香榧種子生物學(xué)特性研究

邢　磊　陳　黎　徐秀倩　孫　娜　劉　序　盧雪佳

(黃山學(xué)院生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院　安徽黃山　245041)

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香榧種子生物學(xué)特性研究

邢磊陳黎徐秀倩孫娜劉序盧雪佳

(黃山學(xué)院生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院安徽黃山245041)

摘要：對黃山地區(qū)的香榧種子的生物學(xué)特性進(jìn)行研究，結(jié)果表明: 香榧種子為卵狀橢圓形，長18.27 mm ～33.88mm、寬11.63 mm ～19.66 mm、百粒質(zhì)量為412.9g，含水量為38.35%；對混沙層積催芽120d種子和新鮮種子解剖觀察比較，剛成熟的種子胚很小，不到成熟胚的1/3，具有生理后熟現(xiàn)象；對香榧種子分別用酸蝕、機(jī)械損傷處理與完整種子作為對照，進(jìn)行吸水率比較，表明香榧種皮的機(jī)械阻礙不僅降低了吸水速率，也減少其吸水?dāng)?shù)量，吸水量降低46.01%以上。

關(guān)鍵詞：香榧；種子；生物學(xué)特性

香榧(TorreyagrandisFort. ex Lindl. cv. Merrillii.)系紅豆杉科(Taxaceae)榧樹屬(TorreyaArn.)第三紀(jì)孑遺植物。主要分布于我國長江流域以南的亞熱帶山地地區(qū)，海拔一般在200～800 m，

其中以浙、皖分布居多[1～3]。香榧雌雄異株(少有雌雄同株)，花單性，風(fēng)媒傳播，結(jié)實(shí)遲，20年生左右才開始結(jié)實(shí)。果實(shí)橢圓形至長圓形，種子2年成熟，同一樹上2代種子并存。由于其結(jié)果經(jīng)歷的時(shí)間長，受外界影響大，落花落果嚴(yán)重，產(chǎn)量低。又因種子育苗發(fā)芽時(shí)間長，發(fā)芽率較低，發(fā)芽之前要對其進(jìn)行催芽處理。

香榧樹干高大，挺拔直立，側(cè)枝發(fā)達(dá)，樹形優(yōu)美，是人工造林及園林綠化中的優(yōu)良樹種[4]，且木材材質(zhì)優(yōu)良，紋理通直，是家具及工藝雕刻等良材[1]。其種仁含17種氨基酸與19種礦物元素，含油率高達(dá)546.2～614.7 g/kg，并含有極豐富的煙酸和葉酸，且不飽和脂肪酸占脂肪酸的79.41%[5]；其假種皮也含20多種芳香成分，可作為高級芳香油的原料[5]?？梢娤汩紝儆诙嘤猛灸颈局参?，具有很高的開發(fā)價(jià)值。

1材料與方法

1.1香榧種子形態(tài)特征觀測

種子形態(tài)指標(biāo)的測定：用四分法，隨機(jī)選取10份鮮果和10份種子(每份10粒)，分別用游標(biāo)卡尺測量其橫徑、縱徑；為了進(jìn)行對比，取10份鮮種子和10份河沙層積催芽120d后(每份10粒)，再將種子沿中心縱軸線切開，露出胚，在解剖鏡下解剖，分別測量其胚長、外種皮厚度等，取其平均數(shù)。

1.2香榧種子的重量、含水量、生活力測定

根據(jù)國際種子檢驗(yàn)規(guī)程，因香榧種粒較大，數(shù)量有限，采用全量法測定其百粒重，將全部的鮮果和種子，用電子分析天平(型號FA2014B)分別稱重，計(jì)數(shù)，計(jì)算出百粒重。采用高恒溫烘箱干燥法測定種子的含水量。隨機(jī)選取4份(每份10粒)分別置于鋁盒內(nèi)用刀片切碎稱取質(zhì)量m1，然后放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(型號DGT-G250)105±1℃烘箱烘烤8h后取出在干燥器中冷卻 30 min 稱質(zhì)量為m2，按下式計(jì)算種子的含水量:

含水量(%)=(m1-m2) /m1×100

用氯化三苯基四氮唑(TTC)法測定香榧種子生活力：用四分法，隨機(jī)選取50粒，用35 ℃溫水浸種6 h，后用刀片沿種子中心縱軸線切開，取出胚置于盛有適量0.5% TTC溶液的培養(yǎng)皿中，在30 ℃恒溫箱中靜置1 h。4次重復(fù)，觀察統(tǒng)計(jì)結(jié)果，判斷香榧種子生活力指標(biāo)。

1.3香榧種子的催芽試驗(yàn)

在無積水、背風(fēng)朝南向陽的場地，將成熟的種子和清水河沙以1：3的比例分層埋藏在30cm坑內(nèi)。河沙的含水量以手捏成團(tuán)且不滴水、松手后一觸即散為準(zhǔn)，上面覆蓋稻草。每隔30d翻動1次，當(dāng)種子開裂露白時(shí)就可以取出播種。

1.4香榧種子種皮透水性測定

參照楊萬霞等的方法[6]，取完整種子、酸蝕種子(用99.5%濃硫酸處理1h，再用流水沖洗24h后自然風(fēng)干)和機(jī)械破損種子(機(jī)械破壞外種皮)各10粒，分別稱量干重(M0)后置于燒杯中，加入適量蒸餾水，在25℃恒溫培養(yǎng)箱中靜置吸水，每6h(白天)或12h(夜晚)取出種子，用濾紙吸干表面水分后用電子分析天平稱重，記錄數(shù)值，直至恒重，重復(fù)3次，計(jì)算平均值。繪制各種子吸水率隨時(shí)間變化曲線圖，判斷其透水性。

式中，M0為浸種前質(zhì)量(g)；Mi為第i次稱量的質(zhì)量(g)。

將完成透水性測定后的酸蝕種子、機(jī)械破損種子和完整種子分別解剖分離成種皮和胚乳兩部分，分別測定種皮與胚乳的含水量，用未進(jìn)行吸水測定的種子作為對照，計(jì)算各部位吸水量以便分析種子在透水性測定過程中主要的吸水部位。

1.5數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用Excel2007、DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析和圖表繪制，用LSD法進(jìn)行多重比較。不同大、小寫字母表示不同處理間差異顯著(p<0.01、p<0.05)。

2結(jié)果與分析

2.1香榧種子的形態(tài)特征

香榧鮮果長19.33 mm～34.34 mm、寬15.50 mm～29.58 mm，種子為卵狀橢圓形，長18.27 mm～33.88mm、寬11.63 mm～19.66 mm、重2.313 g～6.282 g，果實(shí)出種率為42.46%。種皮分為外種皮和內(nèi)種皮。外種皮褐色，堅(jiān)硬木質(zhì)化，有縱向略呈旋轉(zhuǎn)狀條紋，在靠近珠孔端約占種子1/6處有近對稱的兩個(gè)“榧眼”，兩端較厚、中間較薄，一般兩端厚約1.5 mm，中間厚約1 mm；內(nèi)種皮暗紅色，褶皺膜質(zhì)，內(nèi)陷成脊?fàn)?。胚乳乳白色，充滿內(nèi)腔。胚位于胚乳中心珠孔端，平均長度僅4.82 mm，直徑不足0.5 mm，細(xì)弱不明顯(圖1-a)。而經(jīng)層積催芽120d后萌芽前種子胚長平均為16.43 mm，直徑在2.5 mm以上，形態(tài)明顯(圖1-b)。二者相比，鮮種子的胚平均長度不足其30%、直徑不足其20%，體積不足其1.25%。

2.2香榧種子的重量、含水量、生活力

香榧鮮果的百粒質(zhì)量為987.2g，種子的百粒質(zhì)重為412.9g。通過高恒溫烘箱干燥法測定種子的含水量，取4份(每份10粒)稱取重量 m1，放入105±1 ℃烘箱烘烤8h后，取出在干燥器中冷卻30 min 稱質(zhì)量為m2，最終通過以上公式計(jì)算香榧種子的含水量為38.35%；通過對 100 粒種子的四唑染色法測定，除去空粒種子和無生活力種子外有95粒種子有生活力，說明供試香榧種子具備很高的發(fā)芽潛力。

圖1　香榧種子貯藏前(a)和貯藏后(b)種胚觀察圖

2.3香榧種子的發(fā)芽力

種子通過混沙層積催芽處理120d后，部分種子陸續(xù)開裂露白，135d后開裂露白數(shù)達(dá)70.45%，之后連續(xù)兩個(gè)月內(nèi)沒有種子發(fā)芽視為發(fā)芽結(jié)束。說明香榧種子場圃發(fā)芽率不高，并具有休眠特性。對層積催芽處理120d后的種子進(jìn)行解剖觀察，由(圖1-a)和(圖1-b)相比可見，剛成熟香榧種子的種胚還很小，形態(tài)發(fā)育不全，具生理后熟現(xiàn)象，只有通過層積催芽，使胚逐漸長大，完成生理成熟，才能結(jié)束休眠，具有萌發(fā)能力。

2.4香榧種子種皮的透水性

2.4.1種子的吸水率

香榧酸蝕種子、機(jī)械破損種子與完整種子吸水率的測定結(jié)果見圖2，在前24 h三者皆因種皮與胚乳等含水量較低使種子水勢較低，吸水率快速升高。此后，對照組吸水率上升緩慢，120 h后吸脹飽和；機(jī)械破損種子和酸蝕種子則分別直到192 h和210 h后才吸脹飽和。浸種終期，酸蝕種子吸水率為33.11%、機(jī)械損傷種子26.65%、完整種子16.17%。對比分析，可能是因?yàn)橥暾N子的種皮阻礙了內(nèi)部物質(zhì)進(jìn)一步吸水，當(dāng)種皮水勢上升后，勢差減小，吸水率上升緩慢，而處理組種皮的結(jié)構(gòu)已被破壞，當(dāng)種皮吸水飽和后，內(nèi)部物質(zhì)繼續(xù)吸水，勢差變化不大，直至飽和。

2.4.2種子浸種終期的含水量

經(jīng)透水性測定后，浸種處理種子的含水量與對照相比，均差異顯著(表1)。其中，酸蝕組種皮的含水量顯著高于機(jī)械破損與完整組的，酸蝕與機(jī)械破損組的胚乳含水量顯著高于完整組的。酸蝕種皮與機(jī)械破損種皮含水量的差異可能是因?yàn)闈饬蛩崽蓟讼汩纪夥N皮，使其透水性發(fā)生了改變，增加了其吸水性。由各胚乳含水量上升值可知，雖然完整種子浸種后胚乳的含水量上升了3.72%，但酸蝕種子和機(jī)械破損種子分別上升7.08%和6.98%，表明外種皮明顯阻礙了胚乳的進(jìn)一步吸水，使胚乳最終吸水量降低46.01%以上。

3初步結(jié)論

香榧種子為卵狀橢圓形，通過試驗(yàn)測定，香榧種子的含水量為38.35%左右，長為18.27 mm～33.88mm、寬11.63 mm～19.66 mm、百粒質(zhì)量為412.9g，果實(shí)出種率為42.46%，種子的生活力約為95%，表明供試的香榧種子具有很高發(fā)芽潛力，催芽試驗(yàn)表明，種子在層積沙藏的情況下需120d后才開始開裂露白，且發(fā)芽數(shù)遠(yuǎn)低于生活力。因此可以判斷香榧種子具有休眠特性。

圖2　香榧種子吸水率與浸種時(shí)間曲線

含水量%酸蝕處理機(jī)械處理完整種子對照F值P值種皮41.22±0.335Aa37.09±0.080Bb36.84±0.295Bb17.04±0.430Cc2882.8070.00胚乳50.79±0.282Aa50.69±0.280Aa47.53±0.278Bb43.71±0.587Cc208.1270.00

種皮是種子形態(tài)建成的骨架，它將種子內(nèi)部物質(zhì)與外界環(huán)境分隔，保護(hù)了內(nèi)部物質(zhì)，但同時(shí)也是內(nèi)部物質(zhì)吸收外界物質(zhì)的屏障[7]。有關(guān)研究表明，由于種皮覆蓋油質(zhì)、蠟質(zhì)等物質(zhì)或種皮角質(zhì)層厚實(shí)等原因致使種子透氣、透水性差，或種皮機(jī)械阻力大，可導(dǎo)致種子休眠長達(dá)數(shù)月至數(shù)年[8～9]。香榧種皮透水性的實(shí)驗(yàn)研究表明，種皮的機(jī)械特性不僅阻礙了其吸水速率而且也影響了其吸水量，使內(nèi)部物質(zhì)的吸水量降低46.01%以上，影響了種子的萌發(fā)，其種皮障礙是香榧種子休眠的因素之一。

剛成熟香榧種子的種胚還很小，形態(tài)發(fā)育不全，不到成熟胚的1/3，具生理后熟現(xiàn)象。只有通過層積催芽，完成生理成熟，種子才具有萌發(fā)能力。這也是導(dǎo)致香榧種子生理休眠的主要因素。

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Study on the biological characteristics of Seeds ofTorreyagrandis‘Merrillii’

XING LeiCHEN LiXU Xiu-qianSUN NaLIU XuLU Xue-jia

(College of Life and Environmental Sciences ,Huangshan University ,Huangshan Anhui245041)

Abstract:The biological characteristics of Torreya grandis ‘Merrillii’Seeds in Huangshan was studied.The results showed that: Torreya grandis ‘Merrillii’Seed was obovate-elliptic and length 18.27～33.88mm, width 11.63～19.66 mm and the hundred-grain weight of it was 412.9g,the water content of it was 38.35%. Compared the seed after 120 day’s stratification with the fresh seed in anatomy,the embryo of the fresh seed was tinier and the length of it was shorter than one third of the ripe’s. which means the seed has physiological after-ripening phenomenon. Take torreya grandis ‘Merrillii’Seeds witch treated with acid etching or physical fracture and the intact seed as a comparison, the results of the treated seed’s water absorption indicated that the husk obstruction not only reduce the rate of water absorption, but also reduce the amount of water absorption, water absorption decreased over 46.01%.

Keywords:Torreya grandis ‘Merrillii’;seeds; biological characteristics

收稿日期：2016-02-05

作者簡介：邢磊(1994～)，男，安徽當(dāng)涂人。研究方向：森林培育 通訊陳黎，女，安徽金寨人，副教授，研究方向?yàn)橹参镌耘啵珽-mail:hsxycl@hsu.edu.cn。

基金項(xiàng)目：國家級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目(201539)，安徽省質(zhì)量工程項(xiàng)目(201502)，黃山學(xué)院自然科學(xué)研究項(xiàng)目(2014xkj001)

中圖分類號：S601

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B