獨蒜蘭種子自然萌發特性分析

藍家望　桂陽等

摘要：為了解獨蒜蘭（Pleione bulbocodioides）種子的萌發特性，設計4個成熟度（授粉后125、160、190、219 d）和兩種儲存方式（4 ℃冷藏和常溫儲存）調查獨蒜蘭種子自然萌發與種子成熟度、儲存方式的相關性。結果表明，各成熟度種子相對發芽率、死亡率間差異不明顯；DAP125種子萌發生長指數顯著小于DAP160種子萌發生長指數，DAP160種子萌發生長指數顯著小于DAP190、DAP219種子萌發生長指數，DAP190、DAP219種子萌發生長指數相近；4 ℃冷藏提高了各成熟度種子相對發芽率、萌發生長指數，其中顯著提高了DAP190的萌發生長指數。因此，選用DAP190種子，4 ℃儲存有利種子的萌發生長。

關鍵詞：獨蒜蘭（Pleione bulbocodioides）； 有性繁殖； 成熟度； 萌發生長指數

中圖分類號：S682.31；Q945.53 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）09-2077-06

獨蒜蘭（Pleione bulbocodioides）為蘭科獨蒜蘭屬多年生草本植物，半附生。生于海拔900～3 600 m的灌木林緣腐殖質豐富的土壤或苔蘚覆蓋的巖石上。獨蒜蘭花大而鮮艷，具有較高的觀賞價值；獨蒜蘭的干燥假鱗莖習稱冰球子，具有清熱解毒、化痰散結的功效，因其抗癌作用而備受關注[1]。近年來，由于生態環境的不斷破壞和人類大肆采挖，野生資源日益減少，獨蒜蘭已被列入國家重點保護野生名錄（第一批）。

獨蒜蘭花期3～4月，果期8～11月，單個蒴果內具有21 000～34 000粒種子，利用種子進行有性繁殖成為獨蒜蘭保護撫育的重要手段。但獨蒜蘭和其他蘭科植物一樣，種子細小，沒有胚乳，自然繁殖系數極低，弄清獨蒜蘭自然萌發特性，建立獨蒜蘭自然萌發技術方法，是解決獨蒜蘭保護撫育的關鍵。

獨蒜蘭自然萌發特性研究首先要建立自然播種方法，Rasmussen等[2]建立的種子袋原生地播種技術使得回收微小蘭科植物種子成為可能。目前，種子袋原生地播種法已成功應用于多種蘭科植物種子自然萌發特性的研究，定期回收種子袋檢測種子的萌發情況，可調查種子的萌發啟動時間、種子萌發形態變化過程及種子在土壤中的存活時期[3-5]；還可調查在不同地點播種種子萌發與地點分布的相關性[6-8]；還可誘捕共生菌，調查種子萌發與共生菌的相關性[9-11]。迄今為止，還沒有獨蒜蘭在自然界中萌發特性的相關報道。該研究應用原生地種子袋播種法，探索種子成熟度及種子儲存方式對種子萌發的影響，總結獨蒜蘭種子自然萌發特性，為建立獨蒜蘭自然萌發技術奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

于貴州省凱里市雷公山采集獨蒜蘭人工異花授粉后125 d（DAP125）、160 d（DAP160）、190 d（DAP190）、219 d（DAP219）的新鮮飽滿蒴果，先用硅膠干燥1周，然后隨機分成兩份分別置于實驗柜室溫儲存和冰箱4 ℃儲存。

1.2 方法

1.2.1 播種前種子質量的檢測 選擇成熟飽滿的蒴果，將各蒴果種子取出混合均勻，取適量種子加入1.5 mL離心管中至約0.25 mL刻度處，加入1% TTC溶液1 mL，30 ℃黑暗放置48 h。染色48 h后用膠頭滴管吹吸使種子混勻，吸取種子轉移至載玻片上，用濾紙吸去染液，體式顯微鏡下統計種子活力指數（種子活力指數=有活力種子總數/統計種子總數），各樣品3次重復[12]。有活力種子胚被染為橙色或者粉紅色，無活力種子胚不著色或染成黃色。

1.2.2 室外播種 參考原生地播種法[2]，采用300目尼龍網制作成5 cm×8 cm種子袋，一端開口；分別將相同成熟度在相同儲存方式下的種子混合均勻，從網袋開口端撒入，稀疏平鋪種子袋一層，約為1 500粒種子。于2011年11月10日在貴州省凱里市雷公山按種子類別進行播種。播種深度為表層土5 cm，種子袋水平鋪開，袋間間隔10 cm，覆土，蓋些許雜草保濕、保溫。播種后3個月開始取材觀察，共觀察5次，每次取回10個種子袋，觀察時間為2012年2月15日、2012年3月7日、2012年5月6日、2012年7月15日、2012年9月10日。

按時按量取回種子袋，用毛刷刷去種子袋表面泥土，打開種子袋，置于體式顯微鏡下統計種子萌發情況。運用SPSS 17.0軟件，以種子成熟度、種子儲存方式為分析因子，以種子相對發芽率、死亡率及萌發生長指數為因變量對統計數據進行單因素方差分析，分析各因子對獨蒜蘭種子自然萌發的影響。

2 結果與分析

2.1 獨蒜蘭種子播種前的質量

2.2 獨蒜蘭種子自然萌發過程

2.3 種子成熟度對種子萌發的影響

2.4 低溫冷藏對種子萌發的影響

3 小結與討論

獨蒜蘭種子在自然萌發過程中，種胚假根的產生具有可選擇性。大多數蘭科植物種子沒有胚乳，種胚中儲存的養分有限，在種子起始萌發時期，種胚能夠利用自身養分，但萌發后期如果種胚得不到養分的供給就會死亡，倘若在種胚自身養分消耗殆盡前能夠從某種途徑及時得到養分的補給，種胚將進入后續發育階段。種胚產生假根是種胚發育過程中對養分的一種需求反應，種胚在突破種皮前產生假根，說明種胚自身養分只能維持短暫的時間，此時急需外界養分的補給。兩種萌發情況說明種子萌發過程中除假根為種胚運輸外界養分的同時還存在其他途徑供給養分。許多研究報道指出，蘭科種子的萌發需要共生菌的參與，這種需求主要是共生菌起著養分傳遞的角色[16，17]。

種子成熟的過程是種子生理和結構變化的過程，許多蘭科植物種子在成熟的過程中在生理上將形成休眠機制，在結構上形成一層被稱為“Carapace”的不滲透結構[3，16，18]，成熟種子成熟過程中這種變化將阻礙種子的萌發[15，19，20]。成熟度低的種子由于未形成完善的休眠機制而易于啟動種子萌發。但在4 ℃儲存后，DAP190、DAP219種子相對發芽率提高，并且高于4 ℃儲存DAP125、DAP160種子的相對發芽率，這可能是低溫冷藏打破了種子休眠的結果[3，15，16，18-21]，成熟種子的休眠機制被打破后，將發揮成熟度高的潛在優勢。

成熟度高的種子同時具有利于萌發后生長的優勢。無論是常溫儲存還是4 ℃儲存，DAP125種子萌發生長指數顯著低于DAP160種子萌發生長指數，DAP160種子萌發生長指數又顯著低于處于相近水平的DAP190、DAP219種子萌發生長指數。且這種優勢在4 ℃冷藏后顯得更明顯，尤其是DAP190種子，4 ℃冷藏顯著提高其萌發生長指數，并且高于DAP219種子萌發生長指數，說明在一定成熟度范圍內，種子成熟度的提高利于已萌發種子更好地適應環境和后續的生長發育。

獨蒜蘭種子自然萌發過程中與其他蘭科植物同樣面臨的一個尖銳問題就是種子死亡率高。此次統計分析發現，種子死亡主要出現在種子萌發至第二階段原球莖時期，主要死亡形式是種胚變色、種胚消解。種子萌發至第二階段原球莖后急劇死亡是導致種子發芽率急劇下降的主要原因，因此解決獨蒜蘭第二階段原球莖到第三階段原球莖的過渡問題尤其關鍵，比如調查種子變色、消解的生理機制；調查原球莖發育各階段共生真菌特異性及進一步調查種子萌發的生理生態特性等。

獨蒜蘭種子發芽率、萌發生長指數同時受到多種因素的交互影響。試驗結果表明，獨蒜蘭種子成熟度、儲存方式均在一定程度上影響種子的萌發、生長。DAP190種子能夠更好地接受低溫的刺激打破種子的休眠發揮自身優勢，具有較佳的萌發及生長優勢，因此深入調查獨蒜蘭原生地的優勢因子顯得極其必要。

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