極小種群植物“川柿”生物學特性及種子萌發方法研究

劉燕琴，劉正宇，劉春雷，曹 敏，張 軍

(1 重慶市藥物種植研究所，重慶，408435；2 特色生物資源研究與利用川渝共建重點實驗室，重慶，408435)

極小種群野生植物(plant species with extremely small populations，PSESP)指分布地域狹窄或呈間斷分布，長期受到外界因素脅迫干擾而呈現的種群退化和數量持續減少，已經低于穩定存活界限的最小生存種群，難以維系其正常繁衍而瀕臨滅絕的野生植物種[1]。野生植物是生物多樣性和生態系統的重要組成成分，保護極小種群野生植物對于延緩物種滅絕、促進生態系統可持續發展和保護生物多樣性具有重要意義[2]。近年來，有關學者對重慶地區極小種群植物如縉云黃芩Scutellariatsinyunensis[3]、木波羅Artocarpusheterophyllus[4]、崖柏ThujasutchuenensisFranch.[5]、疏齒大廠茶(南川茶)Camelliatachangensis[6]等野生植物開展了人工繁育、遷地保護等科學研究，為極小種群植物有效保護提供了技術指導和示范。

川柿DiospyrossutchuensisYang，是植物學家楊銜晉于1941年在四川盆地東部岳池縣的華鎣山白云庵發現，并命名新種“川柿”[7]。而后再未見川柿花、果的植株，導致《中國植物志》記載缺少川柿花器官部分。2016—2018年重慶市藥物種植研究所劉正宇帶領研究團隊開展第四次全國中藥材普查，在重慶市四面山新發現川柿，共6株，經中國科學院植物學家李振宇確認為川柿。川柿果可食用，果肉、果蒂均可入藥，具生津止渴、潤腸通便、輔助降血壓等功效[8]。為了進一步保護和研究該物種，研究團隊于2018—2020年開展了川柿生物學特性及其種子萌發方法研究，為資源保護、種群擴大與利用提供參考。

1 材料與方法

定期觀測生物學特性并進行相關統計。

種子萌發方法試驗，在川柿果實成熟期10月下旬采集果實進行試驗。設置兩種方法：(1)果實分別用保鮮袋裝，室內放置(即果實后熟)0、30、45、60 d(果實由硬實變軟，果肉由黃白變黃，然后變黑)，剝離果肉，去種子表面膜，清洗種子，采用50%～60%濕度河砂播種，室溫5～18 ℃。(2)果實后熟60 d，取出種子分別采用赤霉素 300、600、1 000 mg/L溶液浸泡1 h，風干表面水分再采用50%～60%濕度河砂播種，室溫5～18 ℃，分別統計萌發、出苗時間和出苗率，篩選適宜的種子萌發方法。

2 結果與分析

2.1 生物學特性

2018—2020年對重慶市四面山的6株川柿進行觀測，結果見表1和表2。觀察發現，川柿為常綠葉喬木，樹皮灰色，有皺紋；嫩枝綠色，有小柔毛；上年生枝無毛或疏生小柔毛。葉革質，長圓形或橢圓狀長圓形，長8～12 cm，寬2.8～4.7 cm，先端急尖，極少漸尖，基部圓形或近圓形；葉柄長6～10 mm，密被短柔毛；花白色，壇狀，花瓣向后反卷，雄蕊4枚，雌蕊1枚，上位子房。當年開花、結果植株11—12月無新芽分化，見殘存果蒂；第二年4—5月不見開花，11—12月再次見新分化的葉芽、花芽；第三年再次開花、結果。當前觀測發現，川柿有隔年開花、結果現象，其原因和機理還有待進一步研究。

表1 川柿物候期

表2 不同年度川柿植株開花結果比較

果實直徑(32.7±5.80) mm，單果質量(23.0±5.30) g(見表3)。果實腋生，單生；近球形、黃綠色，密被短柔毛；有果柄，密被柔毛，宿存萼裂片4片；單果種子數0～6粒，其中1/5的果實無種子。

表3 川柿果實特征

果實后熟，果肉變軟，剝離果肉可獲得種子，種子外包裹一層透明膜，種子黃褐色，種子腎形，平均縱徑(19.71±1.27) mm，平均橫徑(10.58±1.39) mm，種子硬實，平均質量(1.07±0.103) g(見表4)，千粒重1 070 g。

川柿生物學相關圖片見圖1。

圖1 川柿植株、花、果及種子

2.2 種子萌發方法比較

在川柿原生境調查未見實生苗，可能由于川柿種子在自然情況下萌發和成苗有障礙，因此開展種子萌發方法研究。試驗結果看出，在河砂播種一段時間后，種子開始吸水膨脹，種皮逐步變軟，生根后子葉出土；子葉脫落，露出嫩綠主干(帶小芽)，長出真葉，葉柄、葉背綠色密被白色絨毛(見圖2)。果實后熟時間對川柿種子萌發和出苗率均有顯著影響，其中以后熟60 d處理效果較好，種子萌發時間短，萌發率高；果實未經后熟處理，即對照種子萌發時間久，萌發率低，在室內需7～8個月才出苗，出苗不整齊、出苗率低，可能種子有休眠現象。

圖2 川柿種子萌發和出苗

果實后熟60 d后，不同濃度GA溶液浸泡種子處理可以縮短出苗時間，提高出苗率。其中以GA 600 mg/L浸泡1 h處理出苗率最高，為83.3%；其次為1 000 mg/L處理，出苗率為70.0%，且萌發時間最短(見表5)。

表5 果實不同后熟處理和種子浸泡GA處理的川柿種子萌發情況

3 結論及討論

調查結果表明，川柿成年植株4—5月開花并發新芽，10月果實成熟，果實直徑(32.7±5.80) mm，單果質量(23.0±5.30) g，種子腎形，千粒重約1 070 g；隔年開花、結果；果實后熟處理用河砂播種，種子可萌發，其中以后熟60 d處理的出苗率較高，為65%；果實后熟60 d后，GA 600 mg/L浸泡種子1 h處理的出苗率也較高，為83.3%。

當前發現的川柿植株僅為6株，其種群數量極小，這必將對其生存和發展不利。本研究表明，川柿為常綠葉喬木，有隔年開花、結果現象，原生境無種子苗；采用果實后熟60 d+剝離種子用GA 600 mg/L浸泡1 h，室內河砂播種可提高種子萌發率。

導致川柿種群規模極小可能原因是：成年川柿開花、結果有隔年現象，導致種子數量有限；而導致其隔年開花、結果可能由于生理[9]、植物激素影響[10-11]、營養影響[12]等內在因素，還需進一步研究。川柿種子自然條件下萌發率低，可能也是阻礙種群擴大的原因之一。研究中發現，在4個原生點，植株均有開花、結果，果實成熟掉落的現象，但植株周圍均未見實生苗；可能野生環境無法提供種子萌發所需條件，也可能與種子有休眠特性有關。試驗中發現，果實未經后熟處理剝離種子室內播種，種子萌發時間長，萌發率低；而果實后熟時間長的萌發率較高。這可能由于后熟時間長有利于種子充分后熟，種皮變軟，從而有利于種子萌發。后熟處理對種皮、胚及種子內在激素影響也需要進一步研究。

果實后熟60 d+剝離種子用GA 600 mg/L浸泡1 h后，河砂室內播種可促進川柿種子萌發，與有的研究結果類似。有研究表明，赤霉素(GA)能打破種子休眠，促進種子萌發[13]；譚秋生等[14]研究多重處理對華重樓種子休眠解除的影響中發現，多重處理結合GA處理可促進種子萌發。

極小種群規模小導致其近親交配更頻繁，遺傳多樣性降低，進而導致其生殖生長發育存在潛在缺陷[15]，如“天目鐵木”種子產量低，品質差；種子結構特點及內源營養物質、激素的限制造成其種子萌發條件苛刻，萌發率低，自然更新幼苗數量十分有限[16]。姚志等研究發現，極小種群野生植物瀕危的內在原因主要是繁殖力低和競爭能力弱[17]。

綜上所述，川柿種群極小，遺傳多樣性差，有隔年開花現象，種子數量有限。采用果實后熟剝離種子用GA溶液處理，室內河砂播種，可以縮短種子萌發時間并提高種子出苗率，為川柿種子繁殖法提供了參考。當前川柿的研究還處于初級階段，為了進一步保護和發展它，急需開展繁殖生物學和遺傳學特性等方面研究。