鄧新為，毛 超，何亞蓉，齊向英

(延安大學 生命科學學院，陜西 延安 716000)

山丹丹學名山丹(Liliumpumilum.DC)，是百合科百合屬多年生的野生植物[1]。2016年確認為延安市市花，其花形和花色具有較好的觀賞價值，廣泛用于城市美化和園林造景，其鱗莖富含淀粉、蛋白質、脂肪、生物堿、鈣、磷、鐵等成分，可供食用，也具備較高的藥用價值[2]。山丹丹繁殖方式主要有小鱗莖繁殖、鱗片繁殖、珠芽繁殖和種子繁殖等[3]。山丹丹具抗寒、抗病等優(yōu)良性狀，是百合抗性育種和品質改良的重要基因資源[4-6]。山丹丹作為觀賞、藥用性較高的植物，其種子具有休眠現(xiàn)象，且種子常攜帶大量微生物，故其采用種子繁殖成活率較低[7，8]。有研究表明，百合種子采用溫水浸泡有助于促進其萌發(fā)[9，10]。本文結合已有文獻報道，在種子收獲后設置不同環(huán)境，以自來水、蒸餾水浸泡種子，探究其吸水規(guī)律，為提高山丹丹種子發(fā)芽率提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選取飽滿、胚發(fā)育良好的成熟山丹丹種子作為試驗材料。試驗用材料由山丹生物科技有限公司提供，采于2020年10月上旬。試驗于10月下旬在延安大學進行。

1.2 試驗方法

由于10月下旬已經開始供暖，實測室內溫度為27℃，以該溫度為室內溫度，不考慮日夜變化。另外設計25℃和30℃為恒溫，在恒溫培養(yǎng)箱中實現(xiàn)。

取蒸餾水、自來水各500 mL。其中自來水蒸沸后放涼備用(煮沸的目的是為了防止水質在短時間內發(fā)生霉變)。

設計對照組和試驗組。

對照組在蒸餾水中進行，置于室溫下。對照組吸水結束以有部分種子露白為標志。

試驗組設置4個處理，其中試驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組均在蒸餾水中進行，并分別置于室溫27℃、25℃和30℃恒溫培養(yǎng)箱中；試驗Ⅳ組在自來水中，置于室溫27℃下在凈化工作臺內進行。

試驗開始前每組分別精選3個1000粒種子作為研究材料。將選取好的材料置于塑料濾網合并稱重，試驗開始后將種子和濾網同時投入準備好的溶液中，在不同的時間點合并稱重，最終計算時以每次合并稱重量減去濾網重量為準。結果表示為千粒種子重量的平均值±標準差。

試驗組每隔2 h從水中取出，用濾紙吸干表面水分，用分析天平稱重，至重量不再增加為止，計算吸水量、吸水速率及平均吸水速率。

吸水速率(mg/min)=(M本次重量-M前一次重量)/H吸水時間；

平均吸水速率(mg/min)=(M最后一次稱重量-M第一次重量)/H吸水時間。

2 結果和分析

整個吸水過程在不同的水環(huán)境和不同試驗溫度條件下，均表現(xiàn)出三段式吸水現(xiàn)象。種子吸水速率>1 mg/min的時間均出現(xiàn)在10 h以前(見表1)。

對照組一直浸泡在蒸餾水中，在試驗進行到吸水30 h時，有部分種子已經露白。試驗組也有部分種子種皮漲破，最終確定為種子飽和吸水量時間為30 h。此時對照組千粒種子平均重量為7.351 g，增重4.595 g，增重系數為1.677。試驗Ⅳ組在自來水中，室溫下凈化工作臺內增重量為4.585 g，增重系數為1.807。其它各試驗組中增重量最大的是試驗Ⅲ組，在30℃恒溫培養(yǎng)箱中的吸水試驗，增重量達到5.424 g，增重系數為2.056。

室溫環(huán)境下，蒸餾水中浸沒的種子在0～4 h時，是其吸水量上升最快的階段，4～22 h期間其種子吸水量呈緩慢上升趨勢。浸沒至22 h以后趨向于穩(wěn)定。

在25℃恒溫培養(yǎng)箱環(huán)中，在0～4 h時，其吸水量上升最快，4～16 h期間其種子吸水量呈緩慢上升趨勢。浸沒至18 h以后，種子吸水量變化很小，至26 h后，種子幾乎不再吸水。

在30℃恒溫培養(yǎng)箱中，種子在0～8 h時，吸水量變化最快，浸沒14 h以后，其種子吸水量上升緩慢。浸沒至26 h以后，種子吸水量變化很小，幾乎不再吸水。

室溫環(huán)境下，煮沸的自來水中，種子在0～4 h時，其吸水量上升最快，4～10 h，其吸水量逐漸減緩，10 h以后，其種子吸水量上升很慢。浸沒至24 h以后，種子吸水量變化很小。

3 討論

由于種子在萌發(fā)前的吸水過程主要是蛋白質的吸漲作用，所以種子吸水是一個持續(xù)的過程。第一階段是由于細胞內容物中親水物質所引起的吸漲作用，這是一個物理過程；在第二階段中，細胞利用已吸收的水分進行代謝作用；直到第三階段，由于胚的迅速長大和細胞體積的加大，重新吸水，這時的吸水是與代謝作用相連的滲透性吸水[11]。本試驗中，種子的吸水階段為快速上升、緩慢上升、不再明顯上升三個階段。風干的種子細胞中自由水含量較少，主要以結合水的形式存在[12]。風干的種子只有吸收足夠的水才能進行旺盛的代謝活動，使胚生長[13]。本試驗中，山丹丹種子在經過前2 h的快速吸水階段后，其自由水含量升高，種子代謝速率大大增加，為其萌發(fā)提供了必要的條件。百合種子的吸水力越好，其形態(tài)上表現(xiàn)得越飽滿，生理學上特征為代謝活動越強，越容易萌發(fā)。有研究表明，種子在適宜溫度范圍中，較高溫度可促進種子中的酶活性增強，從而促進其代謝，打破休眠開始萌發(fā)[14]。本試驗中，種子在0～2 h的快速吸水階段，處于同種水質下，30℃培養(yǎng)箱中種子吸水速度最快，這也說明較高的環(huán)境溫度有效促進了種子的吸水速率。其原因也可能是在較高溫度環(huán)境下，種子細胞由于受到環(huán)境溫度的脅迫，其代謝速度加快，而種子細胞為了適應這種環(huán)境，選擇吸收外界的水來補充自由水以保證其正常代謝。

4 結論

山丹丹種子吸水過程可分為快速增長期、平緩期、飽和期。山丹丹種子完全浸沒在自來水和蒸餾水中，前2 h為其吸水速度峰值，吸水量上升最快，在2～14 h階段，其吸水速度逐漸趨于平緩。浸沒至14 h以后，其吸水量上升緩慢，不再快速增加，至24 h左右開始不再明顯增加，趨于吸水飽和狀態(tài)。在蒸餾水中，隨著培養(yǎng)溫度的逐漸升高，山丹丹種子總吸水量呈遞增趨勢。

整個研究過程中溫度對山丹丹吸水的總趨勢沒有影響，對吸水量有較大的影響。30℃恒溫培養(yǎng)條件下的山丹丹種子吸水量大于所有吸水量。