白及蒴果长宽重与种子质量相关性研究

林立 聂鲜钰 陆春云 文大成 黄明进 赵致

摘 要：本文以681枚大小差异明显的白及蒴果为材料，研究了白及蒴果形态（蒴果的长、宽和重量）与种子质量的内在联系。结果表明：（1）白及蒴果的分级标准为：一级：长≥35 mm、重≥1.1 g，二级：长29～35 mm、重0.9～1.1 g，三级：长25～29 mm、重0.7～0.9 g;（2）不同等级白及蒴果中种子有胚率差异明显，一级98.38%>二级84.67%>三级9.17%;（3）不同等级白及蒴果中种子萌发率差异明显，一级98.44%>二级78.64%>三级19.44%。研究结果表明，白及蒴果形态直接影响种子质量，可以通过白及蒴果形态来筛选高质量种子。

关键词：白及;蒴果;種子;有胚率;萌发率

中图分类号：S351.1

文献标识码：A

文章编号：1008-0457（2019）02-0080-04     国际DOI编码：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2019.02.014

Abstract：Currently， the intrinsic relationship between the morphological characters， i.e. length， width and weight， of Bletilla striata capsules and their seed quality was investigated using 681 capsules with different size. The capsules with≥35 mm in length， ≥1.1 g weight are listed as the first grade， that with 29～35 mm in length， 0.9～1.1 g weight as the second grade， and those with 25～29mm in length， 0.7～0.9 g weight as third grade. The seed harvested from the different grade capsules showed obviously different embryo rate， whose order was the first grade （98.38%）> the second grade （84.67%）> the third grade （9.17%）. The seed germination rate highly varied depending upon the grades， and the tendency was the first grade （ 98.44%）> the second grade （78.64%）> the third grade （19.44%）. Therefore， the morphological characters of Bletilla striata capsules obviously affected the quality of seeds， and high quality seeds could be screened by the morphological identification of capsule characters.

Key words：Bletilla striata;capsule; seed;embryo rate;germination rate

白及为兰科植物白及 Bletilla striata（Thunb.）Reichb.f. 的干燥块茎，其味苦、甘、涩，性微寒，具有收敛止血、消肿生肌的功能;用于治疗咳血、吐血、外伤出血、疮疡肿毒、皮肤皲裂等[1-3]。白及用途广泛，随着白及生产扩大，以往白及带芽头块茎分株繁殖的方法繁殖系数低、对块茎积累的物质消耗大，且切割的创面易被微生物感染而腐败[4]，不能适应规模化种植使用。白及的繁育方式已经由块茎分株繁殖转变为种子直播或将种子作为外植体在培养基无菌萌发[5-10]，要培育好的种苗进行药材繁育，种子是先决条件，如何选择质量好的种子是需要解决的问题。白及种子呈黄色粉末状，细小无胚乳，仅仅由种皮和胚构成，种皮由单层细胞组成，细胞器及原生质均已消失，为一层半透明的死细胞;胚呈椭圆形，未分化，为原胚阶段[11]，因此种胚的好坏是白及种子萌发生长的关键因素。以往对白及种子称重、测量含水率、无菌萌发计算萌发率的方法可以评价白及种子质量好坏[12]，因白及种子细小不便于计数称重、萌发时间较长的特点造成检验繁琐费时，在生产上不适用。本文对不同大小的白及蒴果的外观性状进行测量研究其与种子质量的内在关系，以期为快速筛选优良种子来繁育优质种苗奠定基础。

1 材料及方法

1.1 实验材料

2018年9月从贵州镇远（E108.48、N27.12、海拔：1067 m）收集到的新鲜白及蒴果，筛选出完整、无畸形、无破裂、大小差异明显的蒴果共681枚进行实验。

1.2 实验方法

1.2.1 白及蒴果外观形态和重量的测量

蒴果长（mm）、宽（mm）用游标卡尺测量、蒴果重量（g）用千分之一天平测量。

1.2.2 白及种子的观察

选择不同等级的种子，每个等级5枚，按照等级分别剥开混匀，均匀铺洒种子在培养皿上，利用Nikon SMZ 800显微镜镜检，统计计数，计算其有胚率;有胚率=视野内有胚种子数/视野内种子数×100%;利用OLYMPUS BX61显微镜观察种胚形态。

1.2.3 白及种子萌发率

选择不同等级的种子，每个等级5枚，按照等级分别剥开混匀，进行萌发实验。无菌萌发条件：培养温度（24±1）℃、光照强度2200～2600 lx、光照时间12 h/d，按照种子内胚变绿且体积增大一倍为萌发;无菌萌发培养基：1/2MS培养基+0.1 mg/L NAA+50 g/L土豆泥;萌发率=视野内萌发种子数/视野内总的种子数×100%;

1.2.4 数据 采用Excel 2010和SPSS 19.0进行分析。

2 结果与分析

2.1 白及蒴果分级

白及蒴果外观形态及蒴果重量的测定结果见表1。

对681粒白及蒴果的外观形态和蒴果重量测量统计后发现，单个蒴果之间的各项指标差异较大，蒴果的长、宽、重均满足正态分布（图1），分别集中分布在27.50～31.25 mm、9.00～10.00 mm、0.7～0.9 g组段。

白及蒴果外观形态与重量的相关性分析结果见表2，白及的长、宽、重之间的相关性均达到了极显著正相关，其中蒴果长和宽的相关系数最低，蒴果的宽和重量相关性最高，蒴果宽度可以代表蒴果的饱满程度。笔者实验中还观察到，长度接近但是宽度差异明显的蒴果，宽度小的蒴果重量轻，剥开后，肉眼可见细的蒴果较粗的蒴果种子数量少。

将长、宽、重三个指标进行K-均值聚类分析后，将白及蒴果分为三个等级，结合表2相关性分析来看，不同等级的蒴果长度差异明显，容易测量区分，而蒴果宽差异较小，在生产实际上测量不容易，但蒴果的宽度和重量相关系数较高，且重量便于直接测量，于是生产上宜选择长和重两个指标来对白及蒴果进行分级，分级标准为：一级：长≥35 mm、重≥1.1 g，二级：长29～35 mm、重0.9～1.1 g，三级：长25～29 mm、重0.7～0.9 g，低于三等标准的蒴果或有畸形、残缺的蒴果为等外蒴果。通过这两个指标，可以快速准确的对白及蒴果进行分级。

2.2 不同等级蒴果种子形态的观察

不同等级蒴果在显微镜下观察结果如图2所示，统计种子有胚率及种胚大小见表4。

由表4可知，不同等级蒴果的种子有胚率和种胚长、宽均存在差异，其中有胚率差异明显，一级蒴果和二级蒴果种子的有胚率明显高于三级蒴果，种胚的长、宽平均值一级蒴果>二级蒴果>三级蒴果，三个等级的蒴果内种胚的长、宽的最大值和最小值差异不明显，同一等级的蒴果内种胚大小不一致，这可能是由于单个蒴果内種子生长发育的不一致造成的，但可以推测体积大的蒴果内种子生长发育好于体积小的蒴果。

2.3 不同等级蒴果种子萌发率

不同等级蒴果在显微镜下观察结果如图3所示，统计种子萌发率及生长情况见表5。

由表5可知，不同等级蒴果的种子萌发率和生长状况差异明显，萌发率一级蒴果>二级蒴果>三级蒴果，三级蒴果明显低于前两级蒴果、等级越高的蒴果种子生长情况越好。这与2.3中推测体积大的蒴果种子生长发育较好的结论是一致的，生长发育较好的种子在培养基上更容易萌发。萌发率是种子成熟度的重要体现[13]。

3 结论与讨论

现在白及繁育主要通过各种技术手段萌发白及种子生产种苗，研究白及蒴果外观形态及白及种子质量的内在联系，对繁育优质白及种苗有重要意义。

本文研究结果表明，白及蒴果外观形态与重量与种子的有胚率和萌发率有明显联系，白及蒴果进行分级以后，等级越高的白及蒴果种子有胚率和萌发率越高。没有胚的种子不能进行萌发，而种胚质量不好影响萌发。杨国鹏[14]对果实形态与结实率的相关性进行研究，发现果实重量与种子结实率（即本文种子有胚率）相关性最为密切;张智慧[12]对白及萌发研究的过程中发现白及萌发需要光照，白及萌发的过程中，种胚变绿是因为产生叶绿素的原因。而张建霞[13]对白及胚的发育对种子萌发的影响进行研究，发现胚发育的成熟度直接影响白及种子的萌发。形态较小的蒴果由于生长时间较短、营养缺乏等原因，种子成熟度不够，有胚率和萌发率较低;王明君[15]、Syunsuke Kiyohara[16]、JOSEPH ARDITTP[17]对白及种子形态进行研究，总结出白及种子及种胚的大小范围，这些研究与本文的研究结果基本一致，白及种子通过有胚率和萌发率可以推断其成熟度，而有胚率和萌发率与白及蒴果大小有明显相关，因此可以利用白及蒴果的大小来表征白及种子的成熟度。白及种子细小不便于直接评价其质量好坏，找出蒴果与种子的内在联系，在选择优良白及种子进行生产时，可以通过直接测量蒴果的大小及重量进行快速、准确的筛选。

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