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换锦花种子的生物学特性和贮藏特性研究

2015-03-24戴智慧俞雷民

中国野生植物资源 2015年5期
关键词:石蒜塑料袋含水量

戴智慧,俞雷民,陈 越,张 晶,倪 穗*

(1.宁波大学 海洋学院,浙江 宁波 315211;2.象山县林业特产技术推广中心,浙江 象山 315700 ;3.宁波植物园,浙江 宁波 315211)

换锦花种子的生物学特性和贮藏特性研究

戴智慧1,俞雷民2,陈 越3,张 晶1,倪 穗1*

(1.宁波大学 海洋学院,浙江 宁波 315211;2.象山县林业特产技术推广中心,浙江 象山 315700 ;3.宁波植物园,浙江 宁波 315211)

以换锦花(Lycorissprengeri)种子为试材,观察了其种子的形态特征及测定了种子的千粒重、含水量、种子生活力、发芽特性等种子生物学特征,并对其种子的贮藏最佳条件进行研究。结果表明:换锦花果实为蒴果,种子大小差异较大,种子长度为 3.14~7.16 mm;宽度为 3.08~7.08 mm;厚度为 2.12~6.20 mm。种子多数为桔瓣形,约有 62%;少数为球形。鲜种子千粒重为 180.1 g,平均含水量为 64.86%,平均生活力为 83.33%。4℃湿沙、4℃和-80℃冰箱中贮藏都可以保持种子的生活力。

换锦花;种子;形态特征;活力;贮藏特性

换锦花(Lycorissprengeri)又名换锦石蒜,为石蒜科(Amaryllidaceae)石蒜属(LycorisHerb.)多年生鳞茎类草本植物[1]。以分球繁殖为主,春、秋两季用鳞茎分栽。一般 4~5 年分球1次。种子繁殖常以秋播,当年长出幼根,翌春萌生小球,秋季幼叶萌发出土,实生苗培植 5~6 年后开花。

姚丽娟[2]等在2005~2008年间,对浙江省换锦花野生资源分布情况做过详细调查,发现在温州南麂岛、舟山列岛以及台州玉环海岛等地有大片野生的换锦花分布,但是未在其他地方发现。而2013年9月宁波市植物学专家林海伦在奉化萧王庙街道的丹霞地貌考察植物资源时,在山坡的岩壁上意外发现了大片开淡紫粉色花朵的植物,经鉴定后为换锦花[3]。

换锦花具有强大的生命力,能适应恶劣的生长环境,花茎高约 60 cm;总苞片2枚,长约 3.5 cm,宽约 1.2 cm;伞形花序有花 4~6朵,淡紫红色;花被裂片倒披针形,长约 4.5 cm,宽约 1 cm,先端常带蓝色,边缘不皱缩;花被筒长 1~1.5 cm,玫瑰红或紫色;雄蕊与花被近等长,花柱略伸出于花被外,非常美丽;花期 8~9月[1]。目前换锦花以野生状态存在还未被开发利用,若将其开发为城市园林的秋季观花植物,将具有巨大的园林应用前景。

要开发一种野生植物作为园林花卉首先要解决的就是繁殖和种苗问题,石蒜科植物繁殖多采用鳞茎繁殖,但换锦花的鳞茎一般 4~5年分球一次,且繁殖系数小,无法满足大量种苗的需求,因此种子繁殖将是一个解决该问题的方法之一。近年来很多学者对石蒜属植物的种子生物学特性、萌发特性及种球繁殖等方面做了相关研究[4-8],但对于换锦花种子的生物学特性的研究鲜有报道。本文主要从种子形态、千粒重、含水量、生活力等方面对换锦花种子的生物学特性及种子贮藏特性进行研究,以期为换锦花的开发利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料及采集

换锦花种子于2013年10月24日采自浙江省奉化市萧王庙附近的山坡上。果实采回后随机选择完全成熟、无病虫害的种子,4 ℃条件下避光贮存,备用。

1.2 种子生物特性研究

1.2.1 种子形态观察

将采摘回成熟的果实,除去果皮,随机挑选籽粒饱满,种皮完整的种子 200粒,观察种子的形状、种皮颜色、质地和光滑程度并拍照;用游标卡尺测量 100粒种子的长度(种子缝合线方向)、宽度(垂直子叶方向)和厚度(平行于子叶方向),采用均值法和极值法记录[9]。

1.2.2 种子千粒重测定

采用百粒重法。将干净种子倒在桌面上,用四分法随机取100粒为1组,点数时,将种子每5粒放在一堆,两个小堆合并成10粒的一堆,取10个小堆合并成100粒。共取3组,即3个重复。每次称量样品重量之间的差距不超过5%,分别记作W1、W2、W3。

千粒重(g)=10×(W1+W2+W3)/3

1.2.3 种子水分含量的测定

采用加热烘干法[10]测定换锦花种子水分含量。将待测样品装入预先烘至恒重(W1)的称量瓶中,加盖,在分析天平上准确称取其重量(W2)。揭开瓶盖,置103℃±2℃ 的恒温干燥箱中连续烘4 h,取出后,盖上瓶盖,放入装有活化硅胶的干燥器中冷却15~20 min,在分析天平上准确称取其重量。再揭开瓶盖,置103℃±2℃ 的恒温干燥箱中连续烘2 h,再按上法称重,记下读数。直到前后2次的重量之差小于0.01 g时,即认为已达到恒重(W3)每组实验重复3次,结果取平均值。

含水量(%)=(W2-W3)/(W2-W1)× 100%

式中:W1为称量瓶的重量(g);W2为称量瓶和样品的烘前重量(g);W3为称量瓶和样品烘后恒重(g)。

1.2.4 种子生活力测定

采用四唑染色法(TTC)[11]测定种子生活力。随机挑选饱满的种子30粒,室温条件下在蒸馏水中浸泡24 h 后剥取种胚,将种胚置于以w(KH2PO4) ∶w(Na2HPO4·2H2O )=2 ∶3为缓冲液的0.5% 的TTC溶液中,然后置于25 ℃的黑暗的恒温箱中,5 h后取出,统计被染色的胚的数(N)。每组实验重复3次,结果取平均值。

种子生活力(%)=N/30×100%

1.2.5 种子发芽测定

随机数取完全成熟、无病虫害的换锦花种子3份,每份50粒,直接埋入湿沙中,30 d后统计发芽数,并用游标卡尺测量根长及直径。

发芽率(%)=发芽的种子数/供试种子数×100%

1.3 种子贮藏特性研究

分别将换锦花种子在-80 ℃、-20 ℃、4 ℃冰箱及在4 ℃湿沙、室温硅胶、室温条件下贮藏0 d、15 d、30 d、45 d 、60 d,测定其种子含水量及种子生活力。每组实验重复3次,结果取平均值。

2 结果与分析

2.1 种子生物特性研究

2.1.1 种子形态特征

换锦花果实为蒴果,具三棱,室背开裂,每个蒴果里含有2~8粒种子,种子黑色光亮,革质。对测量的100粒种子的长度,宽度和厚度进行统计分析,结果表明,换锦花种子大小差异较大:种子长度为 3.14~7.16 mm,平均值为 5.35 mm;宽度为 3.08~7.08 mm,平均值为 4.84 mm;厚度为 2.12~6.20 mm,平均值为 4.19 mm。种子形状多样:约有62% 的种子为桔瓣形,具有一个棱;类球形种子约占32%;也有球形种子,占6%(如图1)。

图1 换锦花果实及种子形态

2.1.2 种子千粒重

千粒重是以克表示的一千粒种子的重量,它是体现种子大小与饱满程度的一项指标,是检验种子质量的重要指标之一。一般种子千粒重大,其内部贮藏的营养物质多,发芽整齐,出苗率高,幼苗健壮。经测定,换锦花千粒重较大,鲜种子的千粒重为180.1 g(见表1)。这会在一定程度上限制其种群的远距离拓展繁殖和生存空间,实际观测结果确实如此,成熟种子几乎都散落在母株周围。

表1 换锦花种子千粒重

2.1.3 种子含水量

种子含水量是指种子所含水分的重量与种子总重量的百分比,也称种子含水率。种子含水率的多少是影响种子贮藏寿命的重要条件,含水量高的种子寿命会缩短,含水量低的种子能延长寿命,耐贮藏[10]。

从表2可见,换锦花鲜种子的含水量较低,平均含水量为 64.86%。含水量较低,表明种子寿命较长,具有较高的发芽潜力。

表2 换锦花种子含水量

2.1.4 种子生活力、发芽测定结果

种子生活力是种子潜在发芽能力的一个指标。经测定,换锦花种子平均生活力较高,为83.33% (见表3),表明换锦花种子具有较高的发芽潜力。30 d后统计发现,118 粒种子已生根,萌发率为 78.67%,根长平均值为 2.014 cm,根直径平均值为 0.112 cm。种子萌发率与种子生活力差异不显著,说明了换锦种子具有良好的发芽潜力。

表3 换锦花种子生活力

2.2 种子贮藏特性研究

不同贮藏方法及贮藏时间对换锦花含水量及活力的影响见表4及图2 。

表4 不同贮藏方法对换锦花种子含水量和生活力的影响

注:a、b、c、d、e、f分别表示换锦花种子在室温、室温硅胶、4℃湿沙、4℃、-20℃、-80℃条件下贮藏。

图2 不同贮藏方法及贮藏时间换锦花种子的含水量及活力

从表中可以看出:新鲜的换锦花种子在室温及室温硅胶中贮藏 30 d后,种子含水量均低于10%,并且随着贮藏时间的增长,种子含水量及生活力都逐渐下降。在室温及室温硅胶中放置的第60天,种子含水量由 64.86%分别下降到 8.48%和8.37%,种子生活力由83.33%分别下降到 64.44%和60.61%;在4 ℃湿沙中,种子含水量随着贮藏时间的延长,含水量略有下降,这可能是由于湿沙随着贮藏时间的延长,沙子中水分降低使得种子失水,从而使种子含水量降低,然而种子的生活力却几乎没有变化;在4 ℃塑料袋、-20 ℃塑料袋、-80 ℃塑料袋中贮藏,种子的含水量几乎没有变化。其中在4 ℃塑料袋和-80 ℃塑料袋中贮藏,种子的生活力仍保持在较高水平,变化不大,然而在-20 ℃塑料袋中贮藏的种子生活力随着贮藏时间的延长逐渐下降,在贮藏的第 60天,种子生活力由 83.33% 下降到了24.24%。结果表明:换锦花种子的生活力与含水量有关,随着种子含水量的下降,种子的生活力也降低。在-20 ℃塑料袋中贮藏,虽然种子的含水量没有太大的变化,但是种子的生活力却在降低,可能是由于-20 ℃使得种子受到了冻害。而-80 ℃条件下很可能是由于种子新陈代谢几乎处于停滞状态,使得种子仍保持一定的活力[12]。因此,4 ℃湿沙、4 ℃塑料袋和-80 ℃塑料袋贮藏都可以保持种子的潜在的发芽力。

3 结 论

3.1 换锦花种子生物学特性

换锦花种子黑色光亮,革质,大小差异较大,形状多样,多数为桔瓣形,少数为类球形与球形;种子千粒重较大,鲜种子的千粒重为 180.1 g;鲜种子含水量较低,平均含水量为 64.86%;种子生活力较高,为 83.33%,种子萌发率为 78.67%,与种子生活力指标相一致,说明种子具有较高的发芽潜力。

3.2 换锦花种子贮藏特性

探究种子的长期保存方法,是确保种质资源可持续利用及生物多样性保护的途径之一。研究发现换锦花种子的生活力与含水量有关,随着种子含水量的下降,种子的生活力也降低。南京林业大学王华宇[13]研究表明石蒜属植物种子忌干藏,对脱水极为敏感,必须在较高含水量的条件下保存,这与本试验研究结果一致。4 ℃湿沙、4 ℃塑料袋和-80 ℃塑料袋贮藏都可以保持种子潜在的发芽能力,至于保持种子的发芽能力的最佳贮藏方法还需要测定在不同贮存条件下种子的发芽率、发芽势,这还需要进一步的研究。另外,在-80 ℃塑料袋贮藏条件下可以保持换锦花种子的生活力,这与穆红梅[14]对中国石蒜种子在-80 ℃条件下贮藏1个月后很快失去发芽能力的研究结果不同,可能是由于中国石蒜与换锦花为不同物种,种子特性不同有关。

[1] 中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志:第16卷第1分册[M].北京:科学出版社,1985:25.

[2] 姚丽娟,杨燕萍,徐晓薇,等.浙江省换锦花野生资源调查及其繁殖技术研究[C]//中国球根花卉年会,2009.

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Study on the Biological Characteristics and Storage Characteristics ofLycorissprengeriSeeds

Dai Zhihui1,Yu Leimin2,Chen Yue3,Zhang Jing1,Ni Sui1*

(1.School of Marine Science, Ningbo University, Ningbo 315211, China; 2.Xiangshan Forestry Specialty Technology Promotion Center, Xiangshan 315700,China; 3.Ningbo Botanical Garden, Ningbo 315211, China)

Lycorissprengeriseeds were used as experimental material. The morpholgical characteristics of the seeds were observed and the biological characteristics including 1000-seed weight, water content, viability, germination characteristics were studied. In addition, the appropriate storage characteristics ofLycorissprengeriseeds were explored. The result indicated that the fruits were capsule, the size of the seeds was different: the length of the seeds ranged from 3.14 to 7.16 mm, the width of the seeds ranged from 3.08 to 7.08 mm, the thickness of the seeds ranged from 2.12 to 6.20 mm. The orange segment-shaped seeds accounted for 62% of the seeds; a few of the seeds were spherical.1000-seed weight was 180.1 g, water content was 64.86%, viability was 83.33%. 4 ℃ wet sand storage, 4 ℃ and -80 ℃ condition can keep the seed viability.

Lycorissprengeri;seed;morphological characteristic;viability;storage characteristic

2015-03-20

戴智慧(1989—),女,研究生,主要研究方向:植物生物学。E-mail:lh.huihui@163.com

*通讯作者:倪穗(1965—),女,教授,主要研究方向:植物生物学。E-mail:nisui@nbu.edu.cn

10.3969/j.issn.1006-9690.2015.05.005

S682.2+9

A

1006-9690(2015)05-0019-04

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