賀心茹，李英杰，曹祖榮，徐耀文，費(fèi)永俊，楊玉潔

1.長(zhǎng)江大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖北 荊州 434025 2.湖北省秭歸縣林業(yè)局，湖北 秭歸 443600

浙江楠(PhoebechekiangensisC.B.Shang)為樟科(Lauraceae)楠屬大喬木，是我國(guó)著名植物分類學(xué)家向其柏教授20世紀(jì)60年代在浙江天目山、龍?zhí)辽桨l(fā)現(xiàn)的一個(gè)新物種，正式命名發(fā)表于1974年[1]。由于長(zhǎng)期過(guò)度開(kāi)發(fā)利用，浙江楠現(xiàn)已被國(guó)家環(huán)?？偩侄闈u危種，是國(guó)家二級(jí)珍稀瀕危保護(hù)植物，為我國(guó)特有的珍貴用材樹(shù)種，因其材質(zhì)細(xì)密堅(jiān)硬、不易腐朽、芳香有光澤而被譽(yù)為“四大名木”之首。浙江楠天然分布區(qū)在我國(guó)華東地區(qū)的浙江、福建、安徽和江西4省，浙江楠的垂直海拔多集中在300～700 m[2]。浙江楠主干挺直，樹(shù)形優(yōu)美，樹(shù)冠雄偉，是楠木中材質(zhì)較佳的一種，具有很高的生態(tài)、觀賞和觀賞價(jià)值，是很好的園林綠化樹(shù)種。因其特性優(yōu)良，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，人類干擾盜伐現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致現(xiàn)存的自然資源已接近枯竭[3]。野生浙江楠對(duì)立地條件要求相對(duì)較高，而人工培育的浙江楠生長(zhǎng)緩慢加上種質(zhì)資源的缺乏，不能滿足生產(chǎn)研究的需求[4]。目前對(duì)于浙江楠的研究，主要集中于資源狀況及其地理分布[5]、種群生態(tài)學(xué)與生物多樣性[6]、種子萌發(fā)與生理化研究[7-8]和容器育苗技術(shù)[9-10]等方面。

植物在生長(zhǎng)過(guò)程中，一般情況下，只產(chǎn)生一個(gè)胚囊并且只能發(fā)育成一個(gè)胚，然而有些植物種子能夠產(chǎn)生兩個(gè)或多個(gè)胚，即為多胚現(xiàn)象[11-12]。多胚的產(chǎn)生由許多因素共同控制，立地的水肥條件、氣候、種子自身的條件等都能產(chǎn)生一定的影響[13]。對(duì)植物種子的多胚現(xiàn)象已經(jīng)有部分報(bào)道[14-15]，但對(duì)于浙江楠的多胚現(xiàn)象還未見(jiàn)報(bào)道。多胚現(xiàn)象作為一種特殊的生殖表現(xiàn)形式，對(duì)急需育種保護(hù)的浙江楠來(lái)說(shuō)具有重要價(jià)值，因此，研究浙江楠多胚現(xiàn)象對(duì)浙江楠的育種具有重要意義。本研究主要觀察了浙江楠多胚種子的形態(tài)特征及多胚苗的生長(zhǎng)情況，以期為浙江楠種子多胚現(xiàn)象影響因素的探索及浙江楠多胚苗的培育達(dá)到省種、增產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的效益提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概括

試驗(yàn)地位于湖北省荊州市長(zhǎng)江大學(xué)西校區(qū)(30°21′18″N，112°7′44″E)，海拔23 m，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年日照時(shí)數(shù)1 800～2 000 h，年平均氣溫15.9～16.6 ℃，年無(wú)霜期242～263 d，多數(shù)年份降雨量在1 100～1 300 mm之間。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用的浙江楠種子于2019年11月下旬，在長(zhǎng)江大學(xué)西校區(qū)植物園選擇個(gè)體形態(tài)(胸徑、樹(shù)高、樹(shù)冠面積和冠高)大小基本一致的10年生浙江楠進(jìn)行采種，種子經(jīng)浸泡腐化去除掉外種皮，沖洗干凈后用濕沙儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 測(cè)定指標(biāo)及計(jì)算方法

1.3.1 浙江楠種子胚的位置、大小和數(shù)量

對(duì)顆粒飽滿、大小一致的350粒浙江楠種子在體式顯微鏡下進(jìn)行解剖觀察，拍照留存并觀察統(tǒng)計(jì)胚的形態(tài)及其胚在種子中所處的位置、大小和數(shù)量，觀察單胚種子和多胚種子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)差異。

1.3.2 浙江楠種子多胚率

對(duì)顆粒飽滿、大小一致的350粒浙江楠種子進(jìn)行解剖觀察，統(tǒng)計(jì)多胚種子數(shù)，計(jì)算多胚率：

雙(三/多)胚率=[出現(xiàn)雙(三/多)種子數(shù)/種子總數(shù)]×100%

1.3.3 浙江楠幼苗生長(zhǎng)性狀

取120粒大小一致、顆粒飽滿的浙江楠種子，采用75%的乙醇浸泡10 min，再用高錳酸鉀溶液浸泡30 min。將消毒后的種子播于育苗盤培養(yǎng)于光照培養(yǎng)箱內(nèi)，培養(yǎng)條件為溫度(25±2)℃，光照強(qiáng)度1 600 lx，光暗周期16 h/8 h，濕度75%。待浙江楠種子萌發(fā)，長(zhǎng)出2片真葉后，將其移栽至基質(zhì)為沙土、規(guī)格為上口內(nèi)徑20 cm、盆底內(nèi)徑15 cm、盆高18 cm的聚丙烯塑料營(yíng)養(yǎng)缽中培養(yǎng)，隨機(jī)挑選其中80株浙江楠小苗培養(yǎng)45 d后，測(cè)定小苗的苗高，比對(duì)多胚苗與單胚苗在生長(zhǎng)狀況上的差異，并采用全能型植物圖像分析儀(萬(wàn)深LA-S系列，中國(guó))對(duì)幼苗的根系進(jìn)行分析。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)采用SPSS 24.0軟件進(jìn)行Waller Duncan多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 浙江楠種子多胚現(xiàn)象觀察結(jié)果

350粒浙江楠種子解剖觀察其胚數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知，單胚種子數(shù)為249粒，單胚率為71.14%，多胚種子數(shù)為101粒，多胚率為28.86%。多胚種子胚數(shù)有雙胚、三胚，其中雙胚出現(xiàn)的頻率為27.43%，三胚率為1.43%。

表1 浙江楠種子胚數(shù)的統(tǒng)計(jì)情況

2.2 浙江楠種子胚的形態(tài)與著生位置

通過(guò)對(duì)浙江楠種子進(jìn)行解剖，共獲得3種胚性，即單胚、雙胚、三胚，其種子顯微結(jié)構(gòu)如圖1所示。通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，浙江楠種子多胚的形態(tài)及其著生位置存在差異(見(jiàn)圖2)，單胚種子的胚著生在種子的底部(見(jiàn)圖2(a))，多胚種子的胚出現(xiàn)在種子的底部、頂部、中部和中部的兩側(cè)；雙胚有緊靠在一起的，也存在分開(kāi)的。依照雙胚在種子內(nèi)的著生位置可以將雙胚種子初步分為3類：①雙胚緊靠種子底部著生(見(jiàn)圖2(b)、(c)、(f))；②雙胚緊靠種子中部?jī)蓚?cè)著生(見(jiàn)圖2(g)、(h))；③雙胚一胚在種子底部，一胚在種子中部或頂部分離著生(見(jiàn)圖2(d)、(e))。三胚種子一般分離著生，一胚位于種子底部，其他兩胚著生于種子的中部。

圖1 浙江楠種子解剖圖Fig.1 Dissection of Phoebe chekiangensis seeds

注：(a)單胚正常胚位；(b)大胚在正常胚位，小胚位于頂部；(c)大胚位于正常胚位，小胚重疊；(d)、(e)大胚位于正常胚位，另一胚位于中部一側(cè)；(f)雙胚均位于正常胚位緊靠著；(g)、(h)兩胚均位于中部?jī)蓚?cè)；(i)三胚均位于正常胚位；(j)大胚位于正常胚位，其余兩胚位于中部。圖2 浙江楠多胚形態(tài)與位置示意圖Fig.2 Schematic diagram of the morphology and position of polyembryos of Phoebe chekiangensis

2.3 浙江楠幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育狀況

浙江楠種子在育苗盤里培養(yǎng)20 d后開(kāi)始發(fā)芽，生長(zhǎng)期間可見(jiàn)單胚苗和雙胚苗，暫無(wú)三胚苗的出現(xiàn)。待發(fā)芽后隨機(jī)將其中80株移栽到塑料盆中培養(yǎng)，經(jīng)過(guò)45 d的生長(zhǎng)發(fā)育后，單胚苗普遍葉片數(shù)為6片，且長(zhǎng)勢(shì)旺盛，生長(zhǎng)良好；多胚苗在長(zhǎng)勢(shì)、個(gè)體大小、根、莖和葉等性狀各異，多胚苗多為大、小株的情況，在多胚苗中其中長(zhǎng)勢(shì)良好的1株，葉片數(shù)目與單胚苗基本一致，另外1株根莖柔弱，葉片少，發(fā)育不良(見(jiàn)圖3)。

圖3 浙江楠小苗生長(zhǎng)狀況Fig.3 Growth condition of Phoebe chekiangensis seedlings

80株浙江楠小苗中單胚苗67株，多胚苗13株。經(jīng)測(cè)量，單胚苗的平均苗高7.35 cm，多胚大苗的平均苗高為6.69 cm，多胚小苗的平均苗高為4.58 cm。如表2所示，單胚苗的平均苗高和多胚大苗差異較小，且均顯著高于多胚小苗。

表2 浙江楠幼苗苗高統(tǒng)計(jì)分析

2.4 浙江楠幼苗的根系分析

該研究采用全能型植物圖像分析儀對(duì)根系進(jìn)行分析，得到小苗根系的平均根長(zhǎng)、平均表面積、平均體積、平均直徑、節(jié)點(diǎn)數(shù)等一系列數(shù)據(jù)(見(jiàn)表3)。由表3可知67株單胚苗的平均根長(zhǎng)4.853 3 cm，平均直徑0.270 7 mm，平均表面積0.474 0 cm2，平均體積0.010 0 cm3，均大于多胚苗，其中單胚苗和多胚大苗的平均根長(zhǎng)上與多胚小苗存在顯著差異(多胚大苗平均根長(zhǎng)4.690 5 cm、多胚小苗平均根長(zhǎng)3.471 9 cm)(P<0.05)，單胚苗在平均體積上與多胚苗存在顯著差異(多胚大苗平均根系體積0.007 6 cm3、多胚小苗平均根系體積0.006 5 cm3)(P<0.05)。但多胚苗的根系節(jié)點(diǎn)多、根尖數(shù)多(多胚大苗節(jié)點(diǎn)數(shù)為94.57、多胚小苗根尖數(shù)為84.75、多胚小苗節(jié)點(diǎn)數(shù)為89.73、多胚小苗的根尖數(shù)為80.50)。在多胚苗中，多胚大苗與多胚小苗相比根系長(zhǎng)度長(zhǎng)，節(jié)點(diǎn)多，根尖數(shù)多。浙江楠幼苗在節(jié)點(diǎn)數(shù)和根尖數(shù)上呈現(xiàn)出多胚大苗>多胚小苗>單胚苗的趨勢(shì)。

表3 浙江楠幼苗根系參數(shù)分析

3 討論與結(jié)論

通過(guò)對(duì)浙江楠多胚現(xiàn)象的研究得出，浙江楠中存在多胚現(xiàn)象，在所測(cè)種子暫未發(fā)現(xiàn)四胚及其以上胚型，浙江楠種子中單胚率為71.14%，多胚率為28.86%，單胚率明顯高于多胚率，其中雙胚率高于三胚率，這與余道平等[16]對(duì)四川峨眉山楨楠(Phoebezhennan)、黃宇[17]對(duì)福建萬(wàn)木林自然保護(hù)區(qū)閩楠(Phoebebournei)的多胚現(xiàn)象研究的結(jié)論一致，單胚種子在楠木種子中占主導(dǎo)地位。單胚種子的胚比多胚種子的胚大，且多胚種子的胚中只有一個(gè)較大。浙江楠單胚種子與多胚種子的胚著生位置也存在差異，單胚種子的胚一般著生在種子的底部，多胚種子的胚有可能出現(xiàn)在種子的底部、頂部、中部和中部的兩側(cè)。雙胚種子的胚有緊靠在一起的，也存在分開(kāi)的情況?？傮w來(lái)看，本研究中浙江楠單胚苗生長(zhǎng)發(fā)育狀況優(yōu)于多胚苗，浙江楠幼苗中單胚苗在生長(zhǎng)方面占優(yōu)勢(shì)，單胚苗的生長(zhǎng)狀況較多胚苗好，單胚苗和多胚大苗與多胚小苗苗高上存在顯著差異(P<0.05)。根系分析數(shù)據(jù)表明，單胚苗的根系比多胚苗的根系健壯，這與宋光滿[15]的研究結(jié)果一致，單胚苗和多胚大苗與多胚小苗在根長(zhǎng)上存在顯著差異(P<0.05)，單胚苗在體積上與多胚苗存在顯著差異(P<0.05)。

在對(duì)浙江楠多胚幼苗觀察中發(fā)現(xiàn)，同一多胚種子的幼苗存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，導(dǎo)致多胚苗的根系生成更多的側(cè)根，因此浙江楠幼苗在節(jié)點(diǎn)數(shù)和根尖數(shù)上呈現(xiàn)出多胚大苗>多胚小苗>單胚苗的趨勢(shì)。但因營(yíng)養(yǎng)不足的問(wèn)題導(dǎo)致多胚苗生長(zhǎng)發(fā)育狀況不如單胚苗，這一現(xiàn)象在多胚小苗中更加明顯。該現(xiàn)象與譚飛等[18]通過(guò)不同施肥水平對(duì)楨楠多胚苗生長(zhǎng)的影響研究得出中度施肥水平能較快縮小雙胚大苗與單胚苗生長(zhǎng)指標(biāo)間的差距，對(duì)雙胚小苗生長(zhǎng)也有一定的促進(jìn)作用的結(jié)論，彼此相互印證。張群英[19]關(guān)于密度和施肥對(duì)楠木播種生長(zhǎng)的影響探究，發(fā)現(xiàn)不同播種密度和苗期追肥對(duì)楠木苗的苗高有極顯著的影響，表明施肥是提高苗木質(zhì)量的有效措施，在未來(lái)的育苗工作中應(yīng)增加多胚苗的養(yǎng)分供給，以減少單胚苗和多胚苗之間的生長(zhǎng)發(fā)育差距。李冬林等[20]研究了光照對(duì)于浙江楠幼苗生長(zhǎng)的影響，王旭艷[21]研究了不同基質(zhì)、肥料及控根技術(shù)對(duì)浙江楠容器苗快速成型的影響等，也可供浙江楠育苗工作參考。

就目前來(lái)說(shuō)，關(guān)于浙江楠種子多胚的形成是否為無(wú)融合生殖現(xiàn)象、遺傳基因和環(huán)境因素是否影響浙江楠種子的多胚率和如何促進(jìn)浙江楠多胚種子幼苗的生長(zhǎng)等均需要進(jìn)一步研究。由于盜伐等原因的影響，浙江楠天然資源和生態(tài)環(huán)境遭受了嚴(yán)重的破壞，浙江楠種質(zhì)資源越來(lái)越脆弱[22]，因而研究浙江楠多胚現(xiàn)象對(duì)浙江楠的育種和育苗工作有著極其重要的意義。