華中櫻桃種子生物學特性研究初探

葉小玲?胡曉敏?朱軍

摘要：為探究華中櫻桃Cerasus conradinae種子生物學特性，以湖北省赤壁市的野生華中櫻桃的自然成熟未落地的果實為試驗材料，觀察其種子形態(tài)，并測定種子長度、寬度、厚度、千粒重、吸水特性和發(fā)芽特性。結果表明：華中櫻桃種子為卵形，長7.64±0.73mm，寬5.28±0.55mm，厚4.39±0.47mm，千粒重62.77±2.91g，屬中粒種子;種子浸種0～4 h吸水較快，后漸趨緩，浸種24 h近飽和，吸水率為33.23%，種子飽和狀態(tài)時吸水率為33.30%;用750 mg/L 赤霉素（GA3）溶液浸種處理的種子發(fā)芽效果較清水浸種好，但差異不明顯，兩者發(fā)芽率分別為65.3%和62.7%;華中櫻桃幼苗個體間差異大。

關鍵詞：華中櫻桃;種子形態(tài);發(fā)芽率

中圖分類號：S685.99

文獻標志碼：A

文章編號：1671-2641（2022）03-0077-04

投稿日期：2021-10-12

修回日期：2021-11-11

Abstract：In order to explore the biological characteristics of C. conradinae seeds， the natural mature unfallen fruit from wild Cerasus conradinae trees in Chibi City， Hubei Province were used as materials， and the morphology length， width， thickness， weight of 1000 seeds， water absorption characteristics and germination characteristics were observed. The results showed that the seeds were ovoid， with average length of 7.64±0.73 mm， average width of 5.28±0.55 mm， average thickness of 4.39±0.47 mm， and the average weight of 1000 seeds was 62.77±2.91 g. The water absorption of seeds was fast in 0～4 h after soaking， and then gradually slowed down. It reached the critical saturation state after soaking seeds for 24 hours， with 33.23% water absorption. Water absorption of seeds in saturated state was 33.30%. The germination effect of seed soaking with 750 mg/L GA3 was better than that soaking with water， but the differences was not obvious， the germination rates were 65.3% and 62.7% respectively. The differences between seedlings was large.

Key words： Cerasus conradinae; Seed morphology; Germination rate

華中櫻桃Cerasus conradinae又名華中櫻、單齒櫻花、康拉櫻、光葉櫻桃，為薔薇科櫻屬落葉喬木。其樹高3～10 m，樹姿挺拔;花繁密，傘形花序，3～5朵一束，先葉開放，花瓣白色或粉紅色;花期3月，果期4—5月。其主要分布于陜西、河南、湖南、湖北、四川、貴州、云南、廣西等地區(qū)海拔500～2 100 m溝邊林中[1～2]。其喜疏松肥沃、排水良好的弱酸性壤土，較耐旱、耐高溫[3]。華中櫻桃較東京櫻花C. yedoensis、關山櫻C. serrulata ‘Kanzan’等常見日本櫻花具有更強的適應性和抗病蟲害能力，適作園景樹、行道樹或景觀生態(tài)樹使用，可孤植、叢植、列植或片植，營造景觀或季相變換，花時層林盡染、景色宜人，觀賞效果極佳[4～5]，是優(yōu)良觀賞樹種。此外，華中櫻桃從南到北分布廣泛，花色等性狀變異分化較大[6]，是良好的育種材料，也是中部地區(qū)櫻花嫁接的優(yōu)良砧木[7]，開發(fā)前景廣闊。

目前，華中櫻桃多處于野生狀態(tài)，鮮有開發(fā)，相關研究報道少。其可通過播種、扦插和組培等方式進行繁殖。華中櫻桃播種繁殖中存在種子采摘困難，發(fā)芽率和成苗率普遍較低等問題[6，8]。華中櫻桃的無性繁殖目前僅見扦插和組織培養(yǎng)相關報道，其扦插宜選當年生嫩枝為插穗，用0.03% K2MnO4+0.01% NAA+0.05% IBA溶液處理后，插入珍珠巖和泥炭體積比為1∶1的混合基質中生根效果最好，生根率為51.88%[9];其組織培養(yǎng)尚處于研究階段[10～11]，雖已建立快速繁殖技術體系[11]，但有待進一步優(yōu)化，且尚未進行中試和工廠化育苗。綜上可見，華中櫻桃繁殖技術均不完善，難以滿足生產(chǎn)需求，亟需開展相關研究。播種繁殖是多數(shù)植物的主要繁殖方式，而種子生物學研究是種子繁殖的基礎，試驗通過開展華中櫻桃種子生物學特性（種子形態(tài)、吸水特性、發(fā)芽特性等）研究，以期為華中櫻桃的引種馴化、壯苗培育及良種選育等提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

以湖北省赤壁市官塘驛鎮(zhèn)的野生華中櫻桃植株自然成熟未落地的果實作為試驗材料，于2020年5月8日采摘后及時搓去其果肉，將種子陰干后常溫儲藏備用。

1.2 試驗方法

試驗地位于廣東省廣州市從化區(qū)城郊街西和村櫻花悠樂園，屬南亞熱帶季風氣候，年平均氣溫19.5～21.64℃，年平均雨量1 800～2 200 mm。四季氣候特征為春季冷暖多變，陰濕多雨，偶有“倒春寒”天氣;夏季晴多溫高，時有大風和暴雨;秋季氣爽少雨，常遇干旱和“寒露風”;冬季多晴天，氣候干燥，常有霜凍。

于2020年6月1日進行試驗相關處理，觀測時間為2020年6月—2021年5月。所用清水、水溶液的溶劑均為蒸餾水。

1.2.1 種子表型特征和千粒重測定

將華中櫻桃種子置于白紙上，參考劉長江等[12]研究，用肉眼觀察種子的形狀、顏色、光澤和表面情況等。隨機選取30粒種子，用游標卡尺測量其長度、寬度及厚度，以種子縱向最大距離為其長度，以橫向最大距離為其寬度，以腹面和背面的最大距離為其厚度，重復3次，取均值，精確到0.01 mm。種子千粒重采用百粒法[13]，隨機選取純凈種子100粒，用電子天平（型號：GL224i-1SCN）稱重，重復3次，每次3組，取均值，精確到0.01 g。

1.2.2 種子吸水特性測定

隨機選取30粒種子，在浸種前稱量其總干重，再用0.1%高錳酸鉀消毒5min，充分洗凈后，用清水浸種，期間分別稱量浸種2 h、4 h、6 h、8 h、10 h、12 h、14 h、24 h、30 h和36 h后的種子總濕重，每次稱量前用濾紙吸凈種子表面水分。試驗共設3組重復，取均值。

種子吸水率（%）=（浸種t時間后的濕重-浸種前干重）/浸種前干重×100%（1）

1.2.3 種子發(fā)芽試驗

試驗共設2組處理，分別為清水浸種6 h和750 mg/L赤霉素（GA3）溶液浸種6 h，初步比較兩者浸種對華中櫻桃發(fā)芽的影響。每組試驗隨機選取50粒種子，在完成既定處理后，將其置于墊有2層濕潤紗布的培養(yǎng)皿中，蓋上蓋，置于4℃黑暗環(huán)境下發(fā)芽。每個月觀測3次（上、中和下旬的最后一天各一次），統(tǒng)計發(fā)芽情況（胚根長≥2 mm記發(fā)芽），計算發(fā)芽率，并及時清潔和補水。每組試驗設3次重復，取均值。因發(fā)芽持續(xù)時間較長，以月為節(jié)點繪制發(fā)芽曲線。

發(fā)芽率（%）=發(fā)芽種子數(shù)?供試種子數(shù)×100%（2）

1.2.4 幼苗根系及生物量測定

將“1.2.3”中清水浸種處理的發(fā)芽種子點播于用高錳酸鉀溶液消毒好的河沙中，期間及時補水，待子葉展開，長出第一對真葉時取出，洗去沙粒，用濾紙吸干表面水分，隨機選取30株苗，分成3組，每組10株，觀測記錄各株幼苗主根長、主根粗、側根數(shù)、鮮重和干重（幼苗于60～80℃烘箱中烘至恒重時的重量）。

2 結果分析

2.1 種子形態(tài)

華中櫻桃果實為核果，卵球形，成熟時紅色（圖1）。其種子卵形，頂端尖，基部膨大;種臍位于基部尖端;種核木質化，較硬，黃棕色，無光澤，表面稍有不規(guī)則棱紋;個體間外觀形態(tài)差異?。▓D2）。由測量統(tǒng)計數(shù)據(jù)（表1）可得，華中櫻桃種子的長、寬和厚均較穩(wěn)定，變異系數(shù)為9.58%～10.58%;長寬比、長厚比和寬厚比三者中寬厚比變化最小，變異系數(shù)僅為3.89%;種子的千粒重為62.77±2.91（56.52～66.80）g，變異系數(shù)為4.64%，無明顯變異。按陳火英等[14]劃分標準，華中櫻桃種子屬中粒種子。

2.2 種子吸水特性

一般情況下，當種子與水分直接接觸或暴露在濕度較高的空氣中時會快速吸水膨脹，隨著時間的延長，吸脹速度逐漸變慢，到一定時間后，種子含水量相對不變即達飽和狀態(tài) [14]。研究發(fā)現(xiàn)，華中櫻桃種子在浸種0～4 h吸水較快，吸水率為16.97%，該時段吸水量占總吸水量的50.94%;浸種4 h后，種子吸水較慢，浸種24 h時吸水近飽和，吸水率為33.23%，吸水量占總吸水量的99.81%;浸種24～36 h，種子吸水基本停止，達到飽和狀態(tài)時吸水率為33.30%（圖3）。

2.3 種子發(fā)芽試驗

據(jù)觀測，清水浸種和750 mg/L GA3溶液浸種兩組處理的種子發(fā)芽趨勢一致，均呈“慢-快-慢-停”趨勢，發(fā)芽率差異不顯著（圖4）。兩組處理的種子都是從處理40 d后即7月中旬開始發(fā)芽，于8月上旬到達發(fā)芽高峰，后逐漸減緩直至停止。清水浸種組于2020年9月下旬停止發(fā)芽，發(fā)芽期持續(xù)約80 d，而GA3溶液浸種組于2020年11月下旬停止發(fā)芽，發(fā)芽期持續(xù)約130 d。因此，用GA3溶液浸種處理的種子的發(fā)芽效果比用清水的好，但差異小。8月為兩組處理的發(fā)芽高峰期，GA3溶液浸種組和清水浸種組累積發(fā)芽率分別為59.3%和56.0%。發(fā)芽結束后，GA3溶液浸種組和清水浸種組的發(fā)芽率分別達65.3%和62.7%。

2.4 幼苗質量

據(jù)觀測，發(fā)芽種子在點播到河沙后，10 d左右長出第一對真葉。從觀測記錄的幼苗相關指標（表2）可知，華中櫻桃幼苗各指標的變異系數(shù)差異大，其中最小為含水率，僅2.38%;最大為側根數(shù)，達49.7%?？梢姡A中櫻桃幼苗個體間質量差異大。

3 討論和結論

種子大小和千粒重是衡量種子品質的重要指標。在自然界種群內，植物個體間以及個體內種子大小變異普遍存在[15]。一般種子長度和寬度較穩(wěn)定，但厚度及千粒重受生長環(huán)境和栽培條件的影響較大[16]。而華中櫻桃相關報道結果略不同，不同種源華中櫻桃種子的形態(tài)、長度、寬度、厚度和千粒重均存在差異，其中長度、寬度和千粒重受氣候因子影響顯著[8]。試驗得到的華中櫻桃種子的千粒重為62.77±2.91 g，變異系數(shù)4.64%，千粒重處于鄒宜含等[8]報道的47.47～70.14 g范圍內，而變異系數(shù)較報道的7.06%～15.61%低。此外，試驗得到的華中櫻桃幼苗各觀測指標變異系數(shù)為2.38%～49.70%，個體間差異大。綜上，在試驗中，華中櫻桃種子大小、千粒重和幼苗觀測指標差異大，這可能是種源不同、種子質量不齊所致。華中櫻桃種子大小不同的產(chǎn)生因素、種子大小對后代的影響以及如何提高幼苗質量等有待進一步研究。

種子吸脹作用是普遍存在的物理現(xiàn)象，吸脹能力強弱受種子化學成分影響，不同植物種子吸脹飽和時間不同[14]。華中櫻桃種子浸種0～4 h吸水較快，后漸趨緩，浸種24 h后吸水基本停止，達飽和狀態(tài)時吸水率為33.30%。華中櫻桃吸水趨勢似鐘花櫻桃Cerasus campanulata，但前者吸水達到飽和狀態(tài)的時間較后者（48～50 h）短，吸水率較后者（24.11%）[17]高。這可能與種殼厚度、種子成分不同有關。

適宜濃度的GA3溶液能促進櫻花種子的發(fā)芽[18～19]。華中櫻桃發(fā)芽試驗表明，用750 mg/L GA3溶液浸種處理的種子的發(fā)芽效果比用清水浸種處理的好，但差異不明顯，可能是GA3溶液的濃度和處理時長不是最佳所致。GA3溶液浸種和清水浸種兩組處理的種子發(fā)芽率分別為65.3%和62.7%，均顯著優(yōu)于鄒宜含等[8]研究中湖北種源的華中櫻桃種子的發(fā)芽率（<20%）。這可能是種子采集時間、采種地和母株不同所致。與鄒宜含等[8]以成熟落地的果實為試驗材料不同，本試驗采集樹上成熟未掉落的果實為材料，因此華中櫻桃果實宜在成熟落地前采摘。今后，還需進一步研究GA3劑量和處理時間，儲存方式和各培養(yǎng)條件等對華中櫻桃種子發(fā)芽效果的影響，從而獲得有效催芽方法。

注：圖片均為作者自繪自攝。

參考文獻：

[1]俞德浚，李朝鑾. 中國植物志（第38卷）[M]. 北京：科學出版社，1986：76.

[2]柏文富，禹霖，李建揮，等. 大圍山櫻屬植物資源調查[J]. 湖南林業(yè)科技，2019，46（6）：85-90.

[3]胡娜，張國新. 4種我國原生種櫻花耐熱性初探[J]. 中國園藝文摘，2018，34（2）：22-23.

[4]陳璋，呂月良. 櫻屬（Cerasus Mill.）野生觀賞植物資源的調查研究[J]. 福建熱作科技，2011，36（2）：4-7.

[5]陳法志，徐冬云，蔣細旺，等. 武漢市劉家山野生櫻花資源調查及分析[J]. 江漢大學學報（自然科學版），2017，45（1）：72-76.

[6]張瓊. 櫻屬觀賞品種資源調查及部分種與品種 SSR 分析[D].南京：南京林業(yè)大學，2013：67-96.

[7]周俐，張兵，徐建剛，等. 華中櫻砧木嫁接親和性試驗[J]. 現(xiàn)代園藝，2021（3）：56-58.

[8]鄒宜含，唐麗，蔣冬月，等.不同種源華中櫻優(yōu)樹種子萌發(fā)特性研究[J]. 花卉，2019（20）：6-7.

[9]崔曉燕，楊浩，邱影，等.華中櫻野生優(yōu)株扦插繁育技術[J]. 林業(yè)科技通訊，2020（12）：60-63.

[10]宋斯好. 迎春櫻和華中櫻優(yōu)良品系組培快繁技術的研究[D]. 杭州：浙江農(nóng)林大學，2018：32-43.

[11]劉峰，阮盈盈，林立，等. 櫻花組培快繁體系建立及優(yōu)化的研究[J]. 浙江林業(yè)科技，2020，61（11）：2281-2284.

[12]劉長江，林祁，賀建秀. 中國植物種子形態(tài)學研究方法和術語[J]. 2004，24（1）：178-188.

[13]農(nóng)作物種子檢驗規(guī)程 其他項目檢驗：GB/T 3543.7-1995[S]. 北京：國家質量監(jiān)督局，1995.

[14]陳火英，柳李旺，牛慶良，等. 種子種苗學[M]. 上海：上海交通大學出版社，2011：7.

[15]武高林，杜國楨. 植物種子大小與幼苗生長策略研究進展[J]. 應用生態(tài)學報，2008，19（1）：191-197.

[16]葉常豐. 種子學[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2001：14-19.

[17]陳雅靜，唐麗，蔣冬月，等. 福建山櫻花種子生物學特性研究[J]. 種子，2019，38（4）：70-73.

[18]陳舜英，陳維廉，簡慶德. 臺灣稀有樹種霧社山櫻花種子的發(fā)芽促進方法[J]. 林業(yè)研究專訊，2008，15（1）：2.

[19]葉小玲，胡曉敏，沈荔荔，等.‘中國紅’櫻花種子發(fā)芽試驗研究初報[J]. 廣東園林，2016，38（5）：71-74.