不同紅松無性系種子形態、松多酚含量及播種育苗差異研究

張玲 張東來

摘要： ?以8個紅松無性系種子為試驗材料，對不同紅松無性系種子的形態特征、松多酚成分含量及種子萌發特征進行分析比較。結果表明，不同紅松無性系種子的長度、種子千粒重和松多酚含量差異不顯著，種子寬度差異顯著。124#無性系種子長度最大，066#種子最寬，118#千粒重最大，179#和119#總松多酚含量最高。種子長與種殼松多酚含量、種皮松多酚含量均呈負相關，種子寬與種殼松多酚含量、種皮松多酚含量均呈負相關，千粒重與種殼松多酚含量、種皮松多酚含量均呈負相關。179#、119#和124#無性系秋季播種出苗率最高，可為堅果林紅松優良種質的選育提供優良種質材料，為堅果園和高世代種子園營建奠定基礎。

關鍵詞： ?紅松; ?種子形態; ?松多酚; ?無性系; ?播種

中圖分類號： ? S 791. 247 ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： ? A ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1001 - 9499（2021）05 - 0001 - 04

樹木種子是后代生長繁育的遺傳基礎，其形態和品質是生產效益、經濟效益和社會效益最重要的影響因素[ 1， 2 ]。種子形態是一種較穩定的性狀，是長期適應環境和不斷進化的產物，不同種源間種子品質的差異在許多樹種中都已得到了驗證。紅松（Pinus koraiensis）又稱“果松”，是東北林區最具有發展前途的鄉土果用經濟林樹種之一[ 3， 4 ]。目前針對紅松種子開展了大量研究，主要集中在種子休眠和萌發、形態與成分遺傳變異以及成分解析等方面，針對紅松種子形態與品質關系研究相對較少[ 5， 6 ]。有研究證明紅松種子本身的遺傳變異性比較豐富，其種實性狀變異在不同種子園間具有明顯差異，無性系間種實性狀也存在較大變異[ 7 ]。

松屬植物中含有松多酚、生物堿、多糖、不飽和脂肪酸等多種活性成分，具有抗氧化、抗腫瘤、調節免疫及抗菌等生物活性。松多酚是分布于松科植物樹皮、籽殼、果仁、松針、球果的多酚類化合物。研究表明，松殼多酚可影響腫瘤細胞周期的進程，將其阻滯于G0/G1期，對于HT29結腸癌細胞具有下調Bcl-2基因、上調Bax基因表達的效應，并與腫瘤細胞的糖代謝過程相關[ 8， 9 ]。多酚類物質對植物的色澤、果實品質、果實風味等有較大的影響[ 10 - 15 ]。

酚類物質是種子發芽的抑制物，酚酸物質影響植物生長發育的典型表現為抑制種子的萌發，破壞根系或其他分生組織，改變植物的生理生化性狀，從而阻礙幼苗生長[ 16 ]。種子萌發過程中，酚類化合物被大量合成，使抗氧化能力增強。但是，對于紅松種子萌發過程中酚類化合物動態變化的研究報道不多。本研究從形態學、生理學角度出發，研究不同紅松無性系種子形態、松多酚含量及種子萌發差異，以期找到種子形態與品質性狀的關系及出苗率的差異，為果用紅松優良種質篩選與評價提供支撐。

1 試驗材料與方法

1. 1 試驗材料

試驗材料來自黑龍江省葦河林業局青山種子園。青山種子園于1979年營建，接穗來自鶴北林業局紅松優樹。種子園位于127°55'59.2″E，45°06'28.2″N，海拔300 m，年均溫2.3 ℃，年降雨量666.1 mm。于2019年10月30日采摘球果，采摘系號為043#、066#、117#、118#、119#、124#、148#、179#，每個系號采集10枚，將采集到的球果按照不同雜交組合分別進行脫粒處理，冷凍沙藏保存。

1. 2 測定方法

將參試種子樣品充分混勻后，從中隨機抽取30粒種子，使用電子數顯游標卡尺，精確度為0.01 mm，測定每一粒種子的長度、寬度，然后計算種子的平均長度、寬度。單個球果脫粒后得到種子重，用分析天平稱重。依據國家標準《草種子檢驗規程重量測定》中有關種子重量的測定方法，從參試種子樣品中分別隨機抽取100粒種子作為一個重復，共抽取10個重復，使用電子天平分別稱取每一重復種子的重量，精確至0.001 g，計算出1 000粒種子的平均重量和變異系數，當重復間的變異系數未超出規定，換算出種子的千粒重。松多酚測定方法采用Folin-Ciocalteu法。

1. 3 播種育苗

播種育苗采用春季播種和秋季播種對比研究，秋季播種時間為2018年11月下旬，春季播種時間為2019年4月下旬。2019年6月中旬，統計出苗率。

1. 4 數據處理

采用Excel和SPSS19.0進行數據統計與處理，origin9.0作圖。采用單因素方差分析法（one-way ANVOVA）和Duncan法進行方差分析和多重比較α=0.05。圖表中數據為平均值±標準差。

2 結果與分析

2. 1 不同紅松無性系種子形態差異

由不同紅松無性系種子形態指標（圖1）可以看出，種子平均長15.698±1.34 mm，8個無性系間差異不顯著（F=1.605，P=0.136），種子長最大的是124#無性系，為16.502±0.954 mm，119#種子長最小，為14.962±1.807 mm;種子平均寬10.08±1.743 mm，8個無性系間差異顯著（F=2.835，P=0.008），066#種子最寬，為11.939±1.743 mm，11#最窄，為8.221± 1.571 mm，說明同一種源地相同嫁接年齡的紅松無性系種子差異主要體現在種子寬上。8個紅松無性系種子平均千粒重630.38±48.96 g，千粒重最大的是118#無性系，為678 g，其次為066#無性系，為675±35.68 g，千粒重無性系間差異不顯著。

2. 2 不同紅松無性系間種子松多酚含量差異

由不同紅松無性系種子松多酚含量（圖2）可以看出，179#無性系松多酚含量最高，其次為119#無性系，148#松多酚含量最低。

由不同紅松無性系種子的種皮、種殼、種仁松多酚含量（圖3）可以看出，種殼松多酚含量最高的是179#，其次為119#，148#含量最低。種皮含量結果不同，148#松多酚含量最高，其次為117#，118#含量最低。種仁松多酚含量表現為124#最高，其次為066#，117#含量最低。179#和119#無性系表現出平均松多酚含量高、選擇潛力大，說明該無性系遺傳多樣性豐富可能更容易挖掘高多酚含量的特異資源。

由種子形態特征與松多酚含量相關性分析結果（表1）可以看出，不同紅松無性系種殼松多酚含量與整個種子松多酚含量相關性最大為0.932（P=0.001），種皮松多酚含量與整個種子松多酚含量相關性最大，種殼松多酚含量與種皮總酚含量相關性為0.718（P=0.045），不同無性系與千粒重為負相關，相關系數為-0.720（P=0.044），種殼松多酚含量與無性系相關性較大，相關系數為0.451。種子長與種殼松多酚含量、種皮松多酚含量均呈負相關，相關系數為-0.471和-0.414，說明種子越長，種殼和種皮松多酚含量越小。種子寬與種殼松多酚含量與種皮松多酚含量呈負相關，相關系數為-0.444和-0.526。千粒重與種殼松多酚含量和種皮松多酚含量均呈負相關，相關系數為-0.582和-0.671，說明千粒重越大種殼和種皮松多酚含量越小。

2. 3 不同紅松無性系種子萌發特征差異

對葦河青山種子園紅松不同無性系種子進行播種試驗，采用春季播種和秋季播種對比研究，2018年秋季播種時間為11月23日，2019年春季播種時間為4月28日。由不同無性系種子出苗率（表2）可以看出，紅松不同無性系春季播種和秋季播種出苗率差異顯著，春季播種出苗率平均44.18%，秋季播種出苗率平均74.54%。其中，葦河079#、124#和119#種子出苗率均達到80%以上。

酚酸類化合物對種子的生長具有化感自毒作用，其化感作用總體表現為抑制的趨勢。由不同無性系種子松多酚含量與種子不同時間萌發相關性分析（表3）可以看出，松多酚含量與種子春播萌發率呈負相關，與紅松秋播萌發率呈正相關，說明在秋季低溫情況下，松多酚活性沒有啟動，沒有影響種子萌發，這也證明紅松種子適宜秋季播種。

3 結論與討論

3. 1 葦河青山種子園8個紅松無性系種子平均長15.698±1.34 mm，8個無性系間差異不顯著;種子平均寬10.08±1.743 mm，8個無性系間差異顯著;種子千粒重630.38±48.96 g，8個無性系間差異不顯著。

3. 2 葦河8個不同紅松無性系松多酚含量最高的是179#無性系，148#松多酚含量最低。種殼松多酚含量最高的是179#，148#最低。種皮松多酚含量最高的是148#，118#最低。種仁松多酚含量最高的是124#，117#最低。179#和119#無性系表現出平均松多酚含量高、選擇潛力大，說明該無性系遺傳多樣性豐富可能更容易挖掘多酚含量高的特異資源。

3. 3 不同紅松無性系春季播種和秋季播種出苗率差異顯著，春季播種出苗率平均44.18%，秋季播種出苗率平均74.54%。其中，葦河079#、124#和119#種子出苗率均達到80%以上。

3. 4 通過紅松種子松多酚含量研究發現，179#和119#種子松多酚含量最高，179#和119#種子發芽率也是最高，達到84.88%和80%。我們初步認為，紅松種子松多酚含量與種子萌發有一定的關系，不同無性系在無外源物質激活的情況下，種子萌發過程的次生代謝產物合成和含量上的差異是導致種子休眠的內在因素。

參考文獻

[1] 張振， ?張含國， ?周宇， ?等. ?紅松多無性系群體的種實性狀變異研究[J]. ?北京林業大學學報， ?2015， ?37（2）： ?67 - 78.

[2] 毛子軍， ?袁曉穎， ?祖元剛， ?等. ?西伯利亞紅松與紅松種子形態、 ?種皮顯微構造的比較研究[J]. ?林業科學， ?2003（4）： ?155 - 158.

[3] YANG Kai，GU Hui-yan， LUAN Hai-yan， YANG Feng-jian. ?Method and standard for selecting elite nut trees of Korean pine， Journal of Forestry Research， 2001，12（2）： 84 - 88.

[4] 許忠. ?以培育紅松果林為目的的優質接穗選擇及嫁接苗培育技術[J]. ?林業勘察設計， ?2017， ?181（1）： ?56 - 58.

[5] 李奎友， ?張海嘯， ?趙佳麗， ?等. ?果用紅松高產優樹的選擇[J].林業科技通訊， ?2020（11）： ?21 - 24.

[6] 鄭英達. ?紅松種子園建立的優樹選擇方法探析[J]. ?現代農業科技， ?2019（07）： ?132 + 134.

[7] 張含國， ?張振. ?紅松種質資源評價與利用研究[M]. ?科學出版社， ?2018.

[8] Lewinsoh N. E， Gijzen M..Phyt ochemi cal di versit y： T he soun ds of silent met ab oli sm[J]. P lant S ci ence ， 2009 ， 176（2）： 161 -169.

[9] Cádiz-Gurrea ML， Borrás-Linares I， Lozano-Sánchez J， Joven J， Fernández-Arroyo S， Segura-Carretero A. Cocoa and Grape Seed Byproducts as a Source of Antioxidant and Anti-Inflammatory Proanthocyanidins. Int J Mol Sci. 2017 Feb 10; 18（2）： 376.

[10] 孫海龍， ?魯曉峰， ?邵靜， ?等. ?21份李種質果肉總酚含量與抗氧化活性分析[J]. ?中國果樹， ?2020（6）： ?50 - 54.

[11] 范凈， ?陳啟亮， ?楊曉平， ?等. ?砂梨種質資源葉片總酚含量多樣性分析[J]. ?湖北農業科學， ?2019， ?58（23）： 116 - 118.

[12] 鄭麗娜， ?趙瑩 . ?綠豆發芽過程中營養成分的變化[J]. ?中國農學通報， ?2008， ?24（2）： 125 - 128.

[13] Gonai Baghdadi， Majid Azizi， Naser Sedaghat. The antioxidant activity and total phenol content of seeds from four species of Apiaceae family under different storage conditions. 2020， 7（3）.

[14] 李敏， ?閆興富， ?馬麗， ?等. ?酚酸類化感自毒物質對枸杞種子萌發的抑制作用[J]. ?生態學報， 2020， 40（6）： 2 072 - 2 079.

[15] Li M，Yan X F，Ma L，Ma L，Shi R.Allelopathic inhibition of phenolic acids on germination of Wolfberry （Lycium barbarum Linn.）. Acta Ecologica Sinica， 2020， 40（6）： 2 072 - 2 079.

[16] 呂衛光， ?張春蘭， ?袁飛， ?等. ?化感物質抑制連作黃瓜生長的作用機理[J]. ?中國農業科學， ?2002， 35（1）， 106 - 109.

第1作者簡介： ?張玲（1977-）， ?女， ?博士， ?副研究員， ?研究方向： ?植物學。

通訊作者： ?張東來（1977-）， ?男， ?碩士， ?副研究員， ?研究方向： ?森林培育。

收稿日期： 2021 - 04 - ?08

（責任編輯： ? 王 巖）