海銀,楊艷,2
1.西華師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,四川 南充 637009;2.西南野生動(dòng)植物資源保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川 南充 637009
破除珙桐種子休眠方法的研究進(jìn)展
1.西華師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,四川 南充 637009;2.西南野生動(dòng)植物資源保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川 南充 637009
近年來,珙桐的數(shù)量減少,分布范圍縮小。珙桐種子休眠期長(zhǎng),繁殖率低,極大地限制了種子育苗的整齊率和成苗率。種殼障礙、胚形態(tài)發(fā)育不全和生理后熟以及種子中含有化學(xué)抑制劑等多種因素都可導(dǎo)致種子休眠。解除其休眠的方法主要有機(jī)械破損、化學(xué)試劑處理、人畜尿液浸泡及濕沙層積等,其中以長(zhǎng)時(shí)間濕沙層積種子最好。根據(jù)其休眠的原因及機(jī)理,采取相應(yīng)的解除休眠的有效措施,對(duì)珙桐資源的保護(hù)和利用有很大意義。
珙桐種子;休眠;破除
一般認(rèn)為,種子休眠是指在一定的時(shí)間內(nèi)具有活力的種子(或者萌發(fā)單位)在任何正常的有利于種子萌發(fā)的物理環(huán)境因子(溫度、光照等)的組合下不能完成萌發(fā)的現(xiàn)象[1]。
種子休眠主要有由外在原因(種殼的機(jī)械阻礙、不透水透氣性以及種殼中存在萌發(fā)抑制物等)引起的種殼休眠和由內(nèi)在原因(胚發(fā)育尚未完成、生理上未成熟、缺少必須的激素或存在抑制萌發(fā)的物質(zhì))引起的胚休眠兩種類型。但是,實(shí)際上很多種子同時(shí)存在這兩種休眠類型[2]。
珙桐(Davidia involucrata),為珙桐科(Davidiaceae)珙桐屬(Davidia),是我國(guó)特有的單型屬珍稀孑遺植物,僅有一個(gè)種和一個(gè)變種,即珙桐和光葉珙桐,又名水梨子、鴿子樹,被譽(yù)為“植物活化石”和“植物界的大熊貓”,被《中國(guó)植物紅皮書》和《中國(guó)珍稀瀕危保護(hù)植物名錄》收錄,列為國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)珍稀瀕危植物。其材質(zhì)沉重,為世界著名的珍貴觀賞樹,具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、觀賞價(jià)值和生態(tài)價(jià)值。
目前,珙桐數(shù)量較少,分布范圍也日益縮小,采取有效的保護(hù)措施來防止其瀕臨滅絕已到了刻不容緩的地步。
珙桐以有性繁殖為主,且繁殖系數(shù)極低,有“千花一果”之說,其種子敗育現(xiàn)象十分普遍。珙桐種子具有高休眠性,因此發(fā)芽十分困難,一般需要2~3年才能萌發(fā)[3],并且有隔年萌發(fā)的現(xiàn)象,極大地限制了種子育苗的整齊率和成苗率。珙桐種子的休眠是復(fù)雜多樣的各種因素共同作用的結(jié)果,只有根據(jù)不同休眠原因采取適當(dāng)措施,才能有效打破或縮短休眠期限使種子萌發(fā)[4]。目前解除種子休眠的研究主要從解除果皮的機(jī)械阻力、促進(jìn)胚的形態(tài)后熟和生理后熟作用、解除抑制物質(zhì)的抑制作用這3個(gè)方面進(jìn)行。學(xué)者們根據(jù)種子休眠的原因以及機(jī)理,提出了各種相應(yīng)的解除珙桐種子休眠的方法。
1.1 機(jī)械破損種子法
將珙桐種子用木棍反復(fù)敲打,使種子的縫合線裂開即可,可以解除由于內(nèi)果皮的機(jī)械障礙引起的休眠[5];用砂輪把種皮磨薄,可以解除內(nèi)種皮的機(jī)械障礙所引起的休眠[6];用手鋸直接鋸開種子外殼的兩頭,剔除阻礙種子發(fā)芽的障礙,這樣做容易損傷種子,操作時(shí)要非常小心[7]。
1.2 超聲波處理
珙桐種子浸水后用一定劑量的超聲波處理,可以極大地提高種子的發(fā)芽率[8]。
1.3 變溫處理法
在-5~10℃的溫度下,將充分浸泡、吸水后的珙桐種子放置12 h,再將變溫箱溫度設(shè)置為10~20℃,放置12 h,重復(fù)20~30 d后播種。種子浸水后,利用膨脹系數(shù)不同,經(jīng)變溫處理使種子開裂,也可以解除由于珙桐果皮的機(jī)械障礙引起的休眠[8,9]。
2.1 濕沙層積
濕沙層積是解除休眠最常用的方法。很多種子無論是生理休眠,還是被迫休眠,都可以用濕沙層積解除。層積處理可以使珙桐果皮軟化,增加透性,還可以使ABA含量下降,GA含量增加,促使種子萌發(fā)[8]。
賀全紅和王秋霞將當(dāng)年11月采收的成熟種子除去果肉,貯藏在濕沙中,保溫保濕到第3年春天再播種,提高了種子的萌發(fā)率和整齊度[10]。
劉昌美等人用10 cm河沙埋藏種子60~90 d后,氨水浸泡30 d,再進(jìn)行變溫處理,置于-5℃冰柜內(nèi)12 h,再取出放入25℃恒溫箱12 h,如此反復(fù)處理30 d,3月播種,10月出芽率達(dá)到了95%[11]。
2.2 層積催芽法
唐曉軍采用的露天低溫催芽法使種子出芽時(shí)間縮短在一年以內(nèi),將采收下來的珙桐毛種(包括中果皮、外果皮)不作任何處理,直接置于冬天寒冷的露天環(huán)境中,并于次年3月直接播入土中,發(fā)芽率提高到98%以上,且溫度越低,發(fā)芽率越高[12]。
2.3 尿液浸泡法
將干燥的珙桐果實(shí)連同種子用新鮮的人畜糞尿浸泡一兩個(gè)月,然后用水沖洗,除去果實(shí)部分后播種,可促進(jìn)珙桐種子發(fā)芽[8]。此法在湖北省長(zhǎng)陽土家族自治縣被廣泛采用,效果明顯,出苗率在95%以上[12]。
2.4 化學(xué)試劑處理法
用5%的稀硫酸溶液或稀鹽酸溶液浸泡種子1~2 h,然后用清水沖洗0.5 h,再浸水48 h,然后播種。利用稀硫酸或稀鹽酸的腐蝕作用可起到軟化種皮的效果,從而提高種子的發(fā)芽率[7]。
2.5 生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理
萬斌等人采用GA+6-BA+IAA(即赤霉酸+6-芐基腺嘌呤+吲哚乙酸)打破珙桐種子休眠,結(jié)果顯示GA和6-BA浸種能有效打破種子休眠[13]。
羅世家和牛文娟等人認(rèn)為,機(jī)械破損種子、化學(xué)試劑處理、人畜尿液浸泡等方法都只能在一定程度破損或軟化珙桐的內(nèi)果皮。若處理強(qiáng)度小,破損或軟化珙桐果皮的作用不明顯;若處理強(qiáng)度大,又會(huì)損傷珙桐種子。而且這些方法仍不能解決珙桐種子后熟期長(zhǎng)的問題。他們認(rèn)為,以長(zhǎng)時(shí)間濕沙層積種子最好,在解除堅(jiān)硬內(nèi)果皮對(duì)種子萌發(fā)的機(jī)械阻力的同時(shí),又能完成種子的后熟作用,不僅能顯著提高種子的發(fā)芽率,還能提高發(fā)芽的整齊度[14,15]。
隨著研究方法和手段的不斷改進(jìn)與創(chuàng)新,人們對(duì)珙桐種子的休眠機(jī)理必將有更深的認(rèn)識(shí)與理解,破除其休眠的方法也將進(jìn)一步完善,這些對(duì)珙桐資源的延續(xù)性都能夠起到更好的保護(hù)作用。
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1005-2690(2015)05-0041-02
S792.99
A
海銀(1993-),女,四川雅安人,學(xué)士,從事生物科學(xué)研究。楊艷(1981-),女,四川南充人,碩士,講師,主要從事植物生理生態(tài)學(xué)研究。
2015-02-10