紫藤不同種源種子形態(tài)結(jié)構(gòu)與發(fā)芽率

潘利

(上海浦東新區(qū)天佑市政有限公司，上海 201204)

紫藤(Wisteriasinensis)為豆科紫藤屬，落葉藤本植物，原產(chǎn)中國。一般4月上旬開花，先花后葉；花穗較短，15～30 cm；花色主要有紫色、粉紅色、白色等[1]。紫藤的傳統(tǒng)繁殖方法有播種、壓條、分株、嫁接[2]。近幾年，隨著嘉定紫藤園多花紫藤品牌效應(yīng)的不斷顯現(xiàn)，國內(nèi)市場對其繁殖用砧木的需求也在不斷提升，導(dǎo)致紫藤種子品質(zhì)降低、發(fā)芽率低。目前，國內(nèi)有關(guān)紫藤的研究主要集中在適應(yīng)性[3]、開花物候[4-5]、繁育[5-6]、組織培養(yǎng)[7-8]、園林應(yīng)用[9]等方面，快速檢測紫藤種子發(fā)芽率方面缺乏研究。因此，本試驗(yàn)通過收集不同種源的紫藤種子，觀察其種皮顯微結(jié)構(gòu)，測定種子活力與發(fā)芽率，尋求影響發(fā)芽率的關(guān)鍵因子和快速檢測方法，進(jìn)一步提升苗木繁殖數(shù)量和質(zhì)量，以解決基層綠化部門對紫藤品種繁殖用砧木的需求。

1 材料與方法

1.1 材料

5個(gè)紫藤種源分別來自上海市、湖北省、安徽省、江蘇省、浙江省。2017年11月，采集成熟的褐色紫藤果實(shí)，將紫藤種子從果實(shí)中取出，在室內(nèi)通風(fēng)處陰干1周，后置于網(wǎng)袋中，放在干燥處保存，每個(gè)種源采種約2 kg。試驗(yàn)材料均種植于上海浦東新區(qū)天佑市政有限公司苗木繁殖基地。

1.2 方法

1.2.1 種子形態(tài)指標(biāo)

種子長和寬用游標(biāo)卡尺測量，每個(gè)種源隨機(jī)選測50粒；隨機(jī)選擇100粒種子用天平測定百粒重，每個(gè)種源隨機(jī)選測5組。

1.2.2 種子表皮結(jié)構(gòu)電鏡顯微觀察

取干燥種子的種皮，用刀片切成2 mm×2 mm大小，按照不同切面黏貼在銅臺上，噴金后在掃描電鏡下觀察拍照。

1.2.3 種子活力測定

采用四唑染色測定法。將紫藤種子浸泡于蒸餾水中，室溫(15～20 ℃)浸泡24 h。將吸脹種子剝?nèi)シN皮并且不傷害到胚乳，放入染色瓶中，加入體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的四唑溶液至完全淹沒種子，置于35 ℃恒溫箱內(nèi)進(jìn)行染色反應(yīng)，2 d后倒去四唑溶液，用清水沖洗后觀察染色情況。每個(gè)處理30粒種子，3次重復(fù)。生活力(%)=(有活力種子數(shù)/總種子數(shù))×100。

1.2.4 種子發(fā)芽率測定

2018年3月，將種子用蒸餾水15～20 ℃浸泡2 d，埋種在裝有適宜濕度河沙的培養(yǎng)盒中，然后置于25 ℃人工氣候箱中觀察種子萌發(fā)情況。每個(gè)處理30粒種子，重復(fù)3次，1個(gè)月后統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率。發(fā)芽率(%)=(發(fā)芽種子數(shù)/總種子數(shù))×100。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均采用Excel和DPS 10.0軟件進(jìn)行處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 紫藤種子形態(tài)與表皮顯微結(jié)構(gòu)

從表1可看出，不同種源的紫藤種子平均長18.49 mm，種子平均寬19.98 mm，長寬比為0.93，平均百粒重為65.92 g。種源間的種長、種寬和百粒重差異顯著。湖北種源種長(16.3 mm)極顯著低于其余種源，浙江(19.9 mm)、上海(19.4 mm)種源的種長極顯著高于江蘇(18.4 mm)和安徽(18.3 mm)種源。安徽種源種寬(18.6 mm)低于其余種源。上海種源的平均百粒重為75.5 g，極顯著高于其他種源，浙江種源(71.6 g)居中，湖北(64.6 g)和安徽(63.7 g)種源其次，江蘇(54.1 g)種源的種子百粒重最小。不同種源的紫藤種子種皮顏色差異也較大，上海、湖北種源的種子為褐色，而安徽、江蘇、浙江種源種子外表呈現(xiàn)棕褐色。

表1 不同種源紫藤種子形態(tài)

5個(gè)種源的紫藤種子顯微結(jié)構(gòu)相同。紫藤種子的外表皮較粗糙，細(xì)胞大小均勻，排列緊密，但無方向性(圖1中A)。內(nèi)表皮表面細(xì)胞形狀多樣，大小不等，隆起的細(xì)胞和凹陷的細(xì)胞交錯(cuò)排列形成蜂窩狀結(jié)構(gòu)，凹陷較深，界限清晰(圖1中B)。從種子的縱切面來看，種皮厚度薄約60 μm，內(nèi)部細(xì)胞呈規(guī)則排列，但結(jié)構(gòu)疏松(圖1中C、D)。

A—外表皮表面(400×)；B—內(nèi)表皮表面(400×)；C—種皮縱切面(400×)；D—種皮縱切面(1 000×)。圖1 紫藤種子形態(tài)與表皮內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2.2 種子活力與發(fā)芽率

經(jīng)過24 h蒸餾水浸泡后，不同種源的種子皆出現(xiàn)吸脹現(xiàn)象，吸脹率為100%。

紫藤種子萌發(fā)屬于子葉留出土型，在25 ℃條件下，種子經(jīng)過5～7 d開始萌發(fā)，15～20 d完成發(fā)芽。從表2可看出，5個(gè)種源的紫藤種子生活力和發(fā)芽率皆存在差異。上海種源的生活力和發(fā)芽率最高，皆達(dá)到100%；湖北種源次之，生活力和發(fā)芽率分別達(dá)到96.7%和94.4%；江蘇種源生活力和發(fā)芽率分別為86.7%和83.3%；浙江和安徽種源生活力和發(fā)芽率居中。種子發(fā)芽率與其生活力之間存在很大的相關(guān)性，生活力高的種子一般發(fā)芽率也高。

表2 不同種源地種子活力與發(fā)芽率

3 小結(jié)與討論

5個(gè)種源地的紫藤種子在長度、寬度、百粒重和種皮顏色等形態(tài)性狀方面均存在著顯著差異。武高林等[10]研究發(fā)現(xiàn)，種子形態(tài)方面相對較小的差異可能影響種子萌發(fā)率、幼苗形態(tài)性狀和生存能力。本試驗(yàn)對紫藤種子活力、發(fā)芽率等方面進(jìn)行了測定，通過相關(guān)性分析，只有種子的百粒重與發(fā)芽率之間存在著一定的正相關(guān)性，說明在植物后期生長過程中，受到光照、水分、養(yǎng)分等多種環(huán)境因素影響，導(dǎo)致各種源生長性狀間的差異趨小，這也與鄧云鵬等[11]的研究結(jié)果一致。因此，在選擇砧木時(shí)應(yīng)主要考慮種之間的親和性，種源間的差異相對較小。

紫藤種子萌發(fā)屬于子葉留出土型，25 ℃，種子經(jīng)過5～7 d開始萌發(fā)，15～20 d完成發(fā)芽；5個(gè)種源的紫藤種子發(fā)芽率為83.3%～100%，總體上，萌發(fā)天數(shù)較短，發(fā)芽率較高，這與宗梅等[12]的研究結(jié)果一致。通過對紫藤種子結(jié)構(gòu)的顯微觀察，發(fā)現(xiàn)其外表面較粗糙，結(jié)構(gòu)疏松，內(nèi)表面有較深的網(wǎng)眼凹陷。種皮的超顯微結(jié)構(gòu)不僅與植物的遺傳性有關(guān)，而且與種子的萌發(fā)也有著極為密切的關(guān)系[13]。紫藤種子內(nèi)表皮網(wǎng)眼凹陷相對增加了表面積，有利于種子吸水膨脹，這可能是其發(fā)芽率高的原因之一。另外，本研究發(fā)現(xiàn)，種子發(fā)芽率與其生活力之間存在很大的相關(guān)性，生活力高的種子普遍具有高的發(fā)芽率。因此，紫藤種子生活力的測定可以直接用于判斷該批種子的優(yōu)劣和發(fā)芽能力的大小，從而優(yōu)選發(fā)芽能力高的種源。