玉玲花種子形態(tài)特征與休眠特性解除技術(shù)研究

王有菊　劉剛　劉玉波　楊喜林　胡嘯妍　呂偉偉

摘要? 采集2個(gè)地點(diǎn)的玉玲花種子，對(duì)種子的形態(tài)特征如長(zhǎng)度、寬度、厚度、種皮厚度和千粒重進(jìn)行觀測(cè)，采用3個(gè)影響因素（-15 ℃低溫層積時(shí)間、40 ℃熱水浸泡時(shí)間、不同濃度的赤霉素溶液）的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，進(jìn)行種子休眠解除研究，對(duì)觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行方差分析和多重比較，篩選出玉玲花種子解除休眠的最佳組合。2個(gè)采集地點(diǎn)5個(gè)指標(biāo)中都是長(zhǎng)度變異系數(shù)最大，種皮厚度變異系數(shù)最小，長(zhǎng)度變異系數(shù)分別是種皮厚度變異系數(shù)的2.40倍和4.78倍，說(shuō)明長(zhǎng)度對(duì)種子遺傳特性的影響較大。正交發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)果表明，3個(gè)影響因素的程度為-15 ℃低溫層積時(shí)間（B）>40 ℃熱水浸泡時(shí)間（A）>赤霉素濃度（C），篩選出種子解除休眠的最佳組合為 A3B3C2，即將玉玲花種子先用40 ℃熱水浸泡96 h，接著用150 mg/L赤霉素溶液處理，最后-15 ℃層積處理90 d，種子發(fā)芽率達(dá)到最高89%。

關(guān)鍵詞? 玉玲花;種子;形態(tài)特性;正交試驗(yàn);休眠解除

中圖分類(lèi)號(hào)? S722.3??? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? A

文章編號(hào)? 0517-6611（2019）24-0133-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.24.040

Study on Seed Characteristics and Dormancy Breaking of Styrax obassia Sieb. et Zuce

WANG You-ju， LIU Gang， LIU Yu-bo et al

（Jilin Forestry Research Institute， Jilin， Jilin 132013）

Abstract? The seeds of Styrax obassia Sieb. et Zuce flower were collected from two locations， and the morphological characteristics of the seeds such as length， width， thickness， testa thickness and 1 000-grain weight were observed. Seed dormancy breaking was studied by adopting orthogonal experimental design of three influencing factors （-15 ℃ lamination time，40 ℃ water soaking time，gibberellin concentration）.Among the five indexes in the two collection sites， the? length variation coefficient was the largest， and the? testa thickness variation coefficient was the smallest. The length variation coefficient was 2.40 times and 4.78 times of that of testa thickness， respectively， indicating that the length had a great influence on the genetic characteristics of seeds.The results of orthogonal germination test showed that the degree of three influencing factors was -15 ℃ lamination time > 40? ℃ water soaking time > gibberellin concentration.The best combination for seed dormancy breaking was A3B3C2. The seeds of S.obassia were soaked in hot water at 40 ℃ for 96 hours， then treated with 150 mg/L gibberellin solution， and finally stratified at - 15 ℃ for 90 days. The highest germination rate was 89%.

Key words? Styrax obassia Sieb. et Zuce;Seed;Morphological character;Orthogonal test;Dormancy breaking

基金項(xiàng)目? 吉林市創(chuàng)新科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目“長(zhǎng)白山珍稀觀賞樹(shù)種種質(zhì)資源庫(kù)建設(shè)”（201724187）。

作者簡(jiǎn)介? 王有菊（1980—），女，青?；ブ?，高級(jí)工程師，碩士，從事林木遺傳育種研究。

*通信作者，正高級(jí)工程師，從事森林培育研究。

收稿日期? 2019-06-20

玉玲花（Styrax obassia Sieb. et Zuce）別名老開(kāi)皮，野茉莉科野茉莉?qū)俾淙~灌木或小喬木，高可達(dá)10 m以上，是集食用、藥用和園林綠化等于一身的珍貴樹(shù)種[1]。樹(shù)型美觀，花似白玉，果似鈴鐺，具很高的觀賞價(jià)值;木材淺黃色至黃褐色，材質(zhì)堅(jiān)硬富彈性，紋理致密，可供建筑、器材和雕刻等之用;葉可炒茶葉;玉玲花蟲(chóng)癭中測(cè)得單寧最高為10.9%，具很高的藥用價(jià)值。玉玲花幼苗喜光，生長(zhǎng)迅速，4年生小樹(shù)就可花滿(mǎn)枝頭，果實(shí)累累，短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)景觀價(jià)值。栽培后生長(zhǎng)快，根系發(fā)達(dá)，對(duì)表層土壤固持力強(qiáng);枝葉萌發(fā)能力強(qiáng)，耐修剪;在海拔2 000 m以下的山地、酸性或堿性的土壤中都能生長(zhǎng)，栽植范圍較廣。

玉玲花因其獨(dú)特的觀賞價(jià)值，近年來(lái)受到越來(lái)越多人的青睞，關(guān)于玉玲花的報(bào)道也越來(lái)越多。國(guó)外一直沒(méi)有對(duì)玉玲花的報(bào)道，國(guó)內(nèi)關(guān)于玉玲花的研究大多集中在繁育技術(shù)方面，如邢世巖等[2]進(jìn)行了玉玲花種苗特性研究，陳甜甜等[3]進(jìn)行了玉玲花高效快繁技術(shù)研究，鄒新軍等[4]進(jìn)行了玉玲花育苗技術(shù)研究，劉利等[5-6]進(jìn)行了玉玲花實(shí)生苗繁育技術(shù)研究等;藥用方面，趙倩倩等[7]進(jìn)行了玉玲花蟲(chóng)癭單寧含量的測(cè)定;生態(tài)方面，徐如松等[8]開(kāi)展了不同強(qiáng)度旅游干擾對(duì)鷂落坪保護(hù)區(qū)玉玲花群落物種多樣性的影響。

東北地區(qū)的玉玲花種子在9—10月成熟，成熟后自然脫落，如果不經(jīng)過(guò)人工處理直接播種，出苗率極低。分析原因認(rèn)為玉玲花種子的外種皮厚且堅(jiān)硬，外種皮厚度一般為0.95～1.52 mm，透氣透水性差，阻礙了種子發(fā)芽;另外種子的內(nèi)種皮還有一層包裹種胚的銀白色保護(hù)膜，透水性差還有可能分泌種子發(fā)芽的抑制物質(zhì)。為了提高玉玲花出苗率，破解種子休眠對(duì)當(dāng)前玉玲花播種育苗很迫切，但到目前為止，有關(guān)玉玲花休眠破解的報(bào)道鮮見(jiàn)。

筆者采用正交試驗(yàn)法[9-10]有針對(duì)性地采用一些物理（40 ℃熱水浸泡和低溫層積）和化學(xué)方法（赤霉素溶液），旨在破除阻礙種子發(fā)芽的各種因素，提高玉玲花種子發(fā)芽率，解決當(dāng)前玉玲花苗木生產(chǎn)中出苗率低的難題，填補(bǔ)玉玲花該項(xiàng)研究的空白。

1? 材料與方法

1.1? 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)點(diǎn)位于吉林市林業(yè)科學(xué)研究院林木遺傳育種實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，地理位置為43°42′N(xiāo)，126°42′E，海拔190 m，屬北溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均溫度為4 ℃，≥10 ℃年活動(dòng)積溫為2 800 ℃，初霜期在9月下旬，終霜期在5月中旬，無(wú)霜期為120～140 d，年平均降水量為696.1 mm，日照時(shí)數(shù)2 447.1 h。該地區(qū)屬長(zhǎng)白山向宋遼平原過(guò)渡地帶，土壤為河流沖積土，土層厚度為25～30 cm，pH為6.0。

1.2? 材料

供試玉玲花種子采集于遼寧省丹東市和寬甸滿(mǎn)族自治縣的野生天然林內(nèi)，于2018年10月選取5株光照條件好、生長(zhǎng)優(yōu)良的母樹(shù)采集果實(shí)。玉玲花種子是核果，采集后先將果實(shí)浸泡于水中3～8 d，搓去外種皮后即可獲得玉玲花種子。

1.3? 方法

1.3.1? 種子形態(tài)特性測(cè)定。

隨機(jī)選取2個(gè)采集地點(diǎn)的玉玲花種子各50粒，分別用游標(biāo)卡尺測(cè)出種子的長(zhǎng)度、寬度、厚度、種皮厚度和千粒重，然后取其平均值并進(jìn)行方差分析。

1.3.2? 種子發(fā)芽試驗(yàn)。

正交試驗(yàn)選擇40 ℃熱水浸泡時(shí)間（A）、-15 ℃低溫層積時(shí)間（B）和赤霉素濃度（C）3個(gè)因素，每個(gè)因素3個(gè)水平，采用L9（34）正交表設(shè)計(jì)試驗(yàn)，共計(jì)9個(gè)處理，每個(gè)處理30粒種子，重復(fù)3次。因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

1.3.3? 觀測(cè)內(nèi)容與數(shù)據(jù)處理。

種子形態(tài)特征調(diào)查指標(biāo)有種子長(zhǎng)度、寬度、厚度、種皮厚度和千粒重，共計(jì)5個(gè)指標(biāo)。

將正交設(shè)計(jì)處理后的種子置床，以高溫消毒的濾紙為基質(zhì)，放于22 ℃、經(jīng)75%乙醇消毒后的光照培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，發(fā)芽時(shí)間為30 d，每個(gè)處理設(shè)30粒種子，重復(fù)3次。期間如果水分蒸發(fā)太快，要及時(shí)補(bǔ)充水分，保證濾紙的濕度。

數(shù)據(jù)整理采用Excel 2013，方差分析和多重比較采用SPSS17.0軟件[11]。

發(fā)芽率=發(fā)芽種子粒數(shù)/供試種子粒數(shù)×100%。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 種子形態(tài)特征

玉玲花果實(shí)中一般只有1枚種子，種子卵形或卵圓形，其種子厚度和寬度數(shù)值相差不大，其種子形態(tài)指標(biāo)見(jiàn)表2。

寬甸地區(qū)玉玲花種子長(zhǎng)度、寬度、厚度、種皮厚度、千粒重平均值（x）分別為14.08 cm、8.91 cm、8.91 cm、1.52 mm和506.67 g。種子長(zhǎng)度變異程度最大，標(biāo)準(zhǔn)差（s）為1.00，變異系數(shù)（CV）為7.90%;種皮厚度變異程度最小，標(biāo)準(zhǔn)差（s）為0.05，變異系數(shù)（CV）為3.29%，長(zhǎng)度變異系數(shù)是種皮厚度變異系數(shù)的2.40倍。

丹東地區(qū)玉玲花種子長(zhǎng)度、寬度、厚度、種皮厚度、千粒重平均值（x）分別為13.10 cm、8.51 cm、8.51 cm、0.95 mm和392.85 g。種子長(zhǎng)度變異程度最大，標(biāo)準(zhǔn)差（s）為1.32，變異系數(shù)（CV）為10.08%;種皮厚度變異程度最小，標(biāo)準(zhǔn)差（s）為0.02，變異系數(shù)（CV）為2.11%，種子長(zhǎng)度變異系數(shù)是種皮厚度變異系數(shù)的4.78倍。

從5個(gè)種子性狀可以看出，丹東地區(qū)的玉玲花種子比寬甸地區(qū)的玉玲花種子長(zhǎng)度短0.98 cm、寬度和厚度小0.40 cm、種皮厚度薄0.57 mm和千粒重輕113.82 g。

將2個(gè)采集地點(diǎn)玉玲花種子形態(tài)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析可知，種子長(zhǎng)度、寬度、厚度、種皮厚度和千粒重的Sig.值分別為0.000、0.014、0.014、0.000和0.000，5個(gè)指標(biāo)的Sig.值都小于0.05，2個(gè)采集地點(diǎn)玉玲花種子5個(gè)形態(tài)指標(biāo)之間差異達(dá)到極顯著水平。

2.2? 種子發(fā)芽率

將按正交試驗(yàn)組合處理后的種子置于22 ℃的光照培養(yǎng)箱內(nèi)暗培養(yǎng)30 d后，統(tǒng)計(jì)腐爛粒和發(fā)芽粒，并計(jì)算發(fā)芽率。

由表3可知，各因素影響種子發(fā)芽的主次順序?yàn)榈蜏貙臃e時(shí)間（B）>熱水浸泡時(shí)間（A）>赤霉素濃度（C）。最佳組合為 A3B3C2，即將玉玲花種子先用40 ℃熱水浸泡96 h，接著用150 mg/L 赤霉素溶液處理，最后-15 ℃層積處理90 d，種子發(fā)芽率達(dá)到最高（89%）。

分析最佳組合原因?yàn)?0 ℃熱水浸泡后，軟化了堅(jiān)硬的外種皮，提高了種皮的透水透氣性，高溫使抑制種子發(fā)芽的脫落酸分解;150 mg/L 赤霉素溶液誘使種子解除休眠;90 d的-15 ℃ 層積處理，促使種子完成生理后熟。

最差組合為 A1B1C1，即玉玲花種子不用40 ℃熱水浸泡和-15 ℃層積處理，而只用150 mg/L 赤霉素溶液處理，種子發(fā)芽率只有20%。

方差分析表明，玉玲花種子經(jīng)過(guò)不同處理后，發(fā)芽率指標(biāo)F值為2.536，Sig.為0.000，說(shuō)明正交試驗(yàn)9個(gè)處理的發(fā)芽率在0.05水平上差異達(dá)到極顯著水平。

2.3? 發(fā)芽試驗(yàn)的多重比較

由表4可知，從發(fā)芽率指標(biāo)結(jié)果出發(fā)，處理號(hào)為9、3、8和6依次表現(xiàn)優(yōu)異（這4個(gè)處理號(hào)和別的處理號(hào)差異顯著，不在一個(gè)系列中）。處理號(hào)為9和3號(hào)表現(xiàn)最佳，其次是8和6，可用于玉玲花實(shí)際生產(chǎn)中種子處理，以保證出苗率。

3? 結(jié)論與討論

（1）玉玲花是集食用、藥用和園林綠化等于一身的珍貴樹(shù)種，主要通過(guò)播種育苗繁育，所以種子的品質(zhì)好壞直接關(guān)系到苗木質(zhì)量。通過(guò)形態(tài)指標(biāo)調(diào)查法觀測(cè)了遼寧地區(qū)玉玲花種子的長(zhǎng)度、寬度、厚度、種皮厚度和千粒重5個(gè)性狀。該試驗(yàn)是首次對(duì)遼寧地區(qū)玉玲花種子的形態(tài)特征進(jìn)行觀測(cè)，為今后進(jìn)一步開(kāi)展其他方面的研究提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

（2）邢世巖等[2]采集山東地區(qū)的玉玲花種子進(jìn)行種子形態(tài)特征調(diào)查，結(jié)果認(rèn)為種子的變異系數(shù)由大到小是果厚、果長(zhǎng)和果寬，3個(gè)性狀的平均值為0.945 cm、0.744 cm和0.446 mm。該試驗(yàn)調(diào)查的遼寧地區(qū)玉玲花種子變異系數(shù)由大到小是果長(zhǎng)、果寬和果厚。對(duì)比2個(gè)地區(qū)的種子性狀，遼寧地區(qū)種子的果長(zhǎng)、果厚和果寬均大于山東地區(qū)的種子，這種種子性狀的遺產(chǎn)變異也是為了更好適應(yīng)東北地區(qū)冬季的低溫和夏季的短日照氣候條件。

（3）對(duì)2個(gè)采集地點(diǎn)玉玲花種子5個(gè)形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行方差分析表明，其Sig.值都小于0.05，觀測(cè)的5個(gè)指標(biāo)之間差異達(dá)到極顯著水平。從寬甸滿(mǎn)族自治縣采集的玉玲花種子比從丹東市采集的玉玲花種子長(zhǎng)度長(zhǎng)0.98 cm、寬度和厚度超出0.40 cm、種皮厚度厚0.57 mm和千粒重重113.82 g。僅從種子形態(tài)特征的5個(gè)觀測(cè)指標(biāo)比較，寬甸地區(qū)的玉玲花種子從種子大小到千粒重都優(yōu)于丹東地區(qū)的玉玲花種子，但該試驗(yàn)并未對(duì)種子生活力進(jìn)行檢測(cè)，所以只能總結(jié)出在種子形態(tài)特征方面寬甸地區(qū)玉玲花種子優(yōu)于丹東地區(qū)。

（4）正交設(shè)計(jì)的發(fā)芽試驗(yàn)影響因素有-15 ℃低溫層積時(shí)間、40 ℃熱水浸泡時(shí)間和赤霉素濃度，發(fā)芽試驗(yàn)表明3個(gè)影響因素程度為-15 ℃低溫層積時(shí)間（B）>40 ℃熱水浸泡時(shí)間（A）>赤霉素濃度（C）。正交試驗(yàn)的最佳組合為 A3B3C2，即將玉玲花種子先用40 ℃熱水浸泡96 h，接著用150 mg/L 赤霉素溶液處理，最后-15 ℃層積處理90 d，種子發(fā)芽率達(dá)到最高89%。

分析最佳組合原因?yàn)?0 ℃熱水浸泡軟化了堅(jiān)硬的外種皮，提高了種皮的透水透氣性，高溫使抑制種子發(fā)芽的脫落酸分解;150 mg/L赤霉素溶液誘使種子解除休眠;90 d的-15 ℃層積處理，促使種子完成生理后熟，可用于玉玲花實(shí)際生產(chǎn)中種子處理，以保證出苗率。

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