黑老虎种子发育与萌发特性研究

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黑老虎(Kadsura coccinea)是五味子科(S chisandraceae)南五味子属(Kadsura)常绿木质藤本,其根和茎是我国传统中药材,其果实营养丰富。目前,黑老虎资源主要以野生资源为主,野生资源遭到破坏性开采,不仅导致黑老虎种质资源的流失,还严重破坏了开采地的生态环境。扩大黑老虎人工栽培势在必行,黑老虎种群主要繁衍方式为种子繁殖,但黑老虎种子存在休眠,萌发周期长,萌发率低,针对这一问题本文对黑老虎种子发育、休眠及萌发特性做了系统的研究,为抚育栽培、苗木繁育提供理论基础。主要研究结果如下:1.黑老虎果实发育期果实、小浆果、种子形态及种子营养物质存在规律性变化。黑老虎果实发育期约为110天,发育期分为青果期、转色期、红果期三个阶段。果实、小浆果、种子生长曲线均符合Logistic回归模型,决定系数高达0.9672~0.9986。黑老虎合子休眠期较长,花后84天才观察到种胚发育,种子成熟时胚率仅为7.11%。黑老虎种子发育期淀粉和可溶性糖含量呈先升高后下降趋势、可溶性蛋白和油脂呈逐渐上升趋势。油脂是成熟黑老虎种子的主要贮藏物质,种子发育期可溶性糖和淀粉都积极转化为油脂;油脂中主要成分为亚油酸,成熟种子油脂中亚油酸占66.88%。种子油脂积累过程中,其贮藏细胞器油体先在细胞壁周围形成小油体,再体积增大慢慢向细胞中央聚集,后形成大油体充满整个细胞;油体的体积与油脂含量呈正相关。2.黑老虎种子属于物理和生理复合休眠。物理休眠主要由种皮透性差和机械束缚引起,黑老虎种皮由外种皮(1029 μm)和内种皮(349μm)构成,外种皮第一层为角质层(275 μm),第二层为栅栏层(754 μm),内种皮膜质;外种皮致密坚硬极大地阻碍了种子的吸水和透气,同时还存在机械束缚;完整种子发芽率为62.46%,而去皮种子发芽率高达86.52%。生理休眠因为种子存在萌发抑制物,黑老虎种仁和种皮的蒸馏水、甲醇、石油醚、乙酸乙酯浸提液,对白菜发芽率、根长、苗高都存在明显的抑制作用,说明黑老虎种子中存在抑制萌发的物质。黑老虎种胚在离体条件下培养30天萌发率为21.59%,说明黑老虎种胚发育完全,不需要经过后熟,所以黑老虎种子不存在或存在很浅的形态休眠。3.浓硫酸、温度、激素、层积处理均能打破黑老虎种子休眠,促进种子萌发。浓硫酸浸种30 s效果最佳,发芽率为83.77%;高温水浴浸种60℃最佳,发芽率为68.53%;液氮浸种20 min效果最佳,发芽率为82.47%;100 mg/L赤霉素效果最佳,发芽率为89.96%。低温、变温、暖温层积处理均能打破种子休眠,其中低温层积60天后置床萌发30天发芽率为78.18%,基本达到休眠解除的标准。科研上,可以采用浓硫酸浸种30 s打破物理休眠,100 mg/L赤霉素处理和低温层积打破生理休眠。生产上,可以采用60℃浸种打破黑老虎种子物理休眠,冬季室外层积打破生理休眠。
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