白花樹種子生物學特性

吳君，李因剛，羅修寶，柳新紅，石從廣，何云核

（1.浙江農(nóng)林大學 風景園林與建筑學院，浙江 臨安 311300；2.浙江省林業(yè)科學研究院，浙江 杭州 310023；3.浙江省遂昌縣林業(yè)技術推廣總站，浙江 遂昌 323300）

白花樹種子生物學特性

吳君1，2，李因剛2，羅修寶3，柳新紅2，石從廣2，何云核1

（1.浙江農(nóng)林大學 風景園林與建筑學院，浙江 臨安 311300；2.浙江省林業(yè)科學研究院，浙江 杭州 310023；3.浙江省遂昌縣林業(yè)技術推廣總站，浙江 遂昌 323300）

白花樹Styrax tonkinensis種子具有休眠性。對江西吉水種源的白花樹種子形態(tài)結構特征、千粒質量、吸水性能、生活力及不同質量濃度赤霉素（GA3）對種子萌發(fā)特性影響等方面進行了系統(tǒng)研究，以期找到解除休眠的方法。吸水性能設置酸蝕、去種殼和完整等3種前處理，生活力采用2,3,5-氯化三苯基四氮唑（TTC）染色法，萌發(fā)特性設置250～1 500 mg·L-1共8個不同質量濃度。結果表明：種子由外種皮、內種皮、胚乳、胚根、胚芽、胚軸和子葉組成。2011年和2012年的種子平均長度和寬度為8.77，6.81 mm和7.91，5.20 mm，種子千粒質量分別為136.70 g和95.68 g。對3種不同處理的種子吸水性能進行測定。結果表明,去殼種子吸水性能優(yōu)于酸蝕和完整的種子。種子生活力的TTC染色檢測結果表明，2011年產(chǎn)的種子生活力為97.78%，儲藏1 a后的種子生活力仍高達94.44%。不同質量濃度GA3對種子處理結果表明，促進種子萌發(fā)及幼苗生長的最適質量濃度為1 500 mg·L-1。圖3表2參10

植物學；白花樹；種子；生物學特性

白花樹Styrax tonkinensis又名越南安息香，俗稱東京野茉莉，屬安息香科Styracaceae安息香屬Styrax落葉喬木，熱帶、亞熱帶陽性樹種?？偁罨ㄐ?，花白色成串，清香；果實近球形，果序下垂，花期4-6月，果期8-10月［1-3］。樹脂稱“安息香”，是珍貴藥材，有開竅清神、行氣活血、止痛的功效，并可制造高級香料。材質輕軟，木纖維較長，是理想的膠合板和紙漿用材。種仁含油率為56.00%～62.80%，是發(fā)展生物柴油的優(yōu)良樹種；不飽和脂肪酸達90.16%～91.45%，可開發(fā)為木本食用油料［4-5］。雖然有關白花樹種子方面的研究在苗木繁育［6］、栽培與生產(chǎn)［7］中有提及，但并未見對種子生物學特性進行深入系統(tǒng)的研究。本研究從種子形態(tài)結構特征、吸水性能、千粒質量、生活力以及不同質量濃度赤霉素（GA3）對種子萌發(fā)特性影響等方面對白花樹種子生物學特性進行了較為全面的研究，以期找到簡單可行的促進種子萌發(fā)的方法，從而縮短苗木培育周期，為其栽培利用和種質資源保護提供理論基礎。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗用白花樹種子采自浙江省遂昌縣牛頭山林場試驗林。該林分于2005年春季造林，種源地為江西吉水。分別于2011年和2012年的10月初采種。種子晾干后置于4℃種子低溫保存庫（型號：CZ-1600FC）密封保存。2011年春季，對試驗林進行擴穴施肥，施國產(chǎn)復合肥［m（氮）：m（磷）：m（鉀）=15∶15∶15］200 g·株-1，2012年未施肥。

1.2 方法

1.2.1 種子形態(tài)特征與結構 目測觀察種子內外部形狀、顏色及結構，隨機選取飽滿種子100粒，利用精確度0.01 mm的游標卡尺測量種子的長度和寬度。

1.2.2 種子千粒質量與殼仁比 采用百粒法［8］測定種子千粒質量，重復8次。仁殼比的測定設3次重復，隨機抽取種子100?！ご?1，人工分離種殼和種仁后用分析天平（型號：BSA224S）分別稱量。

1.2.3 種子吸水性能 隨機選取2012年飽滿種子若干，設完整、去殼和酸蝕2 h的種子（用體積分數(shù)為98%的濃硫酸酸蝕2 h，再用流水沖洗24 h）等3種不同處理。先將未吸水的種子分別稱量后，分別投入加有100 mL蒸餾水的三角瓶中。定時稱量（白天隔3 h測定1次，夜晚隔12 h測定1次），稱量前先用吸水紙將種子表面的水吸干，再用分析天平稱量，直至相鄰2次的稱量值恒定為止。以吸脹時間為橫坐標，吸水率為縱坐標作出種子的吸水曲線。試驗在25℃條件下進行，30?！ぬ幚?1，3次重復。

1.2.4 種子生活力 采用TTC（2,3,5-氯化三苯基四氮唑）染色法測定2011年采集的以及采集后儲藏1 a后的白花樹種子生活力。選取飽滿的種仁，放入25℃條件下浸泡24 h后，取出胚，再以質量濃度為0.1%TTC溶液在35℃的恒溫箱中于黑暗條件下染色24 h，染色完畢后，目測胚的染色情況。試驗設3次重復，種胚30?！ぶ貜?1，對照胚用沸水煮20 min。

1.2.5 不同質量濃度 赤霉素（GA3）對種子萌發(fā)的影響分別選取2011年（4℃條件下儲藏1 a）和2012年整齊度一致的白花樹種子，清水洗凈后用過氧化氫（H2O2）消毒40 min，消毒完成后用流水沖洗數(shù)遍，分別放入不同質量濃度的GA3溶液（設置0，250，500，750，1 000，1 500，2 000，3 000 mg·L-1，共8個處理）中浸泡（4℃條件）。30粒·處理-1，2次重復。浸泡完成后放入盛有細沙（150℃高溫消毒1 h）的培養(yǎng)皿中，最后放入光照培養(yǎng)箱（型號：PGX-1500B），（25±2）℃條件下進行發(fā)芽試驗，光照時間24 h。以胚根生長到種子長度的一半為發(fā)芽標準，以連續(xù)3 d沒有種子萌發(fā)為發(fā)芽結束。隨機選取幼苗5株·處理-1測定其苗高、主根長和側根數(shù)。種子發(fā)芽期間每天上午觀察并統(tǒng)計種子萌發(fā)數(shù)：按照下列公式計算發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)：發(fā)芽率（%）=（發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)）×100；發(fā)芽勢（%）=（達到高峰期時發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)）×100；發(fā)芽指數(shù)（IG）=∑（Gt/Dt），其中：Gt指在時間t日內的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應的發(fā)芽天數(shù)。試驗結果用Excel 2007和SPSS 20軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 種子形態(tài)特征與結構

白花樹果實為蒴果，內含有1～2粒種子。種子卵形，栗褐色，密被小瘤狀突起。共6條種脊，種子頂端喙狀，有種臍（圖1-A～C）。經(jīng)測定（表1），2011采集種子平均長度為8.77 mm，平均寬度為6.08mm；2012年種子平均長度為7.91 mm，平均寬度為5.20 mm，2 a種子的長寬比值近相等。種子長度和寬度的變異系數(shù)較大，而長寬比最為穩(wěn)定。如圖1-D～F所示，種子由外種皮、內種皮、胚乳、胚根、胚芽、胚軸和子葉組成。外種皮堅硬木質化，內種皮粗糙有毛，難剝離。胚乳半透明狀，水吸脹后用解剖刀縱切開，為乳白色，富含油脂，有利于在種子萌發(fā)過程中提供能量。中軸胚，乳白色，胚軸狹長圓柱狀，子葉扁平橢圓狀。

圖1 白花樹種子（A～B），種臍（C），種仁（D），種子結構（E）及種胚（F）Figure 1 Styrax tonkinensis seed（A-B），hilum（C），seed kernel（D），seed structurel（E)and seed embryo（F）

表1 2011與2012年越南安息種子形態(tài)特征Table 1 Seed morphological structural features of Styrax tonkinensis collected in 2011 and 2012

2.2 種子千粒質量和殼仁比

經(jīng)測定，2011年與2012年白花樹種子千粒質量分別為（136.71±1.940）g與（95.68±1.700）g，2012年的千粒質量比2011年的下降了42.87%。以2011白花樹種子為對象，種殼比的試驗結果顯示，種仁、種殼平均分別占種子總質量的（49.07±0.234）%和（50.93±0.234）%。

2.3 種子吸水性能

在0～3 h之間，酸蝕處理的白花樹種子吸水速度最快，吸水率為17.0%（圖2），比完整和去殼的分別提高了50.8%和41.4%。3種處理種子在24 h后，達到基本飽和狀態(tài)。至此，完整、去殼和酸蝕處理的吸水率分別為22.0%，35.1%和29.0%，分別達最終吸水率的90.6%，96.1%和99.2%。吸水51 h后均達到完全飽和狀態(tài)，吸水率分別為24.3%，36.5%和29.3%，去殼種子比完整和酸蝕的分別提高了33.4%和24.7%。比較3種不同處理的種子吸水性能會發(fā)現(xiàn)，0～6 h時，酸蝕種子在吸水速度上高于完整和去殼種子，但6 h后去殼種子在吸水速度上顯著高于其他2個處理。說明種子外種皮致密堅硬、透水性差，阻礙了種仁對水分的吸收。

2.4 種子生活力

打破種子休眠就是用各種方法使種子潛在的發(fā)芽力及生命力充分表現(xiàn)出來，因此有必要了解種子的生活力狀況。結果表明，對照胚均未被染色，有生活力的被染成深紅色（圖3），2011年種子生活力為97.78%，儲藏1 a后的種子生活力仍高達94.44%，兩者無顯著差異。試驗表明，白花樹種子的生活力水平極高，發(fā)芽潛力非常大。

圖2 3種不同處理條件下的白花樹種子吸水性能Figure 2 Seed of Styrax tonkinensis water absorption ability tested by 3 different treatments

圖3 對照胚（A）與有活力胚（B）Figure 3 Control seed embryo（A）and viable seed embryo（B）

2.5 不同質量濃度GA3對種子萌發(fā)的影響

2.5.1 對種子萌發(fā)力的影響 由表2可知：GA3各質量濃度下白花樹種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)都顯著高于對照。2011年種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)等指標分別比2012年的高22.4%，25.0%和9.71。2012年種子發(fā)芽指數(shù)在不同質量濃度間的差異顯著，種子在250 mg·L-1GA3條件下的發(fā)芽指數(shù)最低，為13.42；在1 500 mg·L-1GA3條件下發(fā)芽指數(shù)最高，為26.34，比前者提高了49.1%。

2.5.2 對幼苗生長的影響 表2可見，在GA3各質量濃度處理下的苗高、主根長、側根數(shù)都顯著高于對照。在試驗質量濃度范圍內，2011年和2012年的幼苗主根長、側根數(shù)差異均不顯著。2011年幼苗高平均值為5.32 cm；GA3質量濃度1 500和2 000 mg·L-1的苗高顯著高于250和500 mg·L-1的苗高。其中1 500 mg·L-1時的苗高最高，達6.47 cm，比平均值高21.6%。2012年幼苗高度平均值為5.59 cm。1 500mg·L-1時的苗高最高，達7.00 cm，比平均值高20.1%。

表2 不同質量濃度GA3對種子萌發(fā)及幼苗生長的影響Table 2 Effect of seed germination under the different concentration of GA3

3 結論

2011采集種子平均長度和寬度為8.77 mm和6.08 mm；2012年種子平均長度和寬度為7.91 mm和5.20 mm；且2012年的千粒質量比2011年的下降了42.87%，這反映了氣候條件和土壤營養(yǎng)元素對種子產(chǎn)量性狀的巨大影響。種子外種皮堅硬木質化，胚乳富含油脂，有利于在種子萌發(fā)過程中提供能量。種殼比試驗得出，白花樹種殼質量占種子的一半以上，且致密堅硬，去殼種子在吸水速度和吸水率上均優(yōu)于完整和酸蝕種子?？梢?，白花樹堅硬致密的種殼是造成其透氣性和透水性較差的主要原因。另一方面白花樹為油料樹種，種子的含油率較高，從而也可導致其吸水性能差。

赤霉素（GA3）能夠代替低溫層積處理打破休眠，能夠消除脫落酸（ABA）等化學抑制物質對種子萌發(fā)的抑制作用，使種子細胞分裂而促進種子胚的發(fā)育和種子發(fā)芽［9-10］。試驗結果顯示，在不同質量濃度GA3條件下，種子的發(fā)芽及幼苗生長指標都顯著高于對照，說明白花樹種子具有休眠性。2011年種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)等指標均高于2012年。究其原因，可能是2011年白花樹種子的千粒質量和飽滿度高于2012年，種子內含物含量的不同導致了萌發(fā)和幼苗生長的差異；另外2011年的種子經(jīng)過1 a的低溫儲藏而使內部物質發(fā)生變化，使其萌發(fā)能力相對提高。2011年和2012年的幼苗主根長、側根數(shù)在不同GA3質量濃度下的差異均不顯著，且在2 000～3 000 mg·L-1范圍內，對幼苗高度的生長有抑制作用。對于白花樹種子萌發(fā)和幼苗生長最佳的GA3質量濃度為1 500 mg·L-1。

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Seed biological characteristics of Styrax tonkinensis

WU Jun1，2，LI Yingang2，LUO Xiubao3，LIU Xinhong2，SHI Congguang2，HE Yunhe1
（1.School of Landscape Architecture，Zhejiang A&F University，Lin’an 311300，Zhejiang，China；2.Zhejiang Forestry Academy，Hangzhou 310023，Zhejiang，China；3.Forest Science Popularization Station of Suicang County，Suicang 323300，Zhejiang,China）

The seeds ofStyrax tonkinensishave dormancy.Seed biological characteristics ofStyrax tonkinensisincluding morphological structural features，1 000-grain weight，water absorption，viability，and the effect of seed germination with GA3，from Jishui of Jiangxi Province were studied in 2011 and 2012.Seed water absorption was tested with 3 pretreatment treatments of etching，shelling，and untreated.Seed viability testing methods utilized TTC staining.Seed germination test with 7 different treatments of GA3from 250-1 500 mg· L-1.Results showed that the seed consisted of exopleura，endotesta，endosperm，radical，germ，hypocotyls，and cotyledons.In 2011 the average for seeds collected was：length-8.77 mm，width-7.91 mm，and 1 000-grain weight-136.70 g；and in 2012 the average was length-6.08 mm，width-5.20 mm，and 1 000-grain weight-95.68 g.The seed water absorption ability tested by 3 different treatments showd that seeds without exopleura had the best water absorption.The viability of seed tested by the TTC staining method showed，seed viability with TTC staining for seeds collected in 2011 was 97.78%.After being stored for one year，viability was still 94.44%.Seeds treated with GA3showed improved seed germination and seedling growth with the best concentration being 1 500 mg·L-1.［Ch，3 fig.2 tab.10 ref.］

botany；Styrax tonkinensis；seed；biological characteristics

Q945；S722

A

2095-0756（2014）01-0009-05

10.11833/j.issn.2095-0756.2014.01.002

2013-01-24，

2013-04-05

浙江省重大科技專項重點資助項目（2008C12019）；浙江省創(chuàng)新團隊建設與人才培養(yǎng)資助項目（2010F20014）；浙江省省院合作林業(yè)科技資助項目（2010SY05）

吳君，從事觀賞植物資源研究。E-mail：wujun2456@126.com。通信作者：何云核，教授，從事野生園林植物資源分類與應用研究。E-mail：yunhhe@163.com