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      新疆白蘚種子休眠原因及破除方法初探

      發布時間:2020-12-24 09:10所屬分類:生物科學加入收藏

      摘要: 為揭示新疆白蘚種子萌發條件,從種子形態、種子吸水情況、種子萌發等方面進行研究的結果表明:新疆白蘚種子千粒重為(19.140.056)g,內種皮上附

        摘要: 為揭示新疆白蘚種子萌發條件,從種子形態、種子吸水情況、種子萌發等方面進行研究的結果表明:新疆白蘚種子千粒重為(19.14±0.056)g,內種皮上附有致密的角質與骨狀石細胞,吸水內種皮角質化;種子在2~12 h吸水最快,達到鮮種的2.15~3.47倍;經剝皮和激素處理后種子萌發率達到89%,均在4~5天開始萌發,新疆白蘚外種皮結構與成分是影響種子萌發的主要因素。

        關鍵詞: 新疆白蘚; 種子休眠; 破除方法

      植物保護論文

        植物種子休眠現象普遍存在但十分復雜,引起種子休眠的原因是多種多樣的,主要源自種子自身,即種皮障礙、胚發育狀況和內源抑制物的存在[ 1 ]。越來越多的研究指出,種皮的阻礙作用可能是由于種皮的物理或化學特性引起的,從而導致種皮對水、氣體的透性變差,由于胚無法得到充足的水分或氧氣不能進行生理生化變化而萌發,如果種皮過于堅硬,即使透水透氣性較好,胚根也不能突破種皮,產生機械束縛。

        新疆白蘚(Dictamnus angustifolius)又名狹葉白蘚,為蕓香科白蘚屬多年生草本植物,葉軸無狹翅,生長在丘陵山坡,平地灌木叢中或草地樹林下。其根皮是一種傳統的新疆民族道地藥材,藥效同白蘚,其種子存在休眠現象,但目前還不清楚引起休眠的原因。因此,本研究旨在確定引起新疆白蘚種子休眠的主要因素,找到破除休眠的最佳方法,以期提高種子的繁殖能力,增加人工種植面積,有效降低對野生資源的需求,同時對新疆白蘚的跨區域栽培及野生資源保護具有重要意義。

        1 材料和方法

        1. 1 試驗材料

        新疆白蘚種子采收自新疆阿勒泰地區,生長在山坡上,周圍有大石塊遮陰,或者是生長的草叢間,地下土質較軟,有機質含量較高,這種環境下新疆白蘚生長較好,有的高達近1 m。種子采收后置于陰涼通風處晾干,選取顆粒飽滿、大小均勻、未受病蟲害的成熟種子于室溫下保存。

        1. 2 試驗方法

        1. 2. 1 種子千粒重的測定

        將篩選過后的新疆白蘚種子隨機選出100粒,用精度為萬分之一的電子天平稱重,試驗共6次重復,計算平均值,然后換算成千粒重。

        1. 2. 2 種子吸脹試驗

        將篩選過后的種子先用蒸餾水沖洗表面,沖洗干凈后均勻的擺放于有兩層濾紙的玻璃培養皿中。每個處理5次重復,每次重復100粒,分別統計在1~2 、2~4、4~8、8~12、12~24、24~36、36~48、48~

        72 h內的吸脹率。

        1. 2. 3 種子發芽試驗

        將白蘚種子放入35 ℃水中溫浸24 h,去掉浮于水面上的癟種,留下沉于水底的種子,分成3份,一份不做處理;一份用木棒輕輕壓破,破開種皮;一份用鑷子完全剝掉種皮。將每個處理的種子分別用HgCl2消毒5 min,各取100粒已滅菌的種子在:①MS不添加激素;②MS+6-BA0.5 mg/L +NAA0.01 mg/L;③MS+GA3 0.5 mg/L 3種培養基中培養,分別置于光照、黑暗條件下進行恒溫(25 ℃)萌發試驗,計算種子發芽率,每組設10瓶重復。

        2 結果與分析

        2. 1 新疆白蘚種子千粒重和種子形態的觀察

        通過實驗測定種子千粒重和形態觀察,結果表明:新疆白蘚種子千粒重為(19.14±0.056)g,變異系數為2.7,符合種子千粒重測定要求,種子表皮大部分呈亮黑色,少部分種皮為黑色的種子不具胚,說明這些種子不具萌發能力。

        如圖2所示,內種皮上附有致密的角質與骨狀石細胞,由于種皮堅硬,內種皮角質化,阻礙了胚與外界的水汽交換,對胚根的生長和伸長產生了機械阻力,影響了種子的吸脹和萌發[ 2 ]。種皮結構是影響種子發芽的關鍵因素,推測在自然條件下,白蘚種子的萌發可能依靠土壤微生物的作用,從而使得種皮軟化[ 3 ]。

        由圖3可以看出,種胚有萌發的趨勢,僅在接種第3天內種皮開始裂開,第5天開始脫落。內種皮吸水后木質、堅硬、變厚,說明內種皮是抑制白蘚種子萌發的原因,但主要原因是外種皮水份不充足導致白蘚內種皮干枯,干枯的內種皮緊緊包裹胚,限制了種子萌發。因此推測新疆白蘚外種皮、內種皮和種胚內存在抑制白蘚種子萌發的物質。

        2. 2 新疆白蘚種子吸水實驗

        由圖4可知,新疆白蘚種子1~2 h吸水(0.476 3±0.11)g;2~4 h吸水(6.021 1±1.13)g;5~8 h(6.497 4± 2.22)g;8~12 h吸水(6.944 1±2.34)g;12~24 h(8.079 3± 2.71)g;24~48 h吸水(6.637 1±2.79)g;48~36 h吸水(6.636 8±2.32)g;36~72 h吸水(6.621 4±1.79)g。

        種子的休眠往往與種皮(果皮)的透性有關,種皮(果皮)的厚度和結構可以影響種子的透氣性和透水性[ 4 ]。由圖4可知,在開始的2~ 4 h 內吸水率均呈直線上升,吸水量分別達到鮮種重的2.15倍;5~8 h吸水率分別達到2.39倍;8~12 h吸水率達到鮮種重的2.63倍;12~24 h達到3.22倍;24~48 h為3.47倍;48~36 h吸水速率減慢,但仍保持較快吸水速率。按照卡恩理論,種子在吸水率達到40%就達到種子萌發的生理需求[ 5 ],說明白蘚完整種子種皮無吸水障礙,在浸種12 h后吸水率就能達到萌發的生理需求[ 6 ]。

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