刺梨種子的頑拗性和休眠特性

樊衛(wèi)國 官紀(jì)元 周禹佳

摘 要：探究刺梨（Rosa roxburghii Tratt.）種子的頑拗性和休眠特性，為刺梨種子的保存和解析刺梨在自然條件下的種群繁衍、擴(kuò)散提供科學(xué)依據(jù)。采用在3 ℃和-3 ℃低溫下保濕貯藏后定時(shí)播種的方法，以不進(jìn)行低溫保濕貯藏為對照，分別測定不同失水率的和未失水的刺梨種子在不同低溫下保濕貯藏80 d后的萌芽率，并對在3 ℃下保濕貯藏不同時(shí)間的未失水刺梨種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢進(jìn)行測定，同時(shí)測定未失水種子在3 ℃下保濕貯藏過程中的赤霉素（GA1+3）、玉米素核苷（ZR）、生長素（IAA）和脫落酸（ABA）的含量變化。結(jié)果表明：刺梨種子不耐失水，也不耐0 ℃以下的低溫，對失水和0 ℃以下的低溫反應(yīng)敏感。失水或在-3 ℃下貯藏會(huì)喪失刺梨種子的生命力。在3 ℃條件下對未失水的刺梨種子進(jìn)行低溫保濕貯藏，能夠保持種子的生命力并解除種子的休眠，在此過程中，刺梨種子中的ABA含量不斷降低，GA1+3、ZR和IAA含量不斷升高，GA1+3、ZR和IAA與ABA的含量比值不斷增大。未失水的刺梨種子發(fā)芽率與種子中的GA1+3、ZR和IAA含量呈極顯著正相關(guān)，與ABA的含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與GA1+3、ZR、IAA與ABA的含量比值呈極顯著的正相關(guān)。刺梨種子具有頑拗性和生理休眠特性。未失水的刺梨種子在3 ℃下保濕貯藏35 d，生理休眠才開始逐漸解除，完全解除休眠至少需要低溫保濕貯藏80 d以上時(shí)間，即3 ℃的低溫累積量至少要達(dá)到1 920 h。種子的頑拗性限制了野生刺梨種群的繁衍和擴(kuò)散。

關(guān)鍵詞：刺梨；種子；頑拗性；休眠特性；低溫保濕貯藏；發(fā)芽率；發(fā)芽勢

中圖分類號(hào)：S661.9

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

種子是顯花植物世代繁衍、種群擴(kuò)散和更新的主要載體[1]。多數(shù)植物主要是依靠種子進(jìn)行種質(zhì)的傳播，并提高和維持植物種群的遺傳多樣性，擴(kuò)大種群的分布[2]。刺梨（Rosa roxburghii Tratt.）是原產(chǎn)我國西南地區(qū)的特有樹種，在貴州中、高海拔地區(qū)的野生分布最為集中，周邊省、市（區(qū)）分布的量較少。有研究者認(rèn)為，鳥、獸的覓食是野生刺梨遠(yuǎn)距離傳播基因交流的主要方式[3]，但這一觀點(diǎn)的科學(xué)依據(jù)不足，迄今，究竟是什么因素影響著野生刺梨種質(zhì)的擴(kuò)散及資源分布尚不清楚。研究刺梨種子的繁殖生物學(xué)特性，對于解析上述問題和刺梨種子的保存、繁殖都有重要的科學(xué)意義。

植物種子可分為正常型、頑拗型和中間型三類[4-5]。正常型種子在成熟過程中水分逐漸減少，其代謝活動(dòng)也隨之降低，干燥或低溫貯藏后這類種子仍能發(fā)芽[6]。頑拗型種子對脫水的反應(yīng)極為敏感，既不耐失水也不耐低溫，這類種子在成熟過程中始終保持很高的含水量，失水和低溫都會(huì)損傷細(xì)胞膜或原生質(zhì)，導(dǎo)致種子的生命力喪失[7-9]。中間型種子對脫水和低溫的敏感性介于正常型和頑拗型種子之間，但含水量降至一定程度后或貯存于0 ℃以下也會(huì)喪失生命力[10-11]。定期測定脫水后的種子含水量和萌發(fā)率，了解種子脫水與萌發(fā)的關(guān)系，成為很多研究者確定種子是否具有頑拗性的重要方法[12]。

很多植物的種子具有休眠特性，這是植物應(yīng)對不利環(huán)境的一種重要適應(yīng)策略。多數(shù)正常型種子沒有休眠特性，如玉米、水稻、小麥等農(nóng)作物種子，但有的仍然會(huì)休眠，如蘋果、梨、桃、李等的種子，頑拗型種子也是如此。對于有休眠特性的頑拗型種子，導(dǎo)致其休眠的原因各異，有的在脫離母體時(shí)，種胚組織尚未發(fā)育完全，需要經(jīng)歷胚的后熟過程才能萌發(fā)，有的因致密的種皮難以透水透氣而抑制萌發(fā)，有的則是處于一種生理抑制狀態(tài)，需要解除生理休眠后才能萌發(fā)[1]。內(nèi)源激素對種子的生理休眠和萌發(fā)具有重要的調(diào)控作用，其中，脫落酸（ABA）能夠使種子保持生理休眠，而赤霉素（GA）則能促進(jìn)種子的萌發(fā)[13-14]。

在野生刺梨調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，即便有大量的成熟刺梨果實(shí)落于地面，也很難發(fā)現(xiàn)地面有刺梨苗的生長，在自然條件下是何因素影響刺梨的自然繁衍有待進(jìn)一步探究。刺梨種子不易保存，采用常規(guī)方法保存后發(fā)芽率極低[15]。為了探究刺梨種子的生物學(xué)特性，以便為解析刺梨的自然繁衍及種質(zhì)傳播和種子保存提供依據(jù)，本研究采用不同低溫下保濕貯藏后定時(shí)播種的方法，研究了不同失水率、不同低溫保濕貯藏時(shí)長對刺梨種子萌發(fā)的影響，分析了未失水刺梨種子在3 ℃下保濕貯藏過程中不同內(nèi)源激素含量的變化，探究了刺梨種子成活及萌發(fā)與種子含水量及內(nèi)源激素變化的關(guān)系，旨在確定刺梨種子的頑拗性和休眠特性，為解析野生刺梨自然繁衍、種質(zhì)擴(kuò)散方式和種子的貯存提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2018—2020年在貴州大學(xué)//國家林草局刺梨工程技術(shù)研究中心進(jìn)行。供試材料為 ‘貴農(nóng)5號(hào)刺梨成熟果實(shí)中的種子。種子貯藏所用的細(xì)砂為粒徑2～5 mm的洗凈河砂，播種基質(zhì)為洗凈、消毒后的2 mm粒徑的石英砂和蛭石，混合比例1∶1。測定內(nèi)源激素含量的酶聯(lián)免疫試劑盒由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)1

為了解種子不同失水率對其萌發(fā)的影響，以未失水種子為對照（0CK），設(shè)置種子失水率為10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%的10個(gè)處理。試驗(yàn)分常溫對照組、3 ℃低溫處理組和-3 ℃低溫處理組，常溫對照組是在種子的失水率達(dá)到設(shè)定值時(shí)，立即在適宜種子萌發(fā)的溫度下播種。兩個(gè)低溫處理組是在種子的失水率達(dá)到預(yù)定值時(shí)，將不同失水率的種子分別在3 ℃和-3 ℃下保濕貯藏80 d后播種。不同處理播種的種子數(shù)為100粒，重復(fù)3次。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)2

為了探究未失水種子低溫保濕貯藏時(shí)長對其萌發(fā)影響，將未失水種子在3 ℃下保濕貯藏至114 d，在此期間，每隔7 d取種子播種測定萌發(fā)率，即以低溫保濕貯藏每持續(xù)7 d為1個(gè)處理，每次播種量100粒，重復(fù)3次。

1.2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)3

為了解未失水種子低溫保濕貯藏時(shí)長對其內(nèi)源激素含量的影響，將未失水種子在3 ℃下保濕貯藏至114 d，其間，每隔7 d取種子測定其中的不同內(nèi)源激素含量，即以低溫保濕貯藏每持續(xù)7 d為1個(gè)處理，每個(gè)間隔期均進(jìn)行3次重復(fù)取樣測定。

1.3 試驗(yàn)及測定內(nèi)容與方法

1.3.1 種子的采集

在‘貴農(nóng)5號(hào)刺梨果實(shí)成熟期采收果實(shí)取出種子，清洗，用浮選法去掉壞種和癟種，然后濾干種子的表面水后備用。

1.3.2 種子的含水量及失水率的測定

新鮮種子的含水量用烘干稱重法測定。用自然失重法測定種子的失水率，即以新鮮未失水種子的含水量視為100%，將未失水種子分成若干份分別稱重，然后分別攤放在通風(fēng)的室內(nèi)使其自然失水，用減重法測定種子的失水率，將達(dá)到試驗(yàn)設(shè)計(jì)失水率的種子進(jìn)行下一步試驗(yàn)處理。

1.3.3 種子的低溫保濕貯藏處理

將試驗(yàn)種子與細(xì)河砂按1∶1的比例混合，河砂的濕度為潮潤程度，然后分別置于3 ℃和-3 ℃恒溫冰箱中進(jìn)行不同低溫保濕貯藏處理，對貯藏在3 ℃下的種子每隔3 d翻動(dòng)1次。

1.3.4 播種及種子萌發(fā)觀察和發(fā)芽率、發(fā)芽勢的統(tǒng)計(jì)

按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)的時(shí)間要求在智能人工氣候室內(nèi)進(jìn)行播種。種子播于黑色塑料槽基質(zhì)中。智能人工氣候室的空氣濕度控制在85%±1.5%，白天氣溫控制在28 ℃±0.5 ℃，夜間氣溫為20 ℃±0.5 ℃，白天7：00至19：00的光照強(qiáng)度為1 100 μmol·m-2·s-1。對播種基質(zhì)適時(shí)噴霧保持濕潤。種子播種后每隔7 d觀察記錄1次發(fā)芽的種子數(shù)，直至種子不再發(fā)芽時(shí)結(jié)束觀察記錄，按以下公式計(jì)算種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢：

發(fā)芽率=（發(fā)芽種子粒數(shù)/處理的種子粒數(shù)）×100%

發(fā)芽勢=（規(guī)定觀察時(shí)間內(nèi)發(fā)芽種子粒數(shù)/供試種子粒數(shù)）×100%

1.3.5 種子中內(nèi)源激素含量的測定

對在3 ℃下保濕貯藏的未失水種子，每隔7 d稱取3份，每份0.500 0 g，立即用液氮冷凍后，加2 mL 80%的冷甲醇在冰浴下研磨成勻漿，置于-79 ℃超低溫冰箱中保存，待所有測定樣品全部取樣處理完畢后，用酶聯(lián)免疫法[14]測定種子中的赤霉素（GA1+3）、玉米素核苷（ZR）、生長素（IAA）和脫落酸（ABA）的含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理分析

用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并作圖，用DPS v7.05軟件進(jìn)行方差分析，多重比較采用新復(fù)極差法。

2 結(jié)果與分析

2.1 刺梨種子的含水量和不同低溫保濕貯藏對不同失水率的刺梨種子萌發(fā)的影響

測定結(jié)果表明：新鮮刺梨種子的含水量為24.65%。在未經(jīng)低溫保濕貯藏的條件下，未失水的刺梨種子發(fā)芽率僅有2.67%，當(dāng)失水率增加到種子含水量的10%時(shí)，發(fā)芽率僅有0.67%，失水率超過種子含水量的10%后，刺梨種子的發(fā)芽率為0（表1）。未失水的刺梨種子在3 ℃下保濕貯藏80 d后播種，發(fā)芽率高達(dá)95.33%，而失水率達(dá)10%的種子，發(fā)芽率降低至9.33%，失水率大于10%的種子的發(fā)芽率都為0。將不同失水率的種子在-3 ℃下貯藏80 d后播種，所有處理的發(fā)芽率都為0。

以上試驗(yàn)結(jié)果說明，刺梨種子既不耐失水，也不耐-3 ℃的低溫，種子稍微失水后就會(huì)喪失生命力。在3 ℃下低溫保濕貯藏后，能夠促進(jìn)未失水刺梨種子的萌發(fā)，但若失水率超過種子含水量的10%，即便通過3 ℃的低溫保濕貯藏，種子也無生命力。由此可見，刺梨種子對脫水和0 ℃以下的低溫反應(yīng)敏感，具有明顯的頑拗性特征。未失水刺梨種子在3 ℃下保濕貯藏80 d后能夠大量萌發(fā)，與種子的休眠被解除有關(guān)。

2.2 低溫保濕貯藏的時(shí)間長短對未失水刺梨種子萌發(fā)的影響

在3 ℃下對未失水刺梨種子進(jìn)行保濕貯藏，能夠促進(jìn)種子萌發(fā)，但必須達(dá)到足夠的低溫保濕貯藏時(shí)間，否則種子不能萌發(fā)。表2顯示，低溫保濕貯藏不足35 d的刺梨種子發(fā)芽率為0，貯藏時(shí)長到35 d時(shí)，刺梨種子的發(fā)芽率只有9.33%，此后，隨低溫保濕貯藏時(shí)間的延長，種子發(fā)芽率不斷提高，低溫保濕貯藏84 d的種子發(fā)芽率達(dá)到96.01%，繼續(xù)延長貯藏時(shí)間，發(fā)芽率略有提高。這一試驗(yàn)結(jié)果說明：未失水的刺梨種子需要低溫保濕貯藏達(dá)到35 d后，種子的休眠才開始逐漸解除，要90%以上的種子解除休眠，至少需要近80 d的低溫保濕貯藏時(shí)間，即3 ℃的低溫累積量至少要達(dá)到1 920 h。

2.3 低溫保濕貯藏的時(shí)長對未失水刺梨種子發(fā)芽勢的影響

種子的發(fā)芽勢是指種子在某個(gè)時(shí)間段內(nèi)的發(fā)芽率，是衡量種子質(zhì)量和發(fā)芽能力的重要指標(biāo)，種子的發(fā)芽勢高，說明種子在某段時(shí)間內(nèi)萌發(fā)的數(shù)量多，幼苗的整齊度好。試驗(yàn)結(jié)果表明，低溫保濕貯藏35 d和42 d的種子，播種后4周才發(fā)芽，初始發(fā)芽勢分別僅為4.0%和11.33%（圖1），低溫保濕貯藏49 d和56 d的種子，播種后3周發(fā)芽，初始發(fā)芽勢分別為4.0%和9.33%，第4周的發(fā)芽勢分別增強(qiáng)至11.33%和13.33%。低溫保濕貯藏63 d以上的種子，播種7 d后就開始發(fā)芽，并隨低溫保濕貯藏的時(shí)間延長，初始發(fā)芽勢呈明顯增強(qiáng)的趨勢，從3.33%增加至17.33%。從圖1還看出，低溫保濕貯藏時(shí)間少于56 d的種子，發(fā)芽的時(shí)間明顯推遲，發(fā)芽勢明顯減弱，發(fā)芽率也明顯降低，而低溫保濕貯藏時(shí)間達(dá)到63 d以上的種子，播種后的發(fā)芽時(shí)間能夠提早1周，播種后第4周的發(fā)芽勢都能增強(qiáng)至20%以上。低溫保濕貯藏84 d的種子，播種后第3、第4周的發(fā)芽勢分別從第2周的6.67%增強(qiáng)至38.67%和32.0%，這兩周的發(fā)芽勢合計(jì)達(dá)70.67%，說明大量的種子是在第3～4周萌發(fā)的，而低溫保濕貯藏91 d的種子，播種后第5周發(fā)芽勢為35.33%。低溫保濕貯藏98 d、105 d和112 d的種子，第5周發(fā)芽勢分別為36.0%、39.33%、40.0%。以上結(jié)果說明，刺梨種子發(fā)芽需要足夠的低溫時(shí)間打破休眠。在試驗(yàn)中還觀察到，無論低溫保濕貯藏時(shí)間多長的種子，播種42 d后均不再發(fā)芽。

2.4 未失水刺梨種子在低溫保濕貯藏過程中的內(nèi)源激素含量變化

2.4.1 不同內(nèi)源激素的含量變化

在低溫保濕貯藏過程中，未失水的刺梨種子中赤霉素（GA1+3）、玉米素核苷（ZR）、生長素（IAA）和脫落酸（ABA）的含量變化均有規(guī)律性。測定結(jié)果表明：在剛脫離母株的刺梨種子中，抑制發(fā)芽的ABA的含量高達(dá)2 330.79 ng·g-1FW，而在此時(shí)，種子中與萌發(fā)相關(guān)的GA1+3、ZR、IAA的含量都很低，分別僅為20.61 ng·g-1FW、0.15 ng·g-1FW和7.87 ng·g-1FW。但隨低溫保濕貯藏時(shí)間的延長，種子中的ABA含量迅速降低，而GA1+3、ZR和IAA的含量持續(xù)增加（圖2），低溫保濕貯藏84 d后，種子中ABA的含量降低開始維持在低水平和變化不大的狀態(tài)，而在同期之后，種子中的GA1+3、ZR和IAA的含量仍然在明顯增加，一直要到98 d后，其含量才趨于相對穩(wěn)定。未失水的刺梨種子在低溫保濕貯藏過程中的上述內(nèi)源激素含量變化規(guī)律，與種子休眠的解除有關(guān)。

2.4.2 GA1+3、ZR、IAA與ABA的含量比值變化

GA和ABA是具有生理拮抗功能的兩類內(nèi)源激素，其中，種子中的GA對其萌發(fā)生理有正調(diào)作用，ABA可將GA的作用抵消[14，16]。通常，在GA與ABA的含量比值增大到一定程度后，種子的萌發(fā)生理開始得以啟動(dòng)[13]。表3顯示，隨低溫保濕貯藏時(shí)間的延長，未失水刺梨種子中GA1+3與ABA的含量比值在不斷地增大，而且從貯藏開始到91 d期間，每隔7 d的大多數(shù)比值間均有顯著差異（P<0.05），貯藏到84 d后，種子中GA1+3與ABA的含量比值已經(jīng)大于1，第91 d達(dá)到了1.063 0，到112 d增加到1.231 0，在貯藏到第98 d后的3周內(nèi)GA1+3與ABA的含量比值的差異已經(jīng)不顯著。種子中ZR、IAA與ABA的含量比值變化也有相似的規(guī)律，但有所不同的是，在整個(gè)低溫保濕貯藏過程中ZR、IAA與ABA的含量比值始終小于1，其最大值僅分別為0.260 1和0.331 3。

2.5 刺梨種子發(fā)芽率與內(nèi)源激素含量的相關(guān)性

2.5.1 與GA1+3、ZR、IAA和ABA含量的相關(guān)性

相關(guān)性測定結(jié)果表明（圖3）：刺梨種子的發(fā)芽率與種子中GA1+3、ZR和IAA的含量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.91**、0.96**和0.93**，而種子發(fā)芽率與種子中的ABA呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.93**。這種相關(guān)性反映出刺梨種子中的不同內(nèi)源激素含量水平對種子的萌發(fā)與休眠具有重要調(diào)控作用，隨GA1+3、ZR、IAA含量的增加和ABA含量的降低，梨種子的萌發(fā)率隨之提高，反之，種子萌發(fā)率降低。

2.5.2 與GA1+3、ZR、IAA與ABA含量比值的相關(guān)性

刺梨種子的發(fā)芽率與種子中GA1+3、ZR、IAA與ABA的含量比值間也表現(xiàn)出極顯著的正相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)分別為0.88**、0.87**和0.86**，說明刺梨種子中GA1+3、ZR、IAA與ABA的含量比例對萌發(fā)也有至關(guān)重要的影響，其含量比值越大對促進(jìn)種子萌發(fā)的調(diào)控作用越明顯。

3 討論

3.1 刺梨種子對失水和低溫的敏感性

種子對脫水的敏感性是判定種子有無頑拗性的重要依據(jù)[1，12]。正常型種子耐失水、耐低溫，頑拗型種子極不耐失水且對低溫敏感[1，7，17-18]。在本研究中發(fā)現(xiàn)，刺梨種子對脫水和0 ℃以下的低溫反應(yīng)敏感，既不耐失水，也不耐0 ℃以下的低溫，失水率達(dá)到新鮮種子含水量的10%以上就不再萌發(fā)，在-3 ℃持續(xù)低溫下即便是短期的貯藏，未失水或失水的種子都會(huì)失去生命力，而在3 ℃低溫下保濕貯藏后，能促進(jìn)未失水種子的萌發(fā)，但即便是同樣貯藏條件，種子一旦失水，生命力也會(huì)喪失。由此可見，刺梨種子具有頑拗性，屬于頑拗型種子，不能干燥保存或在0 ℃以下保存。

種子頑拗性是植物長期適應(yīng)特定生態(tài)環(huán)境的結(jié)果[1]。分布于氣候環(huán)境潮濕、季相變化較小的植物，種子的水分不易散失，在長期進(jìn)化過程中逐漸形成了種子不耐脫水的生態(tài)習(xí)性[1，12，19]。野生刺梨大多集中分布在雨量充沛、氣候濕潤的地區(qū)，具有喜濕、耐澇性極強(qiáng)、抗旱性極弱的生態(tài)特性[20-22]，其種子的頑拗性與刺梨長期適應(yīng)上述特殊的生態(tài)環(huán)境有關(guān)。

3.2 刺梨種子的休眠特性

雖然大多數(shù)頑拗性種子不會(huì)休眠，但也有一些頑拗性種子具有休眠特性，這類有休眠特性的種子需要在低溫下打破休眠才能萌發(fā)[12]，而且不能失水。脫落酸（ABA）在種子休眠中具有重要的調(diào)控作用，是種子休眠誘導(dǎo)和維持的正調(diào)控因子，而赤霉素（GA）具有促進(jìn)種子萌發(fā)和拮抗 ABA 的作用[23]。未失水的刺梨種子在3 ℃的條件下保濕貯藏后，種子中的ABA含量隨貯藏時(shí)間的延長而不斷降低，GA1+3的含量不斷增加，種子的萌發(fā)率也隨之提高，這是刺梨種子具有休眠特性的重要生理學(xué)證據(jù)。低溫能抑制休眠種子中ABA合成的基因表達(dá)，促進(jìn)ABA的降解，而GA有類似低溫的作用[13，24-25]。很多研究發(fā)現(xiàn)，決定種子究竟是休眠還是萌發(fā)，不僅取決于種子中的ABA含量的多少，更重要的還取決于GA與ABA的相互平衡，在高水平的GA和低水平的ABA狀況下，種子的生理行為趨于萌發(fā)，反之，種子保持休眠[13，16，24，26]。在本研究中，隨低溫保濕貯藏時(shí)間的延長，刺梨種子中GA1+3、ZR和IAA含量不斷增加，ABA含量不斷降低，GA1+3、ZR、IAA與ABA的含量比值也不斷增大，這是種子休眠逐漸被解除的重要生理表征。雖然ZR和IAA對種子休眠的解除沒有直接聯(lián)系，但其含量增加對促進(jìn)種胚的細(xì)胞分裂和分化肯定有重要作用。

一些研究者將種子的休眠分為物理休眠、形態(tài)休眠、形態(tài)生理休眠、生理休眠和復(fù)合休眠（物理休眠+生理休眠）五大類型[1，27]，其中，物理休眠是由堅(jiān)硬、致密的種皮結(jié)構(gòu)對種子萌發(fā)形成的障礙，形態(tài)休眠是種胚未充分發(fā)育而使種子不能萌發(fā)，生理休眠是因種子中存在抑制萌發(fā)生理過程的物質(zhì)所致，這種抑制物質(zhì)主要是ABA[16，24，26]。刺梨種子雖然有堅(jiān)硬、光滑的木質(zhì)化種皮，但并不是種子萌發(fā)的物理障礙。將未進(jìn)行解除生理休眠處理的刺梨種子用物理和化學(xué)的方法破損種皮后，發(fā)芽率仍然很低[15]。本研究結(jié)果證明，刺梨種子的休眠應(yīng)屬于生理休眠。

3.3 刺梨種子的頑拗性和休眠特性對種群繁衍、擴(kuò)散的影響

種子繁殖是種子植物種群繁衍、擴(kuò)散和自然更新的主要方式之一，這種方式對提高并維持種群的遺傳多樣性和增強(qiáng)植物對異質(zhì)環(huán)境的適應(yīng)性都具有重要作用。種子的頑拗性對植物生態(tài)位的拓展造成了一定限制[1]，在自然狀態(tài)下，很多正常型種子容易在土壤中形成永久的種子庫，而對短命的頑拗型種子則不能[19]。刺梨種子的頑拗性和休眠特性對其種群的繁衍、擴(kuò)散具有不利的影響。刺梨的果實(shí)一般在8—9月成熟，脫離母株的刺梨種子還未等到冬季低溫來臨前，處于休眠的種子會(huì)因短期干旱失水而喪失生命力。據(jù)長期的觀察，鳥、獸不覓食野生刺梨的果實(shí)，這可能與刺梨果實(shí)上有刺，果肉味酸澀，粗纖維多，不會(huì)軟化有關(guān)。因此，認(rèn)為野生刺梨種群擴(kuò)散和基因交流主要是通過鳥、獸的覓食將種子遠(yuǎn)距離傳播實(shí)現(xiàn)的，這一觀點(diǎn)不符情理，即便如此，刺梨種子不耐失水的頑拗性也不利于種子遠(yuǎn)距離傳播后萌發(fā)。在對野生刺梨的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，雖然刺梨果實(shí)中種子很多，但樹下難見小苗，這種現(xiàn)象與刺梨種子的頑拗性、休眠特性和8—9月后常出現(xiàn)的短期干旱有關(guān)。由此可見，刺梨種子的頑拗性限制了種群的繁衍與擴(kuò)散。野生刺梨的種群繁衍與擴(kuò)散可能與土壤芽庫有關(guān)，刺梨的根容易產(chǎn)生不定芽，地質(zhì)變化、泥石流等外力作用會(huì)將帶有刺梨根段的土壤芽庫“搬運(yùn)”出原地，進(jìn)而在異地形成植株，但這種方式難以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的種質(zhì)擴(kuò)散和傳播，這有可能是野生刺梨大多集中分布在某些區(qū)域的重要原因。

4 結(jié)論

刺梨種子具有頑拗性和休眠特性，種子不耐失水，也不耐0 ℃以下的低溫，失水或在0 ℃以下貯藏會(huì)導(dǎo)致種子的生命力喪失。未失水刺梨種子在3 ℃下保濕貯藏，能夠保持種子的生命力并逐漸解除種子的休眠，在此過程中，刺梨種子中的ABA含量不斷降低，GA1+3、ZR和IAA含量不斷升高，GA1+3、ZR和IAA與ABA的含量比值不斷增大。低溫保濕貯藏35 d后，刺梨種子的休眠才開始逐漸解除，隨貯藏時(shí)間的延長，種子發(fā)芽率不斷增加，發(fā)芽勢也不斷增強(qiáng)。刺梨種子的休眠屬于生理休眠，完全解除休眠至少需要80 d以上的低溫保濕貯藏時(shí)間，即3 ℃的低溫累積量至少要達(dá)到1 920 h。刺梨種子的頑拗性限制了種群的繁衍與擴(kuò)散。

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（責(zé)任編輯：曾 晶）

Recalcitrance and Dormancy Characteristics

of Rosa roxburghii Seeds

FAN Weiguo*1， GUAN Jiyuan2， ZHOU Yujia1

（1.Engineering Technology Research Centre for Rosa roxburghii of National Forestry and Grassland Administration， Guizhou University， Guiyang 550025， China; 2.Guizhou Botanical Garden， Guiyang 550004， China）

Abstract：

Exploring the recalcitrance and dormancy characteristics of seeds of Rosa roxburghii Tratt.， this research was aimed to provide a scientific basis for the preservation of Rosa roxburghii seeds and the analysis of the populations breeding and diffusion of Rosa roxburghii under natural conditions. The method of regular sowing seeds after moisture storage at the low temperature of 3 ℃ and -3 ℃ was used， while the seeds without low temperature moisture storage was used as control. The germination percentage of Rosa roxburghii seeds with different percentages of water loss and those that had not lost water were respectively determined after 80 days of moisture storage under different low temperatures. The germination percentage and germination potential of Rosa roxburghii seeds that had not lost water were determined after moisture storage under 3 ℃ for different time period. At the same time， the contents change of gibberellic acid （GA1+3）， zeatin riboside （ZR）， indole-3-acetic acid （IAA） and abscisic acid （ABA） in seeds that had not lost water were determined during moisture storage at 3 ℃. The results showed that Rosa roxburghii seeds were sensitive， and not tolerant to water loss and low temperature below 0 ℃， both of which would result in vitality loss of Rosa roxburghii seeds. The Rosa roxburghii seeds that had not lost water after moisture storage under the low temperature of 3 ℃ could maintain the vitality of seeds and break the dormancy of seeds. During the process of low temperature moisture storage， the ABA content in Rosa roxburghii seeds decreased continuously， the contents of GA1+3， ZR and IAA increased continuously， and the content ratio of GA1+3， ZR and IAA to ABA increased continuously. The germination percentage of Rosa roxburghii seeds that had not lost water were extremely positively correlated with the contents of GA1+3， ZR and IAA in seeds， as well as with the content ratio of GA1+3， ZR and IAA to ABA in seeds， while extremely negatively correlated with the contents of ABA in seeds. The seeds of Rosa roxburghii were proved to have the recalcitrance and physiological dormancy characteristics. The physiological dormancy of Rosa roxburghii seeds that had not lost water was broken gradually after 35 days of moisture storage under 3 ℃. The breaking dormancy needed at least 80 days of moisture storage under low temperature， or the low temperature moisture storage under 3 ℃ should reach at least 1 920 h. The recalcitrance of the seeds limited breeding and diffusion of wild Rosa roxburghii populations.

Key words：

Rosa roxburghii Tratt.； seeds； recalcitrance； dormancy characteristics； low temperature moisture storage； germination percentage； germination potential

樊衛(wèi)國，1958年生，貴州安龍人，貴州大學(xué)首批二級教授，博導(dǎo)和學(xué)科（學(xué)術(shù)）帶頭人，國務(wù)院特殊津貼專家，貴州省第二批核心專家 。長期從事刺梨、柑橘等果樹的育種及生理生態(tài)學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研發(fā)?，F(xiàn)任國家林草局刺梨工程技術(shù)研究中心（貴州大學(xué)）主任，貴州省刺梨學(xué)會(huì)理事長，貴州省園藝學(xué)會(huì)理事長，中國園藝學(xué)會(huì)理事，中國柑橘學(xué)會(huì)理事，貴州省林木良種審定委員會(huì)經(jīng)濟(jì)林專業(yè)委員會(huì)主任，國家十二五、十三五、十四五全國高等農(nóng)林院校教材——《果樹栽培學(xué)各論（南方本）》副主編。先后主持國家和省、部級科研項(xiàng)目50余項(xiàng)，育成刺梨優(yōu)良新品種4個(gè)，臍橙品種新4個(gè)，核桃新品種１個(gè)，并率先創(chuàng)建了我國刺梨良種繁育及栽培生理生態(tài)學(xué)和產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、喀斯特石漠化地區(qū)柑橘生理生態(tài)學(xué)及優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)技術(shù)體系，共制訂刺梨、柑橘等果樹的省級地方標(biāo)準(zhǔn)26個(gè)并獲得批準(zhǔn)發(fā)布實(shí)施，育成的刺梨、臍橙、核桃等新品種及配套技術(shù)累計(jì)在我國南方省、區(qū)、市推廣300余萬畝，產(chǎn)生了重大經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益。先后共獲省、部級科技成果獎(jiǎng)11項(xiàng)，其中有9項(xiàng)為第一獲獎(jiǎng)人，發(fā)表研究論文160余篇，出版學(xué)術(shù)專著4部，國家級教材1部。

收稿日期：2022-08-21

基金項(xiàng)目：國家林草局刺梨工程技術(shù)研究中心運(yùn)行項(xiàng)目（ 2019133002）

作者簡介：樊衛(wèi)國（1958—），男，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：果樹育種及生理生態(tài)與栽培，E-mail：wgfan@gzu.edu.cn.

通訊作者：樊衛(wèi)國，E-mail：wgfan@gzu.edu.cn.