珍稀瀕危樹種銀縷梅種子萌發(fā)特性研究

胡國偉，盧毅軍，李賀鵬，俞立鵬，金水虎*

（1. 浙江農(nóng)林大學 林業(yè)與生物技術學院，浙江 臨安 311300；2. 杭州植物園，浙江 杭州 310007；3. 浙江省林業(yè)科學研究院，浙江 杭州 310023；4. 浙江省安吉縣龍王山自然保護區(qū)管理處，浙江 安吉 313301）

銀縷梅（Parrotia subaequalis）為金縷梅科（Hamamelidaceae）銀縷梅屬落葉小喬木，是中國特有的孑遺植物，具有極高的科研和經(jīng)濟價值。其木材具有細密、堅硬、比重大等優(yōu)良性質，可供珍貴機械部件優(yōu)良用材，是一種有待開發(fā)的特種木材資源。另外，銀縷梅樹冠開張，主干旁逸斜出，花形奇特，可作為優(yōu)良行道樹種；其葉片在秋季變成紅、黃等色，可作為珍貴的秋季觀葉樹種；此外，銀縷梅生長極其緩慢，樹姿蒼老，是制作中小型盆景的理想材料。1935年9月沈雋教授在江蘇宜興芙蓉寺首次采集到該種植物果枝標本[1]。自20世紀90年代至今，在浙江省安吉、臨安，江蘇省宜興，安徽省舒城、金寨、績溪才相繼被發(fā)現(xiàn)，但數(shù)量極其稀少。在1999年8月國務院批準的《國家重點保護野生植物名錄（第一批）》中，銀縷梅被列為一級保護植物，并被國際自然保護聯(lián)盟（IUCN）列為極度瀕危（Critically Endangered，CR）物種[2]。

銀縷梅自然種群分布極為狹窄，呈間斷島嶼狀散布于天目山北段及大別山東南部，且種群內個體數(shù)量稀少。目前有關銀縷梅的研究主要集中在系統(tǒng)發(fā)育地位、形態(tài)結構特征、種群分布、光合生理生態(tài)特性、瀕危機理等方面[3～8]，對銀縷梅種子萌發(fā)特性研究較少。本文通過研究儲藏方法、溫度、赤霉素濃度、光照條件等不同處理方式對銀縷梅種子萌發(fā)的影響，探討提高銀縷梅種子發(fā)芽率的途徑，為其有效保護和開發(fā)利用提供科學的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

2010 年 10 月，在浙江省安吉縣龍王山（30° 23′ 54.7″ N， 119° 24′ 39.5″ E）采得種子。種子風干后，分別采用常規(guī)儲藏、3 ～ 5℃冷藏和常溫沙藏保存。

表1 正交實驗設計的因素與水平Table 1 Factors and levels for orhogonal test

1.2 研究方法

1.2.1 種子形態(tài)學測定 種子大小測定：取10粒飽滿種子，用游標卡尺測量種子的長與寬，重復5次，計算平均值。種子千粒重測定：隨機取100粒飽滿種子，用電子天平稱量，重復5次，計算千粒質量。

1.2.2 種子萌發(fā)實驗 將不同儲藏方式的供試種子采用L9（34）的正交實驗。因素與水平見表1。該實驗共設9個處理，每一處理3次重復。每個處理隨機選 50粒種子，置于細沙基質的培養(yǎng)皿內，在每天光照14 h，濕度75%的相應溫度設置的培養(yǎng)箱內進行種子萌發(fā)實驗。每天觀察記錄種子的萌發(fā)情況，直到連續(xù)7 d內不再有種子萌發(fā)為止。

參照《國際種子檢驗規(guī)程》，以胚根突出種皮的長度為種子長度的一半視為發(fā)芽，統(tǒng)計發(fā)芽率與發(fā)芽勢。

1.2.3 不同光照條件下的種子萌發(fā)實驗 在25℃條件下，設置持續(xù)光照、14 h光照＋10 h黑暗的周期性光照和全黑暗3組處理，進行種子發(fā)芽實驗。每一處理隨機選取50粒冷藏保存的種子，每個處理3次重復。每天觀察記錄種子的萌發(fā)情況，直到連續(xù)7 d內不再有種子萌發(fā)為止。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理 對于上述屬于二項分布的實驗數(shù)據(jù)中百分率（p）大于70%或小于30%，根據(jù)方差分析的基本要求，數(shù)據(jù)采用了反正弦數(shù)據(jù)轉換[arcsinp1/2][9]。采用SPSS17.0對轉換后數(shù)據(jù)進行方差分析及多重比較。

2 結果與分析

2.1 種子形態(tài)

銀縷梅種子光滑、褐色，種皮堅硬，并有一定厚度。銀縷梅種子呈長紡錘型，千粒重為46.35 g，平均長徑為8.08 mm，平均短徑為3.79 mm，種粒大小和質量差異較?。ū?）。

表2 銀縷梅種子的物理性狀Table 2 Physical properties of P. subaequalis seeds

2.2 不同處理方式對銀縷梅種子發(fā)芽的影響

對9個正交處理組合的種子發(fā)芽率進行極差分析，結果見表 3。種子儲藏方式、赤霉素濃度、溫度的發(fā)芽率極差R分別為19.49、3.76、17.32，即種子儲藏方式（A）>溫度（C）>赤霉素濃度（B），表明種子儲藏方式是影響銀縷梅種子萌發(fā)的首要因素，其次為溫度，赤霉素濃度對種子發(fā)芽率的影響較小。各因素的 k1、k2、k3數(shù)值表明：種子萌發(fā)的最佳組合為 A3B3C2。

表3 銀縷梅種子萌發(fā)正交實驗結果Table 3 The results of orthogonal test of seed germination of P. subaequalis

表4 各實驗因素的方差分析及多重比較Table 4 ANOVA and multiple comparisons on experimental factors

各因素的方差分析及多重比較結果顯示（表4）：各儲藏方式間種子發(fā)芽率與發(fā)芽勢的F值分別為 43.48、21.66，差異顯著；各赤霉素濃度間其F值分別為6.28、1.71，差異不顯著；各溫度間發(fā)芽率 F值 44.97，差異顯著，但發(fā)芽勢的 F值為13.06，差異不顯著。實驗結果表明，種子儲藏方式和溫度均對銀縷梅種子發(fā)芽率有顯著影響，在儲藏方式中冷藏和常溫沙藏對發(fā)芽勢影響顯著。

2.3 光照對銀縷梅種子發(fā)芽的影響

在全光照、半光照半黑暗、全黑暗三種不同光照條件下，銀縷梅種子14 d內萌發(fā)較平緩，而到21 d時表現(xiàn)出明顯發(fā)芽高峰期，累積發(fā)芽率分別為37.50%、25.01%、8.33%。在這之后全光照條件下只有少量種子陸續(xù)萌發(fā)，最終發(fā)芽率僅為47.98%；半光照半黑暗條件下種子在28 d后萌發(fā)減少趨于穩(wěn)定，發(fā)芽率達60.48%；而全黑暗條件下種子陸續(xù)萌發(fā)一直持續(xù)到 49 d，發(fā)芽率為52.08%（圖1）。

由表5可看出，不同光照條件下種子發(fā)芽率及發(fā)芽勢均無顯著性差異。因此可推斷半光照半黑暗條件下銀縷梅種子發(fā)芽率最高，適度光照可縮短種子發(fā)芽時間，提高發(fā)芽勢，利于種子發(fā)芽整齊。

圖1 不同光照條件下銀縷梅種子發(fā)芽率Figure 1 Germination rates of P. subaequalis seed in different lighting conditions

3 討論

溫度作為外界條件對種子萌發(fā)起著至關重要的作用。適宜的溫度可以打破種子休眠，增強種子酶活性，促進物質和能量的轉化，表現(xiàn)出高發(fā)芽勢和發(fā)芽率[10～11]。實驗結果表明，溫度對銀縷梅種子萌發(fā)影響最大，在20 ～ 25℃發(fā)芽率最高，過高過低都會影響種子發(fā)芽率。因此建議在生產(chǎn)或實驗中將銀縷梅種子置于20 ～ 25℃萌發(fā)。

種子的休眠類型多樣，大體可歸于兩類：一種是生理后休眠，包括胚未分化、胚生理后熟和抑制物質的作用。另一種是外致的強迫性休眠，包括光控制的暗休眠和種皮不透水性的機械阻礙作用[12]。研究表明，沙藏有利于種胚發(fā)育，可打破種子休眠，銀縷梅種子以常溫沙藏（120 d）發(fā)芽率最高，說明銀縷梅種子存在一定休眠特性，這與張瑩等在銀縷梅引種栽培及種子營養(yǎng)成分分析結論相一致[13]。通常情況下，低溫沙藏更有利于種子萌發(fā)，賴江山等[14]、史曉華等[15]認為低溫層積可以顯著提高種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢。銀縷梅種子最適沙藏溫度與時間有待進一步探討。

表5 不同光照條件對銀縷梅種子發(fā)芽的影響Table 5 Influence to the germination of the seeds under the different light conditions

赤霉素溶液浸種處理可解除種子休眠，促進種子萌發(fā)[16～17]。實驗結果顯示赤霉素提高了銀縷梅種子發(fā)芽率，但影響不顯著，發(fā)芽率隨赤霉素濃度增大而提高。銀縷梅種皮堅硬，硬實率高，吸水困難，可能浸種時間較短使赤霉素對其影響不顯著。機械或酸堿處理銀縷梅種皮后浸種，增加赤霉素浸種時間等方法可能有助于其種子萌發(fā)。

光照對于銀縷梅種子萌發(fā)是有利的，但不是主要條件。實驗表明，銀縷梅種子在全黑暗與有光照條件下的發(fā)芽率并沒有顯著差異，但光照可以縮短種子發(fā)芽時間，提高發(fā)芽勢，利于種子發(fā)芽整齊。

筆者將常溫儲藏兩年的銀縷梅種子做了萌發(fā)實驗，發(fā)芽率只有12.33%，推斷其種子壽命較短。自然條件下，其種子有效保存會更短，一般只能在當年內萌發(fā)；銀縷梅結實大小年現(xiàn)象明顯，其種子長橢圓形、中粒、較堅硬，不易于水流、動物等傳播；在龍王山保護區(qū)內采種銀縷梅大樹周圍僅有少許幼苗，不利于種群的更替，可能是其致瀕原因之一，這有待進一步研究。

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