5种龙胆属植物种子生物学特性比较

， ， ， (.六盘水师范学院生命科学系， 贵州 六盘水 553004； 2.六盘水市生物研究所， 贵州 六盘水553004)

5种龙胆属植物种子生物学特性比较

孙爱群1,2，林长松1,2，杨友联1,2，孙正秀1
(1.六盘水师范学院生命科学系， 贵州 六盘水 553004； 2.六盘水市生物研究所， 贵州 六盘水553004)

以六盘水采集的红花龙胆(Gentianarhodantha)、云南龙胆(G.yunnanensis)、头花龙胆(G.cephalantha)、滇龙胆(G.rigescens)、灰绿龙胆(G.yokusai)为试验材料，对其种子的形态特征、长短径、千粒重及发芽率等进行研究。结果表明，5种龙胆种子的形态特征、长短径、千粒重、发芽率差异较大。红花龙胆种子呈圆盘状，灰绿龙胆种子呈梭形或卵圆形，其它3种龙胆种子呈圆球形、矩圆形或椭圆形。红花龙胆种子千粒重[(0.126 6±0.001 8)g]及长短径[长径(1.849±0.187)mm，短径(1.572±0.199)mm]最大，灰绿龙胆的千粒重[(0.016 3±0.000 5)g]、短径[(0.29 8±0.022)mm]最小，云南龙胆的长径[(0.513±0.067)mm]最小；萌发率最高的为灰绿龙胆[(87.33±5.03)%]，最低的为云南龙胆[(33.33±7.02)%]。5种龙胆可以根据种子的形状、颜色、网纹等性状进行区分。

龙胆属； 种子形态特征； 长短径； 千粒重； 萌发率

龙胆属(Gentiana)植物全世界约400余种，我国有247种[1]，贵州有29种1变种[2-6]。

大多数龙胆属植物既可入药，又具有较好的观赏价值，其花有红、蓝、蓝紫、蓝白等多种颜色[2]，部分种类花冠大，达4 cm以上，大部分种类花冠为2～4 cm。孙爱群等通过调查贵州龙胆属植物资源，认为红花龙胆(Gentianarhodantha)、滇龙胆(G.rigescens)、头花龙胆(G.cephalantha)及云南龙胆(G.yunnanensis)等均有较高的观赏价值[2]。有关龙胆属种子生物学特性方面的研究，主要集中在滇龙胆草及龙胆(G.scabra)种子萌发特性方面。赵敏研究表明，龙胆种子中含有内源抑制物质，对种子萌发有明显的抑制作用，赤霉素变温浸种可提高种子发芽率[8]；程云清等认为,影响龙胆草种子萌发的主导因子是温度，适度的干旱处理有利于龙胆草种子的萌发[9]；唐荣平等认为,不同播种深度及不同播种基质对滇龙胆草种子萌发出苗有重要影响[10]；杨美权等研究表明，赤霉素既可缩短滇龙胆种子发芽时间又可提高发芽率[11]；申志英和方坤认为,龙胆种子具有高温、高湿和光萌发特性[12]；姜述君等认为，三十烷醇能显著促进龙胆草种子的萌发[13]。尚未见红花龙胆、云南龙胆、头花龙胆、灰绿龙胆(G.yokusai)种子形态特征及萌发特性方面的报道。

注：1为红花龙胆;2为云南龙胆;3为头花龙胆;4为滇龙胆;5为灰绿龙胆。图1 5种龙胆种子形态

为了开发利用贵州龙胆属野生资源，对红花龙胆、云南龙胆、头花龙胆、滇龙胆、灰绿龙胆5种龙胆种子的生物学特性进行了比较，旨在为龙胆属植物鉴别、萌发特性及驯化栽培等方面研究提供基础资料。

1 材料与方法

1.1 材 料

表1 试验材料来源

种 名 采集地采集时间(年/月)海拔(m)生境红花龙胆(GentianaRhodantha)水城双水2014/011800山坡草地云南龙胆(G．yunnanensis)水城双嘎2013/102400山坡草地头花龙胆(G．cephalantha)水城玉舍2013/112300山坡灌木丛滇龙胆(G．rigescens)水城玉舍2013/111800灌木丛灰绿龙胆(G．yokusai)水城玉舍2014/042340山坡草地

试验材料为红花龙胆、云南龙胆、头花龙胆、滇龙胆、灰绿龙胆的种子，采自贵州水城，具体来源见表1。野外采收5种龙胆的蒴果，剥出其中的种子，晾干后除去空瘪粒，将其装入干燥塑料瓶内备用。

1.2 方 法

1.2.1 种子形态特征

用体视及光学显微镜观察种子的外部形态，如形状、颜色、种皮网纹等，并对种子进行拍照。

种子长径与短径的测量用光学显微镜(精度为0.01 mm)，每品种随机数取60粒种子测量，取平均值。

种子千粒重的测量用电子天平(精度为0.000 1 g)，每品种随机数取10份500粒种子称重，再换算成千粒重，取平均值。

1.2.2 发芽试验

随机选取红花龙胆、云南龙胆、头花龙胆、滇龙胆、灰绿龙胆5种种子，进行发芽试验。每个发芽试验供试种子50粒/皿，3次重复。种子置蒸馏水中浸泡36 h，转至已灭菌的培养皿内(垫有2层滤纸)，加无菌水(2.5 mL)至滤纸湿润，置室温发芽，自然光照。每天观察记录1次，及时补充水分。如果发现滤纸上有霉菌，及时更换新的无菌滤纸。种子萌发以胚根突破种皮为萌发标准，每日定时记录发芽数，计算发芽率、发芽指数和发芽势。如果连续5 d的发芽数保持不变，视为发芽结束。

发芽率(%)=发芽种子数/供试种子数×100%；

发芽指数(GI)=∑(Gt/Dt)，式中，Gt为t天的发芽数，Dt为相应的发芽天数；

发芽势(%)=Gb/Gn×l00%，式中，Gb为12 d内发芽种子数；Gn为供试种子数；

发芽时滞(d)：第1粒种子发芽需要的天数(从种子浸泡之日开始算)；

发芽历时(d)：最后1粒种子发芽与第1粒种子发芽的时间差。

2 结果与分析

2.1 龙胆种子形态特征

5种龙胆属植物种子基本特征见表2。由表 2可知，5种龙胆种子千粒重有较大差异，千粒重按大小顺序排列为红花龙胆、云南龙胆、滇龙胆、头花龙胆、灰绿龙胆，其中红花龙胆种子的千粒重最重，为(0.126 6±0.001 8)g；灰绿龙胆种子的千粒重最轻，为(0.016 3±0.000 5)g。5种龙胆种子大小存在差异，长径从大到小排列为红花龙胆、滇龙胆、头花龙胆、灰绿龙胆、云南龙胆，其中红花龙胆的长径最长，为(1.849±0.187)mm，云南龙胆的长径最短，为(0.513±0.067)mm；短径长度从大到小排列为红花龙胆、滇龙胆、头花龙胆、云南龙胆、灰绿龙胆，其中红花龙胆短径最大，为(1.572±0.199)mm，灰绿龙胆短径最小，为(0.298±0.022)mm。长径与短径之比值最大的是灰绿龙胆，为1.953，最小的是红花龙胆，为1.176。5种龙胆种子颜色、形状也有差异(图1、表2)。

表2 5种龙胆种子的基本特征

种 名 形 状 颜 色 种皮表面千粒重(g)长径(mm)短径(mm)长短径比红花龙胆Gentianarhodantha圆盘状黄褐色细网纹0．1266±0．00181．849±0．1871．572±0．1991．176云南龙胆G．yunnanensis近圆球形或椭圆形，边缘具短裙边黄褐色至黑褐色蜂窝状网隙浅，多，大小较均匀0．0255±0．00040．513±0．0670．369±0．0481．382头花龙胆G．cephalantha矩圆形或近椭圆形，边缘具长裙边黄褐色至黑褐色蜂窝状网隙，较少，大小不一0．0226±0．00050．638±0．0980．376±0．0621．697滇龙胆G．rigescens卵圆形或近椭圆形，边缘具长裙边黑褐色蜂窝状网隙，较多，大小不一0．0247±0．00250．740±0．0770．463±0．0771．609灰绿龙胆G．yokusai梭形或卵圆形黑褐色条形网隙，大小较均匀0．0163±0．00050．582±0．0410．298±0．0221．953

表3 5种龙胆种子发芽特性比较

种 名发芽率(%)发芽指数发芽势(%)发芽时滞(d)发芽历时(d)红花龙胆(Gentianarhodantha)52．00±10．392．30±0．5038．67±7．57109云南龙胆(G．yunnanensis)33．33±7．021．02±0．267．33±4．161211头花龙胆(G．cephalantha)54．67±8．331．59±0．229．33±1．151112滇龙胆(G．rigescens)62．67±9．022．20±0．2513．33±1．151111灰绿龙胆(G．yokusai)87．33±5．036．06±0．3185．33±5．7767

由图1可知，红花龙胆种子与其它4种龙胆明显不同，肉眼可以区分。其余4种龙胆种子需借助显微镜才能区别。灰绿龙胆在显微镜下根据网隙可与云南龙胆、头花龙胆、滇龙胆区分，条形网隙者为灰绿龙胆；蜂窝状网隙者为云南龙胆、头花龙胆及滇龙胆。后3种龙胆种子又可以根据种子形状及网隙均匀度等区分。种子近圆球状，网隙大小较均匀者为云南龙胆；种子矩圆形或椭圆形，网隙大小不一者为滇龙胆与头花龙胆。头花龙胆与滇龙胆种子难以区分，但可从网隙数量上加以辨别，滇龙胆网隙数量多于头花龙胆。

2.2 龙胆种子发芽特性

由表3可知，5种龙胆属植物种子发芽特性存在差异。发芽率由高到低依次为灰绿龙胆、滇龙胆、头花龙胆、红花龙胆、云南龙胆，其中灰绿龙胆的发芽率最高，为(87.33±5.03)%，云南龙胆的发芽率最低，为(33.33±7.02)%。发芽指数由高到低依次为灰绿龙胆、红花龙胆、滇龙胆、头花龙胆、云南龙胆，其中发芽指数最高的为灰绿龙胆(6.06±0.31)，发芽指数最低的为云南龙胆(1.02±0.26)。发芽势由高到低依次为灰绿龙胆、红花龙胆、滇龙胆、头花龙胆、云南龙胆，发芽势最高的为灰绿龙胆[(85.33±5.77)%]，最低的为云南龙胆[(7.33±4.16)%]。发芽时滞最长的为云南龙胆(12 d)，最短的为灰绿龙胆(6 d)；发芽历时最长的为头花龙胆(12 d)，最短的为灰绿龙胆(7 d)。发芽指数可衡量种子发芽所用时间的长短，发芽势可以衡量种子出芽的整齐度。灰绿龙胆的发芽率、发芽势及发芽指数均最高，其发芽时滞、发芽历时最短，云南龙胆的发芽率、发芽势及发芽指数均最低，发芽时滞最长，说明灰绿龙胆种子发芽速度最快，出芽最整齐，萌发所用的时间较短；云南龙胆种子发芽速度较慢，且出芽不整齐，萌发所用的时间较长。

3 讨论与结论

龙胆属植物种类较多，组内不同种类外部形态差异不太明显，如狭蕊组红花龙胆和翼萼龙胆，未开花前两者形态非常相似，很难区分，多枝组滇龙胆和头花龙胆外部形态也很相似[14]。因此，若能从种子形态特征方面加以区别，对龙胆属植物的鉴别具有重要意义。本研究的5种龙胆种子的形态差异较大，种皮的颜色、形状各异，种子千粒重的大小与种子的长短径长度不成正比。千粒重最重为红花龙胆，最轻为灰绿龙胆，长径最大为红花龙胆，最小为云南龙胆，短径最大也为红花龙胆，最小为灰绿龙胆。云南龙胆长、短径均小于滇龙胆与头花龙胆，但其千粒重大于滇龙胆与头花龙胆，说明云南龙胆种子密度大于滇龙胆与头花龙胆。

龙胆属种子表面具有的纹饰多种多样，有致密细网纹、增粗网纹及蜂窝状网隙等。本研究的5种龙胆种子，肉眼可以鉴别的是红花龙胆种子，它显著大于其余4种龙胆种子。另4种龙胆种子在体视及光学显微镜下可根据种子形态及网隙加以区分。云南龙胆种子近圆球形，蜂窝状网隙数量多，且大小较均匀；灰绿龙胆种子呈梭形或卵圆形，网隙呈条形；滇龙胆与头花龙胆种子很相似，呈矩圆形或近椭圆形，只是滇龙胆网隙数量多于头花龙胆。因而5种龙胆种子可以根据外部形态特性加以区分，说明龙胆属种子的外部形态特征可以作为鉴别该属植物种类的一个重要特征。孙爱群等通过同工酶分析认为，滇龙胆与头花龙胆的亲缘关系较近，与这2种种子外形相似具一致性[14]。

种子萌发是种子繁殖中的关键环节，种子繁殖受到一系列因素的影响。龙胆属植物最主要的传粉方式是虫媒传粉和风媒传粉。生长在高山草甸及冬季开花的龙胆，虫媒传粉受到限制，如红花龙胆，开花季节为10月至翌年1月，主要依靠风媒传粉，使授粉率降低，导致蒴果空瘪率较高，还有些蒴果虽然结了种子，但种子萌发率低，因而红花龙胆的种子繁殖受到很大影响，自然界红花龙胆主要依靠基生叶进行营养繁殖。如果能提高红花龙胆种子萌发率，对红花龙胆的驯化栽培有着重要意义。

本研究未做任何处理的5种成熟龙胆种子发芽特性存在差异，灰绿龙胆始发芽时间(发芽时滞)最早(6 d)，其持续发芽时间最短(7 d)，发芽指数(6.06±0.31)、发芽率[(87.33±5.03)%]、发芽势[(85.33±5.77)%]均最高；云南龙胆始发芽时间最晚(12 d)，发芽指数(1.02±0.26)、发芽率[(33.33±7.02)%]、发芽势[(7.33±4.16)%]均最低。说明灰绿龙胆种子发芽速度最快，出芽最整齐；云南龙胆种子发芽速度较慢，且出芽不整齐，这是云南龙胆分布范围窄、储量低的原因。红花龙胆、头花龙胆、滇龙胆3种种子也存在始发芽时间晚、发芽历时长及发芽率不高等问题，表现为发芽速度慢，发芽不整齐等现象，说明龙胆种子在自然界的竞争力较弱。

本试验所用龙胆种子，贮藏时间最短的为灰绿龙胆(2个月)，发芽率最高；贮藏时间最长的为云南龙胆(8个月)，发芽率最低。说明发芽率随着贮藏时间的增加而降低，即龙胆种子发芽率高低与其贮藏时间有关。灰绿龙胆为当年采种子，当年的发芽率、发芽势、发芽指数均最高，说明灰绿龙胆种子不存在休眠期。本研究的5种龙胆种子，可以根据种子的形状、颜色、网纹等性状进行区分，说明龙胆属种子的外部形态特征可以作为鉴别该属植物种类的一个重要特征。

5种龙胆种子用试剂处理能否提高萌发率，有待进一步研究。

[1]何廷农,刘尚武,吴庆如.中国植物志(第62卷)[M].北京:科学出版社,1988,62:1-257.

[2]孙爱群,林长松,左经会,等.贵州龙胆属植物资源调查及利用[J].贵州农业科学,2014,42(10):23-27.

[3]李永康.贵州植物志(第2卷)[M].成都:四川民族出版社,1986:556-609.

[4]孙爱群,左经会,林长松,等.六盘水市龙胆科植物资源及药用价值研究[J].北方园艺,2012(2):178-181.

[5]戴晓勇,陈景艳,李惠,等.贵州龙胆科植物种类及新分布[J].种子,2010,29(2):63-65.

[6]戴晓勇,陈景艳,李慧,等.贵州龙胆科植物资源分布及观赏特性研究[J].安徽农业科学,2010,38(8):4 002- 4 003,4 006.

[7]杨维霞,周乐,耿会玲,等.龙胆科药用植物化学成分的研究现状[J].西北植物学报,2003,23(12)：2 235-2 240.

[8]赵敏．龙胆种子萌发与水溶性内源抑制物质[J].植物生理学通讯,2004,40(6):677-679.

[9]程云清,周革,贾飞飞.光温水处理对龙胆草种子萌发的影响[J].吉林师范大学学报(自然科学版),2005(3):78-79.

[10]唐荣平,苏汉林,王先宏.滇龙胆草种子萌发及育苗研究[J].种子,2012,31(11):31-33.

[11]杨美权,杨维泽,赵振玲,等.滇龙胆种子萌发特性研究[J].中国中药杂志,2011,36(5):556-558.

[12]申志英,方坤.提高龙胆种子发芽率试验[J].中药材,2004,27(11):801-802.

[13]姜述君,于军华,黎玉梅.三十烷醇对龙胆草种子萌发和幼苗生长的影响[J].黑龙江八一农垦大学学报,2009,21(3):5-8.

[14]孙爱群,游进国,林长松,等.龙胆属5种植物的同工酶比较[J].贵州农业科学,2014,42(11):63-65.

Study on the Biological Characteristics of Seeds from 5GentianaSpecies

SUNAiqun1,2，LINChangsong1,2，YANGYoulian1,2，SUNZhengxiu1
(1.Department of Biology Science，Liupanshui Normal University，Liupanshui Guizhou 553004，China；2.Liupanshui Insititute of Biology,Liupanshui Guizhou 553004，China)

We studied the morphological characteristics,1 000-seed weight,major axis and minor axis and germination rate of the seeds from 5 Gentiana species,G.rhodantha,G.yunnanensis,G.cephalantha,G.rigescensandG.yokusai.The results showed that,these characteristics varied in different species.Seeds of Gentiana rhodantha were disciform，and seeds ofG.yokusai,G.yunnanensis,G.cephalanthaandG.rigescenswere fusiform,spherical,quadrature circle and oval respectively.Among the 5 species,Gentiana rhodantha has the largest 1 000-seed weight (0.126 6±0.001 8)g,length of major axis (1.849±0.187)mm and minor axis (1.572±0.199)mm.G.yokusaihas the smallest 1 000-seed weight (0.0163±0.000 5)g and minor axis (0.298±0.022)mm and the highest germination rate (87.33±5.03)%.G.yunnanensishas shortest major axis (0.513±0.067)mm and the lowest germination rate (33.33±7.02)%.The fiveGentianaplants can be distinguished by morphological traits including shape,color and reticulate pattern.

Gentiana； seed morphology； major axis and minor axis； 1000-seed weight；germination rate

2016-03-30

贵州省科学技术基金(编号：黔科合LH字[2014]7461号)；贵州省教育厅自然科学基金(编号：黔教合 KY 字[2014]326)号；六盘水师范学院产学研计划项目(编号：lpssycxy 201504)。

孙爱群(1961—)，女，教授，主要从事遗传学教学与研究工作；E-mail：sunaiqun2280@126.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.09.037

Q 949

A

1001-4705(2016)09-0037-04