獨蒜蘭種子自然萌發(fā)特性分析

藍(lán)家望　桂陽等

摘要：為了解獨蒜蘭（Pleione bulbocodioides）種子的萌發(fā)特性，設(shè)計4個成熟度（授粉后125、160、190、219 d）和兩種儲存方式（4 ℃冷藏和常溫儲存）調(diào)查獨蒜蘭種子自然萌發(fā)與種子成熟度、儲存方式的相關(guān)性。結(jié)果表明，各成熟度種子相對發(fā)芽率、死亡率間差異不明顯；DAP125種子萌發(fā)生長指數(shù)顯著小于DAP160種子萌發(fā)生長指數(shù)，DAP160種子萌發(fā)生長指數(shù)顯著小于DAP190、DAP219種子萌發(fā)生長指數(shù)，DAP190、DAP219種子萌發(fā)生長指數(shù)相近；4 ℃冷藏提高了各成熟度種子相對發(fā)芽率、萌發(fā)生長指數(shù)，其中顯著提高了DAP190的萌發(fā)生長指數(shù)。因此，選用DAP190種子，4 ℃儲存有利種子的萌發(fā)生長。

關(guān)鍵詞：獨蒜蘭（Pleione bulbocodioides）； 有性繁殖； 成熟度； 萌發(fā)生長指數(shù)

中圖分類號：S682.31；Q945.53 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）09-2077-06

獨蒜蘭（Pleione bulbocodioides）為蘭科獨蒜蘭屬多年生草本植物，半附生。生于海拔900～3 600 m的灌木林緣腐殖質(zhì)豐富的土壤或苔蘚覆蓋的巖石上。獨蒜蘭花大而鮮艷，具有較高的觀賞價值；獨蒜蘭的干燥假鱗莖習(xí)稱冰球子，具有清熱解毒、化痰散結(jié)的功效，因其抗癌作用而備受關(guān)注[1]。近年來，由于生態(tài)環(huán)境的不斷破壞和人類大肆采挖，野生資源日益減少，獨蒜蘭已被列入國家重點保護(hù)野生名錄（第一批）。

獨蒜蘭花期3～4月，果期8～11月，單個蒴果內(nèi)具有21 000～34 000粒種子，利用種子進(jìn)行有性繁殖成為獨蒜蘭保護(hù)撫育的重要手段。但獨蒜蘭和其他蘭科植物一樣，種子細(xì)小，沒有胚乳，自然繁殖系數(shù)極低，弄清獨蒜蘭自然萌發(fā)特性，建立獨蒜蘭自然萌發(fā)技術(shù)方法，是解決獨蒜蘭保護(hù)撫育的關(guān)鍵。

獨蒜蘭自然萌發(fā)特性研究首先要建立自然播種方法，Rasmussen等[2]建立的種子袋原生地播種技術(shù)使得回收微小蘭科植物種子成為可能。目前，種子袋原生地播種法已成功應(yīng)用于多種蘭科植物種子自然萌發(fā)特性的研究，定期回收種子袋檢測種子的萌發(fā)情況，可調(diào)查種子的萌發(fā)啟動時間、種子萌發(fā)形態(tài)變化過程及種子在土壤中的存活時期[3-5]；還可調(diào)查在不同地點播種種子萌發(fā)與地點分布的相關(guān)性[6-8]；還可誘捕共生菌，調(diào)查種子萌發(fā)與共生菌的相關(guān)性[9-11]。迄今為止，還沒有獨蒜蘭在自然界中萌發(fā)特性的相關(guān)報道。該研究應(yīng)用原生地種子袋播種法，探索種子成熟度及種子儲存方式對種子萌發(fā)的影響，總結(jié)獨蒜蘭種子自然萌發(fā)特性，為建立獨蒜蘭自然萌發(fā)技術(shù)奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

于貴州省凱里市雷公山采集獨蒜蘭人工異花授粉后125 d（DAP125）、160 d（DAP160）、190 d（DAP190）、219 d（DAP219）的新鮮飽滿蒴果，先用硅膠干燥1周，然后隨機(jī)分成兩份分別置于實驗柜室溫儲存和冰箱4 ℃儲存。

1.2 方法

1.2.1 播種前種子質(zhì)量的檢測 選擇成熟飽滿的蒴果，將各蒴果種子取出混合均勻，取適量種子加入1.5 mL離心管中至約0.25 mL刻度處，加入1% TTC溶液1 mL，30 ℃黑暗放置48 h。染色48 h后用膠頭滴管吹吸使種子混勻，吸取種子轉(zhuǎn)移至載玻片上，用濾紙吸去染液，體式顯微鏡下統(tǒng)計種子活力指數(shù)（種子活力指數(shù)=有活力種子總數(shù)/統(tǒng)計種子總數(shù)），各樣品3次重復(fù)[12]。有活力種子胚被染為橙色或者粉紅色，無活力種子胚不著色或染成黃色。

1.2.2 室外播種 參考原生地播種法[2]，采用300目尼龍網(wǎng)制作成5 cm×8 cm種子袋，一端開口；分別將相同成熟度在相同儲存方式下的種子混合均勻，從網(wǎng)袋開口端撒入，稀疏平鋪種子袋一層，約為1 500粒種子。于2011年11月10日在貴州省凱里市雷公山按種子類別進(jìn)行播種。播種深度為表層土5 cm，種子袋水平鋪開，袋間間隔10 cm，覆土，蓋些許雜草保濕、保溫。播種后3個月開始取材觀察，共觀察5次，每次取回10個種子袋，觀察時間為2012年2月15日、2012年3月7日、2012年5月6日、2012年7月15日、2012年9月10日。

按時按量取回種子袋，用毛刷刷去種子袋表面泥土，打開種子袋，置于體式顯微鏡下統(tǒng)計種子萌發(fā)情況。運用SPSS 17.0軟件，以種子成熟度、種子儲存方式為分析因子，以種子相對發(fā)芽率、死亡率及萌發(fā)生長指數(shù)為因變量對統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，分析各因子對獨蒜蘭種子自然萌發(fā)的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 獨蒜蘭種子播種前的質(zhì)量

2.2 獨蒜蘭種子自然萌發(fā)過程

2.3 種子成熟度對種子萌發(fā)的影響

2.4 低溫冷藏對種子萌發(fā)的影響

3 小結(jié)與討論

獨蒜蘭種子在自然萌發(fā)過程中，種胚假根的產(chǎn)生具有可選擇性。大多數(shù)蘭科植物種子沒有胚乳，種胚中儲存的養(yǎng)分有限，在種子起始萌發(fā)時期，種胚能夠利用自身養(yǎng)分，但萌發(fā)后期如果種胚得不到養(yǎng)分的供給就會死亡，倘若在種胚自身養(yǎng)分消耗殆盡前能夠從某種途徑及時得到養(yǎng)分的補給，種胚將進(jìn)入后續(xù)發(fā)育階段。種胚產(chǎn)生假根是種胚發(fā)育過程中對養(yǎng)分的一種需求反應(yīng)，種胚在突破種皮前產(chǎn)生假根，說明種胚自身養(yǎng)分只能維持短暫的時間，此時急需外界養(yǎng)分的補給。兩種萌發(fā)情況說明種子萌發(fā)過程中除假根為種胚運輸外界養(yǎng)分的同時還存在其他途徑供給養(yǎng)分。許多研究報道指出，蘭科種子的萌發(fā)需要共生菌的參與，這種需求主要是共生菌起著養(yǎng)分傳遞的角色[16，17]。

種子成熟的過程是種子生理和結(jié)構(gòu)變化的過程，許多蘭科植物種子在成熟的過程中在生理上將形成休眠機(jī)制，在結(jié)構(gòu)上形成一層被稱為“Carapace”的不滲透結(jié)構(gòu)[3，16，18]，成熟種子成熟過程中這種變化將阻礙種子的萌發(fā)[15，19，20]。成熟度低的種子由于未形成完善的休眠機(jī)制而易于啟動種子萌發(fā)。但在4 ℃儲存后，DAP190、DAP219種子相對發(fā)芽率提高，并且高于4 ℃儲存DAP125、DAP160種子的相對發(fā)芽率，這可能是低溫冷藏打破了種子休眠的結(jié)果[3，15，16，18-21]，成熟種子的休眠機(jī)制被打破后，將發(fā)揮成熟度高的潛在優(yōu)勢。

成熟度高的種子同時具有利于萌發(fā)后生長的優(yōu)勢。無論是常溫儲存還是4 ℃儲存，DAP125種子萌發(fā)生長指數(shù)顯著低于DAP160種子萌發(fā)生長指數(shù)，DAP160種子萌發(fā)生長指數(shù)又顯著低于處于相近水平的DAP190、DAP219種子萌發(fā)生長指數(shù)。且這種優(yōu)勢在4 ℃冷藏后顯得更明顯，尤其是DAP190種子，4 ℃冷藏顯著提高其萌發(fā)生長指數(shù)，并且高于DAP219種子萌發(fā)生長指數(shù)，說明在一定成熟度范圍內(nèi)，種子成熟度的提高利于已萌發(fā)種子更好地適應(yīng)環(huán)境和后續(xù)的生長發(fā)育。

獨蒜蘭種子自然萌發(fā)過程中與其他蘭科植物同樣面臨的一個尖銳問題就是種子死亡率高。此次統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，種子死亡主要出現(xiàn)在種子萌發(fā)至第二階段原球莖時期，主要死亡形式是種胚變色、種胚消解。種子萌發(fā)至第二階段原球莖后急劇死亡是導(dǎo)致種子發(fā)芽率急劇下降的主要原因，因此解決獨蒜蘭第二階段原球莖到第三階段原球莖的過渡問題尤其關(guān)鍵，比如調(diào)查種子變色、消解的生理機(jī)制；調(diào)查原球莖發(fā)育各階段共生真菌特異性及進(jìn)一步調(diào)查種子萌發(fā)的生理生態(tài)特性等。

獨蒜蘭種子發(fā)芽率、萌發(fā)生長指數(shù)同時受到多種因素的交互影響。試驗結(jié)果表明，獨蒜蘭種子成熟度、儲存方式均在一定程度上影響種子的萌發(fā)、生長。DAP190種子能夠更好地接受低溫的刺激打破種子的休眠發(fā)揮自身優(yōu)勢，具有較佳的萌發(fā)及生長優(yōu)勢，因此深入調(diào)查獨蒜蘭原生地的優(yōu)勢因子顯得極其必要。

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