玉玲花種子形態特征與休眠特性解除技術研究

王有菊　劉剛　劉玉波　楊喜林　胡嘯妍　呂偉偉

摘要? 采集2個地點的玉玲花種子，對種子的形態特征如長度、寬度、厚度、種皮厚度和千粒重進行觀測，采用3個影響因素（-15 ℃低溫層積時間、40 ℃熱水浸泡時間、不同濃度的赤霉素溶液）的正交試驗設計，進行種子休眠解除研究，對觀測結果進行方差分析和多重比較，篩選出玉玲花種子解除休眠的最佳組合。2個采集地點5個指標中都是長度變異系數最大，種皮厚度變異系數最小，長度變異系數分別是種皮厚度變異系數的2.40倍和4.78倍，說明長度對種子遺傳特性的影響較大。正交發芽試驗結果表明，3個影響因素的程度為-15 ℃低溫層積時間（B）>40 ℃熱水浸泡時間（A）>赤霉素濃度（C），篩選出種子解除休眠的最佳組合為 A3B3C2，即將玉玲花種子先用40 ℃熱水浸泡96 h，接著用150 mg/L赤霉素溶液處理，最后-15 ℃層積處理90 d，種子發芽率達到最高89%。

關鍵詞? 玉玲花;種子;形態特性;正交試驗;休眠解除

中圖分類號? S722.3??? 文獻標識碼? A

文章編號? 0517-6611（2019）24-0133-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.24.040

Study on Seed Characteristics and Dormancy Breaking of Styrax obassia Sieb. et Zuce

WANG You-ju， LIU Gang， LIU Yu-bo et al

（Jilin Forestry Research Institute， Jilin， Jilin 132013）

Abstract? The seeds of Styrax obassia Sieb. et Zuce flower were collected from two locations， and the morphological characteristics of the seeds such as length， width， thickness， testa thickness and 1 000-grain weight were observed. Seed dormancy breaking was studied by adopting orthogonal experimental design of three influencing factors （-15 ℃ lamination time，40 ℃ water soaking time，gibberellin concentration）.Among the five indexes in the two collection sites， the? length variation coefficient was the largest， and the? testa thickness variation coefficient was the smallest. The length variation coefficient was 2.40 times and 4.78 times of that of testa thickness， respectively， indicating that the length had a great influence on the genetic characteristics of seeds.The results of orthogonal germination test showed that the degree of three influencing factors was -15 ℃ lamination time > 40? ℃ water soaking time > gibberellin concentration.The best combination for seed dormancy breaking was A3B3C2. The seeds of S.obassia were soaked in hot water at 40 ℃ for 96 hours， then treated with 150 mg/L gibberellin solution， and finally stratified at - 15 ℃ for 90 days. The highest germination rate was 89%.

Key words? Styrax obassia Sieb. et Zuce;Seed;Morphological character;Orthogonal test;Dormancy breaking

基金項目? 吉林市創新科技發展計劃項目“長白山珍稀觀賞樹種種質資源庫建設”（201724187）。

作者簡介? 王有菊（1980—），女，青海互助人，高級工程師，碩士，從事林木遺傳育種研究。

*通信作者，正高級工程師，從事森林培育研究。

收稿日期? 2019-06-20

玉玲花（Styrax obassia Sieb. et Zuce）別名老開皮，野茉莉科野茉莉屬落葉灌木或小喬木，高可達10 m以上，是集食用、藥用和園林綠化等于一身的珍貴樹種[1]。樹型美觀，花似白玉，果似鈴鐺，具很高的觀賞價值;木材淺黃色至黃褐色，材質堅硬富彈性，紋理致密，可供建筑、器材和雕刻等之用;葉可炒茶葉;玉玲花蟲癭中測得單寧最高為10.9%，具很高的藥用價值。玉玲花幼苗喜光，生長迅速，4年生小樹就可花滿枝頭，果實累累，短時間內實現景觀價值。栽培后生長快，根系發達，對表層土壤固持力強;枝葉萌發能力強，耐修剪;在海拔2 000 m以下的山地、酸性或堿性的土壤中都能生長，栽植范圍較廣。

玉玲花因其獨特的觀賞價值，近年來受到越來越多人的青睞，關于玉玲花的報道也越來越多。國外一直沒有對玉玲花的報道，國內關于玉玲花的研究大多集中在繁育技術方面，如邢世巖等[2]進行了玉玲花種苗特性研究，陳甜甜等[3]進行了玉玲花高效快繁技術研究，鄒新軍等[4]進行了玉玲花育苗技術研究，劉利等[5-6]進行了玉玲花實生苗繁育技術研究等;藥用方面，趙倩倩等[7]進行了玉玲花蟲癭單寧含量的測定;生態方面，徐如松等[8]開展了不同強度旅游干擾對鷂落坪保護區玉玲花群落物種多樣性的影響。

東北地區的玉玲花種子在9—10月成熟，成熟后自然脫落，如果不經過人工處理直接播種，出苗率極低。分析原因認為玉玲花種子的外種皮厚且堅硬，外種皮厚度一般為0.95～1.52 mm，透氣透水性差，阻礙了種子發芽;另外種子的內種皮還有一層包裹種胚的銀白色保護膜，透水性差還有可能分泌種子發芽的抑制物質。為了提高玉玲花出苗率，破解種子休眠對當前玉玲花播種育苗很迫切，但到目前為止，有關玉玲花休眠破解的報道鮮見。

筆者采用正交試驗法[9-10]有針對性地采用一些物理（40 ℃熱水浸泡和低溫層積）和化學方法（赤霉素溶液），旨在破除阻礙種子發芽的各種因素，提高玉玲花種子發芽率，解決當前玉玲花苗木生產中出苗率低的難題，填補玉玲花該項研究的空白。

1? 材料與方法

1.1? 試驗地概況

試驗點位于吉林市林業科學研究院林木遺傳育種實驗室內，地理位置為43°42′N，126°42′E，海拔190 m，屬北溫帶大陸性季風氣候，年平均溫度為4 ℃，≥10 ℃年活動積溫為2 800 ℃，初霜期在9月下旬，終霜期在5月中旬，無霜期為120～140 d，年平均降水量為696.1 mm，日照時數2 447.1 h。該地區屬長白山向宋遼平原過渡地帶，土壤為河流沖積土，土層厚度為25～30 cm，pH為6.0。

1.2? 材料

供試玉玲花種子采集于遼寧省丹東市和寬甸滿族自治縣的野生天然林內，于2018年10月選取5株光照條件好、生長優良的母樹采集果實。玉玲花種子是核果，采集后先將果實浸泡于水中3～8 d，搓去外種皮后即可獲得玉玲花種子。

1.3? 方法

1.3.1? 種子形態特性測定。

隨機選取2個采集地點的玉玲花種子各50粒，分別用游標卡尺測出種子的長度、寬度、厚度、種皮厚度和千粒重，然后取其平均值并進行方差分析。

1.3.2? 種子發芽試驗。

正交試驗選擇40 ℃熱水浸泡時間（A）、-15 ℃低溫層積時間（B）和赤霉素濃度（C）3個因素，每個因素3個水平，采用L9（34）正交表設計試驗，共計9個處理，每個處理30粒種子，重復3次。因素與水平設計見表1。

1.3.3? 觀測內容與數據處理。

種子形態特征調查指標有種子長度、寬度、厚度、種皮厚度和千粒重，共計5個指標。

將正交設計處理后的種子置床，以高溫消毒的濾紙為基質，放于22 ℃、經75%乙醇消毒后的光照培養箱內進行發芽試驗，發芽時間為30 d，每個處理設30粒種子，重復3次。期間如果水分蒸發太快，要及時補充水分，保證濾紙的濕度。

數據整理采用Excel 2013，方差分析和多重比較采用SPSS17.0軟件[11]。

發芽率=發芽種子粒數/供試種子粒數×100%。

2? 結果與分析

2.1? 種子形態特征

玉玲花果實中一般只有1枚種子，種子卵形或卵圓形，其種子厚度和寬度數值相差不大，其種子形態指標見表2。

寬甸地區玉玲花種子長度、寬度、厚度、種皮厚度、千粒重平均值（x）分別為14.08 cm、8.91 cm、8.91 cm、1.52 mm和506.67 g。種子長度變異程度最大，標準差（s）為1.00，變異系數（CV）為7.90%;種皮厚度變異程度最小，標準差（s）為0.05，變異系數（CV）為3.29%，長度變異系數是種皮厚度變異系數的2.40倍。

丹東地區玉玲花種子長度、寬度、厚度、種皮厚度、千粒重平均值（x）分別為13.10 cm、8.51 cm、8.51 cm、0.95 mm和392.85 g。種子長度變異程度最大，標準差（s）為1.32，變異系數（CV）為10.08%;種皮厚度變異程度最小，標準差（s）為0.02，變異系數（CV）為2.11%，種子長度變異系數是種皮厚度變異系數的4.78倍。

從5個種子性狀可以看出，丹東地區的玉玲花種子比寬甸地區的玉玲花種子長度短0.98 cm、寬度和厚度小0.40 cm、種皮厚度薄0.57 mm和千粒重輕113.82 g。

將2個采集地點玉玲花種子形態特征數據進行方差分析可知，種子長度、寬度、厚度、種皮厚度和千粒重的Sig.值分別為0.000、0.014、0.014、0.000和0.000，5個指標的Sig.值都小于0.05，2個采集地點玉玲花種子5個形態指標之間差異達到極顯著水平。

2.2? 種子發芽率

將按正交試驗組合處理后的種子置于22 ℃的光照培養箱內暗培養30 d后，統計腐爛粒和發芽粒，并計算發芽率。

由表3可知，各因素影響種子發芽的主次順序為低溫層積時間（B）>熱水浸泡時間（A）>赤霉素濃度（C）。最佳組合為 A3B3C2，即將玉玲花種子先用40 ℃熱水浸泡96 h，接著用150 mg/L 赤霉素溶液處理，最后-15 ℃層積處理90 d，種子發芽率達到最高（89%）。

分析最佳組合原因為40 ℃熱水浸泡后，軟化了堅硬的外種皮，提高了種皮的透水透氣性，高溫使抑制種子發芽的脫落酸分解;150 mg/L 赤霉素溶液誘使種子解除休眠;90 d的-15 ℃ 層積處理，促使種子完成生理后熟。

最差組合為 A1B1C1，即玉玲花種子不用40 ℃熱水浸泡和-15 ℃層積處理，而只用150 mg/L 赤霉素溶液處理，種子發芽率只有20%。

方差分析表明，玉玲花種子經過不同處理后，發芽率指標F值為2.536，Sig.為0.000，說明正交試驗9個處理的發芽率在0.05水平上差異達到極顯著水平。

2.3? 發芽試驗的多重比較

由表4可知，從發芽率指標結果出發，處理號為9、3、8和6依次表現優異（這4個處理號和別的處理號差異顯著，不在一個系列中）。處理號為9和3號表現最佳，其次是8和6，可用于玉玲花實際生產中種子處理，以保證出苗率。

3? 結論與討論

（1）玉玲花是集食用、藥用和園林綠化等于一身的珍貴樹種，主要通過播種育苗繁育，所以種子的品質好壞直接關系到苗木質量。通過形態指標調查法觀測了遼寧地區玉玲花種子的長度、寬度、厚度、種皮厚度和千粒重5個性狀。該試驗是首次對遼寧地區玉玲花種子的形態特征進行觀測，為今后進一步開展其他方面的研究提供了基礎數據。

（2）邢世巖等[2]采集山東地區的玉玲花種子進行種子形態特征調查，結果認為種子的變異系數由大到小是果厚、果長和果寬，3個性狀的平均值為0.945 cm、0.744 cm和0.446 mm。該試驗調查的遼寧地區玉玲花種子變異系數由大到小是果長、果寬和果厚。對比2個地區的種子性狀，遼寧地區種子的果長、果厚和果寬均大于山東地區的種子，這種種子性狀的遺產變異也是為了更好適應東北地區冬季的低溫和夏季的短日照氣候條件。

（3）對2個采集地點玉玲花種子5個形態指標進行方差分析表明，其Sig.值都小于0.05，觀測的5個指標之間差異達到極顯著水平。從寬甸滿族自治縣采集的玉玲花種子比從丹東市采集的玉玲花種子長度長0.98 cm、寬度和厚度超出0.40 cm、種皮厚度厚0.57 mm和千粒重重113.82 g。僅從種子形態特征的5個觀測指標比較，寬甸地區的玉玲花種子從種子大小到千粒重都優于丹東地區的玉玲花種子，但該試驗并未對種子生活力進行檢測，所以只能總結出在種子形態特征方面寬甸地區玉玲花種子優于丹東地區。

（4）正交設計的發芽試驗影響因素有-15 ℃低溫層積時間、40 ℃熱水浸泡時間和赤霉素濃度，發芽試驗表明3個影響因素程度為-15 ℃低溫層積時間（B）>40 ℃熱水浸泡時間（A）>赤霉素濃度（C）。正交試驗的最佳組合為 A3B3C2，即將玉玲花種子先用40 ℃熱水浸泡96 h，接著用150 mg/L 赤霉素溶液處理，最后-15 ℃層積處理90 d，種子發芽率達到最高89%。

分析最佳組合原因為40 ℃熱水浸泡軟化了堅硬的外種皮，提高了種皮的透水透氣性，高溫使抑制種子發芽的脫落酸分解;150 mg/L赤霉素溶液誘使種子解除休眠;90 d的-15 ℃層積處理，促使種子完成生理后熟，可用于玉玲花實際生產中種子處理，以保證出苗率。

參考文獻

[1]吉林省通化地區農業區劃委員會辦公室.長白山西南坡野生經濟植物志[M].長春：吉林省林業勘察設計院，1985.

[2]邢世巖，董雷雷，胡愛華，等.玉玲花種苗特性研究[J].種子，2008，27（3）：60-62.

[3]陳甜甜，馬銘，王鋒祥，等.玉玲花高效快繁技術研究[J].時代農機，2017，44（6）：109-110，152.

[4]鄒新軍，鄒念梁，鄧踐，等.玉玲花育苗技術[J].中國林副特產，2008（1）：58-59.

[5]劉利，張梅.玉玲花實生苗繁育技術研究[J].林業實用技術，2005（11）：38-39.

[6]劉利，張昕偉.玉玲花實生苗繁育技術[J].遼寧林業科技，2005（6）：50-51.

[7]趙倩倩，張艷紅，李剛.玉玲花蟲癭中單寧含量初探[J].遼東學院學報（自然科學版），2018，25（1）：36-42.

[8]徐如松，高林，王桂琴，等.不同強度旅游干擾對鷂落坪保護區玉玲花群落物種多樣性的影響[J].安徽科技學院學報，2010，24（5）：1-4.

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[10]楊眾家.正交試驗法優化無患子扦插繁殖條件[J].安徽農業科學，2010，38（35）：20016-20018.

[11]王有菊，孫永存，初艷.紅松結實性狀優良無性系的選擇技術[J].林業科技，2014，39（1）：4-7.