栓葉野茉莉種子萌發生理特性研究

凃 峰，萬俊鵬，喻方圓*

(1.南京林業大學實驗室與基地建設管理處，江蘇南京 210037；2.南方現代林業協同創新中心，南京林業大學林學院，江蘇南京 210037)

栓葉野茉莉(StyraxsuberifoliusHook.et Arn.)是野茉莉科野茉莉屬熱帶、亞熱帶特有的一種植物，其幼苗期耐陰，喜溫暖濕潤氣候。栓葉野茉莉木材紋理直，致密，材質堅實，為名貴家具、室內裝修、器具等優良用材[1]。其種子油可制成肥皂和油漆，根、葉可治風濕關節痛、胃痛等癥。栓葉野茉莉樹形美麗，亦可作為園林觀賞樹種[2]。

近年來，栓葉野茉莉的引種馴化和開發利用備受關注。關于栓葉野茉莉研究集中在播種苗生長規律[3]、胚胎發育[4]、引種栽培[5]和育苗技術[6-7]等。然而截至目前，對該樹種種子萌發生理特性的研究卻鮮見報道。因此，研究栓葉野茉莉種子萌發生理特性，揭示該樹種萌發的生理機制，對制定科學的播種育苗技術措施具有一定的理論指導意義。

1 材料與方法

1.1試驗材料該試驗于2016年3—5月在南京林業大學南方林木種子檢驗中心進行。供試栓葉野茉莉種子于2015年10月采自湖南省衡山縣。挑選完整無損的種粒，經低溫層積3個月后取出進行發芽試驗。

1.2發芽試驗按照《林木種子檢驗規程》(GB 2772—1999)[8]的方法測定種子發芽率。將待測種子置于砂床發芽盒(11.5 cm×11.0 cm×5.0 cm)內，每盒50粒，重復3次。放入25 ℃培養箱內進行24 h光照培養。每5 d觀察并記錄種子發芽率，以胚根達到種子長度的1/2作為種子萌發的標志，第30天發芽結束。

1.3生理生化指標測定生理試驗與發芽試驗同時進行，另取3×50粒種子置于砂床中，放入25 ℃培養箱內進行24 h光照培養。每5 d對萌發過程中的種子進行隨機取樣，測定各生理生化指標，每個指標測定3次。

可溶性糖和淀粉含量采用蒽酮比色法測定；可溶性蛋白質含量采用考馬斯亮藍G-250法測定；(α+β)-淀粉酶及α-淀粉酶活性采用磺基水楊酸法測定；過氧化物酶活性采用愈創木酚比色法測定。

1.4數據處理采用Excel 2010進行數據錄入和整理，采用SAS 9.3進行單因素方差分析，計算標準誤和進行多重比較。多重比較的顯著性用P值表示。圖表的制作用Microsoft Excel 2013軟件完成。

2 結果與分析

2.1栓葉野茉莉種子的萌發進程從圖1可以看出，在整個萌發過程中，發芽率隨著置床后時間的延長呈“S”形上升，在0～5 d，上升較緩慢，在5 d之后到25 d，上升速度呈極快的趨勢，在25 d之后速度有所放慢，基本保持不變，最終發芽率達到18.50%。

圖1 栓葉野茉莉種子的萌發進程Fig.1 Germination process of Styrax suberifolius seeds

2.2栓葉野茉莉種子萌發過程中可溶性糖含量的變化可溶性糖是種子萌發的直接呼吸底物，在種子萌發過程中，可溶性糖既可作為能量來源被迅速分解，又可以為胚細胞的伸長和生長提供原料，是種子萌發過程中的重要營養物質。由圖2可知，在0～5 d，可溶性糖含量隨著置床時間的延長而增加了19.42 mg/g(FW)，在5～15 d，可溶性糖含量隨著置床時間的延長反而減少了37.51 mg/g(FW)，在20 d時達到最高峰，為284.27 mg/g(FW)，這可能由于淀粉、脂肪等大分子物質大量被轉化為小分子糖。但在25 d，降至最低點76.70 mg/g(FW)，可能由于代謝加強，可溶性糖作為能源物質被大量消耗。在種子萌發的最后5 d，可溶性糖含量開始迅速回升。栓葉野茉莉種子可溶性糖含量變化規律表明：隨著置床時間的延長，種子內部代謝旺盛，可溶性糖作為能量來源被水解或直接作為原料被利用。

圖2 栓葉野茉莉種子萌發過程中可溶性糖含量的變化Fig.2 Changes of soluble sugar content during germination of Styrax suberifolius seeds

2.3栓葉野茉莉種子萌發過程中淀粉含量的變化由圖3可知，在0～15 d，淀粉含量隨著置床時間的延長下降了273.42 mg/g(FW)，達到最低點49.52 mg/g(FW)。尤其在1～5 d，淀粉含量直線下降206.76 mg/g(FW)，在15～30 d淀粉含量有所回升，在最后5 d數值基本保持不變，控制在100～150 mg/g(FM)。

圖3 栓葉野茉莉種子萌發過程中淀粉含量的變化Fig.3 Changes of starch content during germination of Styrax suberifolius seeds

2.4栓葉野茉莉種子萌發過程中可溶性蛋白質含量的變化由圖4可知，在0～15 d，可溶性蛋白質含量隨著置床時間的延長而緩慢上升；在15～20 d，可溶性蛋白質含量稍有回落；但是在20～30 d呈現上升趨勢，尤其在25～30 d，上升速度很快。整體而言，可溶性蛋白質含量隨著置床時間的延長總體呈上升趨勢。

圖4 栓葉野茉莉種子萌發過程中可溶性蛋白質含量的變化Fig.4 Changes of soluble protein content during germination of Styrax suberifolius seeds

2.5栓葉野茉莉種子萌發過程中淀粉酶活性的變化由圖5可知，在整個栓葉野茉莉種子發芽過程中，無論是總淀粉酶α-淀粉酶，還是β-淀粉酶活性，都呈現類似的變化趨勢。在0～15 d，三者的淀粉酶活性呈現一致的趨勢并保持不變的間距。在15～20 d，β淀粉酶活性呈現上升趨勢，并在20 d無限逼近α-淀粉酶活性。在20～25 d，三者活性大幅度下降，尤其是總淀粉酶活性下降幅度最大，在25 d幾乎下降至同一點，在25 d之后，淀粉酶活性開始回升，因為種子代謝加強，生長需要大量的能量和原料，貯藏的淀粉被迅速水解，因此總淀粉酶活性，α-淀粉酶活性和β-淀粉酶活性隨之會有大幅上升。

圖5 栓葉野茉莉種子萌發過程中淀粉酶活性的變化Fig.5 Changes of amylase activity during germination of Styrax suberifolius seeds

2.6栓葉野茉莉種子萌發過程中過氧化物酶活性的變化由圖6可知，過氧化物酶的活性最開始為0，隨著種子的萌發，在第10天達到高峰，隨著種子萌發天數的延長，其活性在第15天又大幅降低，并在之后的15 d內在一定范圍內保持不變。

圖6 栓葉野茉莉種子萌發過程中過氧化物酶的活性的變化Fig.6 Changes of POD activity during germination of Styrax suberifolius seeds

3 討論與結論

該研究結果表明，隨著栓葉野茉莉種子的萌發，可溶性糖在萌發初期由于種子內部的旺盛代謝而大量減少，到了后期，可溶性糖的減少變得遲緩且略有回升；而淀粉則分為2個階段大幅下降，表明淀粉不斷地轉化為可溶性的碳水化合物，用于供給種子萌發時所需的能量和養料。而蛋白質作為種子萌發時的重要營養物質，其在種子萌發時不斷地水解為各種氨基酸，使種子在萌發時可以利用這些氨基酸合成萌發所需的新的蛋白質，為種子的萌發和生長提供氮素。由于種子內的蛋白質參與多種代謝反應，所以種子內蛋白質含量是種子萌發情況的重要數據。蛋白質的分解主要分為2個階段，其一是大分子的蛋白質被水解為小分子的蛋白質，其二是小分子的蛋白質被分解為可供種子萌發時使用的氨基酸。而從淀粉酶活性的變化曲線可以看出，α-淀粉酶的活性要明顯高于β-淀粉酶的活性，α-淀粉酶的活性一直處于穩步上升趨勢，而β-淀粉酶的活性則出現了先高后低的情況，且α-淀粉酶的活性始終高于β-淀粉酶；而過氧化物酶也是呈現先升后降的趨勢。

種子可溶性養料的動向，在一定程度上反映種子的生理狀況，種子在不良條件下貯藏時，會引起可溶性糖量升高[9]。在整個試驗過程中，可溶性糖含量在種子萌發初期(0～15 d)保持在相對較低水平，但在種子萌發率大幅度升高時大量上升，隨后迅速下降。由于可溶性糖在大多數林木種子萌發時是其重要的異化代謝的直接碳源，說明栓葉野茉莉種子的大量萌發和可溶性糖含量的瞬時積累也有很大關系；而淀粉含量的變化則分為2個階段，首先由于淀粉酶活性較高，大幅下降(0～15 d)，隨后淀粉酶活性迅速下降，又在最后一個階段趨于平穩，維持在一定的范圍數值以內(15～30 d)，表明淀粉在栓葉野茉莉萌發過程中不斷被淀粉酶分解，轉化為可溶性的碳水化合物，用于供給種子萌發時所需的能量和養料；而蛋白質作為種子萌發時的重要營養物質之一，在胚根突破種皮和幼苗形態構成等方面均有著不可或缺的作用，其在栓葉野茉莉種子萌發時不斷積累；種子的順利萌發離不開種胚內部的呼吸代謝作用，過氧化物酶作為末端氧化酶之一，在萌發中的種子內扮演重要角色，其活性強度體現出種子內的呼吸狀態。過氧化物酶活性的變化趨勢與馬俊華等[10]的研究結果一致。栓葉野茉莉種子過氧化物酶活性在萌發初期的高峰暗示了種子在大量吸水后的呼吸通路打開，從一定程度上決定了種子的萌發成功與否。

[1] 中國科學院中國植物志編輯委員會.中國植物志：第60卷 第2分冊[M].北京：科學出版社，2004.

[2] 冷天鳳，婁麗，潘震，等.紅皮樹母樹林生物量調查初報[J].貴州林業科技，2016，44(1)：17-20.

[3] 高鶴，張乃春，尹曉陽，等.紅皮樹穴盤育苗技術研究[J].安徽農業科學，2008，36(18)：7637-7638，7641.

[4] 葉秀磷，錢南芬，王伏雄.紅皮樹胚胎發育[J].云南植物研究，1986(2)：125-131.

[5] 夏江林.紅皮樹在南岳的引種栽培[J].湖南林業科技，2007，34(2)：38-39.

[6] 潘德權，鄧伯龍，毛洪，等.紅皮樹一年生播種苗生長規律初報[J].貴州林業科技，2007，35(1)：51-54.

[7] 郭賦英，張美珍，溫麗霞，等.紅皮樹營養杯育苗技術[J].南方林業科學，2017，45(1)：17-18.

[8] 國家質量技術監督局發布.林木種子檢驗規程：GB 2772—1999[S].北京：中國標準出版社，2000.

[9] 顏啟傳.種子學[M]北京：中國農業出版社，2001：118-121，423-425.

[10] 馬俊華，王自霞，劉建軍，等.玉米種子萌發初期生理特性的變化研究[J].中國農業科技導報，2011，13(4)：99-103.