种子的种皮障碍 4 组种子置于 25 ℃培养箱
中发芽的结果表明,赤霉素处理的种子其发芽率与
对照组相近,二者的平均数差异不显著,因此认为
大方油栝楼种子的休眠不是由于种胚未成熟引起
的。湿沙层积后的种子发芽率高于对照组,原因是
种子长时间保持在潮湿环境中有助于种子吸胀,从
而机械破除内种皮的抑制。而除去外、内种皮的种
子虽未经过层积处理,其发芽率却大大高于其他
组,t 检验的差异达到显著水平,表明种皮障碍是
造成种子休眠的一个重要原因,大方油栝楼种子的
休眠是由种皮障碍引起的强迫性休眠。而湿沙层积
有助于种子解除休眠(表 4)。
表 4 各处理组对大方油栝楼种子发芽率的影响
( x ±s,n=4)
组别 发芽率/%
清水对照 0.00±0.00
去外种皮 13.67±2.511)
刮去内种皮 69.74±3.931)
湿沙层积 28.47±1.851)
注:样本数为 100 粒;与对照组比较 1)P<0.001。

4 讨论
种子活力是种子质量的重要指标之一。有活力
的种子具有生命力,才能成为种群更新的补充库,
因此种子质量的好坏是影响种群未来命运的重要
因子[8]。大方油栝楼的成熟果实平均可含种子 150
粒,生活力测定证实其种子活力是比较高的,但在
野外观察到的是实生苗与种子产量相比却少得多,
种群内种子的萌发率很低,说明其种子所具有的萌
发特性可能也与狭限分布有关。
种子休眠是植物发育中一个常见的生物学现
象,以休眠习性渡过不良环境,是植物在自然界长
期进化过程中形成的对生境条件的适应性。大方油
栝楼种子去除外、内种皮的种子,在合适温度下可
迅速萌芽,15 d 左右达到 80%以上,完全解除了休
眠状态,这说明种皮的机械抑制是其休眠的主要原
因。大方油栝楼分布于贵州高原的西部,是低纬度
高海拔山区,生长海拔 1 800~2 100 m,由于在冬
半年受西南暖流的影响,降雨较多,其生境为高山
峡谷,表现为水汽易于凝聚而不易流散,平均湿度
大于 80%。在低温下,氧气易于溶于潮湿的水汽,
相对顺利渗透种皮,使胚部能得到足够营养,为种
子内部贮藏物质的转化和利用创造了条件,尤其可
使参与脂肪代谢有关的酶提高活性[9]。因此大方油
栝楼种子可在潮湿土壤中安全度过寒湿冬季,虽然
部分种子会因渗水太过,腐烂而失去生命力,但种
子仍成功保存下来,此时其坚硬外种皮已变得腐
脆,种子吸胀一旦开始萌动后就易于撑开外种皮而
成功萌芽。
层积处理可以提高种子的发芽率,这是因为湿
沙层积种子类似于自然状态下的休眠方式,能量和
物质转化所需时间比低温低湿度的贮藏要慢,对湿
度的要求也是大方油栝楼在自然界长期适应的选
择结果。
[参考文献]
[1] 叶能干 . 一种很有希望的野生经济植物[J]. 贵州农业科学,
1987(2):27.
[2] 叶能干,李淑久. 贵州栝楼属一新种[J]. 植物分类学报,1989,
27:153.
[3] 姜汉侨,段昌群,杨树华. 植物生态学[M]. 北京:高等教育出版
社,2004:102.
[4] 邹天才. 贵州特有及稀有种子植物[M]. 贵阳:贵州科技出版社,
2001:88.
[5] 孙冒高,许炫玉,方 坚. 药用植物种子手册[M]. 北京:中国医
药科技出版社,1990:45.
[6] 颜启传. 种子检验原理和技术[M]. 杭州:浙江大学出版社,2001:
76.
[7] 陈 瑛,司德昭,巫金华. 实用中药种子技术手册[M]. 北京:人
民卫生出版社,1999:34.
[8] 马育华. 田间试验和统计方法[M]. 北京:农业出版社,1982:55.
[9] 宋松泉,程红焱,龙春林. 种子生物学研究指南[M]. 北京:科学
出版社,2005:87.
[责任编辑 吕冬梅]