硬枝碱蓬种子形态与萌发特性研究

2015-01-20张兰兰程龙韩占江等

湖北农业科学 2014年22期

张兰兰　程龙　韩占江　等

摘要：用体视显微镜对硬枝碱蓬（Suaeda rigida Kung et G. L. Chu）种子的形态结构进行观察，并采用不同光照（24 h全黑暗、24 h全光照和12 h黑暗/12 h光照）与温度（10 ℃/15 ℃、15 ℃/20 ℃、20 ℃/25 ℃、25 ℃/30 ℃和30 ℃/35 ℃ 5种变温条件）处理种子，以打破休眠，探讨硬枝碱蓬种子萌发的适宜光温条件。结果表明，硬枝碱蓬种子平均直径为0.82 mm，千粒重为1.09 g；其种子由结构坚硬、光滑的种皮与双子叶和内含物丰富的胚构成。无论在24 h全黑暗、24 h全光照还是在12 h黑暗/12 h光照条件下，硬枝碱蓬种子萌发率均表现为随着温度降低而呈增大趋势，在30 ℃、12 h黑暗/35 ℃、12 h光照和25 ℃、12 h黑暗/30 ℃、12 h光照处理下，硬枝碱蓬种子的最终萌发率最高，平均萌发时间最短，在最短时间（3 d）即可达到最大萌发率，完成萌发进程。

关键词：硬枝碱蓬（Suaeda rigida Kung et G. L. Chu）；种子；形态；萌发特性

中图分类号：Q949.745.1；Q948.119；S504 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）22-5446-04

硬枝碱蓬（Suaeda rigida Kung et G. L. Chu）属藜科（Chenopodiaceae）碱蓬属（Suaeda Forsk ex Scop.）一年生草本植物[1]；是塔里木盆地的特有植物，为碱土指示植物。一般生于胡杨（Populus euphratica Oliv.）林下，目前尚未有人工引种栽培。硬枝碱蓬的枝条可烧灰提碱，种子富含油脂可榨油，具有较高的食用、药用和饲用价值；碱蓬属植物多数具有很强的抗逆性，并对土壤具有生态保护和改善作用，是一种很有开发价值的天然资源[2]，并且研究价值也很高，目前，对碱蓬属内的碱蓬[S. glauca（Bunge）Bunge in Bull.]和盐地碱蓬[S. salsa（L.）Pall.]已有大量的报道，但关于硬枝碱蓬的研究报道鲜见，仅见适生区及伴生植物[3]、适盐性与土壤养分[4]、叶片解剖学[5]、群落物种组成和多样性[6]的报道。鉴于此，在前人研究[7，8]的基础上，试验对硬枝碱蓬种子的形态结构进行观察，通过采用物理和化学方法对种子进行处理，以打破休眠、提高种子的发芽率，探讨其萌发的适宜光温条件，为下一步人工引种栽培及开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

2013年9月，在新疆维吾尔自治区巴楚县采收野外生长的硬枝碱蓬种子，装入牛皮纸袋内带回塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室。试验仪器、用具主要有植物解剖镜、体视显微镜、数码照相机、测微尺、天平、人工智能气候箱、培养皿（直径90 mm）、滤纸、托盘等，试剂主要有75%乙醇。

1.2 试验方法

1.2.1 种子的形态结构观察在实验室里取出野生的硬枝碱蓬种子，清洗、晾干，在植物解剖镜、体视显微镜下观察硬枝碱蓬种子的形态特征。种子纵切后在显微镜下观察拍照。

1.2.2 种子大小及千粒重测量随机选取10粒硬枝碱蓬种子，用测微尺测定种子的直径，取均值；随机选取1 000粒硬枝碱蓬种子，称重，测定千粒重，重复9次取均值。

1.2.3 种子萌发试验硬枝碱蓬种子萌发试验在人工智能气候箱中进行。试验设置5个温度变化条件，分别为半天10 ℃/半天15 ℃（下同）、15 ℃/20 ℃、20 ℃/25 ℃、25 ℃/30 ℃、30 ℃/35 ℃；还设置3种光照条件，分别为24 h全黑暗（D）、24 h全光照（L）、12 h黑暗/12 h光照（L/D）；温度与光照条件相互组合，共计15种处理，每处理均为100粒种子，各处理均重复3次。其中在12 h黑暗/12 h光照处理中，于黑暗条件下设置变温中的低温、光照条件下设置变温中的高温。种子萌发试验前用75%乙醇对培养皿进行擦拭消毒，将种子置于垫有2层湿润滤纸的培养皿中培养，种子的萌发以胚根的出现为标志，并及时将已萌发的种子移走。种子萌发过程中每24 h检测1次种子的萌发率，当连续3 d萌发数没有变化时则可记录为硬枝碱蓬种子萌发结束。

1.3 观测指标

运用种子最终萌发率、平均萌发时间、萌发进程对硬枝碱蓬种子萌发进行评价。

种子最终萌发率=一段时间内全部萌发的种子数/参试种子数×100%；

平均萌发时间=Σ（Dn）/Σn。

其中，n是在时间D的种子萌发数，D是从萌发开始到记录时的天数[8]。

1.4 数据分析

试验数据通过Microsoft Office Excel 2003 程序进行整理，其统计分析均采用SPSS19.0软件处理。

2 结果与分析

2.1 硬枝碱蓬种子形态特征

试验测量得到的硬枝碱蓬种子直径、千粒重结果见表1，硬枝碱蓬种子形状见图1。由表1可知，此批硬枝碱蓬种子的平均直径为0.82 mm，平均千粒重为1.09 g。由图1可以看出，硬枝碱蓬种子为扁圆形，边缘薄；成熟的种子表面黑色光滑，有光泽，种皮坚硬有螺状纹；子叶为淡黄色，形状为圆形；种子内含乳白色液体，这有待进一步观察确认。种子有种脐，种脐下方有种孔，种孔有干黄色附属物，这种附属物可能与其休眠存在一定的关系。

2.2 硬枝碱蓬种子萌发特性

2.2.1 温、光条件对硬枝碱蓬种子萌发进程的影响不同光/暗条件、不同变温处理对硬枝碱蓬种子萌发的影响情况见图2。从图2-A可见，在24 h全光照条件下，30 ℃/35 ℃处理的起始萌发率最高，能在第二天进入或达到种子萌发的高峰期，第五天萌发率达最大值，为84 %；10 ℃/15 ℃处理的起始萌发率最低，到第五天萌发率达最大值。由图2-B可见，在24 h全黑暗条件下，30 ℃/35 ℃处理的起始萌发率最高，第二天萌发达高峰期，在第六天萌发率达最大值，为81%；25 ℃/30 ℃处理在第七天萌发率达最大值，为74%，20 ℃/25 ℃和15 ℃/20 ℃处理均为第八天萌发率达最大值，分别为52 %和47%；10 ℃/15 ℃处理在第九天萌发率达最大值，但仅为24%。从图2-C可见，在12 h黑暗/12 h光照条件下，30 ℃/35 ℃处理的起始萌发率最高，为33%，10 ℃/15 ℃处理的起始萌发率最低，仅为3%；所有处理都在第二天达到萌发高峰期，30 ℃/35 ℃处理在第三天萌发率达最大值，为86%；25 ℃/30 ℃处理在第三天萌发率达最大值，为81%；20 ℃/25 ℃处理在第五天萌发率达最大值，为62%；15 ℃/20 ℃处理在第五天萌发率达最大值，为52%；10 ℃/15 ℃处理在第六天萌发率达最大值，为33%。综合图2结果可以看出，硬枝碱蓬种子在24 h全光照、24 h全黑暗、12 h黑暗/12 h光照条件下均可萌发，在变温条件下也都能够萌发，并且在一定温度范围内，温度越高种子起始萌发率越高。

2.2.2 温、光条件对硬枝碱蓬种子最终萌发率的影响同一变温条件、不同光照条件处理对硬枝碱蓬种子最终萌发率的影响情况见图3。从图3可见，在30℃/35 ℃和25 ℃/30 ℃变温处理后，3种光照条件处理的硬枝碱蓬种子萌发率整体较高，但3种光照条件处理之间的差异不显著（P>0.05），说明较高温度适宜硬枝碱蓬种子萌发；而在20 ℃/25 ℃变温处理后，3种光照条件之间的种子最终萌发率均存在显著差异（P<0.05），说明在20 ℃/25 ℃时的光暗变化对硬枝碱蓬种子萌发影响较大。15 ℃/20 ℃变温处理后，24 h全黑暗和24 h全光照处理之间的种子最终萌发率无显著差异，24 h全黑暗和12 h 黑暗/12 h光照处理之间的种子最终萌发率也无显著差异，但12 h 黑暗/12 h光照处理的种子最终萌发率显著高于24 h全光照处理的种子最终萌发率；10 ℃/15 ℃变温处理后，12 h黑暗/12 h光照条件下的种子最终萌发率显著高于24 h全黑暗和24 h全光照条件下的种子最终萌发率，而后两者之间无显著差异。综合以上结果表明，在同一变温处理后，12 h 黑暗/12 h光照条件下的硬枝碱蓬种子最终萌发率均为最高或较高。在3种光照条件下，硬枝碱蓬种子最终萌发率均以30 ℃/35 ℃和25 ℃/30 ℃变温处理的最高。同一光照条件、不同变温条件处理对硬枝碱蓬种子最终萌发率的影响情况见图4，从图4可以看出，在24 h全光照条件下，硬枝碱蓬种子最终萌发率各变温处理表现为30 ℃/35 ℃>25 ℃/30 ℃>20 ℃/25 ℃>15 ℃/20 ℃>10 ℃/15 ℃，其中30 ℃/35 ℃和25 ℃/30 ℃处理之间无显著差异；在24 h全黑暗条件下，种子最终萌发率各变温处理表现为30 ℃/35 ℃>25 ℃/30 ℃>20 ℃/25 ℃>15 ℃/20 ℃>10 ℃/15 ℃，其中30 ℃/35 ℃和25 ℃/30 ℃处理之间无显著差异，20 ℃/25 ℃和15 ℃/20 ℃处理之间无显著差异；在12 h 黑暗/12 h光照条件下，种子最终萌发率各变温处理表现为30 ℃/35 ℃>25 ℃/30 ℃>20 ℃/25 ℃>15 ℃/20 ℃>10 ℃/15 ℃，各变温处理之间差异显著。

2.2.3 温、光条件对硬枝碱蓬种子平均萌发时间的影响同一变温条件、不同光照条件处理对硬枝碱蓬种子平均萌发时间的影响情况见图5，由图5可以看出，在30 ℃/35 ℃、25 ℃/30 ℃变温处理后，硬枝碱蓬种子平均萌发时间均表现为12 h黑暗/12 h光照处理<24 h全光照处理<24 h全黑暗处理，3种光照处理之间差异显著（P<0.05）；在20 ℃/25 ℃、15 ℃/20 ℃和10 ℃/15 ℃变温处理后，种子平均萌发时间均表现为12 h黑暗/12 h光照处理、24 h全光照处理<24 h全黑暗处理，其中12 h黑暗/12 h光照处理与24 h光照处理之间无显著差异（P>0.05）。综合以上结果表明，24 h全黑暗条件显著延长了硬枝碱蓬种子平均萌发时间，而12 h黑暗/12 h光照条件的种子平均萌发时间最短。同一光照条件、不同变温条件处理对硬枝碱蓬种子平均萌发时间的影响情况见图6，从图6可见，在24 h全光照和12 h 全黑暗/12 h光照条件下，硬枝碱蓬种子平均萌发时间均表现为30 ℃/35 ℃、25 ℃/30 ℃<20 ℃/25 ℃、15 ℃/20 ℃、10 ℃/15 ℃，其中30 ℃/35 ℃和25 ℃/30 ℃处理之间无显著差异，20 ℃/25 ℃、15 ℃/20 ℃和10 ℃/15 ℃处理之间无显著差异；在24 h全黑暗条件下，种子平均萌发时间表现为随温度降低而逐渐延长，其中30 ℃/35 ℃和25 ℃/30 ℃处理之间无显著差异，25 ℃/30 ℃和20 ℃/25 ℃处理之间无显著差异，20 ℃/25 ℃和15 ℃/20 ℃处理之间无显著差异，15 ℃/20 ℃和10 ℃/15 ℃处理之间无显著差异。

综合试验结果进行分析，表明在本试验条件下，硬枝碱蓬种子在30 ℃、12 h黑暗/35℃、12 h光照和25℃、12 h黑暗/30℃、12 h光照处理下，种子最终萌发率最高，平均萌发时间最短，在最短时间（3 d）即达到最大萌发率（最终萌发率），完成了萌发进程。

3 小结

1）硬枝碱蓬种子呈扁圆形，边缘薄；成熟的种子表面黑色、光滑、有光泽，种皮坚硬有螺状纹；双子叶，子叶淡黄色，圆形。种子平均直径0.82 mm，平均千粒重1.09 g。

2）硬枝碱蓬种子在30 ℃、12 h黑暗/35℃、12 h光照和25 ℃、12 h黑暗/30 ℃、12 h光照处理下，种子最终萌发率最高，平均萌发时间最短，在最短时间（3 d）即可达到最大萌发率（最终萌发率），进而完成了萌发进程。

参考文献：

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