山东珍稀濒危树种种子形态特征研究

韩 彪，陆 璐，咸 洋，刘 丹*，解孝满，李文清，冯军利，周小三

（1.山东省林木种质资源中心，山东 济南，250102；2.泰安市徂徕山林场，山东 泰安271027）

林木种质资源是林业生产发展的基础资源，保护林木种质资源和生物多样性对人类的生存具有重要意义[1]。世界对林木种质资源非常重视，我国也将林木种质资源作为林业发展的重要任务[2]。然而随着山东经济的快速发展，省内野生种质资源遭到严重破坏，一些树种正处在灭绝的边缘。为保护山东省林木种质资源，2011年至2014年，山东省林业厅开展全省林木种质资源调查，并根据珍稀濒危程度发布了《山东省珍稀濒危树种名录》，共收录珍稀濒危树种77种，其中极危Critically Endangered(CR)26种、濒危Endangered(EN)18种、易危Vulnerable(VU)21种，近危Near Threatened (NT)15种[3,4]。

从全省分布来看，山东珍稀濒危树种主要分布于两个地区，一个是鲁中南的丘陵地区；另一个是胶东半岛的崂山、昆嵛山等低山丘陵区，少量分布于黄河冲击平原地区[5,6]。在调查中发现，致使树种濒危的原因可分为人为和自然两个方面。在人为因素方面，部分树种处于旅游地区，旅游开发和森林破坏等活动导致了原有的生存环境破坏，致使种群处于灭绝边缘；樵采、采条编筐、放牧、农林生产等人为干扰亦加速了种群灭绝的速度。在自然因素方面，部分树种个体数量极小，扩散能力和自然更新能力较弱，种群繁衍困难；树种生存环境受限制，有些树种仅能生存在溪边潮湿地带，分布较少，扩散能力弱；树种雌雄比例失调，雌株数量远远少于雄株数量等[7]。研究珍稀濒危树种种子形态特征，将有利于珍稀濒危树种保护，提高生物多样性和林木种质资源保护水平。

1 材料与方法

1.1 实验材料

本实验材料均采自山东各地山区和丘陵地带，在设施库对种子进行初步处理，去除果肉等杂

质后按照设施保存规范测定相关指标。在采集的树种中选取山茶科、榆科、蔷薇科、忍冬科等19种山东珍稀濒危树种进行研究。具体信息见表1。

表1 材料采集信息Table1 Material collection information

1.2 实验方法

1.2.1 千粒重测量

在“15℃，15%RH”干燥间内对种子进行充分干燥，达到平衡之后，将种子充分混合，每次取50粒种子，称取重量，3重复，最后计算千粒重。

1.2.2 种子形态观察

每种树种随机选取30粒发育正常的种子，观察种子的轮廓、种皮颜色及光泽、表面及附属物等。表面主要看平滑、粗糙或有无突起、凹凸类型等，附属物主要包括果翅、刺、芒、毛等，重点观察果翅的形状、大小、翅脉及质地，刺的形状以及毛的类型。利用种子扫描仪（Epson/V700 RHOTO）测量种子的大小指数、种长、种宽等。部分细小种子的表面纹饰及附属物肉眼看不清，需用显微镜观察。

1.2.3 剪切实验

每份树种选取20粒种子，较大或具有坚硬外壳的种子需要借助枝剪，如山茶种子。剪切时，尽量避免破坏种子内部结构。将剪切好的种子置于解剖镜（Leica/S6D）下，观察胚的位置、大小、形状、颜色、子叶及其虫蛀、空瘪等情况，观察种子的种皮纹饰、光滑度及附属物等并进行拍照。

2 实验结果及分析

2.1 种子千粒重、形态特征

种子的千粒重能体现种子的饱满程度，是种子品质测量的指标之一。一般情况下，同一树种，千粒重越大，其内部贮存的营养物质越多，种子质量越好。对种子的扫描数据进行处理，对种子的千粒重、大小、色泽、轮廓、表面纹饰等方面进行分析（见表2）。

表2 山东珍稀濒危树种种子表观特征Table2 Apparent characteristics of seeds of rare and endangered tree species in Shandong

2.2 种子饱满程度

种子一类由种皮、胚和胚乳三部分组成，种皮由珠被发育而成，有外种皮、中种皮和内种皮之分。胚是种子中还未发育的幼小植物体，胚乳是种子发芽时供胚发育的营养物质，由受精极核发育而成。一类由种皮和胚两部分组成，无胚乳由子叶提供营养。种子剪切后，在显微镜下可观察到种子的种皮、胚、胚乳等结构。

剪切结果显示，大部分种子比较饱满，但也有一些种子空瘪率、虫蛀率较高（见表3）。例如，崂山、九仙山、昆嵛山地区的拐枣种子均出现空瘪，九仙山地区极其严重，全部空瘪；泰山、塔山地区的紫椴种子均出现空瘪、腐烂，种子正常率偏低，沂山地区紫椴种子空瘪严重，种子正常率仅有20%；仰天山、鲁山地区的葛萝槭种子均出现空瘪、虫蛀，徂徕山地区全部空瘪，三个地区的葛萝槭种子正常率均为0。种子正常率低下，可能是其种子混杂退化，纯度降低，病虫害或采集种子时种子尚未成熟等多种原因。空瘪、虫蛀、腐烂等不正常的种子用于播种或组织培养时，由于胚的结构不发达或不完整，胚乳、子叶不发达，无法提供种子萌发所需的营养物质，会直接影响种子的发芽率。

表3 种子饱满程度分析Table3 Seed fullness analysis

3 结论与讨论

种子是植物重要的繁殖器官，具有一定的稳定遗传性和再生产性能，是鉴定植物种类的重要依据之一[8]。种子是林业发展中最基本的生产资料，自古以来就受到人们的重视，没有种子，就不可能进行林业以及农业的生产。自然界种子植物种类繁多，种子的形态、构造等各不相同，对部分形态相似的树种，极易发生混淆。种子的形态特征能作为植物科、属和种的分类学依据，对山东珍稀濒危树种种子的形态特征进行研究，掌握并认识种子在形态、结构上的差异，可为树种识别提供参考，更好的丰富其形态学资料，对种子加工精选、贮藏保管、种子运输、种子检疫、种子检验和种子管理等后续实验具有重要意义[9,10]。

通过种子的表型观察及种子数据扫描分析，种子的形状主要有卵形、椭圆形、肾形、球形、三棱形等，颜色主要以褐色居多。部分种子具有果翅，例如青檀、葛萝槭。青檀和葛萝槭种子均具有黄褐色果翅，青檀翅长在10.8～13.9 mm之间，翅宽在9.0～12.0 mm之间，近四方形，翅面有条纹；葛萝槭果翅长在22.0～30.5 mm之间，果翅宽在7.5～8.8 mm之间，细长状、呈钝角形状，果翅偏薄。不同的树种的种子形态特征，是植物长期自然选择形成的稳定结果，是识别各种树种的重要依据。本实验只是对山东省内部分珍稀濒危树种种子进行形态特征研究，为山东省部分珍稀濒危树种的识别提供参考，为山东省珍稀树种种质资源的保护提供重要信息。但是就保护山东省内珍稀濒危树种种质资源来说，还需要对树种种子的微观特征及生理特征进行更深入系统的研究。