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日本厚朴种子休眠原因初探
时间:2014年09月26日信息来源:不详点击: 加入收藏 】【 字体:

日本厚朴(Magnolia obovata)是木兰科木兰属落叶乔木,原产日本北海道,是优良的用材树种。树皮药用,又称“和朴”,能温中理气燥湿散满,治腹胀等症。种子可榨油,树皮也含芳香油,木材轻软、致密、不翘不裂,供细木工、乐器等用‘1]。日本厚朴干形端直,挺拔,花大而美丽、芳香,叶形奇特,Ⅱ十.大荫浓,是名贵的园林绿化观赏树种,开发、利用前景十分广阔。日本厚朴常用种子繁殖,其种子结实率比较低,且有休眠特性。针对种子休眠的特性,本文从种子解剖、种皮透性、抑制物质生物测定方面做了试验,以期找到日本厚朴种子休眠的主要原因。

1材料与方法

1.1供试材料日本厚朴种子于2006年11月采自辽宁省丹东市,带红色假种皮。种子净度为88.4%,千粒重411.7g,含水量为2.72%,生活力为85%。

1.2研究方法

1.2.1种皮的微观观察

将外种皮2个横断面(长、宽方向)用导电胶粘在载物台上,喷金后,移人日立S - 450扫描电镜下观察,标定特征明显部位后进行拍照。

1.2.2种皮透水性测定

取破皮种子(经浓硫酸酸蚀30min)、完整种子各20粒,分别称其气干状态下干重,放人小烧杯中,加入45℃温水50ml浸种,搅拌至冷却。分别于4、8、16、24、36、48、72h取出种子,用滤纸吸干表面水分,用1/10000电子天平称重,记录。然后再把种子放回小烧杯,加50ml水浸泡,称重。直到种子吸水饱和为止,计算吸水率,每个处理设4个重复。

吸水率:(浸种后重量一浸种前重量)/浸种前重量×100%

1.2.3种皮透气性测定

取破皮种子(经硫酸酸蚀30min)、完整种子各20粒,分别称其干重,加预先放在25C恒温箱中的蒸馏水60ml后,在25C恒温条件下吸胀,第1天每隔4h,而后每隔6h(白天)或12h(夜晚)取出1次,用草酸滴定的方法测定两种处理种子的呼吸强度(每处理4个重复)。

1.2.4种子各部分浸提液的提取及抑制物的生物测定

取种子的不同部位(假种皮、中种皮、内种皮+

日本厚朴的外种皮在解剖镜下观察外种皮呈孔型;从凹面与凸面纵剖面(图l、2)看呈不规则网状,网脊有隆起和下陷等变化,且存在小孔;凹面与凸面的横剖面(图3、4)组成栅栏组织的石细胞层较稀疏且较薄,这种结构对水分的吸收、气体交换的影响相对较小。可见,外种皮结构不是引起日本厚朴休眠的主要原因。

2.2种皮透水性与休眠的关系

将测得的完整种子与破皮种子的吸水数据生成图5。

从图5可以看出,破皮种子的吸水特点:前22h吸水率直线上升,达到21.61%,22 - 30h吸水速度较快,30h吸水达到22.37%,30 - 46h吸水速率直线上升,46h吸水达到26.67%,46h以后吸水速率开始胚乳+胚)各2.7g,加入20ml蒸馏水放于25℃恒温箱中浸提48h,过滤后将两部分提取液各定容至16ml,使原液浓度达0.169g/mL。取部分原液各稀释2倍和5倍,共设置3个浓度梯度。取9cm培养皿,每皿中各放人3ml液体,再放50粒白菜种子发芽进行抑制物的生物测定,以同体积蒸馏水为对照,每种处理重复3次。放人28C恒温箱中,24h测定白菜种子发芽率,48h测量胚根长度。

2结果与分析

2.1种皮的微观观察

日本厚朴外种皮微观结构电子扫描如图1-4。减慢,直至106h吸水达到饱和,吸水速率为27.08%,吸水率在达到最大值后略有降低可能是由于长时间在水中浸泡导致种子内含物外渗的结果。完整种子的吸水特点:前22h吸水率直线上升,达到8.11%.22 - 46h吸水速度较快,46h吸水达到9.32%,46h以后吸水速率开始减慢,直至106h吸水达到饱和,吸水速率为9.60%。完整种子与破皮种子的吸水速率有较大差异。对比可以发现,破皮种子的吸水率明显大于完整种子,吸水4h时,破皮种子的吸水率是14.9%,而完整种子只有3.08%,比前者小11.82%,46h时破皮种子达到最大吸水率27.08%,而70h时完整种子才达到最大吸水率9.65%,可以看出,前者比后者提前了24h达到饱和,且最大吸水率比后者大17.43%。两者差距之大,说明完整种子的中种皮有一定的阻碍种子吸水的作用,中种皮阻碍吸水的原因可能是由于其上附着一层黑色的油状物质和中种皮的结构及其含有的某些成分阻碍水分渗入种子而造成的。而浓硫酸腐蚀过的破皮种子可能是由于打破了中种皮的吸水阻碍作用,从而明显提高了其吸水速率。

实验结果说明日本厚朴种子的中种皮有阻碍种子吸水的作用,因此对种子的透水性有一定的影响,可能是导致种子萌发困难的原因之一。

2.3种皮透气性与休眠的关系

将测得的完整种子与破皮种子的呼吸数据生成

从图6可以看出:在吸胀过程中两处理种子呼吸速率的变化都呈双峰状。破皮种子的第一个呼吸高峰比完整种子的提前12h,且呼吸速率提高O,373mgC02/(gFW"h),这可能是由于浓硫酸浸种后增加了种皮的透性,吸水速率较快从而加速了种子的呼吸;破皮种子和完整种子均在58h时出现了第二个呼吸高峰,但破皮种子的呼吸速率比完整种子的呼吸速率高0.148 mgC02/(gFW"h),在这一过程中种子内含物质发生了变化,最明显的就是油状胚乳变成白浆状;58h以后,两个处理种子的呼吸速率都明显减弱。

破皮种子的呼吸速率高于完整种子,从数值来看,二者有一定的差距,可见中种皮受到破坏后,种子的呼吸速率有了明显提高,说明中种皮对种子的呼吸速率有一定的影响,从而推断中种皮对种子透气性有一定的阻碍作用,这也许是抑制种子萌发的原因之一。

2.4种子各部分抑制物测定结果分析  .

据研究,种子中的很大一部分发芽抑制物质是一些简单的小分子有机物质,其中一部分是水溶性物质。为了揭示日本厚朴种子各部分抑制物质的存在情况以及它们在休眠中的作用及其与休眠的关系,对种子各部分内含物进行了生物测定。

表1是日本厚朴种子各部分浸提液浸泡白菜种子24h和48h后白菜种子的发芽率及各种浸提液与清水对照的方差分析结果。从中可以看到,假种皮、中种皮、内种皮+胚乳+胚的原液、2倍液、5倍液分别浸泡24h白菜种子的发芽率与清水对照进行了方差分析,结果表明,假种皮和内种皮+胚乳+胚的P< 0.05,表明二者与对照的结果有显著差异,但中种皮的P>O.05,表明其与清水对照的结果差异不显著,说明假种皮和内种皮+胚乳+胚的两组浸提液对白菜种子的发芽有显著的抑制作用,而中种皮浸提液对白菜种子的发芽无明显抑制作用。同样在各部分浸提液浸泡48h后,方差分析的结果依然是假种皮和内种皮+胚乳+胚的P< 0.05,达到显著差异;中种皮的P> 0.05,未达到显著差异,结果也表明假种皮和内种皮+胚乳+胚的两组浸提液对白菜种子的发芽有显著的抑制作用,而中种皮浸提液对白菜种子的发芽无明显抑制作用。而且从表1也可以看到,假种皮原液浸泡24h后,发芽率为16%,中种皮为70%,内种皮+胚乳+胚为46%,从这个数据也可以看出,假种皮和内种皮+胚乳+胚两组对白菜种子的抑制作用比中种皮强的多,假种皮抑制作用最强,且随着各组浸提液的浓度降低,发芽率逐渐升高,说明抑制作用逐渐减弱。

从表1还可以看出,清水对照的白菜种子发芽后胚根长2.232cm,假种皮原液浸提处理的白菜种子其子叶还未伸展出来,大部分种子的子叶还包在种壳内,胚根长度仅为0.318cm,且随浸提液浓度降低,胚根长度明显增加,因此认为假种皮中可能存在某种水溶性抑制物质抑制子叶和胚根的生长;中种皮原液浸提处理的白菜种子大部分子叶已伸展开,胚根生长良好,平均长度为1.801cm,随浸提液浓度降低,胚根长度无明显变化,说明中种皮中无胚根伸长的明显抑制物;内种皮+胚乳+胚原液浸提处理的白菜种子子叶长势较好且均已展开。

3结论与讨论

3.1首次对棋盘山大型真菌进行了系统调查,获得大型真菌116种,隶属于29科58属。将调查所得大型真菌划分为木腐真菌、落叶及腐草生真菌、土壤腐生菌、粪生真菌、植物寄生真菌、昆虫寄生真菌、外生菌根真菌7个生态类型,表现出棋盘山大型真菌的生态多样性。

3.2棋盘山大型真菌与章古台、南迦巴瓦峰和白石砬子自然保护区真菌相似性系数分别为75%、59.3%和49.9%,表现出大型真菌种类的多样性。棋盘山大型真菌中外生菌根真菌占37.9%。

3.3棋盘山大型真菌发生期长,从4-5月的羊肚菌到11 - 12月的金针菇(除多年生木腐菌外);用途广,有珍贵的食用菌羊肚菌、药用菌蛹虫草,更有能促进树木生长兼有生防作用的外生菌根真菌等。

据<朝日新闻)报道,日本专家近日成功地利用叶绿体转基因技术提高植物的光合作用能力,使它们的生长周期大幅缩短。

植物细胞内的叶绿体DNA与细胞核内的DNA不同,它与光合作用有关。日本奈良尖端科学技术大学的研究人员注意到,植物体内有两种对光合作用很重要的酶基因,于是他们尝试用高活性蓝藻的光合作用相关基因代替了烟草的这类基因。结果烟草的光合作用速度比原来提高70%,15周后它们长得比普通烟草高40%,其从光合作用中得到的淀粉也比原来增加70%。研究人员介绍说,他们正在利用水稻和小麦进行类似试验,希望能帮助粮食增产。

广西百色市永乐乡三合村芒果场是农业部旱作节水农业示范点,其主要实施坡地生物篱及等高种植技术集成项目,在项目初见成效的基础上,实施3.33hm2根区导灌技术。示范园于2004年3月5日投入使用。

根区导灌技术是一种先进的根部灌溉技术,其主要特点有以下4个方面。(1)高效节水节肥:可直接将水、肥导人植物的根系土层,避免地表蒸发,提高肥水利用率。(2)具有广泛的适用性:可在丘陵、荒坡等各类土壤的土层结构和各种多年生植物中灌溉种植。(3)系统在低压条件下运行,耗能低,维护、管理方便,运行稳定。(4)投资省、施工简便,使用寿命可达15年以上(一般因材料而喻)。

付晓云1,于光艳2,周广柱1(1.沈阳农业大学林学院,辽宁沈阳110161;2.辽宁省电力勘探设计院,辽宁沈阳110141)

2008年第1期    辽宁林业科技

 

(作者:佚名编辑:admin)

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