《红豆杉种子萌发生物学研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《红豆杉种子萌发生物学研究（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、红豆杉种子萌发生物学研究红豆杉种子萌发生物学研究摘要摘要：对红豆杉种子的萌发生物学特性进行研究，主要结果表明：（1）种子在自然条件下有很深的休眠特性，但种皮透性不是休眠的原因；（2）对新鲜种子进行“暖温(25)层积低温(5)层积”，以“36 周12 周”的模式效果最好, 能促进胚纵向生长和打破种子休眠，发芽率达 64.0%82.2%。关键词关键词：红豆杉；种子萌发；暖温层积；低温层积Abstract: The biological characteristics of seed germination of Taxus chinensis var. Main results show that
2、: (1) deep dormancy characteristics of seeds under natural co nditions, but the seed coat permeability is not dormant because; (2) of fresh seeds“warm temperature (25) stratification low temperature (5 ) stratification, the best mode effect of 36 weeks to 12 weeks“ to promote embryo longitudinal gro
3、wth and break seed dormancy, germination rate of 64 0% 82.2%. Keywords: yew; seed germination; warm stratification; cold stratification红豆杉属(Taxus) 植物因含有抗肿瘤特效药紫杉醇(taxol) 成分而引起不同学科学者的兴趣14。该属重要价值使它在某些地区遭遇到极大劫难5，从而也使有关国家制定了相应的保护、恢复和再生的政策。据报道，美国 BMS 公司于 1991 年已种植 400 万株红豆杉，1992 和 1993 年又各种植了 1000 万株，计划在
4、23a 长高至 0.60.9m 时则用于提取紫杉醇6。因此，有关红豆杉属的繁殖生物学研究又再度引起人们的注意79。而利用种子繁殖早期有对欧洲紫杉(T. baccata Linn.)和东北红豆杉(T. cuspidata Sieb. etZucc.)的研究10，11。早期报道认为，红豆杉属植物种子的胚很小，具有深休眠，天然萌发的大多是经过鸟类消化道的种子，因此建议用暖层积(室温或 16)后加上低温层积(25)可以打破种子的休眠，一般是暖层积 3 个月，而低温层积 4 个月至 1a。其中，欧洲紫杉经这样处理后，平均发芽率为 67% (萌发率范围在 47%70%)10。作者在 1996 年依据该方法
5、处理南方红豆杉(Taxusmairei (Lemee&Levl.)S.Y.Huex Liu)种子，并按该手册的方法进行发芽测定(将处理后的种子播于沙床中发芽 28d)，但是，却没有得到预期的结果，所处理的样品中没有一个发芽。显然，红豆杉属不同种对变温层积具有不同的反应，也许在各温度时段长短上有不同的要求。因此，有必要对南方红豆杉种子萌发生物学进行具体研究，以丰富红豆杉属植物的繁殖生物学资料，并预期应用于生产。1 材料与方法材料与方法1.1 种子及其处理方式种子及其处理方式试验用种子采自云南省 XX 区 XXX 镇，选定同一母株，其胸径为 110 cm，树龄估计有百年。该地区为次生常绿阔叶林，并
6、生长有较多毛竹，在约 1100m2的范围内有高 1215m 的南方红豆杉大树 5 株，幼树、小苗约 18 株。参考早期的研究，探讨在变温层积中不同温度时段的长短调节控制，并增加激素预处理因素(如表 1)。表表 1 1 种子处理及萌发方法种子处理及萌发方法Table 1 seed treatment and germination种子预处理代号先于 25 中层积然后转入 5 中层积A 112 周36 周A 224 周24 周A. 将种子放入 1000mg/L 赤霉素加 100mg/L 吲哚乙酸混合液中浸种 24h，然后用湿沙相混合 A 336 周12 周B112 周36 周B224 周24 周B
7、. 将种子放入蒸馏水中浸种 24h，然后用湿沙(含水量约 10%)相混合 B336 周12 周C. 将种子放入蒸馏水中浸种 24h，然后播于沙床中，放在 25培养箱中作发芽试验，作为对照C不作层积处理不作层积处理1.2 测定项目和方法测定项目和方法1.2.1 种子千粒质量云南省 XX 区 XXX 镇红豆杉种子采收现场，称取鲜果 3 份各 500g 计数鲜果数，测定鲜果千粒质量。种子(果实)洗去肉质假种皮，洗净于通风阴凉处晾干 24h 和1 周后，分别取 4 份各 50 粒测定种子的含水量、千粒质量和干种子千粒质量(去外种皮后)。1.2.2 吸水率吸水率测定是将晾干 1 周后的种子，取称量过鲜质
8、量后的 100 粒种子放于垫有双层滤纸的培养皿中，给予蒸馏水并放于 25的培养箱中，然后定期用吸水纸吸干种子表面水分后，称量种子湿质量，再放回培养皿中继续吸水，如此重复定期测定种子湿质量，直至两次测定数值较接近为止(本试验为 10d) ，计算出每个时间间隔中种子吸水的绝对质量，然后将种子于 100中烘干称量，再换算成约当 100g 干种子的吸水量(吸水率% )12，重复 3 份。1.2.3 发芽率变温层积结束后，每一处理取出部分种子，用沙床方法于 25中进行发芽试验，28d 后检查发芽数及统计发芽率10，每一试样 50 粒种子，作 3 份重复。1.2.4 胚的大小在试验开始前及变温层积结束后，
9、测定胚大小，每一处理测定 20 个胚。1.2.5 种子中发芽抑制物在试验开始前及变温层积结束后，测定红豆杉种子中发芽抑制物活性。方法是称取一定量的种子(去假种皮后的鲜种子)，用蒸馏水研磨成匀浆，过滤定容得种子水提取液。同时称取部分种子测定含水量，根据种子含水量、研磨种子鲜质量及水提取液定容量，而计算出每毫升水提取液中约当含有的种子干物质量(mg/mL)。用菜苔(Brassicap arach inensis L. H. Bailey)种子作抑制物活性检测，将菜苔种子(每份100 粒)置于垫有滤纸的培养皿中，将水提取液稀释成含有不同种子干物质量的浓度系列(Ci)，加入到菜苔种子中，每一浓度作 3
10、 份重复，检测菜苔种子发芽率，另外以蒸馏水代替水提取液作对照。依下式计算每一浓度水提取液 Ci 对菜苔种子的发芽抑制率 Ri：%100GGoGioRi式中 Ri 为某一水提取液浓度 Ci 对菜苔种子的发芽抑制率，Go 为对照组(蒸馏水) 菜苔种子发芽率, Gi 为某一浓度水提取液 Ci 菜苔种子的发芽率。在获得各浓度系列的发芽抑制率后，对每一层积处理的种子水提取液的 Ri-Ci 进行回归分析，根据 Ri-Ci的回归方程，求出当 Ci=100mg/mL 时的发芽抑制率(R100)，我们称这个发芽抑制率(R100)为“比较发芽抑制率”。比较发芽抑制率越大，说明抑制物对发芽的抑制程度越大。这样就可根
11、据各层积处理 R100的大小来比较红豆杉种子中发芽抑制物活性的大小消长情况。2 2 结结 果果2.1 红豆杉种子的基本参数红豆杉种子的基本参数表 2 红豆杉种子基本参数Table 2 basic parameters of Taxus chinensis项目样品数结果成熟鲜果千粒质量/g3479.514.2洗去果肉通风晾干 24h 后种子含水量/g426.930.27洗去果肉通风晾 1 周后种子含水量/g412.521.58洗去果肉晾干 24h 后种子千粒质量(鲜)/g893.971.64洗去果肉 100烘干后种子千粒质量(干)/g873.7851.249种子千粒质量、含水量测定结果如表 2
12、所示。此外，昆明市 XX 区 XXX 一棵胸径为 186cm 的母株上，采摘成熟果实，洗净后称取 8 份各 50 粒于 100 中烘干，测定以干质量为基础的种子千粒质量，结果为 58.3350.647g，经 t 检验，它云南省XX 区 XXX 镇母株上所采收种子的千粒质量差异达极显著。事实上，红豆杉属植物分布广泛，常形成变种或地理种等，有报道认为欧洲紫杉就有 40 多个变种6。2.2 种子吸水率种子吸水率红豆杉种子在通风阴凉处晾干 1 周后，种子含水量从 26.93%降至 12.52% (表 2)，即种子内的水分在 1 周内丢失超过 50%，失水很快。当环境中有充足的水分和合适的温度条件时，红
13、豆杉种子吸水速度也很快，经 240h 后种子含水量已达到 44.39%，与吸水试验开始时相比，种子含水量增加近 3 倍，已远远超过了刚采收的新鲜种子的含水量(表 2)。从种子的失水和吸水情况来看，红豆杉种子的种皮透水性是相当好的。2.3 发芽抑制物的消长发芽抑制物的消长实验开始时的新鲜种子，以及各层积处理在结束后作发芽试验之前，所测定种子中发芽抑制物的比较发芽抑制率(R100) 的大小，如表 3 所示。结果表明，红豆杉种子中存在对发芽具有抑制作用的物质。在新鲜种子中，这种抑制物对菜苔种子的发芽具有极为强烈的抑制作用，其比较发芽抑制率达 64.52%。变温层积表 3 新鲜种子和变温层积结束后种子
14、内抑制物活性测定和比较发芽抑制率(R100)Table 3 fresh seeds and variable temperature stratification after the seed inhibitor activity to determine and compare the germination inhibition rate of (R100)处 理Ri(y)-Ci(x)的回归方程nr2R100/%新鲜种子 C(对照)y =0.0067x2+0.0023x-2.707870.971664.52变温层积 A1y =-0.0002x2+0.2182x-0.196170.99091
15、9.60变温层积 A2y =0.0006x2+0.0152x+2.218670.89759.74变温层积 A3y =0.0005x2-0.0063x+0.952970.93015.32变温层积 B1y =0.0006x2+0.0086x+1.254070.96778.11变温层积 B2y =0.0002x2+0.0536x+1.4611770.92608.82变温层积 B3y =0.0002x2+0.0715x-1.151970.94174.02处理可有效地消除这种抑制物，变温层积结束后，比较发芽抑制率降至 4%19%。另一方面，无论是 A 还是 B 变温层积中，虽然总的层积时间相同，温度变化
16、顺序相同，但只要是所处的温度时段长短有所差异，抑制物的消长就表现出明显的差异。而且，在两个系列中都表现出相同的趋势，在暖层积(25)中的时间越长(A3和 B3)种子中水提取液对发芽的抑制作用就越少。此外，单就抑制物的消长而言，利用激素对种子作预处理(A 系列)的作用不优于 B 系列，即其作用并不明显。2.4 胚的大小胚的大小实验开始时的新鲜种子，以及各变温层积结束后作发芽试验之前，对剥离的胚进行观察。在刚采收的种子中，胚呈纺锤形或披针形；而在变温层积后，大多数胚的形状呈披针形或长披针形。用测微尺测定, 以其在显微镜下的投影长度和最宽处的宽度作为胚的大小的指标，结果如表 4 所示。此外，为掌握在处理过程中胚是否有实质的生长以及比较不同层积处理间的效果，对各处理间胚的大小，进行差异性检验，结果如图 2 所示。表 4 新鲜种子 C (对照)和 A、B 变温层积结束后各剥离 20 个胚的大小比较 mmTable 4 fresh see
