锁阳种子特性及活力的研究

研究报告　陈贵林等：锁阳种子特性及活力的研究　锁阳种子特性及活力的研究　陈贵林，　安天悦，靳尚武，　陈青　（内蒙古大学生命科学学院，　呼和浩特０１００２１）　摘要：以锁阳种子为材料，研究测定锁阳种子的大小、千粒重、吸水曲线、活力及老化过程中活力的变化。结果表明，锁阳　种子直径为１．０—１．５　ｍｍ，千粒重为（０．８５９　６±０．０２６　２）ｇ，且不同部位种子的千粒重呈现从下部到上部逐渐增大的趋　势。浓硫酸处理后，锁阳种子的吸水量及吸水速度都有很大程度的提高；锁阳果序下部及新采种子的质量比较好；老化　适宜的时间可以提高锁阳种子的活力。　关键词：锁阳；种子形态；活力；老化　中图分类号：Ｓ　５６７；Ｒ２８２．２　文献标志码：Ａ　文章编号：１００１—４７０５（２０１１）０１－００２１－０３　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｓｅｅｄ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ　ａｎｄ　Ｖｉｇｏｒ　ｏｆ　Ｃｙｎｏｍｏｒｉｕｍ　ｓｏｎｇａｒｉｃｕｍ　Ｒｕｐｕｒ．　ＣＨＥＮ　Ｇｕｉ－ｌｉｎ，ＡＮ　Ｔｉａｎ—ｙｕｅ，ＪＩＮ　Ｓｈａｎｇ－ＷＵ，ＣＨＥＮ　Ｑｉｎｇ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｌｉｆｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｉｎｎｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｉａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｏｈｈｏｔ　０１００２１，Ｉｎｎｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｉａ，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ　ｅｘｐｌｏｒｅ　ｔｈｅ　ｓｉｚｅ　ｏｆ　ｓｅｅｄ，ｓｕｃｔｉｏｎ　ＣＨＩＶｅ　ｂｅｆｏｒｅ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ，ｖｉｇｏｒ　ａｎｄ　ｖｉｇｏｒ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｄｕｒｉｎｇ　ｓｅｅｄ　ａｇｉｎｇ　ｏｆ　Ｃｙｎｏｍｏｒｉｕｍ　ｓｏｎｇａｒｉｃｕｍ　Ｒｕｐｕｒ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｏｆ　ｓｅｅｄ　ｗａｓ　ａｂｏｕｔ　１　ｍｍ　ｔｏ　１．５　ｍｍ，ａｎｄ　ｗｅｉｇｈｔｓ　ｏｆ　ｐｅｒ　ｔｈｏｕｓａｎｄ　ｓｅｅｄｓ　ｗａｓ（０．８５９　６±０．０２６　２）ｇ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｗｅｉｇｈｔｓ　ｏｆ　ｐｅｒ　ｔｈｏｕｓａｎｄ　ｓｅｅｄｓ　ａｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｐａｒｔｓ　ｂｅｃｏｍｅ　ｂｉｇｇｅｒ　ｆｒｏｍ　ｔｏｐ　ｔｏ　ｌｏｗｅｒ．Ｔｈｅ　ｔｏｔａｌ　ｓｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｕｃｔｉｏｎ　ｓｐｅｅｄ　ｗｅｒｅ　ｂｏｔｈ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｉｎ　ｇｒｅａｔ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ａｆｔｅｒ　ｔｒｅａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｏｉｌ　ｏｆ　ｖｉｔｒｉｏｌ，ｔｈｅ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｓｅｅｄ　ｉｎ　ｌｏｗｅｒ　ａｎｄ　ｎｅｗｌｙ　ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ　ｗａｓ　ｂｅｔｔｅｒ，ｔｈｅ　ｖｉｇ—　ｏｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｅｄ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ａｇｉｎｇ　ｆｏｒ　ｆｉｔｔｉｎｇ　ｔｉｍｅｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：　Ｃｙｎｏｍｏｒｉｕｍ　ｓｏｎｇａｒｉｃｕｍ　Ｒｕｐｕｒ；ｓｈａｐｅ　ｏｆ　ｓｅｅｄ；ｖｉｇｏｒ；ｓｅｅｄ　ａｇｉｎｇ　根寄生植物种子的萌发具有特异性，与其他非寄　生全寄生草本植物，常寄生在蒺藜科白刺属植物的根　生植物相比，刚成熟的根寄生植物种子经过胚后熟后，　上，是一种重要的荒漠药用寄生植物　。虽然锁阳种　必须再经过一段时间的预培养，在适宜的环境中，合适　子单株结籽率很高，但由于萌发条件很苛刻，使得能够　浓度的寄主根系分泌物的诱导下才能萌发…。锁阳　萌发的种子很少。因此对锁阳种子萌发前的特性研究　（Ｃｙｎｏｍｏｒｉｕｍ　ｓｏｎｇａｒｉｃｕｍ　Ｒｕｐｕｒ）为锁阳科锁阳属多年　非常有必要。　收稿日期：２０１０一Ｏ８—１Ｏ　基金项目：国家自然科学基金资助项目（３０６６００１５）；内蒙古自治区科技创新引导奖励资金（２０１０年度）资助项目。　作者简介：陈贵林（１９６１一），男，内蒙古呼和浩特人；博士，教授，研究方向：药用植物化学；Ｅ—ｍａｉｌ：ｇｕｉｌｉｎｃｈｅｎ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｎ．ｃｎ。　穗粒重在两地广义遗传率都比较低，在３５％左　研究［Ｊ］．种子，２００４，２３（９）：２５—２７．　右，然而通过两地联合分析算得其估值较高，为　［３］郭庆法，王庆成，汪黎明主编．中国玉米栽培学［Ｍ］．上海：　７５．２７％，说明单穗粒重两地点联合选择效果优于单地　上海科学技术出版社，２００４．　点选择。穗粒重是产量性状，其受环境影响比较大，这　［４］刘淑云，董树亭，胡昌浩，等．玉米产量和品质与生态环境的　与前人的研究结果一致　。　关系［Ｊ］．作物学报，２００５，３１（５）：５７１—５７６．　［５］文仁来，杨华铨，唐前进．气温对冬玉米农艺性状及产量影　响的研究［Ｊ］．玉米科技，１９９４（２）：６—１０．　参考文献：　［６］奉志高，吴子恺，王兵伟，等．微胚乳超高油玉米几个性状的　［１］吴子恺．新型超高油玉米种质的选育［Ｊ］．作物学报，２００４，　配合力研究［Ｊ］．广西农业生物科学，２００７，２６（４）：３０３—　３０（８）：７５１—７５６．　３０８．　［２］吴子恺，郝小琴，罗高玲，等．微胚乳超高油玉米几个性状的　・２ｌ・　第３０卷第１期２０１１年１月　种子（Ｓｅｅｄ）　本实验在锁阳的采收季节，以自然条件下生长的　锁旧种子为研究对象，研究其一些基本特征、种胚的活　力及种子老化过程，以期为锁阳的野外采种、考种及种　子质量评估作出指导，同时对以后锁阳种子的人工接　种、萌发及锁阳的人工种植研究提供依据。　２００９年采集的种子各５０粒，进行种子活力的检测，同　时对无胚率做统计。　１．２．４锁阳种子的老化　参照张建农等　‘的方法，设定人工老化条件为　４３．５℃、相对湿度１００％，分别处理２、４、６、８　ｄ，处理完　后取出，在２５℃条件下干燥４８　ｈ。干燥前后分别称　取种子的重量，计算种子的干湿重量比，同时利用Ｔｒｃ　法对老化后的种子进行活力的检测。对照组种子在未　经处理的种子中随机选取。　１材料与方法　１．１材料、仪器及试剂　选用的锁阳种子采自内蒙古鄂尔多斯杭锦旗独贵　特拉镇，经内蒙古大学生命科学学院生物系陈贵林教　授鉴定，采回后晾干。　锁阳果序等距离分为上、中、下３个部位，每个部　位的种子１０株进行混合。　２００５年采的种子置于一７０　ｃＣ冰箱中储存。　ＢＴ　２２０２　Ｓ　ｓａｒｔｏｒｉｏｕｓ电子天平（北京赛多利斯仪器　系列有限公司）；ＪＮＯＥＣ　ＪＳ　２４型解剖镜（南京江南光　电（集团）股份有限公司）；ＧＳＰ．９１６０　ＭＢＥ隔水式恒温　培养箱（上海博讯实业有限公司医疗设备厂）；培养　皿；游标卡尺。　质量分数０．５％ＴＦＣ溶液的配制：称取０．０５　ｇ　ＴＴＣ粉末，用蒸馏水定溶于１０　ｍｌ的容量瓶中，用棕色　瓶　存，置于４℃冰箱中备用。　１．２方法　１．２．１锁阳种子的大小及千粒重　用游标卡尺测量锁阳种子大小，并测定其千粒重。　１．２．２锁阳种子的吸水率曲线　在１０　ｏｍ×１０　ｃｍ的培养皿底部铺１层滤纸，再垫　２层纱布，用蒸馏水完全浸湿。将５０粒锁阳种子放在　纱布上，粒间保持一定距离，放入２５　恒温箱中进行　培养　每隔一段时间将种子取出，用滤纸沥干种子表　面的水分，测量其重量，在种子达到吸水饱和之前持续　观察其吸水情况。　相对吸水率（％）＝（Ｗ２一Ｗ　）／Ｗ，×１００％；　（Ｗ．为种子初始质量，Ｗ　为吸水后的种子质量。）　种子的处理有两种方式：一种用浓硫酸处理３０　Ｓ，　另一种不做任何处理。　１．２．３锁阳种子活力的测定　先将锁阳种子在自来水中浸泡３　ｄ。在解剖镜下，　利用两张载玻片将种胚压出，再用解剖针将种胚转移　到滴有质量分数０．５％ＴＦＣ溶液的载玻片上，盖上盖　玻片，置于盛有少量蒸馏水的培养皿中，以保持湿润。　将培养皿放置在一定光强的环境中，１～２　ｈ后观察种　子的染色情况。　随机数取锁阳果序上、中、下不同部位及２００５、　・２２・　本实验中所有处理均重复３次，所得数据利用　Ｅｘｃｅｌ　２００３及ＳＰＳＳ软件进行统计分析。　２　结　果　２．１锁阳种子的植物学特征　锁阳种子为深红色圆状球体，直径约为１．０～１．５　ｍｍ，成熟种子位于小坚果中，由种皮、种胚和胚乳组　成，种皮厚而坚硬，胚乳充满于种皮和种胚之问，解剖　镜下观察呈致密颗粒状，种胚为白色球体，位于珠孑Ｌ端　一侧，浸泡２～３　ｄ后，易从种子中挤压出来。成熟锁　阳种子的千粒重为（０．８５９　６±０．０２６　２）ｇ，不同部位种　子的千粒重从下部到上部逐渐增大。这是由于锁阳果　序在成熟过程中，是一种自下而上的成熟方式。　２．２锁阳种子的吸水率曲线　从图１中可以看出，未处理种子在８４　ｈ内，随着　时间的延长，吸水率增加相对缓慢，８４　ｈ之后，吸水率　不再增加，逐渐趋于平稳，至最大为２９．５％。从图２　可以看出，浓硫酸处理之后，锁阳种子在很短的时间，　４　ｈ内吸水率就达到最大，饱和时吸水率为６１．２％。　通过比较处理前后吸水率曲线会发现，浓硫酸处理后，　锁阳种子达到吸水饱和的速度在很大程度上增加了，　并且饱和时吸水率增加了１倍以上，所以浓硫酸处理　可以促进种子的吸水。　＾　ｕ　褂　＊　蓉　Ｏ　４　８　１　２　１　６　２０　２４　３６　７２　８４　９６　１２Ｏ　时间（ｈ）　图１　未处理锁阳种子的吸水率曲线　２．３锁阳种子的活力　从表１中可以看出，锁阳果序下部的种子活力最　∞　研究报告　陈贵林等：锁阳种子特性及活力的研究　强，为９８．７０％，与中部的活力相差不大，与上部具有　显著性差异，上部的活力相对最小。对于无胚率，从上　部到下部逐渐减小。表明中下部的种子成熟度最好。　于一７Ｏ。（＝低温保存的，故而种子活力降低很小，说明　低温利于种子的保存。　表２不同年份种子活力及无胚率的测定　６Ｏ　嬖　４ｏ　签　２０　２．４人工老化对锁阳种子活力的影响　锁阳种子人工老化２、４、６、８　ｄ后种子的干湿比率　分别为７９．２７％、９５．８１％、９３．０６％及９６．７８％，这表明　Ｏ　０　４　８　１２　经老化后，种子质量都有所增加。为了便于表征种子　活力的变化，现将实验中种子的活力按染色情况分为　以下４个等级：深红色、浅红色、棕色、白色，前３种颜　色均表示种子有活力，颜色越深，活力越强，白色表明　种子无活力。　从表３中可以看出，随人工老化时间的延长，锁阳　时间（ｈ）　图２浓硫酸处理后锁阳种子的吸水率曲线　表１　不同部位种子活力及无胚率的测定　种子的活力呈现出先降低后升高再降低的趋势，当老　化４　ｄ时，种子活力达到最大，为９８．６７％。这可能是　由于在人工老化过程中，种胚中的脱氢酶活性在老化　注：ａ、ｂ表示不同数据间的显著性差异。下同。　较短的时间内有一个自我修复的过程，使得种子活力　有所增加，但是人工老化太长的时问后，脱氢酶结构发　生不可逆的损伤，使得种子活力降低。这与刘月辉　等　在研究辣椒种子人工老化时脱氢酶的变化趋势　是一致的。　通过表２可以看出，新采种子的活力要比储存４　年的种子强，高出５．４％，且无胚率也较低。这说明新　种子的活力要比储存种子的活力强。一般储存之后的　种子活力会有很大程度的降低，但由于后者种子是置　表３人工老化（４３．５　ｏＣ、Ｒｔ／１００％）后种子的活力变化　３讨论　参考文献：　［１］周峰，陈君，徐荣，等．根寄生植物种子萌发刺激物研究进展　结合对锁阳种子不同部位千粒重、活力的统计分　析可以看出，成熟时锁阳果序不同部位的种子质量是　［Ｊ］．植物生态学报，２００９，３３（３）：６０７—６１６．　［２］ＭＡ　ＬＪ，ＣＨＥＮ　ＧＬ，ＪＩＮ　ＳＷ，ｅｔ　ａ１．Ｔｈｅ　ａｎｔｉ—ａｇｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｎｓｔｔｕｅｎｔｓ　ｏｆ　Ｃｙｎｏｍｏｒｉｕｍ　ｓｏｎｇａｒｉｃｕｍ　Ｒｕｐｕｒ．［Ｊ］．　Ａｃｔａ　Ｈｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒａｅ，２００８，７６５：２３—３０．　不同的。锁阳果序下部种子千粒重、活力及无胚率，都　是优于其他两个部位的，贺晓等　发现老芒麦的种子　质量与果穗部位之间也存在这样的关系，这是由于锁　阳花序开花时，下部先开花，因而下部的成熟度最好，　已经证实　，成熟度越高，种子质量越好。对于不同　年份的锁阳种子，新采的种子质量也要好一些。所以，　在锁阳的采种过程中，采种时间宜选在上部种子成熟　之时，且要得到质量较好的种子，最好是取用新年成熟　［３］张建农，马静芳，贾宏坤．甜瓜种子老化对种子活力的影响　［Ｊ］．中国农学通报，２００４，２０（１）：１９３—１９５．　［４］刘月辉，王登花，黄海龙．辣椒种子老化过程中的生理生化　分析［Ｊ］．种子，２００３，２２（２）：５１—５２．　［５］贺晓，李青丰．小花位置对老芒麦和诺丹冰草种子质量的影　响［Ｊ］．草业科学，２００５，２２（７）：３７—４０．　的果序下部和中部的种子。　［６］冯志红，李晓丽，宋晓飞，等．不同成熟度对西葫芦种子质量　和子叶苗质量的影响［Ｊ］．种子，２０１０，２９（１）：８８—８９．　・２３・