不同產地廣玉蘭優(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個產地的廣玉蘭種子為試驗材料，對不同產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。結果表明，不同產地間廣玉蘭種子的長度、寬度、百粒質量和發(fā)芽率差異極顯著，種型指數差異不顯著；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、百粒質量均與發(fā)芽率呈正相關關系。

關鍵詞：廣玉蘭；產地；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。隨著人們生活質量的提高，人們已由過去的以物質需求為主轉向以精神需求為主，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，在冬季廣泛出現草坪枯萎、樹木落葉的現象，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、葉片微觀結構的影響等[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，而同種植物不同產地及個體間種子也存在大小之別[11]。由于地域的異質性，同一物種產生了生態(tài)分異，導致種子萌發(fā)特性差異顯著，而在產地間主要反映在種子休眠程度的不同[12]。產地間種子萌發(fā)特性受緯度、土壤濕度、土壤營養(yǎng)和植物種類等異質性環(huán)境的影響[12]，但大多數學者認為光照、溫度和降雨等不同是影響產地間種子萌發(fā)差異的主要因素[13]。因此，研究異質生境對不同產地間種子的形態(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個產地的廣玉蘭種子為研究對象，比較不同產地間種子形態(tài)指標和發(fā)芽率的差異，旨在初步篩選出優(yōu)良的廣玉蘭產地，以期為廣玉蘭優(yōu)良產地的苗期選育提供一定的觀測依據。

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（長度/寬度）和百粒質量作為形態(tài)指標。以種子縱軸為長度，以橫向最大寬度為寬度，每個產地隨機選取30粒種子，用數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，每個產地隨機選取100粒種子，記錄發(fā)芽種子數，重復3次，平均發(fā)芽率即為該產地種子發(fā)芽率。計算公式：種子發(fā)芽率=發(fā)芽種子數/100×100%。

1.2.3數據處理采用Excel軟件進行數據處理，利用SPSS 17.0軟件對所得數據進行統(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、百粒質量和發(fā)芽率）之間的關系。

2結果與分析

2.1不同產地廣玉蘭種子形態(tài)特征的差異分析

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

2.1.2不同產地廣玉蘭種子百粒質量的比較不同產地廣玉蘭種子的百粒質量見表1。可見3個產地廣玉蘭種子的百粒質量間存在極顯著差異（P<0.01），各產地種子的百粒質量平均值為9.39 g；產自河北石家莊的廣玉蘭種子百粒質量最大，達1049 g，是平均值的1.12倍，產自山東濟南的廣玉蘭種子百粒質量最小，為7.86 g，僅為平均值的84%。結果表明，各產地廣玉蘭種子百粒質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不同產地種子發(fā)芽率的差異分析

由于不同產地種子生長的環(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)芽率產生影響。不同產地廣玉蘭種子的發(fā)芽率情況如表1所示。試驗中發(fā)現，廣玉蘭各產地間種子的發(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，比山東濟南產地的種子發(fā)芽率（最低）約高26.6%，比河南鄭州產地的種子發(fā)芽率約高12.4%；方差分析結果表明，各產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。結果表明，廣玉蘭種子形態(tài)特征（長度、寬度和種型指數）與百粒質量呈正相關關系，尤其是種子寬度與百粒質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）、百粒質量均與發(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百粒質量發(fā)芽率種長1.0000.9530.9060.9640.424種寬0.9531.0000.7350.999*0.129種型指數0.9060.7351.0000.7620.767百粒質量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討論與結論

同一樹種不同產地的植株為了適應環(huán)境變化產生遺傳變異，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，同一樹種不同產地種子的大小、質量和發(fā)芽率等性狀均存在差異。種子百粒質量反映了種子的大小和飽滿程度，百粒質量越大，種子越飽滿，其內含的營養(yǎng)物質越豐富，可以提供促進發(fā)芽的物質越多，進而使發(fā)芽整齊[16]。本研究結果表明，廣玉蘭不同產地種子間的種子長度、種子寬度、百粒質量和發(fā)芽率存在極顯著差異，這些差異是產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、寬度和種型指數與百粒質量呈正相關關系，種子寬度與百粒質量呈顯著正相關關系；種子的長度、寬度、種型指數和百粒質量均與發(fā)芽率呈正相關關系，這與麻櫟、無葉豆的研究結果一致[17-18]。根據上述研究結果，在廣玉蘭產地優(yōu)良種質篩選過程中可將種子百粒質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環(huán)境條件[19-21]。在本研究中，各產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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