不同產(chǎn)地廣玉蘭優(yōu)樹種子形態(tài)特征和發(fā)芽率的變異

劉艷萍等

摘要：以河南鄭州、山東濟南、河北石家莊3個產(chǎn)地的廣玉蘭種子為試驗材料，對不同產(chǎn)地間廣玉蘭種子的形態(tài)特征和發(fā)芽率的變異性進行分析比較。結(jié)果表明，不同產(chǎn)地間廣玉蘭種子的長度、寬度、百粒質(zhì)量和發(fā)芽率差異極顯著，種型指數(shù)差異不顯著；廣玉蘭種子長度、寬度的變化幅度分別為9.45～11.12 mm、6.00～6.68 mm，種子百粒質(zhì)量的變化幅度為7.86～10.49 g，種子發(fā)芽率的變化幅度為66.49%～84.18%；廣玉蘭種子的長度、寬度、種型指數(shù)、百粒質(zhì)量均與發(fā)芽率呈正相關關系。

關鍵詞：廣玉蘭；產(chǎn)地；種子特征；發(fā)芽率

中圖分類號： S685.150.1文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2014）10-0184-02

收稿日期：2013-12-12

基金項目：國家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項（編號：201004031）。

作者簡介：劉艷萍（1982—），女，河南舞陽人，博士，中級工程師，主要從事林木良種選育研究。E-mail：lypbox@126.com。

通信作者：朱延林，研究員，研究方向為林木良種選育。E-mail：ylzhu198@aliyun.com。隨著人們生活質(zhì)量的提高，人們已由過去的以物質(zhì)需求為主轉(zhuǎn)向以精神需求為主，尤其是城市居民，更加追求精神享受，公園、廣場等綠化面積大的地方成為人們閑暇時的主要活動場所。因此園林工作者要從大眾的需求出發(fā)，不但要營建綠地，而且要保證四季常綠。而對于北方城市，在冬季廣泛出現(xiàn)草坪枯萎、樹木落葉的現(xiàn)象，因此科研工作者必須進行常綠植物的引種及其抗寒適應性研究。廣玉蘭（Magnolia grandiflora L.）為木蘭科（Magnoliaceae）木蘭屬（Magnolia L.）常綠喬木，樹姿雄偉，耐煙抗風，抗逆性強，是優(yōu)良的城市綠化及觀賞樹種，可用作行道樹、庭蔭樹等[1-2]。目前，關于廣玉蘭抗寒方面的研究主要集中在低溫脅迫對廣玉蘭生理指標、光合特性、葉片微觀結(jié)構(gòu)的影響等[3-7]，有關廣玉蘭種子形態(tài)及發(fā)芽率的研究尚未見報道。種子是植物生活史的重要階段，也是植物成功定居和更新的保障，能保證植物在時空上逃避不利環(huán)境[8]。種子大小影響植物后代的適應度，對種子萌發(fā)和幼苗活力起著決定性作用[9-10]。不同物種間種子大小不同，而同種植物不同產(chǎn)地及個體間種子也存在大小之別[11]。由于地域的異質(zhì)性，同一物種產(chǎn)生了生態(tài)分異，導致種子萌發(fā)特性差異顯著，而在產(chǎn)地間主要反映在種子休眠程度的不同[12]。產(chǎn)地間種子萌發(fā)特性受緯度、土壤濕度、土壤營養(yǎng)和植物種類等異質(zhì)性環(huán)境的影響[12]，但大多數(shù)學者認為光照、溫度和降雨等不同是影響產(chǎn)地間種子萌發(fā)差異的主要因素[13]。因此，研究異質(zhì)生境對不同產(chǎn)地間種子的形態(tài)特征以及種子萌發(fā)行為的影響，有助于了解植物有性繁殖過程對環(huán)境的適應機理。

本研究以3個產(chǎn)地的廣玉蘭種子為研究對象，比較不同產(chǎn)地間種子形態(tài)指標和發(fā)芽率的差異，旨在初步篩選出優(yōu)良的廣玉蘭產(chǎn)地，以期為廣玉蘭優(yōu)良產(chǎn)地的苗期選育提供一定的觀測依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

供試的廣玉蘭種子于2012年9月中下旬分別采集于3個省會城市3個產(chǎn)地的廣玉蘭分布區(qū)（河南鄭州、山東濟南、河北石家莊），分布范圍為34°16′～ 38°04′N，112°42′～117°00′E；根據(jù)制定的廣玉蘭優(yōu)樹選擇標準，樹齡均在10年以上。在各地的公園、學校、賓館、住宅小區(qū)開展廣玉蘭優(yōu)樹果實的采集工作，將每個產(chǎn)地的果實采集后進行混合，并做好標記，分別裝袋保存；將果實置于報紙上，于室內(nèi)陰干3～5 d，待蓇葖開裂，取出種子（帶有紅色假種皮）；再用0.5% NaOH溶液浸泡帶有紅色假種皮的種子24 h，去除假種皮，用自來水沖洗至洗液成中性，除去漂浮在水面的秕粒，然后在室內(nèi)陰干，同時做好標記，保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2方法

1.2.1種子形態(tài)特征的測定選取種子的長度、寬度、種型指數(shù)（長度/寬度）和百粒質(zhì)量作為形態(tài)指標。以種子縱軸為長度，以橫向最大寬度為寬度，每個產(chǎn)地隨機選取30粒種子，用數(shù)顯游標卡尺測量其長度和寬度（測量精度為0.01 mm），各3次重復；每個產(chǎn)地隨機取100粒種子，利用萬分之一電子天平稱量種子百粒質(zhì)量，各重復3次。

1.2.2種子發(fā)芽率的測定于2012年10月中旬開始進行種子沙藏處理，其間定期觀察沙子濕度，適時灑水；至2013年3月中旬，沙藏種子已露白發(fā)芽，每個產(chǎn)地隨機選取100粒種子，記錄發(fā)芽種子數(shù)，重復3次，平均發(fā)芽率即為該產(chǎn)地種子發(fā)芽率。計算公式：種子發(fā)芽率=發(fā)芽種子數(shù)/100×100%。

1.2.3數(shù)據(jù)處理采用Excel軟件進行數(shù)據(jù)處理，利用SPSS 17.0軟件對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，并采用S-N-K（Student-Newman-Keul）法[14]對其差異顯著的結(jié)果進行多重比較；通過線性相關分析檢驗各個變量（種子長度、種子寬度、種型指數(shù)、百粒質(zhì)量和發(fā)芽率）之間的關系。

2結(jié)果與分析

2.1不同產(chǎn)地廣玉蘭種子形態(tài)特征的差異分析

2.1.1不同產(chǎn)地廣玉蘭種子形態(tài)的比較不同產(chǎn)地廣玉蘭種子的長度、寬度和種型指數(shù)見表1。可見各個產(chǎn)地種子長度變化幅度為9.45～11.12 mm，其中產(chǎn)自河北石家莊的廣玉蘭種子最長，產(chǎn)自山東濟南的廣玉蘭種子最短，前者是后者的118倍；各產(chǎn)地廣玉蘭種子寬度的變化幅度相差不大，為600～6.68 mm，其中產(chǎn)自河北石家莊的廣玉蘭種子最寬，產(chǎn)自山東濟南的廣玉蘭種子最窄，兩者相差0.68 mm；各產(chǎn)地廣玉蘭種子的種型指數(shù)很接近，尤其是河南鄭州和山東濟南的廣玉蘭種子的種型指數(shù)幾乎無差異。方差分析結(jié)果表明，不同產(chǎn)地廣玉蘭種子的長度和寬度間存在極顯著差異（P<001），而種型指數(shù)差異不顯著。表1不同產(chǎn)地廣玉蘭種子的形態(tài)特征參數(shù)

2.1.2不同產(chǎn)地廣玉蘭種子百粒質(zhì)量的比較不同產(chǎn)地廣玉蘭種子的百粒質(zhì)量見表1。可見3個產(chǎn)地廣玉蘭種子的百粒質(zhì)量間存在極顯著差異（P<0.01），各產(chǎn)地種子的百粒質(zhì)量平均值為9.39 g；產(chǎn)自河北石家莊的廣玉蘭種子百粒質(zhì)量最大，達1049 g，是平均值的1.12倍，產(chǎn)自山東濟南的廣玉蘭種子百粒質(zhì)量最小，為7.86 g，僅為平均值的84%。結(jié)果表明，各產(chǎn)地廣玉蘭種子百粒質(zhì)量具有一定的地理差異，這種差異可能與生長地的海拔、緯度及該地的氣候條件（如光照、溫度、降水量）等因素有關，而這些因素間通常又相互制約、相互影響[15]。

2.2不同產(chǎn)地種子發(fā)芽率的差異分析

由于不同產(chǎn)地種子生長的環(huán)境條件，如氣候條件和土壤條件等不同，種子的發(fā)育情況也是不同的，從而對種子的發(fā)芽率產(chǎn)生影響。不同產(chǎn)地廣玉蘭種子的發(fā)芽率情況如表1所示。試驗中發(fā)現(xiàn)，廣玉蘭各產(chǎn)地間種子的發(fā)芽率變化幅度較大，河南鄭州的廣玉蘭種子發(fā)芽率變化幅度為68%～82%，山東濟南的廣玉蘭種子發(fā)芽率變化幅度為50%～73%，河北石家莊的廣玉蘭種子發(fā)芽率變化幅度為79%～90%。從表1可以看出，河北石家莊的廣玉蘭種子發(fā)芽率最高，比山東濟南產(chǎn)地的種子發(fā)芽率（最低）約高26.6%，比河南鄭州產(chǎn)地的種子發(fā)芽率約高12.4%；方差分析結(jié)果表明，各產(chǎn)地間廣玉蘭種子的發(fā)芽率差異達到極顯著水平（P<0.01）。

2.3種子形態(tài)特征間及其與發(fā)芽率的相關性

對廣玉蘭種子形態(tài)特征和種子發(fā)芽率進行相關分析。結(jié)果表明，廣玉蘭種子形態(tài)特征（長度、寬度和種型指數(shù)）與百粒質(zhì)量呈正相關關系，尤其是種子寬度與百粒質(zhì)量呈顯著正相關關系（P<0.05）；廣玉蘭種子形態(tài)特征（長度、寬度和種型指數(shù)）、百粒質(zhì)量均與發(fā)芽率呈正相關關系（表2）。綜上所述，為提高廣玉蘭種子形態(tài)特征的測定效率，種長和種寬應視

表2種子發(fā)芽率與種子形態(tài)特征的相關分析

類別種長種寬種型指數(shù)百粒質(zhì)量發(fā)芽率種長1.0000.9530.9060.9640.424種寬0.9531.0000.7350.999*0.129種型指數(shù)0.9060.7351.0000.7620.767百粒質(zhì)量0.9640.999*0.7621.0000.169發(fā)芽率0.4240.1290.7670.1691.000注：“*”表示顯著相關（P<0.05）。

為關鍵的種子形態(tài)性狀。

3討論與結(jié)論

同一樹種不同產(chǎn)地的植株為了適應環(huán)境變化產(chǎn)生遺傳變異，并將穩(wěn)定的遺傳變異性狀反映在種子的各種性狀中。因此，同一樹種不同產(chǎn)地種子的大小、質(zhì)量和發(fā)芽率等性狀均存在差異。種子百粒質(zhì)量反映了種子的大小和飽滿程度，百粒質(zhì)量越大，種子越飽滿，其內(nèi)含的營養(yǎng)物質(zhì)越豐富，可以提供促進發(fā)芽的物質(zhì)越多，進而使發(fā)芽整齊[16]。本研究結(jié)果表明，廣玉蘭不同產(chǎn)地種子間的種子長度、種子寬度、百粒質(zhì)量和發(fā)芽率存在極顯著差異，這些差異是產(chǎn)地選擇和良種選育的基礎。廣玉蘭種子的形態(tài)特征與百粒質(zhì)量和發(fā)芽率間存在一定的相關性，種子的長度、寬度和種型指數(shù)與百粒質(zhì)量呈正相關關系，種子寬度與百粒質(zhì)量呈顯著正相關關系；種子的長度、寬度、種型指數(shù)和百粒質(zhì)量均與發(fā)芽率呈正相關關系，這與麻櫟、無葉豆的研究結(jié)果一致[17-18]。根據(jù)上述研究結(jié)果，在廣玉蘭產(chǎn)地優(yōu)良種質(zhì)篩選過程中可將種子百粒質(zhì)量作為快速篩選的指標[18]。

形態(tài)特征的變異往往具有適應意義，自然群體中保持大的變異貯存對群體是有利的，群體內(nèi)多種基因型所對應的表型范圍很多，從而使群體在整體上適應可能遇到的大多數(shù)環(huán)境條件[19-21]。在本研究中，各產(chǎn)地間廣玉蘭種子形態(tài)特征和發(fā)芽率都存在顯著的差異，但造成這種差異的主要原因是遺傳特性還是環(huán)境條件尚不清楚，還需進一步的田間試驗判斷。

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