江 全 鄭 旭 張 康 展 陽 唐羅忠

（南京林業(yè)大學(xué)南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，南京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，江蘇 南京，210037）

秤錘樹（Sinojackia xylocarpa）屬于安息香科（Styracaceae）秤錘樹屬落葉小喬木[1-3]，最早發(fā)現(xiàn)于江蘇南京幕府山、鎮(zhèn)江句容寶華山等地?；ò咨麑?shí)宛如秤錘，懸掛于樹體，是優(yōu)良的觀花觀果園林綠化樹種，具有很高的應(yīng)用價值，是中國特有樹種，已被列為國家Ⅱ級保護(hù)瀕危植物[4-5]。導(dǎo)致秤錘樹瀕危的原因尚不清楚[6-10]。

已有的研究表明，秤錘樹種子萌發(fā)十分困難，播種后一般需要2～3 a才能發(fā)芽，且發(fā)芽率低，所以生產(chǎn)上播種的繁殖效率不高[11-12]；秤錘樹的無性繁殖技術(shù)還不成熟，也未在生產(chǎn)中應(yīng)用[13-15]。針對這一困境，國內(nèi)有些研究者對秤錘樹種子結(jié)構(gòu)[16-17]、種子休眠與內(nèi)源抑制物[18-23]、種子催芽技術(shù)[12]等方面進(jìn)行了研究，但目前仍然沒有找到解除種子休眠的有效方法。本研究通過測定秤錘樹果實(shí)和種子基本性狀、使用不同濃度的秤錘樹果皮浸提液處理小白菜種子和秤錘樹種子進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，試圖了解秤錘樹種子發(fā)芽困難的原因，為進(jìn)一步研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究材料

對南京林業(yè)大學(xué)校園內(nèi)生長狀況良好、樹齡 為30～50 a的20株 秤 錘 樹 進(jìn) 行 掛 牌 觀 察。2016年11月果實(shí)完全成熟時進(jìn)行采種，去除雜物，自然風(fēng)干后在室內(nèi)用濕沙按照3∶1的比例（沙與果實(shí)的體積比）混合貯藏；2017年11月也進(jìn)行采種、風(fēng)干，用于種子性狀測定和發(fā)芽試驗(yàn)。發(fā)芽試驗(yàn)中所用的小白菜種子為新鮮的“綠優(yōu)一號”，種子凈度99%以上，正常發(fā)芽率95%以上。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 果實(shí)大小和質(zhì)量測定

將自然干燥的成熟果實(shí)充分混勻后，隨機(jī)取3個100粒，使用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測定每粒果實(shí)的長度和寬度，并測定果實(shí)質(zhì)量；然后將果實(shí)分別切開，小心取出種子，測定種子質(zhì)量。

1.2.2 種子飽滿率與多胚率測定

根據(jù)上述切開的果實(shí)中是否具有飽滿的種子，來統(tǒng)計(jì)果實(shí)的飽滿率；如果一個果實(shí)中包含2個或2個以上的飽滿種胚，則稱之為多胚種子，根據(jù)多胚種子數(shù)量與果實(shí)的數(shù)量，計(jì)算多胚率。

1.2.3 果實(shí)含水率測定

隨機(jī)取3組新鮮的秤錘樹成熟果實(shí)，每組50粒，分別稱量后放入恒溫烘箱中，先在103 ℃下殺青處理0.5 h，再在65 ℃下烘至恒質(zhì)量，稱量后計(jì)算果實(shí)含水率。用同樣方法測定和計(jì)算自然干燥后的果實(shí)含水率。

1.2.4 種子生活力測定

采用四唑染色法[24]，對切開獲得的種子進(jìn)行染色處理，在恒溫培養(yǎng)箱35 ℃條件下培養(yǎng)24 h，根據(jù)種胚的染色情況判斷種子是否具有生活力。凡種子被染成紅色者表示有生活力，未染色的種子為無生活力種子。試驗(yàn)設(shè)置3個重復(fù)，每個重復(fù)100粒種子。

1.2.5 果實(shí)千粒質(zhì)量測定

將自然干燥的純凈果實(shí)充分混勻后倒在光潔的桌面上，采用四分法提取測定樣品8份，從每份樣品中隨機(jī)取100粒果實(shí)為1組，用天平分別稱量，計(jì)算8組數(shù)據(jù)的變異系數(shù)，如果變異系數(shù)小于4則合格，再計(jì)算果實(shí)的千粒質(zhì)量。

1.2.6 果實(shí)內(nèi)含物測定

可溶性蛋白質(zhì)含量的測定采用考馬斯亮藍(lán)法[25]。分別稱取粉碎后的果皮0.3 g和種子0.1 g，各3份，置于研缽中，加10 mL的蒸餾水和少量石英砂研磨成勻漿，倒入離心管。4 ℃下，10 000 r/min離心20 min。取上清液1 mL，用蒸餾水定容至25 mL，混勻，從中取1 mL，加入5 mL考馬斯亮藍(lán)G?250溶液，5 min后使用分光光度計(jì)在595 nm的波長下測定吸光值。

可溶性糖含量的測定采用蒽酮比色法[26]。分別稱取粉碎后的果皮0.3 g和種子0.1 g，各3份，置于研缽中，加10 mL的蒸餾水和少量石英砂研磨成勻漿，倒入試管，在沸水浴中煮沸30 min，冷卻后定容至25 mL，混勻后取5 mL，10 000 r/min離心20 min。吸取上清液0.5 mL，加1.5 mL蒸餾水，并加入蒽酮試劑和濃硫酸后，沸水浴1 min，冷卻后使用分光光度計(jì)在630 nm的波長下測定吸光值。

1.2.7 小白菜種子發(fā)芽試驗(yàn)

稱取一定質(zhì)量粉碎過篩（篩的孔徑為0.5 mm）的秤錘樹果皮（包括外果皮、中果皮和內(nèi)果皮），加入10倍于果皮質(zhì)量的蒸餾水，混勻并振蕩24 h后以4 000 r/min的轉(zhuǎn)速離心30 min，上清液作為果皮浸提原液，取部分原液用蒸餾水分別稀釋4倍（1/4濃度）和2倍（1/2濃度），置于2 ℃的冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

在培養(yǎng)皿內(nèi)鋪一層濾紙，在濾紙上擺放100粒小白菜種子，設(shè)置4個處理，分別滴加蒸餾水、1/4濃度浸提液、1/2濃度浸提液、浸提原液，每個處理重復(fù)3次。置于25 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7 d，定期觀察小白菜種子的發(fā)芽和幼苗生長狀況，并及時添加蒸餾水或相應(yīng)濃度的浸提液，7 d后計(jì)算小白菜發(fā)芽率，并測定小白菜幼苗的高度、根長、地上部分烘干質(zhì)量和根烘干質(zhì)量。

1.2.8 秤錘樹種子發(fā)芽試驗(yàn)

取室內(nèi)混沙濕藏1年半的秤錘樹果實(shí)，小心去除果皮，取出完整的種子。在培養(yǎng)皿內(nèi)鋪一層濾紙，在濾紙上均勻擺放秤錘樹種子，設(shè)置2種處理，分別是滴加蒸餾水和秤錘樹果皮的水浸提原液（果皮與蒸餾水質(zhì)量比為1∶10的浸提液），各處理設(shè)置3個重復(fù)，每個重復(fù)42粒種子。置于25 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中，定期觀察并添加相應(yīng)處理液，待種子連續(xù)5 d不再發(fā)芽時停止發(fā)芽實(shí)驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率。

2 結(jié)果與分析

2.1 秤錘樹果實(shí)與種子的基本性狀

2.1.1 果實(shí)與種子的基本結(jié)構(gòu)

由圖1可見，秤錘樹成熟的果實(shí)呈棕褐色，果皮分為3層，分別為薄而木質(zhì)化的外果皮，厚而木栓質(zhì)化的中果皮，堅(jiān)硬、致密、木質(zhì)化的內(nèi)果皮。種子位于內(nèi)果皮內(nèi)，種皮褐色膜質(zhì)。果皮質(zhì)量約占整個果實(shí)的90%以上，大多數(shù)果實(shí)內(nèi)部只有1粒種子，少數(shù)果實(shí)含有2?；?粒種子。完整的種子包含胚根、胚軸、胚乳、子葉和胚芽。

圖 1 秤錘樹果實(shí)的基本結(jié)構(gòu)Fig.1 The basic structure of theS. xylocarpafruits

由圖2可見，胚根位于果實(shí)的基部，種子萌發(fā)時果實(shí)基部首先開裂，胚根由此長出。

圖 2 秤錘樹種子的萌發(fā)狀態(tài)Fig.2 Germination state of theS. xylocarpaseeds

自然干燥后的秤錘樹果實(shí)平均長度為21.94 mm，平均寬度為12.06 mm，千粒質(zhì)量為479.58 g；新鮮的成熟果實(shí)含水率為65.47%，自然干燥后的果實(shí)含水率為8.70%；種子飽滿率為89.33%，多胚率為6.33%；種子生活力高達(dá)

88.54%。

2.1.2 果實(shí)與種子性狀的相關(guān)性分析

對300粒果實(shí)的長度（mm）、寬度（mm）、質(zhì)量（g/粒）以及相應(yīng)果實(shí)內(nèi)的種子質(zhì)量（g/粒）進(jìn)行線性相關(guān)性分析，結(jié)果（表1）表明：各個指標(biāo)之間均呈正相關(guān)關(guān)系，其中果實(shí)質(zhì)量與果實(shí)寬度間呈極顯著相關(guān)（P＜0.01），其次是果實(shí)質(zhì)量與果實(shí)長度之間呈極顯著相關(guān)（P＜0.01），果實(shí)寬度與果實(shí)長度之間也呈顯著相關(guān)（P＜0.05），而種子質(zhì)量與果實(shí)的長度、寬度、質(zhì)量之間的相關(guān)性不顯著。

表 1 秤錘樹果實(shí)與種子大小、質(zhì)量之間的相關(guān)性分析Table 1 Correlation analysis between size and weight of theS. xylocarpafruits and seeds

2.1.3 種子和果皮可溶性糖和可溶性蛋白的含量

由表2可知，秤錘樹種子和果皮中含有一定數(shù)量的可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)，且種子中的含量顯著高于果皮。

2.2 果皮浸提液對種子發(fā)芽相關(guān)指標(biāo)的影響

2.2.1 對小白菜種子發(fā)芽與幼苗生長的影響

果皮的水浸提液對小白菜種子發(fā)芽率的影響見表3。由表3可知，4種處理的小白菜種子發(fā)芽率基本相同，平均發(fā)芽率均達(dá)95%以上，因此秤錘樹果皮的水浸提液對小白菜種子的發(fā)芽并沒有影響。

表 2 秤錘樹種子和果皮的可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)含量Table 2 Contents of soluble sugar and soluble protein in seed and pericarp ofS. xylocarpa

表 3 不同處理的小白菜種子發(fā)芽率及幼苗生長量Table 3 Seeds germination rate and seedlings growth of pakchoi in different treatments

由表3、圖3可知，浸提液處理7 d后的小白菜幼苗生長情況均優(yōu)于蒸餾水處理，且隨著浸提液濃度的提高，小白菜苗高和葉片增大；但是，不同處理的小白菜幼苗根長呈蒸餾水＞原液＞1/4原液＞1/2原液的趨勢；不同處理之間的幼苗生物量趨勢與苗高一致，即原液＞1/2原液＞1/4原液＞蒸餾水；不同處理之間的幼苗根莖比趨勢與苗高、生物量相反，即蒸餾水＞1/4原液＞1/2原液＞原液。

由此可見，秤錘樹果皮的水浸提液不但不會抑制小白菜發(fā)芽，反而能促進(jìn)其生長，且隨著浸提液濃度的提高，促進(jìn)作用增強(qiáng)，表明秤錘樹果皮中可能含有較多的營養(yǎng)物質(zhì)，有利于小白菜幼苗的生長。

圖 3 不同處理下的小白菜幼苗生長狀況Fig.3 Seedling growth situation of pakchoi in different treatments

2.2.2 果皮浸提液對秤錘樹種子發(fā)芽的影響

經(jīng)過40 d的發(fā)芽試驗(yàn)，用蒸餾水處理的秤錘樹種子發(fā)芽率為30.16%，用秤錘樹果皮浸提液處理的秤錘樹種子發(fā)芽率為32.16%，略高于蒸餾水處理，兩者之間沒有顯著差異，表明秤錘樹果皮浸提液對秤錘樹種子的萌發(fā)沒有抑制作用。

3 結(jié)論與討論

本研究的秤錘樹果實(shí)大小比較均勻，飽滿率較高，質(zhì)量較好，這與賈書果[18]的研究結(jié)果相一致，但是與徐本美等[11]及史曉華等[21]的研究結(jié)果相差甚遠(yuǎn)，這可能是由于母樹的生長環(huán)境不同所致，表明不同的立地條件對果實(shí)和種子的生長發(fā)育及品質(zhì)具有較大影響。

成熟的秤錘樹果實(shí)平均長度為22 mm左右，平均寬度為12 mm左右，千粒質(zhì)量為480 g左右，多胚率達(dá)6%左右，種子生活力高達(dá)88%左右。種子的可溶性糖和可溶性蛋白含量分別為10.29 mg/g和2.47 mg/g，均明顯高于果皮的可溶性糖含量（2.62 mg/g）和可溶性蛋白質(zhì)含量（0.27 mg/g）。

秤錘樹果皮的水浸提液并不會對小白菜種子的發(fā)芽產(chǎn)生抑制作用，相反，果皮浸提液對小白菜幼苗高生長具有促進(jìn)作用，這與劉超等[22]的研究結(jié)果有所不同，與相關(guān)研究[19-21,23]使用甲醇浸提液處理小白菜種子的結(jié)果也不一致，其原因還有待于進(jìn)一步研究。本研究還發(fā)現(xiàn)，隨著浸提液濃度的提高，處理后的小白菜幼苗生物量逐漸增加，但是根莖比逐漸減小，說明在較高濃度浸提液處理下的小白菜幼苗在生長過程中不需要強(qiáng)大的根系即可吸收所需養(yǎng)分，表明秤錘樹果皮浸提液中含有一定數(shù)量的養(yǎng)分。同時本研究發(fā)現(xiàn)，秤錘樹果皮的水浸提液對秤錘樹種子的萌發(fā)并沒有抑制作用，賈書果的研究[18]認(rèn)為，秤錘樹的種胚能夠正常發(fā)芽，且發(fā)芽率較高。

綜合表明，秤錘樹的種子質(zhì)量較高，但是自然萌發(fā)率很低，人工播種的種子發(fā)芽很慢（一般需要2～3 a才能發(fā)芽），且發(fā)芽率較低，其原因可能不是因?yàn)榉N子或果皮存在抑制發(fā)芽的內(nèi)含物，很可能是因?yàn)閳?jiān)硬的內(nèi)果皮阻礙了外界水分和空氣進(jìn)入種胚，并機(jī)械性束縛種胚的萌發(fā)，從而導(dǎo)致秤錘樹種子難以快速發(fā)芽。今后有必要對內(nèi)果皮結(jié)構(gòu)進(jìn)行顯微觀察，并采用物理或化學(xué)方法進(jìn)行處理，以促進(jìn)種子萌發(fā)，提高發(fā)芽率。