郭幸飛， 喬 琦， 李 婷

（河南科技大學農學院／牡丹學院， 河南 洛陽471023）

血皮槭（Acer griseum）為槭樹科槭樹屬落葉喬木，系中國特有種和瀕危種［1］。血皮槭的樹皮呈紅褐色，常成卷曲的紙狀薄片剝落，較為奇特，也被稱為Paper Bark Maple，且入秋后葉片的顏色呈鮮紅色，具有極 高 的 觀 賞 價 值［2］。1901 年，西 方 植 物 學 家威爾·馬格斯雷夫等在湖北首次發(fā)現(xiàn)血皮槭，驚嘆于它的美麗，將其與珙桐一起作為園林樹種引入到歐洲［3］，1993年，血皮槭還榮獲了英國皇家園藝學會園藝獎。血皮槭不僅具有觀賞價值，而且具有用材和藥用價值［4－5］，但由于盜伐破壞嚴重和天然種群更新困難，被認定為國家二級樹種，亟待建立種子庫保存其種質資源。目前，有關血皮槭的種子休眠機制、播種育苗、遺傳多樣性評價及其天然更新等方面已展開了部分研究［6－10］，但尚未開展全面系統(tǒng)的保護生物學研究。野外調查發(fā)現(xiàn)，血皮槭主要通過種子繁殖進行有效更新，但野生血皮槭林下幼苗和幼樹較為罕見，這是因為其種子同時具有機械障礙和生理休眠，需要1～2年的時間才能打破休眠，這是影響其天然更新的主要因素之一。同時野外結實率較低且存在大小年現(xiàn)象，因此其種質資源較為珍貴。2000年，邱園率先發(fā)起了“千年 種 子 庫”（Millennium Seed Bank，http：／／www.kew.org／science／collections／seed－collection）計劃，該計劃致力于通過促進種子保存技術的獲取和轉讓以鼓勵世界范圍內的植物保護，并希望藉此為科學研究和野外引種提供種源。本實驗擬通過研究血皮槭種子的生物學特性和不同貯藏方法對種子萌發(fā)率的影響，以期獲得長期保存血皮槭種子的有效方法，有效建立其種子庫，為其入選“千年種子庫”計劃提供有效的科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

于2015年9—10月期間，從位于河南省伏牛山區(qū)系的洛陽市嵩縣天池山（TCS）、嵩縣白云山（BYS）和欒川縣白馬潭（BMT）等地采集血皮槭種子，用長枝剪隨機剪取翅果后裝于采集袋中。

1.2 方 法

1.2.1 種子生物學特征測定

新鮮種子采收后，先去除雜質，然后挑出形態(tài)完整、無病蟲害的翅果，進一步折算其形態(tài)完整性的概率，用游標卡尺測定翅果的翅長和翅寬。將翅果從中間剪開后，去除翅翼部分，將其視為帶有果殼的種子（簡稱去翅帶殼種子），測定其種長、種厚、初始含水率、千粒重和空殼率等生物學指標。其中種子含水率采用種子庫常規(guī)測定方法（105℃、17h的烘箱測定），以剛采收回來的新鮮去翅帶殼種子重量為基礎計算含水率。以上各指標均為隨機測定各居群的100粒種子，重復3次。

1.2.2 種子生活力的測定

種子活力測試采用常規(guī)TTC染色法，根據(jù)實驗進程，每月定期隨機選取形態(tài)完整、無病蟲害的帶殼種子30粒為1組，進行活力測定，重復3次，浸泡在45℃恒溫水浴鍋中，然后用鑷子去除果殼剝去種皮得到種胚，并將其沿腹縫線切成兩半，切面朝下置于50mL燒杯中，加入配好的30mL 0.5%TTC溶液，放入35℃黑暗的恒溫箱中染色3h，染色結束后即進行鑒定。倒出TTC溶液，用清水將種子清洗2～3次，觀察種子染色的情況，統(tǒng)計有生活力的種子數(shù)量。生活力高的種子胚芽及胚通紅，生活力一般的色淺紅，無生活力的種子只有胚是淺紅色或不染色，胚芽無色［11］。

1.2.3 不同貯藏條件對種子生活力的影響

將采集的新鮮種子采用4種方法貯藏處理：低溫（4℃冰箱）干藏，室溫干藏，濕沙室溫（25℃）貯藏（種子與沙子比例為1∶3，沙子濕度一般在10%～15%適宜），低溫濕沙貯藏（4℃冰箱，種子與沙子比例為1∶3，沙子濕度一般在10%～15%適宜）。每月定期分別從每個處理種子中隨機取出30粒種子進行活力測定，重復3次，統(tǒng)計分析實驗數(shù)據(jù)。

1.2.4 野外萌發(fā)試驗

于2015年9—10月期間，在白馬潭自然保護區(qū)中，株高5m以上的10株血皮槭附近10m2范圍內，隨機播撒共500粒新鮮種子，做好標記，每月定期派專人統(tǒng)計種子的萌發(fā)情況，并分別記錄為：萌發(fā)、腐爛死亡、丟失、緊密未萌發(fā)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用 SPSS 22.0軟件、Excel 2003處理和計算平均值、標準誤，平均數(shù)據(jù)用“平均數(shù)±標準誤（S.E.）”表示，差異達到顯著的變量，對均數(shù)的多重比較采用最少顯著差數(shù)法（LSD），顯著性水平概率為0.05。

2 結果與分析

2.1 地理分布

血皮槭屬于中、高山植物，集中分布在海拔1 000～1 800m 之間［12］，系中國特有分布，野生資源主要集中在我國的中部地區(qū)，據(jù)中國數(shù)字植物標本館（CVH）的相關標本和文獻的記錄，血皮槭主要分布在山西、河南、湖北、湖南、重慶和陜西各省區(qū)（表1），從植物區(qū)系地理分析可知，血皮槭屬于我國特有種分布類型，其中河南伏牛山地區(qū)和四川城口是目前最大的種群分布地點［13－14］。

表1 血皮槭全國分布統(tǒng)計

2.2 血皮槭種子的生物學特征

血皮槭花期4月，果熟期為9—10月［15］，翅果橢圓形或球形，熟時棕褐色，兩翅張開近銳角或直角，果表面有毛，內含1～2顆種子，小堅果近球形，系子葉出土無胚乳型種子，在試驗地隨機采取的翅果完整率為82%。

2.3 不同居群果實性狀變異方差分析

洛陽天池山位于洛陽市嵩縣德亭鄉(xiāng)天山路，白云山國家森林公園位于河南省洛陽市嵩縣天銅路南部伏牛山腹地原始林區(qū)，白馬譚在河南洛陽欒川廟子鎮(zhèn)莊子村。血皮槭各采集點的生境狀況列于表2。

表2 血皮槭采集地點的生境概況

各個血皮槭居群翅果的翅長、翅寬、去翅帶殼種子的種長、種厚等以及初始含水率、千粒重、空殼率等種子生物學特征列于表3。從表3可看出：果實翅長、翅寬、種厚、種長平均值最大的居群在白云山，而千粒重、含水率最高的是天池山居群，千粒重為270.34g，含水率為13.10%，空殼率最高的也是在白云山居群，其平均值為63.20%。

表3對血皮槭3個居群的果實生物學性狀進行測定，表4進一步研究了血皮槭居群內和居群間的差異，發(fā)現(xiàn)血皮槭的種長、空殼率、千粒重在居群間的差異達到極顯著水平，含水率達到顯著水平，翅長、翅寬、種厚差異不顯著。說明血皮槭生物學性狀在居群間存在著差異，這種差異與各個居群所處的生長環(huán)境、遺傳因素和人為擾動有關，居群間的差異為保護種質資源提供了物質基礎。

2.4 不同貯藏時間對種子生活力的影響

科學的保存方法能讓種子壽命延長，生命力強，并且播種后能保證出苗整齊健壯；保存不合理，種子易腐爛且生活力降低，容易造成缺苗［16］。采用TTC的方法測定血皮槭種子的生活力。每隔1個月分別從每個處理種子中隨機取出30粒種子為1組，進行活力測定，重復3次，統(tǒng)計分析實驗數(shù)據(jù)。圖1結果表明，血皮槭種子的生活力低，翅果完好率為82%，空殼率平均高達59%，具有種仁的種子生活力平均低于29%，也就是意味著自然界真正有活力的種子不足15%。不同保存方法對血皮槭種子生活力的影響較大，充足的水分和溫度是種子保持生活力的必要條件，低溫濕沙貯藏介質沙子的含水率在10%～15%時，貯藏時間6個月具有最高的生活力率。低溫干藏過程中，種子因失去大量的水分失去活性，室溫濕沙貯藏過程中，種子能保持合適的水量，但沒有合適的溫度，低溫濕沙貯藏可以維持種子內的水分以及溫度保持生命力。說明血皮槭種子存在后熟過程，需要保持適合的水分。作為常規(guī)性種子，低溫濕沙貯藏方法是保存血皮槭種子的合適方法。

表3 血皮槭種子生物學特性

表4 各居群間果實性狀方差分析

圖1 不同貯藏方法和時間對血皮槭種子生活力的影響

2.5 不同貯藏方法對種子發(fā)芽率的影響

種子的保存方法對種子萌發(fā)率的影響是種子生理研究的基礎和熱點［17］。由圖2可看出，在相同的保存時間下，不同貯藏方法對血皮槭種子的發(fā)芽率影響都不同，且對發(fā)芽率的影響差異顯著，低溫濕沙貯藏法的發(fā)芽率極顯著高于其他3種貯藏方法，室溫濕沙貯藏法的發(fā)芽率極顯著高于低溫貯藏法。

圖2 不同保存方法對血皮槭種子發(fā)芽率的影響

2.6 野外萌發(fā)試驗

從2015年10月開始記錄數(shù)據(jù)，白馬潭隨機播撒的種子僅有3粒萌發(fā)，其中1粒在次年4月萌發(fā)，另外2粒于2017年3月萌發(fā)，占0.6%，其它46%的種子腐爛死亡，38%的種子緊密未萌發(fā)，余者丟失。

圖3 血皮槭種子野外萌發(fā)情況

3 結論與討論

種子是植物生活史的一個重要環(huán)節(jié)，是幼小的植物體進行有性繁殖的重要器官之一，聯(lián)系著植物體的上下代，掌握著種群的命運［18－19］。種子萌發(fā)階段是珍稀瀕危植物對環(huán)境脅迫抵抗力最弱的時期，任何影響種子萌發(fā)的因素都會直接影響到植物更新，進而影響種群的穩(wěn)定性［20－21］。影響種子萌發(fā)的內因包括種子的大小、重量、生活力及含水率等諸多生物學性狀因素［22］。本實驗結果表明：果實翅長、翅寬、種厚、種長平均值最大都是在白云山，千粒重、含水率最高的在天池山，千粒重為270.34g，含水率為13.10%，空殼率最高的在白云山，為63.20%。血皮槭的種長、空殼率、千粒重在居群間的差異達到極顯著水平，說明血皮槭生物學性狀在居群間存在著差異，這種差異首先與各個居群所處的生長環(huán)境和其遺傳因素有關，同時也和人為擾動有一定關聯(lián)。盡管三地同屬于伏牛山區(qū)系，但由于其間城鎮(zhèn)和公路建設完善，人類活動豐富，生境廊道的缺失使得不同居群的花粉交流產生障礙，造成初步的地理隔離。

血皮槭種子近球形，兩翅張開近銳角或直角，有利于種子的擴散；種子種殼堅硬且厚，保護種胚不易受到損害，利于形成種子庫。種子的大小與種子萌發(fā)時間和萌發(fā)率沒有顯著差異。因此，在對血皮槭進行播種時，首先要篩選種子是否空殼，除去空殼的種子；其次需要對種子進行表面滅菌殺毒。帶殼種子的貯藏處理使得堅硬的果殼軟化，增強其通透性，可以消除抑制發(fā)芽的物質，是常用的解除休眠的有效方法［23］。種子在貯藏處理的過程中，由于存在呼吸代謝作用，種子的各種養(yǎng)料開始消耗［24－26］。研究表明，經一定的貯藏方法，種子的壽命會有顯著差異［27］。只要了解種子的貯藏特性，尤其是衰老和死亡的原因，在貯藏種子的實踐中就能用針對性的措施更為有效控制其生活力，保持其優(yōu)良的播種品質［28］。因此，可以選擇合適的貯藏處理來保持種子活力，特定的貯藏處理下，達到延長種子壽命的目的。

實驗結果表明，血皮槭種子的生活力低，空殼率高達60%，有胚種子的生活力最高還不足30%，充足的水分和溫度是種子保持生活力的必要條件。不同貯藏方法對血皮槭種子的發(fā)芽率影響都不同，且對發(fā)芽率的影響差異極顯著，低溫濕沙貯藏法的發(fā)芽率極顯著高于其他3種貯藏方法，而室溫濕沙貯藏法的發(fā)芽率極顯著高于低溫貯藏法，貯藏時間6個月具有最高的生活力率。低溫干藏過程中，種子因失去大量的水分失去活性，室溫濕沙貯藏過程中，種子能保持合適的水量，但沒有合適的溫度，低溫濕沙貯藏可以維持種子內的水分以及溫度保持生命力。說明血皮槭種子存在一定的后熟過程，需要保持適合的水分，低溫濕沙貯藏方法是保存血皮槭種子的合適方法。

對血皮槭的生物學特征的研究表明，野生血皮槭的生活力低，空殼率高，導致血皮槭從種子到幼苗的成功率低，這是其瀕危的原因之一。低溫4℃濕沙貯藏的保存方法是適合貯藏血皮槭種子的方法。

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