白及蒴果長(zhǎng)寬重與種子質(zhì)量相關(guān)性研究

林立 聶鮮鈺 陸春云 文大成 黃明進(jìn) 趙致

摘 要：本文以681枚大小差異明顯的白及蒴果為材料，研究了白及蒴果形態(tài)（蒴果的長(zhǎng)、寬和重量）與種子質(zhì)量的內(nèi)在聯(lián)系。結(jié)果表明：（1）白及蒴果的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為：一級(jí)：長(zhǎng)≥35 mm、重≥1.1 g，二級(jí)：長(zhǎng)29～35 mm、重0.9～1.1 g，三級(jí)：長(zhǎng)25～29 mm、重0.7～0.9 g;（2）不同等級(jí)白及蒴果中種子有胚率差異明顯，一級(jí)98.38%>二級(jí)84.67%>三級(jí)9.17%;（3）不同等級(jí)白及蒴果中種子萌發(fā)率差異明顯，一級(jí)98.44%>二級(jí)78.64%>三級(jí)19.44%。研究結(jié)果表明，白及蒴果形態(tài)直接影響種子質(zhì)量，可以通過(guò)白及蒴果形態(tài)來(lái)篩選高質(zhì)量種子。

關(guān)鍵詞：白及;蒴果;種子;有胚率;萌發(fā)率

中圖分類號(hào)：S351.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008-0457（2019）02-0080-04 ? ? 國(guó)際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2019.02.014

Abstract：Currently， the intrinsic relationship between the morphological characters， i.e. length， width and weight， of Bletilla striata capsules and their seed quality was investigated using 681 capsules with different size. The capsules with≥35 mm in length， ≥1.1 g weight are listed as the first grade， that with 29～35 mm in length， 0.9～1.1 g weight as the second grade， and those with 25～29mm in length， 0.7～0.9 g weight as third grade. The seed harvested from the different grade capsules showed obviously different embryo rate， whose order was the first grade （98.38%）> the second grade （84.67%）> the third grade （9.17%）. The seed germination rate highly varied depending upon the grades， and the tendency was the first grade （ 98.44%）> the second grade （78.64%）> the third grade （19.44%）. Therefore， the morphological characters of Bletilla striata capsules obviously affected the quality of seeds， and high quality seeds could be screened by the morphological identification of capsule characters.

Key words：Bletilla striata;capsule; seed;embryo rate;germination rate

白及為蘭科植物白及 Bletilla striata（Thunb.）Reichb.f. 的干燥塊莖，其味苦、甘、澀，性微寒，具有收斂止血、消腫生肌的功能;用于治療咳血、吐血、外傷出血、瘡瘍腫毒、皮膚皸裂等[1-3]。白及用途廣泛，隨著白及生產(chǎn)擴(kuò)大，以往白及帶芽頭塊莖分株繁殖的方法繁殖系數(shù)低、對(duì)塊莖積累的物質(zhì)消耗大，且切割的創(chuàng)面易被微生物感染而腐敗[4]，不能適應(yīng)規(guī)?；N植使用。白及的繁育方式已經(jīng)由塊莖分株繁殖轉(zhuǎn)變?yōu)榉N子直播或?qū)⒎N子作為外植體在培養(yǎng)基無(wú)菌萌發(fā)[5-10]，要培育好的種苗進(jìn)行藥材繁育，種子是先決條件，如何選擇質(zhì)量好的種子是需要解決的問(wèn)題。白及種子呈黃色粉末狀，細(xì)小無(wú)胚乳，僅僅由種皮和胚構(gòu)成，種皮由單層細(xì)胞組成，細(xì)胞器及原生質(zhì)均已消失，為一層半透明的死細(xì)胞;胚呈橢圓形，未分化，為原胚階段[11]，因此種胚的好壞是白及種子萌發(fā)生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素。以往對(duì)白及種子稱重、測(cè)量含水率、無(wú)菌萌發(fā)計(jì)算萌發(fā)率的方法可以評(píng)價(jià)白及種子質(zhì)量好壞[12]，因白及種子細(xì)小不便于計(jì)數(shù)稱重、萌發(fā)時(shí)間較長(zhǎng)的特點(diǎn)造成檢驗(yàn)繁瑣費(fèi)時(shí)，在生產(chǎn)上不適用。本文對(duì)不同大小的白及蒴果的外觀性狀進(jìn)行測(cè)量研究其與種子質(zhì)量的內(nèi)在關(guān)系，以期為快速篩選優(yōu)良種子來(lái)繁育優(yōu)質(zhì)種苗奠定基礎(chǔ)。

1 材料及方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

2018年9月從貴州鎮(zhèn)遠(yuǎn)（E108.48、N27.12、海拔：1067 m）收集到的新鮮白及蒴果，篩選出完整、無(wú)畸形、無(wú)破裂、大小差異明顯的蒴果共681枚進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 白及蒴果外觀形態(tài)和重量的測(cè)量

蒴果長(zhǎng)（mm）、寬（mm）用游標(biāo)卡尺測(cè)量、蒴果重量（g）用千分之一天平測(cè)量。

1.2.2 白及種子的觀察

選擇不同等級(jí)的種子，每個(gè)等級(jí)5枚，按照等級(jí)分別剝開(kāi)混勻，均勻鋪灑種子在培養(yǎng)皿上，利用Nikon SMZ 800顯微鏡鏡檢，統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)，計(jì)算其有胚率;有胚率=視野內(nèi)有胚種子數(shù)/視野內(nèi)種子數(shù)×100%;利用OLYMPUS BX61顯微鏡觀察種胚形態(tài)。

1.2.3 白及種子萌發(fā)率

選擇不同等級(jí)的種子，每個(gè)等級(jí)5枚，按照等級(jí)分別剝開(kāi)混勻，進(jìn)行萌發(fā)實(shí)驗(yàn)。無(wú)菌萌發(fā)條件：培養(yǎng)溫度（24±1）℃、光照強(qiáng)度2200～2600 lx、光照時(shí)間12 h/d，按照種子內(nèi)胚變綠且體積增大一倍為萌發(fā);無(wú)菌萌發(fā)培養(yǎng)基：1/2MS培養(yǎng)基+0.1 mg/L NAA+50 g/L土豆泥;萌發(fā)率=視野內(nèi)萌發(fā)種子數(shù)/視野內(nèi)總的種子數(shù)×100%;

1.2.4 數(shù)據(jù) 采用Excel 2010和SPSS 19.0進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 白及蒴果分級(jí)

白及蒴果外觀形態(tài)及蒴果重量的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。

對(duì)681粒白及蒴果的外觀形態(tài)和蒴果重量測(cè)量統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn)，單個(gè)蒴果之間的各項(xiàng)指標(biāo)差異較大，蒴果的長(zhǎng)、寬、重均滿足正態(tài)分布（圖1），分別集中分布在27.50～31.25 mm、9.00～10.00 mm、0.7～0.9 g組段。

白及蒴果外觀形態(tài)與重量的相關(guān)性分析結(jié)果見(jiàn)表2，白及的長(zhǎng)、寬、重之間的相關(guān)性均達(dá)到了極顯著正相關(guān)，其中蒴果長(zhǎng)和寬的相關(guān)系數(shù)最低，蒴果的寬和重量相關(guān)性最高，蒴果寬度可以代表蒴果的飽滿程度。筆者實(shí)驗(yàn)中還觀察到，長(zhǎng)度接近但是寬度差異明顯的蒴果，寬度小的蒴果重量輕，剝開(kāi)后，肉眼可見(jiàn)細(xì)的蒴果較粗的蒴果種子數(shù)量少。

將長(zhǎng)、寬、重三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行K-均值聚類分析后，將白及蒴果分為三個(gè)等級(jí)，結(jié)合表2相關(guān)性分析來(lái)看，不同等級(jí)的蒴果長(zhǎng)度差異明顯，容易測(cè)量區(qū)分，而蒴果寬差異較小，在生產(chǎn)實(shí)際上測(cè)量不容易，但蒴果的寬度和重量相關(guān)系數(shù)較高，且重量便于直接測(cè)量，于是生產(chǎn)上宜選擇長(zhǎng)和重兩個(gè)指標(biāo)來(lái)對(duì)白及蒴果進(jìn)行分級(jí)，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為：一級(jí)：長(zhǎng)≥35 mm、重≥1.1 g，二級(jí)：長(zhǎng)29～35 mm、重0.9～1.1 g，三級(jí)：長(zhǎng)25～29 mm、重0.7～0.9 g，低于三等標(biāo)準(zhǔn)的蒴果或有畸形、殘缺的蒴果為等外蒴果。通過(guò)這兩個(gè)指標(biāo)，可以快速準(zhǔn)確的對(duì)白及蒴果進(jìn)行分級(jí)。

2.2 不同等級(jí)蒴果種子形態(tài)的觀察

不同等級(jí)蒴果在顯微鏡下觀察結(jié)果如圖2所示，統(tǒng)計(jì)種子有胚率及種胚大小見(jiàn)表4。

由表4可知，不同等級(jí)蒴果的種子有胚率和種胚長(zhǎng)、寬均存在差異，其中有胚率差異明顯，一級(jí)蒴果和二級(jí)蒴果種子的有胚率明顯高于三級(jí)蒴果，種胚的長(zhǎng)、寬平均值一級(jí)蒴果>二級(jí)蒴果>三級(jí)蒴果，三個(gè)等級(jí)的蒴果內(nèi)種胚的長(zhǎng)、寬的最大值和最小值差異不明顯，同一等級(jí)的蒴果內(nèi)種胚大小不一致，這可能是由于單個(gè)蒴果內(nèi)種子生長(zhǎng)發(fā)育的不一致造成的，但可以推測(cè)體積大的蒴果內(nèi)種子生長(zhǎng)發(fā)育好于體積小的蒴果。

2.3 不同等級(jí)蒴果種子萌發(fā)率

不同等級(jí)蒴果在顯微鏡下觀察結(jié)果如圖3所示，統(tǒng)計(jì)種子萌發(fā)率及生長(zhǎng)情況見(jiàn)表5。

由表5可知，不同等級(jí)蒴果的種子萌發(fā)率和生長(zhǎng)狀況差異明顯，萌發(fā)率一級(jí)蒴果>二級(jí)蒴果>三級(jí)蒴果，三級(jí)蒴果明顯低于前兩級(jí)蒴果、等級(jí)越高的蒴果種子生長(zhǎng)情況越好。這與2.3中推測(cè)體積大的蒴果種子生長(zhǎng)發(fā)育較好的結(jié)論是一致的，生長(zhǎng)發(fā)育較好的種子在培養(yǎng)基上更容易萌發(fā)。萌發(fā)率是種子成熟度的重要體現(xiàn)[13]。

3 結(jié)論與討論

現(xiàn)在白及繁育主要通過(guò)各種技術(shù)手段萌發(fā)白及種子生產(chǎn)種苗，研究白及蒴果外觀形態(tài)及白及種子質(zhì)量的內(nèi)在聯(lián)系，對(duì)繁育優(yōu)質(zhì)白及種苗有重要意義。

本文研究結(jié)果表明，白及蒴果外觀形態(tài)與重量與種子的有胚率和萌發(fā)率有明顯聯(lián)系，白及蒴果進(jìn)行分級(jí)以后，等級(jí)越高的白及蒴果種子有胚率和萌發(fā)率越高。沒(méi)有胚的種子不能進(jìn)行萌發(fā)，而種胚質(zhì)量不好影響萌發(fā)。楊國(guó)鵬[14]對(duì)果實(shí)形態(tài)與結(jié)實(shí)率的相關(guān)性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)果實(shí)重量與種子結(jié)實(shí)率（即本文種子有胚率）相關(guān)性最為密切;張智慧[12]對(duì)白及萌發(fā)研究的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)白及萌發(fā)需要光照，白及萌發(fā)的過(guò)程中，種胚變綠是因?yàn)楫a(chǎn)生葉綠素的原因。而張建霞[13]對(duì)白及胚的發(fā)育對(duì)種子萌發(fā)的影響進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)胚發(fā)育的成熟度直接影響白及種子的萌發(fā)。形態(tài)較小的蒴果由于生長(zhǎng)時(shí)間較短、營(yíng)養(yǎng)缺乏等原因，種子成熟度不夠，有胚率和萌發(fā)率較低;王明君[15]、Syunsuke Kiyohara[16]、JOSEPH ARDITTP[17]對(duì)白及種子形態(tài)進(jìn)行研究，總結(jié)出白及種子及種胚的大小范圍，這些研究與本文的研究結(jié)果基本一致，白及種子通過(guò)有胚率和萌發(fā)率可以推斷其成熟度，而有胚率和萌發(fā)率與白及蒴果大小有明顯相關(guān)，因此可以利用白及蒴果的大小來(lái)表征白及種子的成熟度。白及種子細(xì)小不便于直接評(píng)價(jià)其質(zhì)量好壞，找出蒴果與種子的內(nèi)在聯(lián)系，在選擇優(yōu)良白及種子進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，可以通過(guò)直接測(cè)量蒴果的大小及重量進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的篩選。

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