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(東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院， 黑龍江 哈爾濱 150040)

種子休眠與萌發(fā)研究中若干問題的探討

吳海波，宋博洋，張爍，張鵬

(東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院， 黑龍江 哈爾濱 150040)

種子休眠與萌發(fā)一直是種子生理生態(tài)學(xué)研究中的熱點(diǎn)，近年來，這一領(lǐng)域的研究有了更廣泛深入的發(fā)展。對(duì)相關(guān)概念和術(shù)語理解是否正確，研究材料選擇是否科學(xué)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)是否合理，研究方法是否嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范，這些問題都決定著相關(guān)研究與國(guó)際接軌的程度，決定著研究水平和被同行的認(rèn)可度。結(jié)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料，重點(diǎn)從試驗(yàn)材料選擇、試驗(yàn)設(shè)置和實(shí)施、相關(guān)概念和觀點(diǎn)的比較幾個(gè)方面對(duì)種子休眠與萌發(fā)研究中容易誤解和出錯(cuò)的一些問題進(jìn)行了總結(jié)和探討，明確了相關(guān)概念、觀點(diǎn)和做法。建議研究者在從事種子萌發(fā)生態(tài)學(xué)研究過程中注意以下幾點(diǎn)問題： 1) 試驗(yàn)材料的選取要考慮具體目的，并注意種子的完整性、成熟度、貯藏時(shí)間等問題； 2) 嚴(yán)格控制試驗(yàn)條件和過程，設(shè)置合理的樣本容量和重復(fù)次數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)； 3) 掌握最新的種子休眠概念和分類理論，正確區(qū)分種子休眠的概念和類型； 4) 加強(qiáng)對(duì)種子休眠破除與萌發(fā)過程的理解和認(rèn)識(shí)，明確相關(guān)爭(zhēng)議問題的焦點(diǎn)和不同觀點(diǎn)。

種子休眠； 種子萌發(fā)； 萌發(fā)實(shí)驗(yàn)程序；

種子休眠是植物長(zhǎng)期適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境條件而形成的生理生態(tài)特性[1]，它與人們的生活息息相關(guān)。因此，種子休眠與萌發(fā)一直是種子生理生態(tài)學(xué)研究中的熱點(diǎn)問題[2]。在中國(guó)知網(wǎng)以種子休眠或種子萌發(fā)為主題進(jìn)行檢索發(fā)現(xiàn)，從2000年到2015年上半年，在中文核心期刊上發(fā)表的文章數(shù)量共計(jì)6 700多篇，年均430余篇。可見，種子休眠與萌發(fā)仍然是國(guó)內(nèi)學(xué)者研究的重點(diǎn)領(lǐng)域。但對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)，一些學(xué)者對(duì)有些概念和問題的理解還停留在過去的理論體系中，沒有和國(guó)際上最新的理論相接軌，對(duì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)方法中有些需要注意的問題也沒有引起足夠重視。這些問題可能會(huì)導(dǎo)致研究結(jié)論出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致其研究結(jié)果在國(guó)際國(guó)內(nèi)期刊投稿時(shí)可能會(huì)遇到重大修改甚至拒稿的決定。因此，結(jié)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料對(duì)種子休眠與萌發(fā)研究中容易誤解和出錯(cuò)的一些問題進(jìn)行總結(jié)和探討，以期為種子生理生態(tài)研究工作者提供借鑒和參考，進(jìn)一步明確相關(guān)概念和觀點(diǎn)，避免錯(cuò)誤發(fā)生。

1 研究材料選用需要注意的問題

1.1 要使用完整的種實(shí)

在進(jìn)行種子休眠特性研究時(shí)，種子和帶有各種被覆物的果實(shí)都可以用來作為試驗(yàn)材料。但對(duì)同一種植物研究時(shí)，試驗(yàn)材料不同，可能會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成很大影響。如，肉質(zhì)果實(shí)(fleshy fruits)去果肉和不去果肉的萌發(fā)結(jié)果會(huì)明顯不同，因?yàn)橥ǔ９庵泻幸种莆镔|(zhì)，會(huì)降低萌發(fā)率[3-4]；還有一些禾本科植物種子有外稃(lemma)等結(jié)構(gòu)，去除這些部分會(huì)促進(jìn)種子萌發(fā)[5-7]。所以，去掉種子的任何部分都有可能增加或降低種子萌發(fā)率[8]，導(dǎo)致不能通過試驗(yàn)正確地反映種子在自然條件下的休眠與萌發(fā)特性。因此，若研究的目的是探究種子在自然條件下的休眠與萌發(fā)特性，就要盡可能使用自然脫落的種實(shí)(指自然條件下種子或果實(shí)脫落后的自然狀態(tài))作為試驗(yàn)材料。

1.2 要使用完全成熟的新種子

種子成熟過程歷時(shí)較長(zhǎng)，在種子成熟的不同時(shí)期采種進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果也可能會(huì)大不相同。有些種子避免物理休眠的途徑之一就是種子在母樹上干燥之前(也就是種子在干燥過程中變?yōu)榫卟煌杆灾?進(jìn)行采種[9-10]，這樣可以獲得幼苗。但利用綠色(未完全成熟)種子進(jìn)行試驗(yàn)可能不會(huì)得到種子是否休眠的真正結(jié)果[8]。因此，要確定種子的休眠特性，還應(yīng)以完全成熟的種子，而且應(yīng)該使用新鮮的而不是經(jīng)過貯藏的種子作為試驗(yàn)材料。因?yàn)椋哂袦\性生理休眠(non-deep physiological dormancy)的種子，在種子干藏期間，尤其是在室溫條件下干藏時(shí)會(huì)發(fā)生種子后熟，解除休眠[11-12]。有些具有物理休眠的種子，干燥可能會(huì)導(dǎo)致種子具有吸水能力而解除休眠[13-14]。干燥還會(huì)誘導(dǎo)一些植物種子進(jìn)入休眠狀態(tài)[15]。如果種子在任何溫度下貯藏一段時(shí)間后有高萌發(fā)率，也不能證明鮮種子是非休眠的。因?yàn)樵诿劝l(fā)開始之前，這些種子可能已經(jīng)接受了一些不被注意的處理。因此，新采收的種子最好在1周之內(nèi)開始實(shí)驗(yàn)，如果不能立即進(jìn)行休眠測(cè)試，在種子置于低溫下干藏之前需要進(jìn)行預(yù)萌發(fā)試驗(yàn)，以獲得新種子的萌發(fā)能力信息。

2 試驗(yàn)設(shè)置與實(shí)施應(yīng)注意的問題

2.1 萌發(fā)試驗(yàn)應(yīng)在系列變溫條件下進(jìn)行

要準(zhǔn)確反映種子萌發(fā)的生態(tài)特性，應(yīng)該在系列變溫條件下進(jìn)行試驗(yàn)，以模擬生長(zhǎng)季節(jié)的自然環(huán)境[16]，可以根據(jù)種子從成熟到萌發(fā)期間的環(huán)境因素來確定其萌發(fā)溫度條件。例如，如果種子春季成熟秋季萌發(fā)，那么很明顯種子不需要低溫層積過程[8]。在試驗(yàn)設(shè)置時(shí)，要盡量避免使用恒溫，因?yàn)楹銣卦谧匀粭l件下不常見，可能會(huì)降低某些種類種子的萌發(fā)率。在試驗(yàn)過程中，日變溫是最常使用的設(shè)置。實(shí)現(xiàn)種子萌發(fā)的日變溫條件有2種辦法，當(dāng)控溫設(shè)備只能設(shè)置恒溫溫度時(shí)，可以分別設(shè)置代表晝夜溫度條件的控溫設(shè)備，每天早上和晚上需要將種子移入到對(duì)應(yīng)的溫度條件下；當(dāng)控溫設(shè)備(如培養(yǎng)箱，氣候箱等)可以實(shí)現(xiàn)溫度的連續(xù)時(shí)控時(shí)，只需要把種子放入控溫設(shè)備，按照試驗(yàn)方案設(shè)定好控制的溫度即可。

2.2 萌發(fā)過程應(yīng)嚴(yán)格控制光照條件

在實(shí)驗(yàn)時(shí)要將種子或果實(shí)置于有光或無光條件下萌發(fā)，以確定其對(duì)光照的需求。但要盡量避免使用高光強(qiáng)的光照，因?yàn)楦吖鈴?qiáng)也可能會(huì)抑制種子萌發(fā)[17-19]。在試驗(yàn)過程中，需要經(jīng)常檢查記錄種子的發(fā)芽情況。許多研究者經(jīng)常采用在室內(nèi)白光下暴露幾分鐘的方法來檢查暗培養(yǎng)種子的發(fā)芽情況，然后用種子在有光照和暗培養(yǎng)條件下的萌發(fā)率差異不顯著來證明種子沒有需光性[18-20]。由于試驗(yàn)條件設(shè)置不夠嚴(yán)謹(jǐn)，這種試驗(yàn)結(jié)果不能完全證明種子萌發(fā)是不需要光照的，因?yàn)樵诜N子短暫暴露于光下期間，萌發(fā)所需光照可能得到滿足。有些種子甚至只需要1～2 min的弱光照就可以滿足種子萌發(fā)的需要[21]。暗培養(yǎng)種子在綠光下檢驗(yàn)萌發(fā)情況是相對(duì)安全的，但這種安全性還取決于具體的種子、所處理時(shí)間(后熟階段)和光質(zhì)量[8]。綠光有促進(jìn)種子萌發(fā)的作用[22-23]，而有些種子在一年中的某些時(shí)間里對(duì)綠光非常敏感。因此，在破除休眠的不同階段，比較未接受綠光和接受綠光的種子萌發(fā)情況非常重要。在種子破除休眠的最初階段，安全的綠光可能不會(huì)促進(jìn)萌發(fā)，但在種子破除休眠的后期，也就是種子對(duì)萌發(fā)刺激因子非常敏感的時(shí)期，安全的綠光可能會(huì)促進(jìn)萌發(fā)。

2.3 萌發(fā)試驗(yàn)需要設(shè)置合理的樣本量和重復(fù)數(shù)

在種子休眠與萌發(fā)生理生態(tài)學(xué)研究中，無論是想要確定不同處理打破休眠的效果，還是要比較不同處理對(duì)種子萌發(fā)的效應(yīng)，都不可避免地需要進(jìn)行種子發(fā)芽試驗(yàn)，以便根據(jù)發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)果來確定最佳的種子處理方案。通常，為了能夠讓萌發(fā)試驗(yàn)結(jié)果更具有代表性，進(jìn)行正確、合理的試驗(yàn)設(shè)計(jì)則是必需的。通常按照GB 2772—1999《林木種子檢驗(yàn)規(guī)程》的要求一般需要4個(gè)重復(fù)，每重復(fù)100粒種子。然而，由于受研究目的、對(duì)象以及研究材料資源豐富度的影響，人們?cè)诰唧w試驗(yàn)設(shè)計(jì)上并不一致，尤其是每種處理設(shè)置樣本數(shù)量的大小和重復(fù)次數(shù)很難有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。從國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)可知，研究者采用10粒種子5次重復(fù)[24]、10粒種子10次重復(fù)[25]、20粒種子3次重復(fù)[26]、20粒種子5次重復(fù)[27-28]、25粒種子4次重復(fù)[29]、30粒種子5次重復(fù)[18]、40粒種子3次重復(fù)[30]和4次重復(fù)[31]、50粒種子3次重復(fù)[32-33]或者4次重復(fù)[34-35]、100粒種子2次重復(fù)[36-37]、100粒種子4次重復(fù)[19]或者5次重復(fù)[38-39]等設(shè)置來進(jìn)行試驗(yàn)。美國(guó)肯塔基大學(xué)Carol Baskin博士曾提及，她的老師認(rèn)為，在進(jìn)行種子萌發(fā)試驗(yàn)時(shí)，3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)50粒種子的試驗(yàn)設(shè)計(jì)可以有很好的代表性[16]。同時(shí)她也認(rèn)為：種子萌發(fā)試驗(yàn)必須要有重復(fù)，在總樣本固定的情況下，小樣本容量多次重復(fù)要比只有一個(gè)大樣本更能反映實(shí)際情況。因此，在種子萌發(fā)試驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)樣本總量受限制時(shí)，盡量增加重復(fù)次數(shù)而減少每個(gè)重復(fù)的樣本容量可能會(huì)讓試驗(yàn)結(jié)果有更好的代表性。如，總共有200粒種子時(shí)，建議使用50粒種子4次重復(fù)的設(shè)置，而不是100粒種子2次重復(fù)；總共有100粒種子時(shí)，建議使用20粒種子5次重復(fù)或25粒種子4次重復(fù)的設(shè)置，而不是50粒種子2次重復(fù)。

2.4 萌發(fā)試驗(yàn)的觀測(cè)時(shí)間要統(tǒng)一

種子萌發(fā)試驗(yàn)觀測(cè)時(shí)間的長(zhǎng)短往往取決于植物種，有的種子萌發(fā)需時(shí)幾十天，有的種子卻可以在1～2 d內(nèi)完成發(fā)芽。Baskin等建議在比較不同處理對(duì)種子萌發(fā)的效果時(shí)，實(shí)驗(yàn)應(yīng)該在4周內(nèi)結(jié)束[8]。如果研究者想知道種子休眠是否被打破，在某種溫度條件下種子能否萌發(fā)，則可以每2周或4周取部分處理的種子進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)，持續(xù)進(jìn)行數(shù)月至多年，但要注意每次萌發(fā)時(shí)各種測(cè)試條件下都必須給予相同的萌發(fā)觀測(cè)時(shí)間。

3 種子休眠類型劃分時(shí)需要注意的問題

3.1 不同分類系統(tǒng)對(duì)機(jī)械休眠的見解不同

在Nikolaeva的種子休眠類型劃分中，將機(jī)械休眠(mechanical dormancy)、物理休眠(physical dormancy)和化學(xué)休眠(chemical dormancy)歸結(jié)為種子外源休眠類型[40]。至今，國(guó)內(nèi)仍有一些研究沿用這一分類體系的觀點(diǎn)，把由于種胚的覆被物對(duì)胚生長(zhǎng)的機(jī)械阻礙而引起的休眠確定為機(jī)械休眠[41-42]，也有的將其稱為物理休眠[43]。在Baskin的分類系統(tǒng)中明確指出：由于種胚的覆被物不透水性引起的休眠才稱為物理休眠，而由種胚覆被物對(duì)胚的機(jī)械阻礙而引起的休眠也不能稱為機(jī)械休眠，應(yīng)歸結(jié)為生理休眠類型[16]。他們認(rèn)為，完整的休眠種子或處于條件休眠的種子受被覆物的阻礙而使胚的生長(zhǎng)和萌發(fā)受阻，其根本原因是種子胚具有較低的生長(zhǎng)潛力。有些種子解除休眠過程中，被覆物的阻力并沒有明顯變化，而是由于胚的生長(zhǎng)潛力不斷增加，達(dá)到了突破被覆物所需要的力而最終導(dǎo)致種子萌發(fā)[16,44-45]。也有些種子在解除休眠過程中，胚根端胚乳和果皮層軟化，使胚突破外圍組織的阻力減少，與此同時(shí)胚的生長(zhǎng)潛力不斷增加，最后導(dǎo)致種子萌發(fā)。而減小胚以外組織阻力的現(xiàn)象在許多非休眠種子萌發(fā)過程中經(jīng)常被報(bào)道，它并不是在休眠解除過程中必然發(fā)生的。因此，胚突破其被覆組織主要靠其生長(zhǎng)潛力的增加，而胚生長(zhǎng)潛力的變化則是屬于胚生理休眠解除的過程。按照Baskin的定義，上述國(guó)內(nèi)學(xué)者所研究的種子都不能稱為機(jī)械休眠，也不屬于由于種皮不透水性引起的物理休眠，而是屬于內(nèi)源休眠中的生理休眠類型。

3.2 不同分類系統(tǒng)中綜合休眠包含的休眠類型組合不同

Nikolaeva分類系統(tǒng)中的綜合休眠(combinational dormancy)由一個(gè)矩陣構(gòu)成，包含了內(nèi)源(形態(tài)、生理、形態(tài)生理)休眠與外源(物理、化學(xué)、機(jī)械)休眠的各種組合[40]。按此定義，綜合休眠實(shí)際上是內(nèi)源休眠和外源休眠的多種組合，而不是由Crocker定義的由多種因素共同作用引起的休眠[46]。國(guó)內(nèi)有些學(xué)者正是基于對(duì)此定義的誤解，將滇重樓(Parispolyphyllavar.yunnanensis)[47]、草玉梅(Anemonerivularis)[48]、黃精(Polygonatumsibiricum)[49]、野牛草(Buchloedactyloide)[41]、遼東楤木(Araliaelata)[50]、巴東木蓮(Manglietiapatungensis)[51]、麻花秦艽(Gentianastraminea)[35]等種子的休眠確定為綜合休眠類型。在Baskin的分類系統(tǒng)中對(duì)綜合休眠有了更嚴(yán)格的定義，她并沒有把化學(xué)休眠和機(jī)械休眠作為種子休眠類型，而且發(fā)育不全的胚休眠(即形態(tài)休眠或形態(tài)生理休眠)并未在透水性差的種子中發(fā)現(xiàn)[52]，也就是不存在形態(tài)生理休眠或形態(tài)休眠與物理休眠的組合，因此在上述綜合休眠分類矩陣中只剩下物理休眠與生理休眠組合。所以在Baskin的分類系統(tǒng)中，綜合休眠只包含了物理休眠與生理休眠組合。按此定義來看，上述國(guó)內(nèi)學(xué)者所研究的種子都不屬于綜合休眠類型，而是屬于內(nèi)源休眠中的生理休眠或形態(tài)生理休眠類型。

3.3 熱抑制與熱休眠要從概念上區(qū)分

許多種子若放在不適的高溫下培養(yǎng)太久，會(huì)進(jìn)入次生休眠，即使移回到原來適宜發(fā)芽的溫度條件下也不能發(fā)芽，需要解除休眠后才能萌發(fā)，這就是所謂的熱休眠(thermodormancy)。相比較而言，種子在不適的高溫條件下不能萌發(fā)，但移回到發(fā)芽適宜溫度條件下就能夠萌發(fā)，這種現(xiàn)象不是熱休眠，而是熱抑制(thermoinhibition)[53]。所以，當(dāng)種子在高溫條件下不能萌發(fā)時(shí)，并不能確定其是否進(jìn)入次生休眠，而是需要將其移回到適宜發(fā)芽溫度條件下看其萌發(fā)表現(xiàn)來進(jìn)一步確定是否進(jìn)入了休眠狀態(tài)。

3.4 注意區(qū)分條件休眠與非休眠

許多人認(rèn)為種子要么是休眠的，要么就是非休眠的，只有這2種狀態(tài)。實(shí)際上，我們無法直接判斷種子的休眠狀態(tài)，只能通過觀察種子的萌發(fā)情況來判斷其是否休眠。大多數(shù)具有淺生理休眠的種子經(jīng)歷一系列溫度驅(qū)動(dòng)的變化：種子發(fā)育→初生休眠的誘導(dǎo)(Sp)→成熟的種子(Sp)→Sc 1→Sc 2→Sc 3→Sc 4→Sc 5→非休眠(Sn)→Sc 5→Sc 4→Sc 3→Sc 2→Sc 1→次生休眠(Ss)→Sc 1→Sc 2→...。Sc 1 Sc 5代表5種過渡的生理狀態(tài)。在這個(gè)過程中，種子經(jīng)歷初生休眠(Sp)階段和非休眠(Sn)階段、或者在次生休眠的釋放和重新誘導(dǎo)之間變化，即休眠連續(xù)群(dormancy continuum)。處于Sc 1 Sc 5任何狀態(tài)的種子被認(rèn)為具有條件或者相對(duì)休眠(conditional dormancy)[54]。具有條件休眠的種子并不能在適合非休眠種子的全部物理環(huán)境條件下萌發(fā)。在Sp→Sn之間，萌發(fā)需要的條件逐漸變得越來越寬；在Sn→Ss之間，則變得越來越窄。因此，當(dāng)我們用萌發(fā)試驗(yàn)來確定種子休眠狀態(tài)時(shí)，不能因?yàn)榉N子在某些溫度條件下不能萌發(fā)就認(rèn)為其是休眠的，也不能因?yàn)榉N子在某些溫度條件下能夠萌發(fā)就認(rèn)為其是非休眠的，種子很可能處于條件休眠的狀態(tài)[54]。

確定新采收的成熟種子是否是非休眠的唯一途徑是：先在不同溫度條件下進(jìn)行種子萌發(fā)測(cè)定，然后給予破除休眠處理(如低溫層積或高溫)后再在相同溫度條件下進(jìn)行種子萌發(fā)測(cè)定。如果種子的萌發(fā)溫度范圍沒有變化，那么種子就是非休眠的；如果種子的萌發(fā)溫度范圍增加，那么種子就屬于條件休眠。在進(jìn)行上述工作時(shí)，一定要確保試驗(yàn)溫度包含了種子可能萌發(fā)的整個(gè)溫度范圍，即使種子在25 ℃下萌發(fā)很好，在下結(jié)論認(rèn)為25 ℃是最佳萌發(fā)溫度之前也需要測(cè)定在30 ℃和35 ℃條件下的萌發(fā)率[8]。

3.5 按照正確的步驟確定種子的休眠類型

目前，學(xué)者們對(duì)大量的已知種子進(jìn)行研究已經(jīng)確定了種子的休眠類型。當(dāng)研究對(duì)象是一種缺乏研究甚至從未報(bào)道過的種子時(shí)，就需要有正確的步驟和方法來確定其休眠類型。建議采用分類檢索表的形式(表1)來逐步確定種子的休眠類型[55]。

首先，通過解剖種子觀察胚的發(fā)育狀況。如果種子胚已分化完全且充分長(zhǎng)大，繼續(xù)進(jìn)行種子吸水實(shí)驗(yàn)(如，測(cè)定種子在濕潤(rùn)基質(zhì)上培養(yǎng)24 h前后的重量)，確定種子能否透水。若種子能透水，將其置于溫度為20 ℃(12 h)/10 ℃(12 h)或 25 ℃(12 h)/15 ℃(12 h)的日變溫條件下進(jìn)行萌發(fā)。如果種子在此條件下30 d內(nèi)能夠萌發(fā)，則種子是非休眠的；如果種子在此條件下30 d內(nèi)不能萌發(fā)，那么種子應(yīng)該具有生理休眠。若種子不能透水，通過打磨、刺破等方式刻傷種皮等外部結(jié)構(gòu)，然后將刻傷后種子置于前述的溫度條件下萌發(fā)。如果刻傷的種子在此條件下30 d內(nèi)能夠萌發(fā)，則種子屬于物理休眠；如果刻傷的種子在此條件下30 d內(nèi)不能萌發(fā)，則種子屬于綜合休眠。在此需要強(qiáng)調(diào)，物理休眠意味著種(果)皮是不透水的。雖然酸蝕或機(jī)械刮擦等處理可以有效打破物理休眠，但這并不意味著如果經(jīng)過酸蝕(如濃硫酸)或機(jī)械刮擦(scarification)處理后種子萌發(fā)率增加就說明種子具有物理休眠，要證明種子具有物理休眠必需證明種子不能吸水[8]。

通過解剖種子如果發(fā)現(xiàn)種子胚未分化完全，那么種子至少具有形態(tài)休眠，其是否具有生理休眠還需要進(jìn)一步確定。如果種子胚已分化完全但不夠大，將其置于溫度為20 ℃(12 h)/10 ℃(12 h)或25 ℃(12 h)/15 ℃(12 h)的日變溫條件下進(jìn)行萌發(fā)。若種子在此條件下30 d內(nèi)能夠萌發(fā)，則種子屬于形態(tài)休眠；如果種子在此條件下30 d內(nèi)不能萌發(fā)，那么種子應(yīng)該具有形態(tài)生理休眠。在此需要強(qiáng)調(diào)，并不是具有較小胚的種子都具有形態(tài)休眠，有些種子(如睡蓮科)種子胚雖然較小，但在種子萌發(fā)之前并不生長(zhǎng)，它只具有生理休眠而不存在形態(tài)休眠。要證明種子有形態(tài)休眠，需要證實(shí)在種子萌發(fā)前胚在種子中繼續(xù)生長(zhǎng)。要證實(shí)這一點(diǎn)，需要測(cè)定至少15個(gè)新鮮成熟的吸水種子的胚大小，再測(cè)定種皮破裂胚根伸出之前種子的胚大小[8]。

表1 種子休眠類型劃分檢索表

分類依據(jù)休眠類型1．胚已分化完全且充分長(zhǎng)大…………………………………2 2．種子能透水……………………………………………3 3．種子在30d內(nèi)萌發(fā)………………………………非休眠 3．種子在30d內(nèi)不能萌發(fā)…………………………生理休眠 2．種子不透水……………………………………………4 4．經(jīng)刻傷后種子在30d內(nèi)萌發(fā)……………………物理休眠 4．經(jīng)刻傷后種子在30d內(nèi)不能萌發(fā)………………綜合休眠1．胚未分化完全或不發(fā)達(dá)……………………………………5 5．胚未分化完全…………………………………………形態(tài)休眠 5．胚已分化完全但不發(fā)達(dá)………………………………6 6．種子在濕潤(rùn)培養(yǎng)基上30d內(nèi)萌發(fā)………………形態(tài)休眠 6．種子在濕潤(rùn)的培養(yǎng)基上30d內(nèi)不能萌發(fā)………形態(tài)生理休眠

注：表中的萌發(fā)溫度條件為20 ℃(12 h)/10 ℃(12 h)或 25 ℃(12 h)/15 ℃(12 h)的日變溫。根據(jù)Baskin和Baskin[55]略有改動(dòng)。

4 結(jié) 語

種子休眠與萌發(fā)問題始終是種子生理生態(tài)學(xué)研究的重點(diǎn)領(lǐng)域，今后這方面的研究也將更加廣泛而深入。對(duì)前沿?zé)狳c(diǎn)問題的把握是否準(zhǔn)確，對(duì)相關(guān)概念和術(shù)語理解是否正確，研究材料選擇是否科學(xué)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)是否合理，研究方法是否嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范，這些問題都決定著相關(guān)研究與國(guó)際接軌的程度，決定著研究水平和被領(lǐng)域同行的認(rèn)可度。建議研究者在從事種子萌發(fā)生態(tài)學(xué)研究過程中注意以下幾點(diǎn)問題： 1) 試驗(yàn)材料的選取要考慮具體目的并注意種子的完整性、成熟度、貯藏時(shí)間等問題； 2) 嚴(yán)格控制試驗(yàn)條件和過程，設(shè)置合理的樣本容量和重復(fù)次數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)； 3) 掌握最新的種子休眠概念和分類理論，正確區(qū)分種子休眠的概念和類型； 4) 加強(qiáng)對(duì)種子休眠破除與萌發(fā)過程的理解和認(rèn)識(shí)，明確相關(guān)爭(zhēng)議問題的焦點(diǎn)和不同觀點(diǎn)。

[1]傅家瑞.種子生理[M].北京:科學(xué)出版社,1984:204.

[2]鄭光華.種子生理研究[M].北京:科學(xué)出版社,2004:12-14.

[3]Karlsson L M,Hidayati S N,Walck J L,et al.Complex combination of seed dormancy and seedling development determine emergence ofViburnumtinus(Caprifoliaceae)[J].Annals of Botany,2005,95(2):323-330.

[4]Robertson A W,Trass A,Ladley J J,et al.Assessing the benefits of frugivory for seed germination:the importance of the deinhibition effect[J].Functional Ecology,2006,20(1):58-66.

[5]Gallar M,Verdu A M C,Mas M T.Dormancy breaking inDigitariasanguinalisseeds:the role of the caryopsis covering structures[J].Seed Science and Technology,2008,36(2):259-270.

[6]Fleet B,Gill G.Seed dormancy and seedling recruitment in smooth barley (Hordeummurinumsspglaucum) populations in Southern Australia[J].Weed Science,2012,60(3):394-400.

[7]Duclos D V,Ray D T,Johnson D J,et al.Investigating seed dormancy in switchgrass (PanicumvirgatumL.):understanding the physiology and mechanisms of coat-imposed seed dormancy[J].Industrial Crops and Products,2013,45(1):377-387.

[8]Baskin C C,Thompson K,Baskin J M.Mistakes in germination ecology and how to avoid them[J].Seed Science Research,2006,16(3):165-168.

[9]Jayasuriya K M G G,Baskin J M,Geneve R L,et al.Seed development inIpomoealacunosa(Convolvulaceae),with particular reference to anatomy of the water gap[J].Annals of Botany,2007,100(3):459-470.

[10]Michael P J,Steadman K J,Plummer J A.Seed development inMalvaparviflora:Onset of germinability,dormancy and desiccation tolerance[J].Australian Journal of Experimental Agriculture,2007,47(6):683-688.

[11]Baskin J M,Baskin C C.Physiological ecology of germination ofViolarafinesquii[J].American Journal of Botany,1972,59(10):981-988.

[12]Bradbeer J W.Studies in seed dormancy:IV.The role of endogenous inhibitors and gibberellin in the dormancy and germination ofCorylusavellanaL.seeds[J].Planta,1968,78(3):266-276.

[13]Teketay D.Germination ecology of twelve indigenous and eight exotic multipurpose leguminous species from Ethiopia[J].Forest Ecology amp; Management,1996,80(1):209-223.

[14]Thanos C A,Georghiou K,Kadis C,et al.Cistaceae: a plant family with hard seeds[J].Israel Journal of Botany,1992,41(4):251-263.

[15]Mullet D B.Seed generation ofEucalyptuspaucifloraSieb.ex Spreng.From low and high altitude populations in Victoria[J].Australian Journal of Botany,1984,32(5):475-480.

[16]Baskin C C,Baskin J M.Seeds：Ecology,biogeography,and evolution of dormancy and germination[M].San Diego:Academic Press.1998:12-13.

[17]Roberts E H,Murdoch A J,Ellis R H.The interaction of environmental factors on seed dormancy[C].Proceedings of the British Crop Protection Conference-Weeds,1987:687-694.

[18]許慧男,王文杰,于興洋,等.菊科幾種入侵和非入侵植物種子需光發(fā)芽特性差異[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2010,30(13):3 433-3 440.

[19]李文良,張小平,郝朝運(yùn),等.珍稀植物連香樹(Cercidiphyllumjaponicum)的種子萌發(fā)特性[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2008,28(11):5 445-5 453.

[20]盛海燕,葛瀅,常杰,等.環(huán)境因素對(duì)傘形科兩種植物種子萌發(fā)的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2004,24(2):221-226.

[21]Baskin J M,Baskin C C.Do seeds ofHeleniumamarumhavea light requirement for germination?[J].Bulletin of the Torrey Botanical Club,1975,102(2):73-75.

[22]Blom C W P M.Germination,seedling emergence and establishment of some Plantago species under laboratory and field conditions[J].Acta Botanica Neerlandica,1978:257-271.

[23]Baskin J M,Baskin C C.Promotion of germination ofStellariamediaseeds by light from a green safe lamp[J].New Phytologist,1979,82(2):381-383.

[24]Ellison A M.Interspecific and intraspecific variation in seed size and germination requirements ofSarracenia[J].American Journal of Botany,2001,88:429-437.

[25]Finch-Savage W E,Clay H A.Water relations of germination in the recalcitrant seeds ofQuercusroburL.[J].Seed Science Research,1994,4(3):315-322.

[26]Walck J L,Hidayati SN,Okagami N.Seed germination ecophysiology of the Asian speciesOsmorhizaaristata(Apiaceae):comparison with its North American congeners and implications for evolution of types of dormancy[J].American Journal of Botany,2002,89(5):829-835.

[27]Garnczarska M,Bednarski W,Jancelewicz M.Ability of lupine seeds to germinate and to tolerate desiccation as related to changes in free radical level and antioxidants in freshly harvested seeds[J].Plant Physiology amp; biochemistry,2009,47(1):56-62.

[28]Roach T,Ivanova M,Beckett R P,et al.An oxidative burst of superoxide in embryonic axes of recalcitrant sweet chestnut seeds as induced by excision and desiccation[J].Physiologia Plantarum,2008,133(2):131-139.

[29]Dutt M,Kester S,Geneve R.Elevated levels of ethylene during germination reduces the time to emergence in Impatiens[C].XXVI International Horticultural Congress Issues amp; Advances in Transplant Production amp; Stand Establishment Research,2002.

[30]姜勇,李艷紅,王文杰,等.光和不同打破種子休眠方法對(duì)紫莖澤蘭種子萌發(fā)及幼苗狀態(tài)的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2013,33(1):302-309.

[31]Samarah N H.Effect of drying methods on germination and dormancy of common vetch (ViciasativaL.)seed harvested at different maturity stages[J].Seed Science amp; Technology,2005,33(3):733-740.

[32]Wu L,Hallgren S W,Ferris D M,et al.Effects of moist chilling and solid matrix priming on germination of loblolly pine (PinustaedaL.)seeds[J].New Forests,2001,21(1):1-16.

[33]Phartyal S S,Kondo T,Baskin J M,et al.Temperature requirements differ for the two stages of seed dormancy break inAegopodiumpodagraria(Apiaceae),a species with deep complex morphophysiological dormancy[J].American Journal of Botany,2009,96(6):1 086-1 095.

[34]Hai H H,Leymarie J.Induction of secondary dormancy by hypoxia in barley grains and its hormonal regulation[J].Journal of Experimental Botany,2013,64(7):2 017-2 025.

[35]李兵兵,魏小紅,徐嚴(yán).麻花秦艽種子休眠機(jī)理及其破除方法[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2013,33(15):4 631-4 638.

[36]Leinonen K.Effects of storage conditions on dormancy and vigor ofPiceaabiesseeds[J].New Forests,1998,16(3):231-249.

[37]Tinus R W.Effects of dewinging,soaking,stratification,and growth regulators on germination of green ash seed[J].Canadian Journal of Forest Research,1982,12(4):931-935.

[38]Piotto B.Storage of non-dormant seeds ofFraxinusangustifoliaVahl[J].New Forests,1997,14(2):157-166.

[39]Zhou L,Wu J,Wang S.Low-temperature stratification strategies and growth regulators for rapid induction ofParispolyphyllavar.yunnanensisseed germination[J].Plant Growth Regulation,2003,41(2):179-183.

[40]Nikolaeva M G.Physiology of deep dormancy in seeds[M].Translated from Russian by Shapiro Z.Washington,DC:National Science Foundation,1969:33.

[41]孫杰,熊軍波,劉永志,等.野牛草種子休眠原因分析[J].草地學(xué)報(bào),2009,17(5):665-669.

[42]張川紅,鄭勇奇,吳見,等.血皮槭種子休眠機(jī)制研究[J].植物研究,2012,32(5):573-577.

[43]洑香香,周曉東,劉紅娜.山茱萸種子休眠機(jī)理與解除方法初探[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2013,33(4):7-12.

[44]Bewley J D,Black M.Seeds.Physiology,development and germination[M].2 nd edn.New York,Plenum Press.1994:208.

[45]Debeaujon I,Komneef M.Gibberellin requirement for Arabidopsis seed germination is determined both by testa characteristics and embryonic abscisic acid[J].Plant Physiology,2000,122(2):415-424.

[46]Crocker W.Mechanics of dormancy in seeds[J].American Journal of Botany,1916,3(3):99-120.

[47]陳偉,楊奕,馬紹賓,等.滇重樓種子休眠類型的研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2015,28(2):783-786.

[48]魚小軍,徐長(zhǎng)林,王芳,等.草玉梅種子休眠原因及解除休眠方法[J].生態(tài)學(xué)雜志,2014,33(1):65-70.

[49]張躍進(jìn),張玉翠,李勇剛,等.藥用植物黃精種子休眠特性研究[J].植物研究,2010,30(6):753-757.

[50]田曉艷,劉延吉.遼東楤木種子休眠原因及休眠破除研究[J].種子,2008,27(12):77-79.

[51]陳發(fā)菊,梁宏偉,王旭,等.瀕危植物巴東木蓮種子休眠與萌發(fā)特性的研究[J].生物多樣性,2007,15(5):492-499.

[52]Baskin J M,Baskin C C,Li X.Taxonomy, ecology,and evolution of physical dormancy in seeds[J].Plant Species Biology,2000,15(2):139-152.

[53]Geneve R L.Some common misconceptions about seed dormancy[C].Combined Proceedings International Plant Propagators’ Society.2005,55:327-330.

[54]Baskin J M,Baskin C C.A classification system for seed dormancy[J].Seed Science Research,2004,14(1):1-16.

[55]Baskin J M,Baskin C C.Classification,biogeography and phylogenetic relationships of seed dormancy//Smith R D,Dickie J B,Linington S H,Pritchard H W,Probert R J eds.Seed Conservation:Turning Science into Practice[C].London:The Royal Botanic Gardens,2005:522.

Discuss of Some Common Misconceptions and Issues Concerning inSeed Dormancy and Germination

WUHaibo，SONGBoyang，ZHANGSuo，ZHANGPeng

2016-09-02

國(guó)家自然科學(xué)基金(31670639)。

吳海波(1990—)，男，內(nèi)蒙古赤峰人；在讀碩士研究生，研究方向：種苗學(xué)。

張 鵬，博士，副教授，主要從事種苗學(xué)研究；E-mail：zhangpeng@nefu.edu.cn。

種子休眠類型； 種子萌發(fā)生態(tài)學(xué)

10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.01.076

S 330.2

A

1001-4705(2017)01-0076-06