独蒜兰种子自然萌发特性分析

蓝家望　桂阳等

摘要：为了解独蒜兰（Pleione bulbocodioides）种子的萌发特性，设计4个成熟度（授粉后125、160、190、219 d）和两种储存方式（4 ℃冷藏和常温储存）调查独蒜兰种子自然萌发与种子成熟度、储存方式的相关性。结果表明，各成熟度种子相对发芽率、死亡率间差异不明显；DAP125种子萌发生长指数显著小于DAP160种子萌发生长指数，DAP160种子萌发生长指数显著小于DAP190、DAP219种子萌发生长指数，DAP190、DAP219种子萌发生长指数相近；4 ℃冷藏提高了各成熟度种子相对发芽率、萌发生长指数，其中显著提高了DAP190的萌发生长指数。因此，选用DAP190种子，4 ℃储存有利种子的萌发生长。

关键词：独蒜兰（Pleione bulbocodioides）； 有性繁殖； 成熟度； 萌发生长指数

中图分类号：S682.31；Q945.53 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）09-2077-06

独蒜兰（Pleione bulbocodioides）为兰科独蒜兰属多年生草本植物，半附生。生于海拔900～3 600 m的灌木林缘腐殖质丰富的土壤或苔藓覆盖的岩石上。独蒜兰花大而鲜艳，具有较高的观赏价值；独蒜兰的干燥假鳞茎习称冰球子，具有清热解毒、化痰散结的功效，因其抗癌作用而备受关注[1]。近年来，由于生态环境的不断破坏和人类大肆采挖，野生资源日益减少，独蒜兰已被列入国家重点保护野生名录（第一批）。

独蒜兰花期3～4月，果期8～11月，单个蒴果内具有21 000～34 000粒种子，利用种子进行有性繁殖成为独蒜兰保护抚育的重要手段。但独蒜兰和其他兰科植物一样，种子细小，没有胚乳，自然繁殖系数极低，弄清独蒜兰自然萌发特性，建立独蒜兰自然萌发技术方法，是解决独蒜兰保护抚育的关键。

独蒜兰自然萌发特性研究首先要建立自然播种方法，Rasmussen等[2]建立的种子袋原生地播种技术使得回收微小兰科植物种子成为可能。目前，种子袋原生地播种法已成功应用于多种兰科植物种子自然萌发特性的研究，定期回收种子袋检测种子的萌发情况，可调查种子的萌发启动时间、种子萌发形态变化过程及种子在土壤中的存活时期[3-5]；还可调查在不同地点播种种子萌发与地点分布的相关性[6-8]；还可诱捕共生菌，调查种子萌发与共生菌的相关性[9-11]。迄今为止，还没有独蒜兰在自然界中萌发特性的相关报道。该研究应用原生地种子袋播种法，探索种子成熟度及种子储存方式对种子萌发的影响，总结独蒜兰种子自然萌发特性，为建立独蒜兰自然萌发技术奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

于贵州省凯里市雷公山采集独蒜兰人工异花授粉后125 d（DAP125）、160 d（DAP160）、190 d（DAP190）、219 d（DAP219）的新鲜饱满蒴果，先用硅胶干燥1周，然后随机分成两份分别置于实验柜室温储存和冰箱4 ℃储存。

1.2 方法

1.2.1 播种前种子质量的检测 选择成熟饱满的蒴果，将各蒴果种子取出混合均匀，取适量种子加入1.5 mL离心管中至约0.25 mL刻度处，加入1% TTC溶液1 mL，30 ℃黑暗放置48 h。染色48 h后用胶头滴管吹吸使种子混匀，吸取种子转移至载玻片上，用滤纸吸去染液，体式显微镜下统计种子活力指数（种子活力指数=有活力种子总数/统计种子总数），各样品3次重复[12]。有活力种子胚被染为橙色或者粉红色，无活力种子胚不着色或染成黄色。

1.2.2 室外播种 参考原生地播种法[2]，采用300目尼龙网制作成5 cm×8 cm种子袋，一端开口；分别将相同成熟度在相同储存方式下的种子混合均匀，从网袋开口端撒入，稀疏平铺种子袋一层，约为1 500粒种子。于2011年11月10日在贵州省凯里市雷公山按种子类别进行播种。播种深度为表层土5 cm，种子袋水平铺开，袋间间隔10 cm，覆土，盖些许杂草保湿、保温。播种后3个月开始取材观察，共观察5次，每次取回10个种子袋，观察时间为2012年2月15日、2012年3月7日、2012年5月6日、2012年7月15日、2012年9月10日。

按時按量取回种子袋，用毛刷刷去种子袋表面泥土，打开种子袋，置于体式显微镜下统计种子萌发情况。运用SPSS 17.0软件，以种子成熟度、种子储存方式为分析因子，以种子相对发芽率、死亡率及萌发生长指数为因变量对统计数据进行单因素方差分析，分析各因子对独蒜兰种子自然萌发的影响。

2 结果与分析

2.1 独蒜兰种子播种前的质量

2.2 独蒜兰种子自然萌发过程

2.3 种子成熟度对种子萌发的影响

2.4 低温冷藏对种子萌发的影响

3 小结与讨论

独蒜兰种子在自然萌发过程中，种胚假根的产生具有可选择性。大多数兰科植物种子没有胚乳，种胚中储存的养分有限，在种子起始萌发时期，种胚能够利用自身养分，但萌发后期如果种胚得不到养分的供给就会死亡，倘若在种胚自身养分消耗殆尽前能够从某种途径及时得到养分的补给，种胚将进入后续发育阶段。种胚产生假根是种胚发育过程中对养分的一种需求反应，种胚在突破种皮前产生假根，说明种胚自身养分只能维持短暂的时间，此时急需外界养分的补给。两种萌发情况说明种子萌发过程中除假根为种胚运输外界养分的同时还存在其他途径供给养分。许多研究报道指出，兰科种子的萌发需要共生菌的参与，这种需求主要是共生菌起着养分传递的角色[16，17]。

种子成熟的过程是种子生理和结构变化的过程，许多兰科植物种子在成熟的过程中在生理上将形成休眠机制，在结构上形成一层被称为“Carapace”的不渗透结构[3，16，18]，成熟种子成熟过程中这种变化将阻碍种子的萌发[15，19，20]。成熟度低的种子由于未形成完善的休眠机制而易于启动种子萌发。但在4 ℃储存后，DAP190、DAP219种子相对发芽率提高，并且高于4 ℃储存DAP125、DAP160种子的相对发芽率，这可能是低温冷藏打破了种子休眠的结果[3，15，16，18-21]，成熟种子的休眠机制被打破后，将发挥成熟度高的潜在优势。

成熟度高的種子同时具有利于萌发后生长的优势。无论是常温储存还是4 ℃储存，DAP125种子萌发生长指数显著低于DAP160种子萌发生长指数，DAP160种子萌发生长指数又显著低于处于相近水平的DAP190、DAP219种子萌发生长指数。且这种优势在4 ℃冷藏后显得更明显，尤其是DAP190种子，4 ℃冷藏显著提高其萌发生长指数，并且高于DAP219种子萌发生长指数，说明在一定成熟度范围内，种子成熟度的提高利于已萌发种子更好地适应环境和后续的生长发育。

独蒜兰种子自然萌发过程中与其他兰科植物同样面临的一个尖锐问题就是种子死亡率高。此次统计分析发现，种子死亡主要出现在种子萌发至第二阶段原球茎时期，主要死亡形式是种胚变色、种胚消解。种子萌发至第二阶段原球茎后急剧死亡是导致种子发芽率急剧下降的主要原因，因此解决独蒜兰第二阶段原球茎到第三阶段原球茎的过渡问题尤其关键，比如调查种子变色、消解的生理机制；调查原球茎发育各阶段共生真菌特异性及进一步调查种子萌发的生理生态特性等。

独蒜兰种子发芽率、萌发生长指数同时受到多种因素的交互影响。试验结果表明，独蒜兰种子成熟度、储存方式均在一定程度上影响种子的萌发、生长。DAP190种子能够更好地接受低温的刺激打破种子的休眠发挥自身优势，具有较佳的萌发及生长优势，因此深入调查独蒜兰原生地的优势因子显得极其必要。

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