劉艷萍等

摘要：以河南鄭州、山東濟(jì)南、河北石家莊3個(gè)產(chǎn)地的廣玉蘭種子為試驗(yàn)材料，對(duì)不同產(chǎn)地間廣玉蘭種子的形態(tài)特征和發(fā)芽率的變異性進(jìn)行分析比較。結(jié)果表明，不同產(chǎn)地間廣玉蘭種子的長(zhǎng)度、寬度、百粒質(zhì)量和發(fā)芽率差異極顯著，種型指數(shù)差異不顯著；廣玉蘭種子長(zhǎng)度、寬度的變化幅度分別為9.45～11.12 mm、6.00～6.68 mm，種子百粒質(zhì)量的變化幅度為7.86～10.49 g，種子發(fā)芽率的變化幅度為66.49%～84.18%；廣玉蘭種子的長(zhǎng)度、寬度、種型指數(shù)、百粒質(zhì)量均與發(fā)芽率呈正相關(guān)關(guān)系。

關(guān)鍵詞：廣玉蘭；產(chǎn)地；種子特征；發(fā)芽率

中圖分類號(hào)： S685.150.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2014）10-0184-02

收稿日期：2013-12-12

基金項(xiàng)目：國(guó)家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)（編號(hào)：201004031）。

作者簡(jiǎn)介：劉艷萍（1982—），女，河南舞陽(yáng)人，博士，中級(jí)工程師，主要從事林木良種選育研究。E-mail：lypbox@126.com。

通信作者：朱延林，研究員，研究方向?yàn)榱帜玖挤N選育。E-mail：ylzhu198@aliyun.com。隨著人們生活質(zhì)量的提高，人們已由過(guò)去的以物質(zhì)需求為主轉(zhuǎn)向以精神需求為主，尤其是城市居民，更加追求精神享受，公園、廣場(chǎng)等綠化面積大的地方成為人們閑暇時(shí)的主要活動(dòng)場(chǎng)所。因此園林工作者要從大眾的需求出發(fā)，不但要營(yíng)建綠地，而且要保證四季常綠。而對(duì)于北方城市，在冬季廣泛出現(xiàn)草坪枯萎、樹(shù)木落葉的現(xiàn)象，因此科研工作者必須進(jìn)行常綠植物的引種及其抗寒適應(yīng)性研究。廣玉蘭（Magnolia grandiflora L.）為木蘭科（Magnoliaceae）木蘭屬（Magnolia L.）常綠喬木，樹(shù)姿雄偉，耐煙抗風(fēng)，抗逆性強(qiáng)，是優(yōu)良的城市綠化及觀賞樹(shù)種，可用作行道樹(shù)、庭蔭樹(shù)等[1-2]。目前，關(guān)于廣玉蘭抗寒方面的研究主要集中在低溫脅迫對(duì)廣玉蘭生理指標(biāo)、光合特性、葉片微觀結(jié)構(gòu)的影響等[3-7]，有關(guān)廣玉蘭種子形態(tài)及發(fā)芽率的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。種子是植物生活史的重要階段，也是植物成功定居和更新的保障，能保證植物在時(shí)空上逃避不利環(huán)境[8]。種子大小影響植物后代的適應(yīng)度，對(duì)種子萌發(fā)和幼苗活力起著決定性作用[9-10]。不同物種間種子大小不同，而同種植物不同產(chǎn)地及個(gè)體間種子也存在大小之別[11]。由于地域的異質(zhì)性，同一物種產(chǎn)生了生態(tài)分異，導(dǎo)致種子萌發(fā)特性差異顯著，而在產(chǎn)地間主要反映在種子休眠程度的不同[12]。產(chǎn)地間種子萌發(fā)特性受緯度、土壤濕度、土壤營(yíng)養(yǎng)和植物種類等異質(zhì)性環(huán)境的影響[12]，但大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為光照、溫度和降雨等不同是影響產(chǎn)地間種子萌發(fā)差異的主要因素[13]。因此，研究異質(zhì)生境對(duì)不同產(chǎn)地間種子的形態(tài)特征以及種子萌發(fā)行為的影響，有助于了解植物有性繁殖過(guò)程對(duì)環(huán)境的適應(yīng)機(jī)理。

本研究以3個(gè)產(chǎn)地的廣玉蘭種子為研究對(duì)象，比較不同產(chǎn)地間種子形態(tài)指標(biāo)和發(fā)芽率的差異，旨在初步篩選出優(yōu)良的廣玉蘭產(chǎn)地，以期為廣玉蘭優(yōu)良產(chǎn)地的苗期選育提供一定的觀測(cè)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試的廣玉蘭種子于2012年9月中下旬分別采集于3個(gè)省會(huì)城市3個(gè)產(chǎn)地的廣玉蘭分布區(qū)（河南鄭州、山東濟(jì)南、河北石家莊），分布范圍為34°16′～ 38°04′N，112°42′～117°00′E；根據(jù)制定的廣玉蘭優(yōu)樹(shù)選擇標(biāo)準(zhǔn)，樹(shù)齡均在10年以上。在各地的公園、學(xué)校、賓館、住宅小區(qū)開(kāi)展廣玉蘭優(yōu)樹(shù)果實(shí)的采集工作，將每個(gè)產(chǎn)地的果實(shí)采集后進(jìn)行混合，并做好標(biāo)記，分別裝袋保存；將果實(shí)置于報(bào)紙上，于室內(nèi)陰干3～5 d，待蓇葖開(kāi)裂，取出種子（帶有紅色假種皮）；再用0.5% NaOH溶液浸泡帶有紅色假種皮的種子24 h，去除假種皮，用自來(lái)水沖洗至洗液成中性，除去漂浮在水面的秕粒，然后在室內(nèi)陰干，同時(shí)做好標(biāo)記，保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2方法

1.2.1種子形態(tài)特征的測(cè)定選取種子的長(zhǎng)度、寬度、種型指數(shù)（長(zhǎng)度/寬度）和百粒質(zhì)量作為形態(tài)指標(biāo)。以種子縱軸為長(zhǎng)度，以橫向最大寬度為寬度，每個(gè)產(chǎn)地隨機(jī)選取30粒種子，用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度和寬度（測(cè)量精度為0.01 mm），各3次重復(fù)；每個(gè)產(chǎn)地隨機(jī)取100粒種子，利用萬(wàn)分之一電子天平稱量種子百粒質(zhì)量，各重復(fù)3次。

1.2.2種子發(fā)芽率的測(cè)定于2012年10月中旬開(kāi)始進(jìn)行種子沙藏處理，其間定期觀察沙子濕度，適時(shí)灑水；至2013年3月中旬，沙藏種子已露白發(fā)芽，每個(gè)產(chǎn)地隨機(jī)選取100粒種子，記錄發(fā)芽種子數(shù)，重復(fù)3次，平均發(fā)芽率即為該產(chǎn)地種子發(fā)芽率。計(jì)算公式：種子發(fā)芽率=發(fā)芽種子數(shù)/100×100%。

1.2.3數(shù)據(jù)處理采用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，利用SPSS 17.0軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并采用S-N-K（Student-Newman-Keul）法[14]對(duì)其差異顯著的結(jié)果進(jìn)行多重比較；通過(guò)線性相關(guān)分析檢驗(yàn)各個(gè)變量（種子長(zhǎng)度、種子寬度、種型指數(shù)、百粒質(zhì)量和發(fā)芽率）之間的關(guān)系。

2結(jié)果與分析

2.1不同產(chǎn)地廣玉蘭種子形態(tài)特征的差異分析

2.1.1不同產(chǎn)地廣玉蘭種子形態(tài)的比較不同產(chǎn)地廣玉蘭種子的長(zhǎng)度、寬度和種型指數(shù)見(jiàn)表1?？梢?jiàn)各個(gè)產(chǎn)地種子長(zhǎng)度變化幅度為9.45～11.12 mm，其中產(chǎn)自河北石家莊的廣玉蘭種子最長(zhǎng)，產(chǎn)自山東濟(jì)南的廣玉蘭種子最短，前者是后者的118倍；各產(chǎn)地廣玉蘭種子寬度的變化幅度相差不大，為600～6.68 mm，其中產(chǎn)自河北石家莊的廣玉蘭種子最寬，產(chǎn)自山東濟(jì)南的廣玉蘭種子最窄，兩者相差0.68 mm；各產(chǎn)地廣玉蘭種子的種型指數(shù)很接近，尤其是河南鄭州和山東濟(jì)南的廣玉蘭種子的種型指數(shù)幾乎無(wú)差異。方差分析結(jié)果表明，不同產(chǎn)地廣玉蘭種子的長(zhǎng)度和寬度間存在極顯著差異（P<001），而種型指數(shù)差異不顯著。表1不同產(chǎn)地廣玉蘭種子的形態(tài)特征參數(shù)

2.1.2不同產(chǎn)地廣玉蘭種子百粒質(zhì)量的比較不同產(chǎn)地廣玉蘭種子的百粒質(zhì)量見(jiàn)表1?？梢?jiàn)3個(gè)產(chǎn)地廣玉蘭種子的百粒質(zhì)量間存在極顯著差異（P<0.01），各產(chǎn)地種子的百粒質(zhì)量平均值為9.39 g；產(chǎn)自河北石家莊的廣玉蘭種子百粒質(zhì)量最大，達(dá)1049 g，是平均值的1.12倍，產(chǎn)自山東濟(jì)南的廣玉蘭種子百粒質(zhì)量最小，為7.86 g，僅為平均值的84%。結(jié)果表明，各產(chǎn)地廣玉蘭種子百粒質(zhì)量具有一定的地理差異，這種差異可能與生長(zhǎng)地的海拔、緯度及該地的氣候條件（如光照、溫度、降水量）等因素有關(guān)，而這些因素間通常又相互制約、相互影響[15]。

2.2不同產(chǎn)地種子發(fā)芽率的差異分析

由于不同產(chǎn)地種子生長(zhǎng)的環(huán)境條件，如氣候條件和土壤條件等不同，種子的發(fā)育情況也是不同的，從而對(duì)種子的發(fā)芽率產(chǎn)生影響。不同產(chǎn)地廣玉蘭種子的發(fā)芽率情況如表1所示。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，廣玉蘭各產(chǎn)地間種子的發(fā)芽率變化幅度較大，河南鄭州的廣玉蘭種子發(fā)芽率變化幅度為68%～82%，山東濟(jì)南的廣玉蘭種子發(fā)芽率變化幅度為50%～73%，河北石家莊的廣玉蘭種子發(fā)芽率變化幅度為79%～90%。從表1可以看出，河北石家莊的廣玉蘭種子發(fā)芽率最高，比山東濟(jì)南產(chǎn)地的種子發(fā)芽率（最低）約高26.6%，比河南鄭州產(chǎn)地的種子發(fā)芽率約高12.4%；方差分析結(jié)果表明，各產(chǎn)地間廣玉蘭種子的發(fā)芽率差異達(dá)到極顯著水平（P<0.01）。

2.3種子形態(tài)特征間及其與發(fā)芽率的相關(guān)性

對(duì)廣玉蘭種子形態(tài)特征和種子發(fā)芽率進(jìn)行相關(guān)分析。結(jié)果表明，廣玉蘭種子形態(tài)特征（長(zhǎng)度、寬度和種型指數(shù)）與百粒質(zhì)量呈正相關(guān)關(guān)系，尤其是種子寬度與百粒質(zhì)量呈顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.05）；廣玉蘭種子形態(tài)特征（長(zhǎng)度、寬度和種型指數(shù)）、百粒質(zhì)量均與發(fā)芽率呈正相關(guān)關(guān)系（表2）。綜上所述，為提高廣玉蘭種子形態(tài)特征的測(cè)定效率，種長(zhǎng)和種寬應(yīng)視

表2種子發(fā)芽率與種子形態(tài)特征的相關(guān)分析

類別種長(zhǎng)種寬種型指數(shù)百粒質(zhì)量發(fā)芽率種長(zhǎng)1.0000.9530.9060.9640.424種寬0.9531.0000.7350.999*0.129種型指數(shù)0.9060.7351.0000.7620.767百粒質(zhì)量0.9640.999*0.7621.0000.169發(fā)芽率0.4240.1290.7670.1691.000注：“*”表示顯著相關(guān)（P<0.05）。

為關(guān)鍵的種子形態(tài)性狀。

3討論與結(jié)論

同一樹(shù)種不同產(chǎn)地的植株為了適應(yīng)環(huán)境變化產(chǎn)生遺傳變異，并將穩(wěn)定的遺傳變異性狀反映在種子的各種性狀中。因此，同一樹(shù)種不同產(chǎn)地種子的大小、質(zhì)量和發(fā)芽率等性狀均存在差異。種子百粒質(zhì)量反映了種子的大小和飽滿程度，百粒質(zhì)量越大，種子越飽滿，其內(nèi)含的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)越豐富，可以提供促進(jìn)發(fā)芽的物質(zhì)越多，進(jìn)而使發(fā)芽整齊[16]。本研究結(jié)果表明，廣玉蘭不同產(chǎn)地種子間的種子長(zhǎng)度、種子寬度、百粒質(zhì)量和發(fā)芽率存在極顯著差異，這些差異是產(chǎn)地選擇和良種選育的基礎(chǔ)。廣玉蘭種子的形態(tài)特征與百粒質(zhì)量和發(fā)芽率間存在一定的相關(guān)性，種子的長(zhǎng)度、寬度和種型指數(shù)與百粒質(zhì)量呈正相關(guān)關(guān)系，種子寬度與百粒質(zhì)量呈顯著正相關(guān)關(guān)系；種子的長(zhǎng)度、寬度、種型指數(shù)和百粒質(zhì)量均與發(fā)芽率呈正相關(guān)關(guān)系，這與麻櫟、無(wú)葉豆的研究結(jié)果一致[17-18]。根據(jù)上述研究結(jié)果，在廣玉蘭產(chǎn)地優(yōu)良種質(zhì)篩選過(guò)程中可將種子百粒質(zhì)量作為快速篩選的指標(biāo)[18]。

形態(tài)特征的變異往往具有適應(yīng)意義，自然群體中保持大的變異貯存對(duì)群體是有利的，群體內(nèi)多種基因型所對(duì)應(yīng)的表型范圍很多，從而使群體在整體上適應(yīng)可能遇到的大多數(shù)環(huán)境條件[19-21]。在本研究中，各產(chǎn)地間廣玉蘭種子形態(tài)特征和發(fā)芽率都存在顯著的差異，但造成這種差異的主要原因是遺傳特性還是環(huán)境條件尚不清楚，還需進(jìn)一步的田間試驗(yàn)判斷。

參考文獻(xiàn)：

[1]火樹(shù)華. 樹(shù)木學(xué)[M]. 2版.北京：中國(guó)林業(yè)出版社，1992：82-85.

[2]溫紅，陳方宏，許振平，等. 優(yōu)良觀賞樹(shù)木廣玉蘭在邯鄲城市綠化中應(yīng)用前景探析[J]. 河北林業(yè)科技，2010（4）：66.

[3]周建，楊立峰，郝峰鴿，等. 低溫脅迫對(duì)廣玉蘭幼苗光合及葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊慬J]. 西北植物學(xué)報(bào)，2009，29（1）：136-142.

[4]周建，尤揚(yáng)，袁德義. 低溫脅迫對(duì)廣玉蘭生理特性的影響[J]. 西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，23（6）：38-42.

[5]張亞紅，孫存華，蔣繼宏，等. 自然降溫過(guò)程中香樟和廣玉蘭的抗寒性研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（16）：8653-8654，8657.

[6]劉艷萍，朱延林，康向陽(yáng)，等. 電導(dǎo)法協(xié)同Logistic方程確定不同類型廣玉蘭的抗寒性[J]. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，32（10）：69-71，78.

[7]劉艷萍，朱延林，康向陽(yáng)，等. 不同類型廣玉蘭的抗寒性評(píng)價(jià)[J]. 林業(yè)科學(xué)，2013，49（6）：178-183.

[8]Bu H Y，Du G Z，Chen X L，et al. Community-wide germination strategies in an alpine meadow on the eastern Qinghai-Tibet Plateau：phylogenetic and life-history correlates[J]. Plant Ecology，2008，195（1）：87-98.

[9]Milberg P，Lamont B B. Seed/cotyledon size and nutrient content play a major role in early performance of species on nutrient-poor soils[J]. New Phytologist，1997，137（4）：665-672.

[10]Kidson R，Westoby M. Seed mass and seedling dimensions in relation to seedling establishment[J]. Oecologia，2000，125（1）：11-17.

[11]Murray B R，Brown A H，Dickman C R，et al. Geographical gradients in seed mass in relation to climate[J]. Journal of Biogeography，2004，31（3）：379-388.

[12]Baskin C C，Baskin J M.Seeds：Ecology，biogeography，and evolution of dormancy and germination[M]. San Diego，USA：Kluwer Academic Press，1998.

[13]Fenner M. Environmental influences on seed size and composition[M]//Fenner M. Seeds：the ecology of regeneration in plant communities[M]. Wallingford：CAB International，1992：183-213.

[14]蓋鈞鎰. 試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2000：103-105.

[15]喻方圓，劉遠(yuǎn). 聚乙二醇滲透處理對(duì)馬尾松種子活力的影響[J]. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，24（1）：41-43.

[16]蘇金樂(lè). 園林苗圃學(xué)[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2003.

[17]劉會(huì)良，張永寬，張道遠(yuǎn)，等. 不同居群準(zhǔn)噶爾無(wú)葉豆果實(shí)和種子特性及種子萌發(fā)差異[J]. 植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，36（8）：802-811.

[18]劉志龍，虞木奎，唐羅忠，等. 不同種源麻櫟種子形態(tài)特征和營(yíng)養(yǎng)成分含量的差異及聚類分析[J]. 植物資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2009，18（1）：36-41.

[19]Stanton M L.Developmental and genetic sources of seed weight variation in Raphanus raphanistrum L.（Brassicaceae）[J]. American Journal of Botany，1984，71（8）：1090-1098.

[20]Wulff R D.Seed size variation in Desmodium paniculatum：Ⅰ. Factors affecting seed size[J]. Journal of Ecology，1986，74：87-97.

[21]李文英，顧萬(wàn)春. 蒙古櫟天然群體表型多樣性研究[J]. 林業(yè)科學(xué)，2005，41（1）：49-56.

[10]Kidson R，Westoby M. Seed mass and seedling dimensions in relation to seedling establishment[J]. Oecologia，2000，125（1）：11-17.

[11]Murray B R，Brown A H，Dickman C R，et al. Geographical gradients in seed mass in relation to climate[J]. Journal of Biogeography，2004，31（3）：379-388.

[12]Baskin C C，Baskin J M.Seeds：Ecology，biogeography，and evolution of dormancy and germination[M]. San Diego，USA：Kluwer Academic Press，1998.

[13]Fenner M. Environmental influences on seed size and composition[M]//Fenner M. Seeds：the ecology of regeneration in plant communities[M]. Wallingford：CAB International，1992：183-213.

[14]蓋鈞鎰. 試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2000：103-105.

[15]喻方圓，劉遠(yuǎn). 聚乙二醇滲透處理對(duì)馬尾松種子活力的影響[J]. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，24（1）：41-43.

[16]蘇金樂(lè). 園林苗圃學(xué)[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2003.

[17]劉會(huì)良，張永寬，張道遠(yuǎn)，等. 不同居群準(zhǔn)噶爾無(wú)葉豆果實(shí)和種子特性及種子萌發(fā)差異[J]. 植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，36（8）：802-811.

[18]劉志龍，虞木奎，唐羅忠，等. 不同種源麻櫟種子形態(tài)特征和營(yíng)養(yǎng)成分含量的差異及聚類分析[J]. 植物資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2009，18（1）：36-41.

[19]Stanton M L.Developmental and genetic sources of seed weight variation in Raphanus raphanistrum L.（Brassicaceae）[J]. American Journal of Botany，1984，71（8）：1090-1098.

[20]Wulff R D.Seed size variation in Desmodium paniculatum：Ⅰ. Factors affecting seed size[J]. Journal of Ecology，1986，74：87-97.

[21]李文英，顧萬(wàn)春. 蒙古櫟天然群體表型多樣性研究[J]. 林業(yè)科學(xué)，2005，41（1）：49-56.

[10]Kidson R，Westoby M. Seed mass and seedling dimensions in relation to seedling establishment[J]. Oecologia，2000，125（1）：11-17.

[11]Murray B R，Brown A H，Dickman C R，et al. Geographical gradients in seed mass in relation to climate[J]. Journal of Biogeography，2004，31（3）：379-388.

[12]Baskin C C，Baskin J M.Seeds：Ecology，biogeography，and evolution of dormancy and germination[M]. San Diego，USA：Kluwer Academic Press，1998.

[13]Fenner M. Environmental influences on seed size and composition[M]//Fenner M. Seeds：the ecology of regeneration in plant communities[M]. Wallingford：CAB International，1992：183-213.

[14]蓋鈞鎰. 試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2000：103-105.

[15]喻方圓，劉遠(yuǎn). 聚乙二醇滲透處理對(duì)馬尾松種子活力的影響[J]. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，24（1）：41-43.

[16]蘇金樂(lè). 園林苗圃學(xué)[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2003.

[17]劉會(huì)良，張永寬，張道遠(yuǎn)，等. 不同居群準(zhǔn)噶爾無(wú)葉豆果實(shí)和種子特性及種子萌發(fā)差異[J]. 植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，36（8）：802-811.

[18]劉志龍，虞木奎，唐羅忠，等. 不同種源麻櫟種子形態(tài)特征和營(yíng)養(yǎng)成分含量的差異及聚類分析[J]. 植物資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2009，18（1）：36-41.

[19]Stanton M L.Developmental and genetic sources of seed weight variation in Raphanus raphanistrum L.（Brassicaceae）[J]. American Journal of Botany，1984，71（8）：1090-1098.

[20]Wulff R D.Seed size variation in Desmodium paniculatum：Ⅰ. Factors affecting seed size[J]. Journal of Ecology，1986，74：87-97.

[21]李文英，顧萬(wàn)春. 蒙古櫟天然群體表型多樣性研究[J]. 林業(yè)科學(xué)，2005，41（1）：49-56.