華頂杜鵑種子的形態(tài)變異及對(duì)萌發(fā)的影響＊

干永岳，鄭 亞，沈亞娟，張焱琴，金粟如，邊才苗

（臺(tái)州學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，浙江省植物進(jìn)化生態(tài)學(xué)與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 臺(tái)州 318000）

華頂杜鵑（Rhododendron huadingense）為浙江特有的杜鵑花屬植物［1-3］，分布于海拔750～950m之間。最初發(fā)現(xiàn)于天臺(tái)縣華頂山［1］，磐安縣大盤山是最近發(fā)現(xiàn)的第二處自然分布地［4］。華頂杜鵑的分布區(qū)狹小，數(shù)量稀少；華頂山只有330株，屬于極小種群［4］，已被列入浙江省珍稀瀕危植物名錄加以保護(hù)［5］。

華頂杜鵑的花序類型、果實(shí)形狀、種子大小和毛被等在杜鵑花屬映山紅亞屬 （Subgen.Tsutsusi）輪生葉組 （Sect.Brachycalyx）中頗為特殊［2，6］，在系統(tǒng)發(fā)育研究上具有重要價(jià)值；華頂杜鵑花期4月，花大艷麗，先葉開放，是很有開發(fā)價(jià)值的觀賞植物。目前，對(duì)華頂杜鵑的研究主要集中在植物的形態(tài)描述［1-3，6］、群落學(xué)調(diào)查［4，7，8］和種群結(jié)構(gòu)［9］等方面；丁炳揚(yáng)等［10］曾研究了不同溫度、貯藏方法和溫水浸種處理對(duì)種子萌發(fā)的影響，但未涉及種子的形態(tài)變異對(duì)其萌發(fā)的影響，以及溫度和浸種時(shí)間對(duì)萌發(fā)進(jìn)程的影響。本文擬通過華頂杜鵑種子大小與萌發(fā)的關(guān)系、種子萌發(fā)條件與限制因素等的研究，為揭示華頂杜鵑瀕危的原因和對(duì)其就地或遷地保護(hù)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

華頂杜鵑果實(shí)于 2014 年 11 月采自浙江省天臺(tái)縣華頂山（121°06′E，29°15′N）和磐安縣大盤山（120°28′05″～120°33′40″E，28°57′05″～29°01′58″N）。在兩地分別選擇若干株華頂杜鵑，樹齡均為 25～30a 的成熟植株，分株采集果實(shí)；種子風(fēng)干脫粒后低溫貯存［10］，將所采果實(shí)在室溫下自然風(fēng)干3d，手工剝開蒴果，取出種子；經(jīng)數(shù)量統(tǒng)計(jì)和稱重后，用塑料封口袋雙層包裹，-20℃低溫貯存，備用。

1.2 種子萌發(fā)試驗(yàn)

采用雙層濾紙法，在光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行，每天光照時(shí)間為12h，光照強(qiáng)度為2000lx；試驗(yàn)設(shè)置3種處理，分別是種子大小、萌發(fā)溫度和溫水浸種；每種處理為3或4組，每組均設(shè)4個(gè)重復(fù)，每皿100粒種子。萌發(fā)試驗(yàn)周期為20d，萌發(fā)試驗(yàn)期間每天補(bǔ)充散失的水分，自13d（華頂杜鵑種子開始萌動(dòng)時(shí)間）每天統(tǒng)計(jì)萌發(fā)的種子數(shù)，計(jì)算萌發(fā)指標(biāo)。

萌發(fā)率（GR）=（發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)）×100%；發(fā)芽指數(shù)（GI）=Σ（Gt/Dt），Gt為不同時(shí)間發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)發(fā)芽日數(shù)。

1.2.1 種子大小對(duì)萌發(fā)的影響

按種子大小設(shè)置4組，分別為小種子、次小種子、次大種子和大種子，天臺(tái)山種群每組種子的百粒重依次為≤0.110、0.111～0.120、0.121～0.129 和≥0.130g；大盤山種群的依次為≤0.080、0.081～0.110、0.111～0.119 和≥0.120g。將種子經(jīng) 40℃的溫水浸種5h后，均勻排列在墊有雙層濾紙的平皿中，在光照培養(yǎng)箱中萌發(fā)，每天光照時(shí)間為12h，試驗(yàn)溫度為20℃。

1.2.2 溫度對(duì)種子萌發(fā)的影響

萌發(fā)溫度設(shè)置3組，分別為15℃、20℃和25℃，選用中等大小的種子（百粒重為0.110～0.120g），40℃的溫水浸種時(shí)間為5h，每天光照時(shí)間為12h。

1.2.3 浸種時(shí)間對(duì)種子萌發(fā)的影響

浸種時(shí)間設(shè)置3組，分別用40℃的溫水浸種0、5和10h，選用中等大小的種子，每天光照時(shí)間為12h，試驗(yàn)溫度為20℃。

2 結(jié)果與分析

2.1 種子的形態(tài)變異

華頂杜鵑的果實(shí)為蒴果，多數(shù)果實(shí)具有百粒以上的種子，在天臺(tái)山種群，單果種子數(shù)為131.2±30.1，最多為162粒，最少為86粒；在大盤山種群，單果種子數(shù)為124.3±24.8，最多為154粒，最少為91粒。

華頂杜鵑的種子很小，以每果實(shí)的種子為整體，天臺(tái)山種群的種子百粒重為0.1241±0.0152g，大盤山種群的為0.1153±0.0172g；差異不顯著（t=0.664，p＞0.05）。種群內(nèi)種子的大小差異明顯，在天臺(tái)山種群，最大的種子百粒重為0.1452g，最小的為0.1006g；在大盤山種群，最大的百粒重為0.1268g，最小的百粒重只有0.0676g。

2.2 種子大小對(duì)萌發(fā)的影響

華頂杜鵑不同大小種子的萌發(fā)狀況見表1。結(jié)果顯示，（1）萌發(fā)率與種子大小呈正相關(guān)（r=0.948，p＜0.01），天臺(tái)山種群的種子相對(duì)較大，萌發(fā)率均在40%以上，最大的種子萌發(fā)率為48%；大盤山種群的種子相對(duì)較小，大種子的萌發(fā)率為47.2%，小種子的只有31.2%，2 組數(shù)據(jù)的差異顯著（t=3.012，p＜0.05）。（2）發(fā)芽指數(shù)，中等大小的種子（百粒重為 0.111～0.120g）最大，大種子（百粒重≥0.120g）的其次，百粒重≤0.110g的小種子最小，指標(biāo)值均小于3.0n.d-1，大盤山種群的小種子（百粒重≤0.080g）只有2.18n.d-1，與最大值間的差異顯著（t=3.315，p＜0.05）。說明華頂杜鵑的種子發(fā)育基本正常，即便是最小的種子也有部分可萌發(fā)。

表1 種子大小對(duì)萌發(fā)的影響Table1 The effects of seed mass on the seed germination of Rhododendron huadingense

2.3 溫度對(duì)種子萌發(fā)的影響

在不同溫度下，華頂杜鵑種子萌發(fā)的狀況見表2，結(jié)果顯示，（1）20℃時(shí)萌發(fā)率最高，25℃時(shí)其次，15℃時(shí)最低，但相互間差異不顯著（t=2.068和2.264,p＞0.05）；（2）發(fā)芽指數(shù)25℃時(shí)最大，15℃時(shí)最小，2組數(shù)據(jù)差異顯著（t=3.089和3.189,p＜0.05）。說明溫度可加速華頂杜鵑種子的萌發(fā)，但不能提高其萌發(fā)率。

表2 溫度對(duì)華頂杜鵑種子萌發(fā)的影響Table2 The effects of temperature on the seed germination of Rhododendron huadingense

2.4 浸種時(shí)間對(duì)種子萌發(fā)的影響

不同浸種時(shí)間對(duì)華頂杜鵑種子萌發(fā)的影響見表3，結(jié)果顯示，（1）對(duì)于萌發(fā)率，浸種5h的最高，浸種10h的其次，但與不浸種的指標(biāo)值差異不顯著（t=1.524和1.368，p＞0.05）；（2）發(fā)芽指數(shù)與浸種時(shí)間呈正相關(guān)，浸種10h的最大，但與不浸種的指標(biāo)值差異不顯著（t=1.109和1.632，p＞0.05）。說明溫水浸種不能改善華頂杜鵑種子的萌發(fā)狀況。

表3 溫水浸種對(duì)華頂杜鵑種子萌發(fā)的影響Table3 The effects of soaking with 40℃water on the seed germination of Rhododendron huadingense

3 討論與結(jié)論

華頂杜鵑為極小種群，目前其野生資源稀少，尤其是幼苗［4，9］。本文的萌發(fā)試驗(yàn)顯示，華頂杜鵑的種子發(fā)育并無明顯的異常，正常種子的萌發(fā)率大于40%，小種子的萌發(fā)率也能達(dá)到大種子的66%；同時(shí)，每株成年植株可產(chǎn)生數(shù)百個(gè)蒴果，每個(gè)蒴果又有上百粒種子，說明華頂杜鵑的繁育能力不弱，提示該植物可通過人工擴(kuò)繁，以緩解其瀕危狀況。基于本文的試驗(yàn)是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成，在自然條件下，限制該植物種子萌發(fā)的因素很多，諸如光照條件和化感物質(zhì)的影響等，因而尚需通過野外播種試驗(yàn)以完善其種子繁育技術(shù)。再者，幼苗的正常生長是制約種群發(fā)展的瓶頸，本文試驗(yàn)中，25℃時(shí)種子的萌發(fā)相對(duì)較快，多數(shù)在試驗(yàn)的第13～15d萌發(fā)，但這些幼苗移栽后的成活率不高，與丁炳揚(yáng)等［10］的研究結(jié)果類似，有必要再探索提高其幼苗成活率的方法。

［1］丁炳揚(yáng), 方云億. 浙江杜鵑花屬一新種［J］. 植物研究,1990,10（1）:31-33.

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［10］丁炳揚(yáng),何耀華,繆晶,等.珍稀植物華頂杜鵑的種子萌發(fā)試驗(yàn)［J］.植物學(xué)通報(bào),1997,14（1）:53-54.