閩楠種子萌發(fā)與多胚苗研究

黃 宇

(福建省林業(yè)科學研究院，福建 福州 350012)

閩楠種子萌發(fā)與多胚苗研究

黃 宇

(福建省林業(yè)科學研究院，福建 福州 350012)

對閩楠種子進行不同貯藏時間、不同培養(yǎng)條件的發(fā)芽對比試驗。結(jié)果表明，閩楠種子優(yōu)良度隨著貯藏時間的延長呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢，新采集的種子優(yōu)良度最高，達94.33%。在貯藏時間相同條件下，恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)的閩楠種子發(fā)芽率普遍高于室外大棚，沙培和輕基質(zhì)恒溫培養(yǎng)的平均發(fā)芽率分別高出室外大棚培養(yǎng)的2.76%、6.77%。恒溫培養(yǎng)的閩楠種子發(fā)芽率均隨著貯藏時間的延長呈現(xiàn)降低的變化趨勢；而室外大棚培養(yǎng)的種子發(fā)芽率均隨著貯藏時間的延長呈現(xiàn)“降低—升高—降低”的變化趨勢。閩楠種子存在多胚現(xiàn)象，種胚數(shù)最大為三，種子單、多胚出現(xiàn)的頻率規(guī)律為：單胚比率>雙胚比率>三胚比率。單胚比率在58.00%～72.00%，雙胚比率在8.67%～26.67%，三胚比率在0～1.00%。采用逐步回歸分析方法建立恒溫培養(yǎng)的種子發(fā)芽率(y)與閩楠種子的優(yōu)良度(x1)、單胚比率(x2)、雙胚比率(x3)的回歸方程為：y沙培=-5.0325-0.0685x1+1.1365x2+1.1149x3，y輕基質(zhì)=0.2370-0.0377x1+1.0359x2+1.0577x3，相關分析表明，種子的優(yōu)良度、單胚比率、雙胚比率與其輕基質(zhì)的發(fā)芽率具有極顯著的相關，與沙培的發(fā)芽率具有顯著相關，可通過測定閩楠種子優(yōu)良度及觀察其胚的形態(tài)來預測種子的發(fā)芽率。

閩楠；種子貯藏；發(fā)芽率；多胚苗

閩楠(Phoebebournei)為樟科常綠大喬木，分布于福建、江西、浙江南部、廣東、廣西北部及東北部、湖南、湖北、貴州等地，花期4月，果期10—11月，被列為國家二級保護植物[1-3]。是一種珍貴的用材樹種，其木材堅硬，結(jié)構(gòu)細密，紋理淡雅文靜，質(zhì)地溫潤柔和，為上等建筑、家具、造船及工藝雕刻等良好木材[4]。閩楠以種子繁殖為主，種子生產(chǎn)上呈現(xiàn)明顯的大小年現(xiàn)象，野外發(fā)芽率低，且壽命短，其種子在次年4月初開始萌發(fā)，7月之后地面種子即喪失活力[5]。因此開展閩楠種子貯藏的研究顯得尤為重要。目前，楠屬種子萌發(fā)已有部分報道[6-8]，但主要集中在閩楠種子活力、育苗、化感作用等方面的研究[9-14]，迄今尚未見關于閩楠種子貯藏和多胚現(xiàn)象的研究報道。本研究開展閩楠種子不同貯藏時間和不同培養(yǎng)條件的發(fā)芽對比試驗，探討貯藏時間對其種子萌發(fā)特性的影響，以期為閩楠種子貯藏以及提高種子發(fā)芽率、育苗技術等方面提供參考。并首次報道閩楠多胚萌發(fā)現(xiàn)象，了解閩楠多胚苗的生長情況，為研究無融合生殖提供試驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用的閩楠種子為2011年11月下旬采自福建省建甌市萬木林自然保護區(qū)。種子凈度為98.66%，千粒重為249.947 g，相對含水率為(38.00±0.48)%。

1.2 試驗方法

1.2.1 不同貯藏時間試驗 采用層積沙藏方式進行種子貯藏，即將種子置于干凈的塑料袋中，放在PQX型多段可編程人工氣候箱中模擬自然條件進行貯藏，保持沙層濕潤，不積水[15]。分別在2011年12月(新采集未貯藏)、2012年4月(貯藏120 d)、2012年7月(貯藏210 d)、2012年9月(貯藏270 d)、2012年11月(貯藏330 d)、2013年3月(貯藏420 d)取出貯藏種子，參照林木種子檢驗規(guī)程測定種子優(yōu)良度[16]，每次處理種子數(shù)為100粒，重復3次。

1.2.2 不同培養(yǎng)條件試驗 分別在2011年12月、2012年4月、2012年7月、2012年9月、2012年11月取出貯藏種子進行沙培和輕基質(zhì)(80%草炭+20%珍珠巖+0.3%復合肥)發(fā)芽試驗，培養(yǎng)材料置于溫度25 ℃、相對濕度70 %的恒溫培養(yǎng)箱中全光照下培養(yǎng)60 d，保持濕潤，不積水，以室外大棚培養(yǎng)作為對照。3次重復，每個處理100粒種子。在播種60 d后觀察閩楠種子的萌發(fā)情況，記錄發(fā)芽數(shù)、觀察恒溫箱培養(yǎng)的多胚苗生長狀況，并統(tǒng)計單苗、雙苗或多苗的發(fā)生頻率，以及苗高。

1.3 試驗數(shù)據(jù)處理

采用DPSv7.05和SPSS統(tǒng)計軟件對試驗數(shù)據(jù)進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同貯藏時間對閩楠種子優(yōu)良度的影響

圖1 不同貯藏時間種子優(yōu)良度比較

由圖1可知，閩楠種子優(yōu)良度隨著貯藏時間的延長呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢，2011年12月(新采集)的種子優(yōu)良度最高，達94.33 %；貯藏了120、210、270、330、420 d的種子優(yōu)良度分別比2011年12月新采種子的優(yōu)良度下降了4.59 %、10.25 %、17.31 %、20.14 %、20.49 %。不同貯藏時間對種子優(yōu)良度的影響達到差異極顯著水平(即F=35.77 >F0.01(5，12)=5.06)，其中貯藏270 d、330 d、420 d的種子優(yōu)良度間差異不顯著。

2.2 不同貯藏時間、培養(yǎng)條件閩楠種子發(fā)芽情況比較

由表1可知，在種子貯藏時間相同時，閩楠種子發(fā)芽率，恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)普遍高于室外大棚培養(yǎng)，沙培、輕基質(zhì)條件下，培養(yǎng)箱培養(yǎng)的平均發(fā)芽率分別高出室外大棚培養(yǎng)的2.76 %、6.77 %；沙培的平均發(fā)芽率略高于輕基質(zhì)培養(yǎng)的發(fā)芽率。在培養(yǎng)箱中培養(yǎng)的閩楠種子發(fā)芽率均隨著貯藏時間的延長呈現(xiàn)降低的變化趨勢；在室外大棚培養(yǎng)的閩楠種子，其發(fā)芽率均隨著貯藏時間的延長呈現(xiàn)“降低—升高—降低”的變化趨勢。不同貯藏時間對沙培、輕基質(zhì)培養(yǎng)的閩楠種子發(fā)芽率的影響均達到差異極顯著水平。無論是沙培還是輕基質(zhì)，置于培養(yǎng)箱培養(yǎng)的貯藏120 d與210 d的種子發(fā)芽率差異均不顯著，而室外大棚培養(yǎng)的貯藏270 d的種子發(fā)芽率反高于貯藏210 d，是由于貯藏210 d的種子是在2012年7月炎熱的夏季播種，室外大棚氣溫過高不利于種子的萌發(fā)。而貯藏了330 d的種子播種后的發(fā)芽率無論在培養(yǎng)箱還是在大棚條件下均最低，此時的閩楠種子已儲存了將近1 a，種子活力隨之下降?？梢姡\用培養(yǎng)箱培養(yǎng)貯藏時間在270 d以內(nèi)的閩楠種子，能夠保證具有較高的發(fā)芽率，而不受外界環(huán)境的影響。

表1 不同貯藏時間和培養(yǎng)條件閩楠種子發(fā)芽率比較 %

*：表中數(shù)據(jù)為平均值±標準差；同一行中不同大、小寫字母分別為0.01水平、0.05水平上差異顯著。下同。

2.3 恒溫培養(yǎng)條件下閩楠種子多胚萌發(fā)情況

由表2可知，置于恒溫培養(yǎng)箱的沙培和輕基質(zhì)培養(yǎng)的閩楠種子單、多胚出現(xiàn)的頻率均表現(xiàn)為：單胚比率>雙胚比率>三胚比率。單胚比率在58.00%～72.00%，雙胚比率在8.67%～26.67%，三胚比率在0～1.00%。沙培的平均單胚比率、雙胚比率、三胚比率分別為66.93%、19.87%、0.60%，依次是輕基質(zhì)培養(yǎng)的1.03倍、1.06倍、1.29倍。沙培和輕基質(zhì)培養(yǎng)對單胚比率、雙胚比率的影響均達到差異極顯著水平(F輕基質(zhì)雙=69.84>F輕基質(zhì)單=24.77>F沙培雙=21.43>F沙培單=14.26>F0.01(4，10)=5.99)；而對三胚比率的影響均不顯著。沙培的單胚、雙胚、三胚的平均苗高分別為：單胚10.02 cm、雙胚8.47、5.65 cm、三胚7.34、6.24、4.92 cm，依次是輕基質(zhì)培養(yǎng)的單胚苗高的1.05倍，雙胚苗高的1.05倍、0.99倍，三胚苗高的1.15倍、1.27倍、1.11倍，基本上略高于輕基質(zhì)培養(yǎng)。

表2 不同貯藏時間閩楠單、多胚種子出現(xiàn)的頻率

表3 閩楠種子發(fā)芽率逐步回歸方程

*：y為閩楠種子的發(fā)芽率(%)；x1為優(yōu)良度(%)；x2為單胚比率(%)；x3為雙胚比率(%)。

2.4 恒溫培養(yǎng)條件下閩楠種子發(fā)芽率預測

將置于培養(yǎng)箱沙培和輕基質(zhì)培養(yǎng)的種子發(fā)芽率，分別與閩楠種子的優(yōu)良度、單胚比率、雙胚比率這3個指標進行逐步回歸分析，建立回歸方程(表3)。結(jié)果表明，建立回歸方程對閩楠種子發(fā)芽率預測的效果很好，種子的優(yōu)良度、單胚比率、雙胚比率與輕基質(zhì)的發(fā)芽率具有極顯著的相關，與沙培的發(fā)芽率有顯著相關(r輕基質(zhì)=r0.01(1)=1>r沙培=0.9999>r0.05(1)=0.999)。

3 結(jié)論與討論

由于閩楠種子的相對含水率很高，達(38.00 ±0.48)%，而高水分的種子是不宜貯藏的，且壽命短[17]，通常是在采摘后次年春季進行播種，尚未見有使用貯藏近1 a的種子進行播種育苗。本研究采用層積沙藏方式探討閩楠種子在貯藏1 a中的質(zhì)量變化，表明在貯藏210 d后仍具活力，優(yōu)于野外狀態(tài)，在很大程度上延長了其貯藏壽命，使人們對其種子的利用有更深的認識，也可暫時緩解生產(chǎn)上出現(xiàn)的大小年現(xiàn)象。種子活力在貯藏的過程中存在不可逆的劣變或老化，種子發(fā)芽率隨著貯藏年限的增加呈現(xiàn)下降的趨勢[18]。本研究結(jié)果表明，在同一貯藏時間里，恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)的閩楠種子發(fā)芽率普遍高于室外大棚培養(yǎng)，沙培和輕基質(zhì)培養(yǎng)箱培養(yǎng)的平均發(fā)芽率分別高出室外大棚培養(yǎng)2.76 %、6.77 %。

多胚現(xiàn)象指在被子植物的一個胚珠中包含2個或2個以上胚的現(xiàn)象。由1粒多胚種子可以同時萌發(fā)出2株或2株以上的幼苗，這種一籽多苗稱之為多胚苗[19]。有研究表明在一些被子植物中多胚現(xiàn)象與其無融合生殖現(xiàn)象具有一定的正相關性。因此許多學者試圖尋找多胚苗材料，進而從中篩選出具有無融合生殖特性的基因資源[20-21]。本研究首次發(fā)現(xiàn)閩楠種子存在多胚現(xiàn)象，種胚數(shù)最大為三，種子單、多胚出現(xiàn)的頻率規(guī)律為：單胚比率>雙胚比率>三胚比率。但它是否為無融合生殖還有待于進一步弄清其胚胎學特征特性，這將對開展育種工作具有重大意義。

另外，本研究對于單、多胚比率是依據(jù)多胚苗形成情況來判定的，這與莫饒等[22]、王巨媛等[23]的研究方法較為一致，但張蕾等[24]通過解剖觀察胚的形態(tài)進行判斷。本文通過回歸分析建立閩楠種子發(fā)芽率與優(yōu)良度、單胚比率、雙胚比率之間的關系方程，表明種子的優(yōu)良度、單胚比率、雙胚比率與其輕基質(zhì)的發(fā)芽率具有極顯著的相關，與沙培的發(fā)芽率具有顯著相關，實現(xiàn)對閩楠種子發(fā)芽率的預測。因此，今后可以通過測定閩楠種子優(yōu)良度及觀察其胚的形態(tài)來預測種子的發(fā)芽率，為育苗工作以及早期的良種選育提供參考，亦可為評價貯藏種子的質(zhì)量提供依據(jù)。

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Study on the Seed Germination and Multi-seedlings inPhoebebournei(Hemsl.)Yang

HUANG Yu

(FujianAcademyofForestry，F(xiàn)uzhou350012，F(xiàn)ujian，China)

The germination contrast test ofPhoebebournei(Hemsl.)Yang seeds was conducted in different storage time and different culture conditions.The results showed that the goodness ofPhoebebourneiseeds showed a gradual downward trend with the extension of storage time.The goodness of new collections was the highest，reaching 94.33%.In the same storage time the germinating rate ofPhoebebourneiseeds in constant incubator was generally higher than the outdoor greenhouse cultivation，whose the average value of sand culture and light media culture by constant temperature culture was respectively higher than 2.76%，6.77% of the outdoor greenhouse cultivation.The germination rate by constant temperature culture showed a decrease trend with the extension of storage time.But it showed a decrease-increase-decrease trend in the outdoor greenhouse.Phoebebourneiseeds exist olyembryony，which number of seed embryo was up to three.Frequency of monoembryonic and polyembryonic seeds was single embryo ratio>double embryo ratio>three embryo ratio.Single embryo ratio was 58.00%～72.00%，double ratio was 8.67%～26.67%，the ratio of the three embryo was 0～1.00%.By stepwise regression analysis to establish the regression equation of germination rate(y) by constant temperature culture and the goodness(x1)，single embryo ratio(x2)，double ratio(x3) was：y沙培=-5.0325-0.0685x1+1.1365x2+1.1149x3，y輕基質(zhì)=0.2370-0.0377x1+1.0359x2+1.0577x3.The correlation analysis showed that the goodness，single embryo ratio，double ratio was significantly correlated with the germination rate of light media culture，which was correlated with the germination rate of sand culture.It could be predicted the germination rate ofPhoebebourneiseeds by measuring the goodness and observing embryo morphology.

Phoebebournei(Hemsl.)Yang；seed storage；germination rate；multi-seedlings

10.13428/j.cnki.fjlk.2014.03.006

2014-02-10

福建省科技重大專項專題的子專題(珍貴闊葉樹種繁育及近自然杉闊混交林營建技術及應用，2012NZ0001-1)；福建省種業(yè)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化工程項目(珍貴樹種種業(yè)創(chuàng)新與工廠化育苗，2011FJZY-08)；國家林業(yè)局南方山地用材林培育重點實驗室資助

黃宇(1984—)，女，福建福州人，福建省林業(yè)科學研究院工程師，博士，從事森林培育、中藥材GAP與林木種苗研究。E-mail：huangyu_198404@163.com。

S722.1

A

1002-7351(2014)03-0027-05