山楂海棠種子形態(tài)特征及萌發(fā)特性研究

呂夢燕，張立民，毛 赫，勾天兵，楊 帆，齊彥杰，任 軍

(吉林省林業(yè)科學(xué)研究院，吉林 長春 130033)

山楂海棠[Maluskomarovii(Sarg.)Rehd.]為薔薇科蘋果屬落葉小喬木樹種，目前僅零星分布于長白山南麓長白朝鮮族自治縣境內(nèi)馬鹿溝一帶海拔1 100～1 300 m的針闊混交林內(nèi)、灌木叢中以及高山平崗上的雜木幼林內(nèi)，為漸危種野生植物[1]。山楂海棠分布區(qū)具有濕潤型溫帶季風(fēng)氣候特征，冬季長、嚴(yán)寒，夏季短、涼爽，降水量較多，濕度較大，土壤為山地灰化棕色森林土，pH 約5.0。山楂海棠極耐嚴(yán)寒，植株低矮，是培育蘋果屬矮化品種的遺傳基因庫，也是研究蘋果屬抗寒性的寶貴材料，對研究長白山植物區(qū)系及薔薇科某些屬內(nèi)和屬間親緣關(guān)系具有一定的意義。山楂海棠分布區(qū)域狹窄、種質(zhì)資源較少，再加上森林砍伐等人為破壞，植株數(shù)量越來越少，因此，應(yīng)加快其利用價值和引種栽培方面的研究，并進(jìn)行野生資源的保護(hù)，使其免遭滅絕[2]。

種質(zhì)資源的分析和評價對種質(zhì)的演變與分類研究具有重要的參考價值，形態(tài)學(xué)研究作為種質(zhì)資源評價的最基本方法，是基因型與表型互作關(guān)系的研究基礎(chǔ)，而果實、葉片、種子是植物資源分類鑒定的重要依據(jù)[3]。種子的形態(tài)特征是物種遺傳的重要特征之一，不僅決定其擴散能力，也影響種子萌發(fā)、幼苗存活率和定植，對種群更新和對環(huán)境的適應(yīng)性都有重要意義。目前關(guān)于山楂海棠的研究主要集中在生境調(diào)查和組織培養(yǎng)等方面，而有關(guān)山楂海棠種子形態(tài)質(zhì)量性狀及萌發(fā)特性的研究未見報道。本文通過對山楂海棠種子形態(tài)特征及種子萌發(fā)特性的研究，探討不同處理方式對種子萌發(fā)的影響，為山楂海棠種子繁殖及促進(jìn)天然種群更新提供依據(jù)。

1材料和方法

1.1材料來源

2018 年 8月，自長白朝鮮族自治縣的馬鹿溝鎮(zhèn)二十三道溝海拔1 300 m的針闊混交林中采摘4株山楂海棠樹上的果實。

1.2 研究方法

1.2.1種子形態(tài)測定

將4株山楂海棠樹的種子從果實中扒出、洗凈、晾干。從純凈種子中隨機抽取30粒，用游標(biāo)卡尺測量種子長度、寬度和厚度，取其最大值為測量值，精度0.01 mm，重復(fù)4次。

1.2.2種子千粒重

采用百粒法在純凈種子中隨機取100粒為1組，共4次重復(fù)，用天平稱重，計算平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)，若變異系數(shù)大于10 %，需重新抽樣測定。測量精度 0.000 1 g。

1.2.3種子發(fā)芽試驗

將山楂海棠種子從果實中扒出、洗凈、晾干。分別用層積法、水浸法、培養(yǎng)箱法觀察山楂海棠種子的發(fā)芽情況。培養(yǎng)箱法主要有二種形式：一是將種子消毒，放置在MS培養(yǎng)基上觀察其發(fā)芽情況；二是將種胚扒出、消毒，置于MS培養(yǎng)基上觀察其發(fā)芽情況。每組50粒種子，做3次平行試驗。

2結(jié)果與分析

2.1種子形態(tài)及千粒重

山楂海棠種子扁平，腹面平，背面凸起，呈紅棕色。種子大小和千粒重測量結(jié)果見表1。種子長3.5～5.61 mm，寬1.61～3.35 mm，厚0.78～2.58 mm；山楂海棠種子千粒重為9.52 g，依據(jù)林木種子千粒重的分級標(biāo)準(zhǔn)，山楂海棠種子是小粒種子(1 g<千粒重<50 g)。

表1 山楂海棠種子大小和千粒重

2.2種子發(fā)芽情況

層積法：在前一年的11月份，即土壤封凍之前對山楂海棠種子進(jìn)行層積處理，先將種子在室溫(20±2 ℃)下浸種24 h，之后用0.5 %的高錳酸鉀溶液消毒，浸泡5 min，用清水沖洗干凈并在室溫(20±2 ℃)下浸泡24 h，期間換一次水。沙子用0.5 %的高錳酸鉀溶液進(jìn)行消毒，攪拌浸泡10 min，再用清水洗凈。將處理好的種子和沙子混合，種子與沙子的體積比為1∶5，拌沙層積處理時，沙的濕度以手握能成團(tuán)但不滴水，一觸即散為準(zhǔn)。沙子與種子充分混合，再在表面蓋一層厚約5 cm的濕沙。將拌好的種子置于室外深約1 m的地下，上面覆土直至第二年3月份(約129 d)，將層積處理后的種子取出，播種，其發(fā)芽率為20 %～30 %。

水浸法：將山楂海棠種子浸泡在0.5 %的高錳酸鉀溶液中消毒3 min，用清水洗凈，在室溫(20±2 ℃)下浸泡24 h，將剝掉種皮的種子平鋪于鋪滿濕潤紗布的發(fā)芽盤中，然后用濕紗布把種子蓋上，紗布要始終保持濕潤或每天向種子的表面噴水，使種子露出水面的部分保持濕潤，置于23±1 ℃的培養(yǎng)箱中，7～9 d后種子萌發(fā)，發(fā)芽率10 %～15 %。

培養(yǎng)箱法：用75 %的酒精浸種10 s，3 %次氯酸鈉浸種6 min，用清水清洗8次，將種子平鋪于MS培養(yǎng)基上，置于室溫23±1 ℃的光照培養(yǎng)箱中，發(fā)芽率僅為1 %～3 %。最后，將種胚扒出，用75 %的酒精浸種10 s，3 %次氯酸鈉浸種6 min，用清水清洗，將種子平鋪于MS培養(yǎng)基上，置于室溫23±1 ℃的光照培養(yǎng)箱中，2周后未見發(fā)芽。

以上各試驗方法每組50粒種子，分別做3組。

表2 山楂海棠種子萌發(fā)試驗

3 結(jié)論與討論

3.1 山楂海棠種子形態(tài)質(zhì)量性狀

山楂海棠種子扁平，腹面平，背面凸起，呈紅棕色。種子長3.5～5.61 mm、寬1.61～3.35 mm、厚0.78～2.58 mm；山楂海棠種子千粒重為9.52 g，依據(jù)林木種子千粒重的分級標(biāo)準(zhǔn)，山楂海棠種子是小粒種子(1 g<千粒重<50 g)。

3.2山楂海棠萌發(fā)特性

層積法處理的山楂海棠種子萌發(fā)效果最好，種胚休眠，果核堅硬，播種前在低溫潮濕條件下層積2～3個月可加快山楂海棠種子發(fā)芽速度，并提高種子發(fā)芽率，使其發(fā)芽率達(dá)到20 %～30 %；水浸法發(fā)芽率為10 %～15 %；培養(yǎng)箱法發(fā)芽率最差，只能達(dá)到1 %～3 %。山楂海棠種子發(fā)芽率低，生長和繁殖都較慢，這可能是由于未在種子完全成熟時采集或者種殼過硬導(dǎo)致。因此，有必要加強山楂海棠最佳采種期和結(jié)實規(guī)律等方面的研究，以便得到高質(zhì)量的種子，提高其發(fā)芽率，繁殖優(yōu)質(zhì)苗木，對促進(jìn)種群更新具有重要意義[4]。