赵雪艳，王 莉，王方圆，周亚福，李 艳

(陕西省西安植物园(陕西省植物研究所)，陕西省植物资源保护与利用工程技术研究中心，陕西 西安，710061)

铁筷子(Helleborusthibetanus)是毛茛科铁筷子属的多年生草本植物。全球铁筷子属植物有22种，大部分生长在欧洲。只有铁筷子分布于东亚，主要生长于秦岭地区山坡林下，是我国特有植物种[1]。铁筷子是一种药赏两用的植物，其干燥根及根茎可作药用，具有清热解毒、散瘀消炎和止痛等作用，主治跌打损伤、胃痛和风湿痹痛等症[2]。其植株低矮，早春开花，萼片花瓣状，叶形秀丽别致，既可以观花又可以观叶，具有很好的园林观赏价值。

种子的休眠是指在一定时间内，具有生活力的成熟种子在所有适宜的物理环境条件的组合下都不能萌发的现象[3]。铁筷子种子需要经过长期的休眠期才能萌发，并且萌发率低。因此，有必要找到铁筷子种子休眠的原因，缩短萌发周期，探寻合适的种子萌发方式，从而应用于生产实践中。目前关于铁筷子的报道主要集中在营养器官解剖结构、花粉的形态比较以及中药铁筷子的质量标准方面[4～6]。因此，笔者采用植物解剖法研究层积处理下铁筷子种胚的发育过程和胚率的变化，以期为铁筷子的种子繁殖和铁筷子的广泛利用提供依据。

1 材料和方法

1.1 实验材料

实验材料铁筷子种子采于陕西省朱雀地区。种子完全变成黑色达到采收标准后，采收成熟种子。

1.2 实验方法

1.2.1 层积处理 选取饱满成熟的铁筷子种子，先用70%酒精消毒30 s，蒸馏水冲洗干净，然后用1%次氯酸钠消毒10 min后，用无菌水洗净。随后将种子与灭菌沙子混合，放入智能培养箱中进行暖温层积处理(20 ℃)，定期检查并翻动种子，保持良好的通气性，防止出现过干或过湿的状况。

1.2.2 胚形态观察和指标测定 在层积0 d、30 d、60 d、120 d，150 d后随机选取种子，解剖针剥离铁筷子种胚，在徕卡体式显微镜下观察胚的发育阶段及显微摄影，随后在徕卡显微镜下测定胚长，并计算胚率[7]。

2 结果与分析

2.1 暖温层积处理阶段种胚的分化

成熟的铁筷子种子为黑色，种皮革质，胚乳丰富。从铁筷子种子形态后熟期间的解剖学观察可以看出，采收期(层积0 d)的铁筷子种胚已经开始分化，处于心形胚前期阶段(图1a)，随着层积时间的积累，铁筷子种胚渐步分化至心形胚后期(图1b)以及鱼雷胚时期(图1c)，最终发育到子叶胚时期(图1d)。表明铁筷子种子采收时其胚刚开始分化(心形胚前期)。由此可见，铁筷子种胚存在严重的形态后熟现象，在后续层积条件下逐步完成种胚的发育和生长。但是在解剖观察的时候发现在同一时间取样的种子，种子分化的状态并不完全一致，说明同一条件下铁筷子种胚生长发育速度存在差异。

图1 层积处理下铁筷子种胚发育过程。a和b：心形胚阶段；c：鱼雷胚阶段；f：子叶胚阶段。Bar=0.5 mm。

2.2 种子后熟过程中种胚的大小和胚率计算

铁筷子种子为典型的有胚乳种子。层积处理过程中胚的大小和胚率如表1所示，成熟种子(层积0 d)胚乳几乎占满整个种子，胚特别小，平均长度约为373.97 μm，胚的长度仅仅是胚乳的8.13%。此阶段胚刚开始分化，可以看到两个子叶原基，呈现心形，种胚处于心形胚前期阶段。层积30 d后，种胚发育至心形胚后期，胚的大小约为509.39 μm，胚率为11.07%。

表1 铁筷子采收期和层积过程中胚的发育阶段和胚率测定

层积60 d后，种胚开始发育至鱼雷胚前期阶段，子叶开始伸长，胚的长度约为556.54 μm。层积90 d和120 d后，子叶进一步生长，胚的大小分别约为752.14 μm和907.33 μm。随后，子叶生长的速度加快。层积150 d后，铁筷子种胚分化到子叶胚时期，种胚的长度约为1 890.99 μm，种胚发育成熟，此阶段胚率也仅为41.11%。此时种子已经达到萌发状态，胚根开始萌动。

铁筷子种子形态后熟过程中胚率的变化表明0～120 d期间胚率增长缓慢，种胚从心形胚前期发育至鱼雷胚。种胚在体积上没有明显的变化，主要是胚分化过程。在120～150 d期间，胚率变化较大，子叶快速生长，发育至成熟胚。

3 结论与讨论

通过研究可以看出，采收期的铁筷子种子的种胚特别小，处于心形胚阶段，虽然已经开始分化，却处于分化的早期阶段。经过暖温层积处理，从心形胚经历鱼雷胚的前、后期和子叶胚阶段，逐渐发育成熟，胚根开始萌动。研究表明铁筷子种胚存在严重的形态后熟现象。刘萍研究发现铁筷子种子脱落时胚处于球形胚阶段[8]，而我们通过对成熟的铁筷子种子解剖研究发现种胚是处于心形胚前期阶段，这可能是由于取样的时间和时期不同。铁筷子种子成熟后需要种胚进一步的发育和生长，这是制约种子萌动的其中一个主要因素，许多植物的种子也都存在类似现象，需要经过形态后熟后才能萌发[9,10]。