野生園藝植物種子采集處理技術(shù)

岳軍鳳

野生園藝植物種子采集處理技術(shù)

岳軍鳳

（甘肅省崇信縣種子站甘肅平?jīng)?44200）

野生園藝植物種子的采集與保育是一項(xiàng)重要的植物多樣性研究方法，也是一項(xiàng)具有特殊意義的研究課題。文章對(duì)野生園藝植物種子采集處理進(jìn)行分析，基于采集技術(shù)規(guī)范，論述了多種野生園藝植物種子的采集處理技術(shù)，以期能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員提供參考。

野生園藝植物；種子；采集處理技術(shù)

種子是有花植株繁殖的主要器官，因此，對(duì)優(yōu)質(zhì)的野生園藝植物種子進(jìn)行采集處理，對(duì)植物的長(zhǎng)期保護(hù)與開(kāi)發(fā)具有十分重要的意義。甘肅省擁有豐富的植物資源，野生園藝植物種子的采集主要是為了保護(hù)物種的多樣性，或收集和保存種質(zhì)。因此，研究野生園藝植物種子的采集處理技術(shù)也具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 種子采樣策略

1.1 一份種子的最低采集量

一份種子一般是在一定時(shí)期從某個(gè)群體中收集到的一組相同種類的種子。來(lái)自不同群體的相同品種的種子因其基因組成的差異而無(wú)法結(jié)合在一起作為一種種質(zhì)[1]。采集量的最小數(shù)量取決于采集目標(biāo)，僅需要少量的種子即可獲得特定種類DNA，在植物園內(nèi)進(jìn)行引種栽培的種子要達(dá)到數(shù)十顆至數(shù)百顆，而生態(tài)修復(fù)工程所需要的種子數(shù)量則達(dá)到數(shù)千顆至數(shù)萬(wàn)顆。英國(guó)千年種子庫(kù)建議若一次有超過(guò)10 000顆的種子，就可以進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的貯存和使用，我國(guó)推薦一份種子的采集量應(yīng)該在2 500顆左右。珍稀瀕危物種通常是制訂采種方案時(shí)的主要對(duì)象，但由于珍稀瀕危物種的數(shù)量稀少、種群規(guī)模較少、分布區(qū)域較窄等原因，難以取得足夠數(shù)量的種質(zhì)資源。因此，對(duì)珍稀瀕危物種種子進(jìn)行采集時(shí)，必須保證其種子數(shù)量不低于恢復(fù)一個(gè)野生種群的最低種子量，也就是至少500顆種子。在特定條件下，當(dāng)主要或特定物種的種子數(shù)量較少時(shí)，也可以按數(shù)量的大小，由采集員或?qū)＜覜Q定是否可以分期、多次地采集，以達(dá)到其他目的，但在同一時(shí)間內(nèi)采集的種子則按批數(shù)分別存放。

1.2 采樣的居群數(shù)和個(gè)體數(shù)

根據(jù)取樣的目的，確定目標(biāo)種群數(shù)量，所采的種質(zhì)必須盡可能地反映出其遺傳變異水平，也就是等位基因的差異，并考慮其遺傳差異，從而能有效地收集和保護(hù)某些特定的等位基因或重要的演化單位。樣本群體中的等位基因的多樣性越高，其表現(xiàn)出的物種間的差異和遺傳差異也就更大，更有保護(hù)的意義[2]。在取樣之前，如果能夠事先知道其基因的多樣性及基因組成，對(duì)于制訂最佳的采集計(jì)劃會(huì)起到指導(dǎo)作用。然而，在進(jìn)行大規(guī)模的野生園藝植物種子采集時(shí)，通常不能獲取有關(guān)種質(zhì)資源的信息，也不能進(jìn)行基因的多樣性分析。不同的文獻(xiàn)對(duì)植物居群的界定并不統(tǒng)一。文章所述群體是在一定時(shí)期、地域上，同一類種群的一組。在進(jìn)行群體分類時(shí)，必須充分利用地理隔離、傳粉機(jī)制、種子傳播方式等多種因素，并對(duì)妨礙植物遺傳差異的原因進(jìn)行詳盡剖析，得出更加準(zhǔn)確的野生園藝植物居群范圍。通過(guò)對(duì)某一種野生園藝植物居群中的合適數(shù)目的個(gè)體進(jìn)行收集，我們可以了解這個(gè)物種大多數(shù)的基因遺傳變異水平。在有一定的地理隔離、形態(tài)差異明顯或受到多種生態(tài)因素的干擾時(shí)，可以通過(guò)擴(kuò)大樣本種群的數(shù)目來(lái)獲得更多的遺傳變異，其中還包含了某些特定的等位基因。不同植物居群之間的基因差異較大，因此要盡量擴(kuò)大樣本居群的數(shù)目。在確定樣本數(shù)量時(shí)，要充分重視采集物種的地理位置，選取的植物居群要盡量涵蓋所有分布范圍，并進(jìn)行平均抽樣。

2 種子采集規(guī)范

2.1 采集前調(diào)查評(píng)估

在野外采集野生園藝植物種子時(shí)，一般很難判定其是否符合采集條件。文章所介紹的技術(shù)途徑及評(píng)價(jià)指數(shù)，可使采集員在收集種子之前，盡可能地關(guān)注取樣時(shí)的品質(zhì)與數(shù)目，從而達(dá)到采集目的。正確鑒定采集對(duì)象是采集種質(zhì)的關(guān)鍵，采集員要有辨別采集種子的能力，尤其是當(dāng)在一個(gè)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行種源的收集時(shí)，可能會(huì)存在其近緣種或類似種[3]。有些品種在果實(shí)期從外形上難以分辨，因此，采集人員必須能清晰地辨別出與之相關(guān)的或類似的種類。如有可能，必須事先勘察收集路徑，以確定采集對(duì)象的種類和分布范圍，并估算出種子的成熟期。如不能預(yù)先勘察、收集，則須先了解采集對(duì)象的特性，或查閱館藏標(biāo)本、植物志或咨詢專業(yè)人士，以了解其基本特性，或請(qǐng)植物學(xué)專家、本地專業(yè)人士參加采集。在野外收集時(shí)，要帶上相關(guān)的鑒定書(shū)籍、植物志或植物樣本的照片，對(duì)識(shí)別采集對(duì)象的種類也具有一定的借鑒作用。

2.2 評(píng)估可采到種子的品質(zhì)和數(shù)量

采集到的種子要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的貯存，必須保證萌發(fā)率、耐水性和種子壽命。一般情況下，種子的發(fā)芽和耐水能力都會(huì)隨著種子的生長(zhǎng)而逐漸增強(qiáng)，在脫離成熟階段以后，種子的生長(zhǎng)周期會(huì)到達(dá)高峰，種子的壽命也在其開(kāi)始傳播與散布的時(shí)段達(dá)到最高，此時(shí)正是采集種子的最好時(shí)機(jī)[4]。如果采集時(shí)間不合適，對(duì)種子壽命會(huì)造成影響，進(jìn)而影響到種子的貯存時(shí)長(zhǎng)與成活率。對(duì)大部分的野生園藝植物而言，選擇合適的種子采集時(shí)機(jī)很難，因?yàn)橥甑钠贩N因其花期的長(zhǎng)短而存在差異，而一個(gè)果序或一株可以包含幾個(gè)發(fā)育時(shí)期的果品，往往可以根據(jù)其外觀、色澤、硬度等特征的改變而判定其成熟與否。例如，在漿果類果實(shí)成熟時(shí)，通常其果實(shí)會(huì)變得色澤明亮，質(zhì)地也會(huì)更加柔軟，有些干果類物種的果實(shí)會(huì)裂開(kāi)散布種子，有些園藝植物的種子成熟之后質(zhì)地變得堅(jiān)硬。

另外，某些植物種子的敗育率較高。例如，禾本科、菊科、莎草科、鳳梨科等的植物種子有較大概率是空癟的，豆科植物容易受到害蟲(chóng)的侵害，所以在收集之前必須對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。在田間試驗(yàn)中，可以采用“剪切法”測(cè)定采集到的植物種子空癟率、成熟程度和飽滿度。在一個(gè)植物居群中，通常選擇10顆～20顆的種子，用剪刀、枝剪、指甲剪等剪切工具將種子解剖，對(duì)其內(nèi)部情況進(jìn)行分析，以評(píng)估其中未成熟、中空、發(fā)育不良和被蟲(chóng)咬的種子數(shù)目。如果是比較細(xì)小的植物種子，則可以把它放在帶有黏性的膠帶上解剖，防止種子掉落丟失，或者將植物種子碾碎，然后用放大10倍～20倍的顯微鏡觀察它的生長(zhǎng)情況。采用“剪切法”測(cè)定，當(dāng)一個(gè)居群采集到的種子中有30％及以上的壞種數(shù)量，可以放棄對(duì)這一植物居群種子的采集，或者采用提高種子采集數(shù)量的方式來(lái)彌補(bǔ)有效數(shù)量低的問(wèn)題。

在采集種子之前，采用抽樣方法估算野生園藝植物的果實(shí)數(shù)量和每個(gè)果實(shí)的種子數(shù)量，如果采集物種不是稀有、瀕臨滅絕的品種，在可獲得的種子數(shù)量少于2 000顆的情況下，可以選擇尋找一個(gè)更大的植物居群采集種子。另外，在采集種子時(shí)必須盡量降低對(duì)目標(biāo)種群存活和繁殖的影響，避免造成生態(tài)破壞。通常種子采集數(shù)量為能夠獲得種子總數(shù)量的20％，如果沒(méi)有對(duì)植物居群的自然繁殖造成任何的干擾，那么可以適當(dāng)增加采集數(shù)量。在收集稀有和瀕危植物種子時(shí)，種子采集最小量為500粒，同時(shí)也要遵照不超過(guò)總數(shù)量20％的原則，避免采集種子數(shù)量過(guò)多而影響植物居群自然繁殖。

2.3 采集方法和技巧

傳統(tǒng)的采種方式為人工或采用枝剪等工具，因?yàn)橐吧鷪@藝植物種類各異，種子采集員必須根據(jù)植物的實(shí)際情況選擇恰當(dāng)?shù)牟杉椒ê凸ぞ撸苊庖驗(yàn)椴僮鞣椒ú划?dāng)使植物受到傷害。若想將全熟的果實(shí)全部采摘，可以用搖落的方式采集到熟透的果實(shí)或種子，或?qū)⑷菀咨⒙涞姆N子或果實(shí)用套袋子的方式進(jìn)行采集，對(duì)于不同的野生園藝植物，應(yīng)參照有關(guān)資料謹(jǐn)慎采集。要獲得健康、高活力的種子，最好的辦法就是直接將其從植物上摘下來(lái)，但是在采集的過(guò)程中，往往會(huì)發(fā)現(xiàn)一些已經(jīng)掉落的果實(shí)，這些種子很有可能已經(jīng)被真菌腐蝕，或被昆蟲(chóng)咬傷，或已經(jīng)掉落了好幾個(gè)月，這些種子的生命力和貯存率都已經(jīng)降低[5]。因此，除非能夠確定地面上的果實(shí)或者種子是不久前掉落的，而且還沒(méi)有出現(xiàn)發(fā)霉或者被蟲(chóng)咬的情況，同時(shí)也沒(méi)有其他途徑采集到更好的，才可以收集這些種子。最常見(jiàn)的收集容器是布袋、紙袋和紙信封。紙包和布包都可以用來(lái)貯存已經(jīng)成熟干燥的果實(shí)或種子，但在雨季或濕熱條件下采摘時(shí)，采集到的果實(shí)或種子含水率高，很容易因受潮而破裂，所以適合使用布袋作為采集容器。有些種子或果實(shí)有芒狀附體或鉤狀附體，易于黏結(jié)在袋子上不易取出，收集時(shí)宜采用紙袋。另外要注意的是，不能將非漿果類果實(shí)和已經(jīng)成熟的果實(shí)或種子放在塑料袋中貯存。如果多名采集員同時(shí)進(jìn)行某一種野生園藝植物種子的采集工作，在匯總之前必須確定各采集員所得到的植物種子都是來(lái)源于同一品種，并在采集后及時(shí)進(jìn)行編號(hào)，將寫(xiě)有編號(hào)的標(biāo)簽和種子一起放入種子袋中，以有效避免不同種類的種子混淆。

2.4 種子采集后處理

若不能及時(shí)、高效地進(jìn)行播種，則會(huì)使種子出現(xiàn)老化、脫水、腐爛、發(fā)霉等現(xiàn)象，從而對(duì)其生命活力和生命周期產(chǎn)生不利影響。為了保證種子保持較高的生存能力，應(yīng)采取相應(yīng)貯存措施。種子采集人員要針對(duì)不同種子或果實(shí)的水分條件，采用不同的處理方法。在有條件的情況下，要按粒度選用不同的篩孔，把種子放在篩子或過(guò)濾紙上晾曬。在保證果實(shí)和種子通風(fēng)干燥的條件下，防止干燥的種子返潮，如果有必要，可以使用硅膠、木炭等具有吸濕性的材料作為干燥劑來(lái)減少種子中的水分[6]。如果是干燥的種子，只要把種子袋分散放置保持通風(fēng)干爽，或者放在屋內(nèi)陰涼處就可以了。要特別留意，避免種子接觸高溫或陽(yáng)光暴曬，否則會(huì)導(dǎo)致植物種子失去活力。在烘干和重新包裝時(shí)，還要確保給種子袋貼上適當(dāng)?shù)木幪?hào)與標(biāo)記。若在野外的采集現(xiàn)場(chǎng)不能達(dá)到上述要求，應(yīng)立即將采集到的野生園藝植物種子運(yùn)至指定地點(diǎn)進(jìn)行烘干，保證種子在合適的環(huán)境中貯存。

3 種子采集處理技術(shù)應(yīng)用

3.1 干果類種子的采集處理

干果類種子植物在野生園藝植物中占據(jù)很大比例，有些在成熟后會(huì)自己裂開(kāi)，有些不會(huì)破裂。果實(shí)的水分含量也是有差異的。因此，要采取不同的干燥方式，水分含量較少的種子可以在陽(yáng)光下晾干；水分含量較高的種子不宜在室外暴曬，要采取陰干的辦法，也可以將其置于潮濕的沙子中，以免種子脫水過(guò)多而失去生機(jī)。某些種子在干燥時(shí)會(huì)散發(fā)細(xì)小絨毛，容易隨著工作人員的呼吸進(jìn)入肺部，因此，工作人員在進(jìn)行烘干處理時(shí)必須佩戴口罩。

3.2 蒴果類種子的采集處理

蒴果類種子通常是在果實(shí)還沒(méi)有完全打開(kāi)的時(shí)候進(jìn)行采集，采集蒴果類種子的時(shí)候要把握好時(shí)機(jī)，若過(guò)早采集，會(huì)影響到蒴果類種子的質(zhì)量；若采集晚了，蒴果類果實(shí)就會(huì)開(kāi)裂，種子就會(huì)掉落。蒴果采摘后可置于帆布或油布紙上烘干，如泡桐種子等質(zhì)地較輕的種類，最好將其置于筐中烘干，或曬至微開(kāi)裂，待種子干燥后，放入屋內(nèi)烘干，然后脫殼、剔除雜質(zhì)，挑選出質(zhì)量較高的種子。油茶、茶等含水量高的果實(shí)不宜置于陽(yáng)光下暴曬，否則容易造成果實(shí)腐爛，應(yīng)將其置于通風(fēng)干燥的地方，然后剝?nèi)ネ鈿⒎N子留下備用[7]。

3.3 莢果類種子的采集處理

野生園藝植物中，莢果類種子占有較大的比重，這種類型的種子具有較低的水分含量，種皮的保護(hù)能力較強(qiáng)，可以通過(guò)烘干的方式讓莢果類種子干燥，從而使其脫離果實(shí)。莢果類種子收獲后，可置于平坦區(qū)域或鋪地晾曬，晾干后用木棍敲打果莢，以將種子與果莢分離，并去除果莢等雜物。

3.4 肉質(zhì)果類種子的采集處理

肉質(zhì)果類種子主要包括漿果、核果、梨果、聚花果、聚合果等，果實(shí)的果皮比較軟，富含大量的果膠和糖類，因此很容易被細(xì)菌感染，從而導(dǎo)致果實(shí)發(fā)霉、變質(zhì)，降低果實(shí)的質(zhì)量。肉質(zhì)果類種子的處理過(guò)程是先使果實(shí)變軟、用清水洗去籽、烘干、清洗。對(duì)于山豆根、肉桂、女貞等果實(shí)，可以將其泡在水里，等果皮變軟后，就可以將果皮和果肉去掉，然后將種子取出，用清水清洗干凈，然后置于陽(yáng)光下干燥，或者置于陰涼地通風(fēng)干燥保存。如核桃、銀杏等，因其表皮厚度較大，在水中浸泡讓果皮變軟，很難將種子從果實(shí)中脫出，應(yīng)采取堆放的辦法，一般是全部堆放在一起并經(jīng)常澆水，以維持土壤的濕潤(rùn)，并經(jīng)常翻動(dòng)，直到果皮變軟，剝掉外衣，才能將其取出，但要經(jīng)常翻動(dòng)和加水，以免因堆放產(chǎn)生的熱量而導(dǎo)致品質(zhì)下降。苦楠和川楠果實(shí)可以不剝皮，等果實(shí)曬干后再進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn)或播種[8]。

3.5 球果類種子的采集處理

球果類種子的處理通常采用自然或人工方式，使球果干燥并開(kāi)裂，去掉其中的雜質(zhì)，從而得到球果類果實(shí)的種子。球果的烘干技術(shù)主要有兩種，天然干燥法和手工干燥法。天然干燥法是指利用日光照射在草席或曬場(chǎng)上的果皮，使其自然開(kāi)裂，從而使種子自然脫落。但是，要留意晾干后的種子不要堆積過(guò)多，要不斷地翻動(dòng)，讓果實(shí)堆內(nèi)的氣流流動(dòng)，促進(jìn)水分的迅速揮發(fā)。另外，在夜間或下雨的時(shí)候，要把這些球果堆放在一起進(jìn)行遮蓋。通常在5 d～10 d的暴曬后，球果的鱗片都會(huì)展開(kāi)，這時(shí)用木棍輕擊，能夠讓種子從果實(shí)中脫落，等全部種子脫落后再進(jìn)行清理和篩選。側(cè)柏和馬尾松球果因其油脂含量高而不易展開(kāi)，一般將其聚成一團(tuán)，覆蓋上草或撒上2％～3％的石灰水或草木灰，以維持其潮濕的條件，然后每1 d～2 d翻動(dòng)1次，7 d～12 d后果鱗破裂，然后置于陽(yáng)光下暴曬，以使種子脫落，另外在晾干過(guò)程中要注意避免被禽畜偷吃。自然烘干的方法不但操作簡(jiǎn)便，而且價(jià)格低廉，不會(huì)因?yàn)楦邷靥鞖舛档头N子品質(zhì)，但是這種方法受自然因素的影響較大，如果恰逢陰雨天氣，就難以保證干燥效果，所以對(duì)于大量的球果類和迫切需要烘干的品種，應(yīng)采取人工干燥的方法。

人工干燥是將球果置于烘干室內(nèi)或烘箱中進(jìn)行烘干，從而導(dǎo)致球果的鱗片破裂并掉落種子。球果皮的干燥速率與空氣的飽和差有關(guān)，隨著空氣的干燥程度提升，球果皮的脫水破裂也會(huì)更迅速。升高氣溫和保持空氣中水蒸氣含量，可以使果實(shí)的干燥速度提升，但是，過(guò)高的溫度會(huì)使果實(shí)的活力下降或者失去活力。通常情況下，32 ℃～60 ℃為合適的烘干溫度。對(duì)于水分含量較大的球果，應(yīng)該從低溫開(kāi)始烘干，在持續(xù)的烘干過(guò)程中，使球果接受逐漸升高的溫度。不同品種的球果在烘干過(guò)程中表現(xiàn)出明顯的差別，經(jīng)過(guò)人工干燥后，要立即將從果實(shí)中脫落的種子從烘干設(shè)備中取出并置于陰涼處。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)野生園藝植物種子的采集、處理和保存，其基因的多樣性能得到最大程度的保留，從而達(dá)到高效、低成本進(jìn)行植物多樣性保護(hù)的目的。對(duì)野生園藝植物種苗進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化采集，有助于對(duì)我國(guó)多種生物種質(zhì)資源進(jìn)行更好的保護(hù)與開(kāi)發(fā)。

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