關(guān)鍵詞：檀香紫檀；優(yōu)樹；嫁接無性系；種子形態(tài)；種子萌發(fā)

中圖分類號(hào)：S722.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

檀香紫檀（Pterocarpus santalinus L. f.）又名小葉紫檀，為蝶形花科（Papilionaceae）紫檀屬（Pterocarpus L.）落葉喬木，分布于印度Andhra邦的Cuddapah、Chittoor 和Nellore 地區(qū)以及TamilNadu 邦的Chengalput 和北Arcot 地區(qū)，我國海南以及云南、廣西、廣東和福建四省區(qū)的南部有小規(guī)模引種[1]。檀香紫檀木材屬極珍貴紅木，被《紅木》國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 18107—2017）列為紫檀木類唯一種[2]，一般應(yīng)用于高級(jí)家具制作、工藝品雕刻等。其種子、樹皮及心材的提取物在降低血糖、抗糖尿病、護(hù)肝等方面具有極高的藥用價(jià)值[3-5]。檀香紫檀樹體優(yōu)美，花色鮮艷、氣味清香，是極具觀賞性的景觀樹種之一。

我國檀香紫檀的引種始于1957 年，由華南熱帶作物科學(xué)研究院從印度引進(jìn)并在海南儋州進(jìn)行小片試種[6]；此后中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所和西雙版納植物園也相繼從印度引進(jìn)檀香紫檀進(jìn)行小規(guī)模種植[7]。進(jìn)入21 世紀(jì)以來，隨著我國珍貴樹種產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，檀香紫檀的推廣也出現(xiàn)了熱潮。早期引種的檀香紫檀成為了采種母樹。由于早期種植面積小，采種母樹少，目前在海南能夠正常開花結(jié)實(shí)的母樹不到50 株[1]，制約了檀香紫檀的規(guī)模發(fā)展[7]。盡管一些學(xué)者嘗試了高空壓條[8]、組培快繁[9]以及以降香黃檀、囊狀紫檀為砧木的嫁接育苗[10-11]等無性繁殖方法，仍難以形成檀香紫檀苗木的規(guī)模化生產(chǎn)。為了滿足日益增長的檀香紫檀種子需求，陳仁利等[12]研發(fā)了以印度紫檀大樹作為砧木嫁接檀香紫檀枝條促進(jìn)其提早開花結(jié)實(shí)的新技術(shù)，并從早期引種的檀香紫檀片林或散生木中選擇優(yōu)樹采集枝條，應(yīng)用該技術(shù)建立了檀香紫檀采種園[13]，目前部分優(yōu)樹無性系已開始開花結(jié)實(shí)。

種子品質(zhì)是培育壯苗進(jìn)而決定人工林營建成敗的關(guān)鍵因素[14-15]，影響植物幼苗的建成、個(gè)體適合度及性狀表現(xiàn)[16]。目前國內(nèi)外關(guān)于檀香紫檀種苗方面的研究主要集中在種實(shí)貯藏和催芽處理、幼苗生長和耐寒性等方面[13， 17-20]，而有關(guān)優(yōu)樹間或無性系間種子品質(zhì)差異研究鮮見報(bào)道，僅見KARTHICK 等[21]研究了檀香紫檀優(yōu)樹間莢果的形態(tài)及萌發(fā)特性變異。盡管目前已利用優(yōu)樹材料營建了檀香紫檀嫁接采種園，而優(yōu)樹間、嫁接無性系間以及優(yōu)樹與對應(yīng)無性系間在種子品質(zhì)上是否存在差異，有待深入研究。因此，本研究以檀香紫檀優(yōu)樹及其嫁接無性系的種子為材料，通過形態(tài)測定和萌發(fā)試驗(yàn)，揭示檀香紫檀優(yōu)樹及嫁接無性系間種子形態(tài)和萌發(fā)性狀的變異，為檀香紫檀良種選育、種子園營建和壯苗培育提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

檀香紫檀種子采自中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所試驗(yàn)站（18°42′N，108°49′E）的引種園和檀香紫檀嫁接采種園。引種園營建于1975年；嫁接采種園營建于2018 年，其砧木主要為印度紫檀大樹，接穗來自中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所試驗(yàn)站引種園、海南大學(xué)儋州校區(qū)、海南熱帶植物園及中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所海南分所興隆南藥園的15 株檀香紫檀優(yōu)樹。引種園選取生長快、干形通直的檀香紫檀優(yōu)樹6 株，包括1 號(hào)、3 號(hào)、5 號(hào)、7 號(hào)、9 號(hào)和11 號(hào)優(yōu)樹（圖1），優(yōu)樹編號(hào)詳見參考文獻(xiàn)[13]。從嫁接采種園選取這些優(yōu)樹無性系的結(jié)實(shí)樹18 株，開展花期物候、生殖構(gòu)件以及種子特性變異研究。其生長狀況見表1。

于2022 年4—5 月采集上述24 株檀香紫檀的莢果（圖2），分單株剪開果莢剝?nèi)》N子，每株選取健康飽滿種子500 粒以上，若不足500 粒則全部選取，置于冰箱內(nèi)冷藏備用。

1.2 方法

1.2.1 種子形態(tài)測定 對于每個(gè)單株，采用四分法隨機(jī)選取4 份檀香紫檀種子，每份50 粒，用千分之一電子天平稱量，計(jì)算種子千粒重。用數(shù)顯游標(biāo)卡尺逐粒測定上述種子的長度、寬度及厚度。

1.2.2 種子萌發(fā)試驗(yàn) 2022 年9—10 月在中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所組培室內(nèi)開展種子萌發(fā)試驗(yàn)，室內(nèi)氣溫為（26±2）℃，濕度為80%，光照強(qiáng)度為1000 lx，光周期為12 h 光照/12 h 黑暗。

種子萌發(fā)試驗(yàn)采用雙層濾紙法， 將經(jīng)過KMnO₄ 消毒25 min 后的種子，反復(fù)沖洗干凈后均勻置于鋪有兩層濕潤濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)，每皿50 粒種子，每個(gè)單株重復(fù)6 次（皿），每天用蒸餾水噴水一次，確保培養(yǎng)皿內(nèi)無流動(dòng)水且保持濕潤。以胚根突破種皮為萌發(fā)標(biāo)志，連續(xù)5 d 無萌發(fā)視為萌發(fā)結(jié)束。計(jì)算以下指標(biāo)：

發(fā)芽率=（發(fā)芽種子總數(shù)/供試種子數(shù)）×100%

發(fā)芽勢=（發(fā)芽高峰時(shí)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)）×100%發(fā)芽指數(shù)（G_i）=Σ（G_t/D_t）發(fā)芽速度=Σ（D×n）/Σn

式中， G_t 為第t 日的正常發(fā)芽數(shù)，D_t 為相應(yīng)發(fā)芽試驗(yàn)天數(shù)；D 為從種子置于培養(yǎng)皿開始的天數(shù)，n為相應(yīng)各天的發(fā)芽粒數(shù)。

按照《林木種子檢驗(yàn)規(guī)程》，種子發(fā)芽第21天時(shí)，每個(gè)培養(yǎng)皿隨機(jī)選取30株芽苗，測量其上胚軸、下胚軸和胚根長度，數(shù)量不足30株，則全部測量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用SPSS 13.0軟件進(jìn)行方差分析和Duncan’s多重比較、獨(dú)立t 檢驗(yàn)以及相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1種子形態(tài)性狀變異

檀香紫檀優(yōu)樹及其嫁接無性系間種子形態(tài)變異情況見表2。6 株檀香紫檀優(yōu)樹的種子長度、寬度、厚度和千粒重的變異系數(shù)分別為6.36%～14.32%、3.83%～17.27%、5.70%～22.86%和1.11%～5.56%；嫁接無性系的種子長度、寬度、厚度和千粒重的變異系數(shù)分別為5.26%～8.98%、8.52%～18.43%、7.11%～13.15%和3.12～5.56%。整體來看，優(yōu)樹和嫁接無性系種子形態(tài)性狀的變異系數(shù)均以種子千粒重為最低，分別以種子厚度和種子寬度為最高；優(yōu)樹除了種子千粒重的變異系數(shù)低于其嫁接無性系之外，其種子長度、寬度和厚度的變異系數(shù)均高于嫁接無性系。

方差分析結(jié)果表明：優(yōu)樹間種子寬度、厚度和千粒重差異不顯著，種子長度則差異顯著；優(yōu)樹無性系間除了種子千粒重差異不顯著之外，種子長度、寬度和厚度均差異顯著。6 株優(yōu)樹中，以7 號(hào)優(yōu)樹的種子長度為最大，顯著高于最低的9 號(hào)優(yōu)樹。嫁接無性系的種子長度和寬度均以9#號(hào)無性系為最大，3#號(hào)無性系為最小，9#號(hào)無性系的種子長度顯著大于其他無性系，其種子寬度顯著大于3#號(hào)、5#號(hào)和11#號(hào)無性系，與7#號(hào)無性系差異不顯著；種子厚度以7#號(hào)無性系為最大，顯著大于其他無性系，3#號(hào)無性系為最??；7#號(hào)無性系的種子寬度是3#號(hào)無性系的1.18倍。

優(yōu)樹和對應(yīng)無性系比較，除3 號(hào)優(yōu)樹種子長度大于對應(yīng)無性系，其余優(yōu)樹的種子長度和寬度均小于對應(yīng)無性系；除5 號(hào)優(yōu)樹種子厚度低于對應(yīng)無性系，11號(hào)優(yōu)樹種子千粒重大于對應(yīng)無性系，其余優(yōu)樹種子厚度和千粒重均大于對應(yīng)無性系。獨(dú)立t 檢驗(yàn)結(jié)果表明，9號(hào)和11號(hào)優(yōu)樹的種子長度分別顯著小于其對應(yīng)無性系；5 號(hào)、7 號(hào)、9號(hào)和11號(hào)優(yōu)樹的種子寬度顯著小于其對應(yīng)的無性系；5號(hào)優(yōu)樹的種子厚度顯著大于其對應(yīng)優(yōu)樹無性系。所有優(yōu)樹的平均種子長度和寬度比其無性系低0.80mm 和0.74mm，而厚度、千粒重較為接近。

2.2 種子萌發(fā)性狀變異

2.2.1 種子萌發(fā) 檀香紫檀優(yōu)樹及其嫁接無性系間種子萌發(fā)變異情況見表3。在（26±2）℃氣溫和12h 光照/12h 黑暗的條件下，優(yōu)樹種子在播種后1d 內(nèi)即開始發(fā)芽，除了5號(hào)和9號(hào)優(yōu)樹的種子在第2天達(dá)到發(fā)芽高峰，其余4 株優(yōu)樹在第3 天達(dá)到發(fā)芽高峰，大部分優(yōu)樹在第4 天發(fā)芽結(jié)束（1號(hào)無性系在第5 天結(jié)束）。嫁接無性系種子除了11#號(hào)在播種后1 d 內(nèi)開始發(fā)芽，其余無性系均在第2 天開始發(fā)芽，3#號(hào)和9#號(hào)無性系的種子在第2 天達(dá)到發(fā)芽高峰，5#號(hào)、7#號(hào)和11#號(hào)種子的發(fā)芽高峰在第3 天，3#號(hào)和5#號(hào)無性系第3 天即發(fā)芽結(jié)束，而7#號(hào)、9#號(hào)和11#號(hào)在第4 天結(jié)束。優(yōu)樹和對應(yīng)無性系比較，11 號(hào)優(yōu)樹與其無性系的發(fā)芽時(shí)間，包括始發(fā)時(shí)間、高峰期和結(jié)束時(shí)間基本一致；其他優(yōu)樹與其對應(yīng)無性系比較，發(fā)芽稍早或結(jié)束較晚，發(fā)芽過程有差異。整體而言，優(yōu)樹的種子發(fā)芽時(shí)間比其嫁接無性系長。無論如何，去除果莢的檀香紫檀種子容易發(fā)芽，發(fā)芽早、結(jié)束快，發(fā)芽較集中（由于3 號(hào)優(yōu)樹的嫁接無性系種子數(shù)量較少，試驗(yàn)無重復(fù)，僅觀察其發(fā)芽過程，未做發(fā)芽指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)分析）。

優(yōu)樹和嫁接無性系間種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和發(fā)芽速度均差異顯著。6 株優(yōu)樹間比較，種子發(fā)芽率以3 號(hào)優(yōu)樹為最高，顯著比1 號(hào)和7 號(hào)分別高15.71%和22.73%；發(fā)芽勢以9 號(hào)優(yōu)樹為最高， 其發(fā)芽勢比11 號(hào)優(yōu)樹顯著高28.46%，與其他優(yōu)樹差異不顯著；發(fā)芽速度以1號(hào)優(yōu)樹為最高，與5 號(hào)優(yōu)樹差異不顯著，而顯著高于其他優(yōu)樹，比9 號(hào)優(yōu)樹高16.53%。嫁接無性系間比較，種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢均以5#號(hào)嫁接無性系為最高；5#號(hào)無性系的種子發(fā)芽率與7#號(hào)和9#號(hào)差異不顯著，三者均顯著高于11#號(hào)無性系，5#號(hào)無性系比11#號(hào)高51.05%；5#號(hào)無性系的發(fā)芽勢顯著高于其他3個(gè)無性系，比11#號(hào)無性系高約1 倍；發(fā)芽速度以11#號(hào)無性系為最高，與7#號(hào)無性系差異不顯著，二者顯著高于其他無性系，11#號(hào)無性系比5#號(hào)無性系高18.62%。優(yōu)樹與其對應(yīng)嫁接無性系比較，5號(hào)和7號(hào)優(yōu)樹的發(fā)芽率極顯著小于其對應(yīng)無性系；5 號(hào)優(yōu)樹的發(fā)芽指數(shù)極顯著小于其對應(yīng)無性系，11號(hào)優(yōu)樹的發(fā)芽指數(shù)分別顯著大于其對應(yīng)無性系；7 號(hào)和11 號(hào)優(yōu)樹的發(fā)芽速度均顯著小于其對應(yīng)的無性系。

2.2.2 芽苗生長 檀香紫檀優(yōu)樹及其嫁接無性系的芽苗生長變異情況見表4。6株優(yōu)樹間上胚軸、下胚軸和胚根長度以及芽苗總長度的變異系數(shù)分別為25.86%～33.59%、19.40%～34.79%、38.23%～48.00%和25.34%～31.71%；優(yōu)樹嫁接無性系間對應(yīng)性狀的變異系數(shù)為25.80%～61.98%、18.53%～27.87%、34.40%～86.33%和19.51%～51.10%?？傮w來看，優(yōu)樹上胚軸長度和胚根長度的變異程度低于嫁接無性系，而下胚軸長度的變異程度則高于嫁接無性系，優(yōu)樹芽苗總長度的變異程度（7號(hào)除外）均高于對應(yīng)嫁接無性系。

方差分析結(jié)果表明，6 株優(yōu)樹間比較，4 個(gè)性狀均以3 號(hào)優(yōu)樹為最大，顯著大于其他優(yōu)樹（僅1個(gè)例外：3 號(hào)優(yōu)樹的上胚軸長度與11 號(hào)優(yōu)樹差異不顯著），3 號(hào)優(yōu)樹上胚軸長度比1 號(hào)優(yōu)樹大34.74%，下胚軸長度比11 號(hào)優(yōu)樹大27.08%，胚根長度和芽苗總長度比7 號(hào)優(yōu)樹分別大43.52%和34.12%。嫁接無性系間的胚根長度和芽苗總長度均以7#號(hào)無性系為最大；7#號(hào)無性系的胚根長度與5#號(hào)和9#號(hào)無性系差異不顯著，三者顯著高于3#號(hào)和11#號(hào)無性系，7#號(hào)無性系的胚根長度比3#號(hào)無性系大2.78倍；7#號(hào)和5#號(hào)無性系的芽苗總長度與9#號(hào)無性系差異不顯著，而顯著高于3#號(hào)和11#號(hào)無性系，7#號(hào)無性系的芽苗總長度比3#號(hào)無性系大86.11%。

優(yōu)樹與其對應(yīng)無性系比較，5號(hào)、7號(hào)和9 號(hào)優(yōu)樹的4 個(gè)芽苗生長性狀表現(xiàn)均顯著比其對應(yīng)無性系差，僅9 號(hào)優(yōu)樹的上胚軸長度與其對應(yīng)無性系差異不顯著；11 號(hào)優(yōu)樹的4 個(gè)性狀表現(xiàn)均優(yōu)于其對應(yīng)無性系；3 號(hào)優(yōu)樹的上胚軸和下胚軸長度與其對應(yīng)無性系差異不顯著，而胚根長度和芽苗總長度顯著大于其對應(yīng)無性系。

2.3 種子形態(tài)和萌發(fā)性狀間的相關(guān)性相關(guān)性

分析結(jié)果表明，種子形態(tài)性狀中，種子長度與種子寬度呈極顯著正相關(guān)，二者與種子厚度相關(guān)性低；種子萌發(fā)性狀中，發(fā)芽率與4 個(gè)芽苗生長性狀均呈顯著或極顯著正相關(guān)，發(fā)芽指數(shù)與發(fā)芽速度呈極顯著負(fù)相關(guān)，胚根長度與上胚軸、下胚軸長度均呈顯著或極顯著正相關(guān)；種子形態(tài)與萌發(fā)性狀間，僅千粒重與種子發(fā)芽率呈極顯著正相關(guān)（表5）。

3 討論

3.1 種子形態(tài)差異

在種子形態(tài)和芽苗生長性狀中，無論對于優(yōu)樹還是其嫁接無性系而言，種子形態(tài)性狀的變異系數(shù)遠(yuǎn)小于芽苗生長性狀，種子千粒重的變異系數(shù)最小，這與上述有關(guān)種子千粒重在優(yōu)樹間、嫁接無性系間以及優(yōu)樹與其對應(yīng)無性系間均差異不顯著的結(jié)果是一致的，其總體均值接近100 g，超過了早期嫁接植株的92.9 g[12]，這種差異可能與砧木差異有關(guān)，采種園所用的砧木為印度紫檀大樹，能夠保證其種實(shí)正常發(fā)育所需營養(yǎng)；亦可能與采種園內(nèi)遺傳多樣性較豐富有關(guān)，采種園內(nèi)的無性系除了來自引種園，還有來自儋州等地的；還可能與年度氣候條件較適宜檀香紫檀種實(shí)發(fā)育有關(guān)。無論如何，這充分說明檀香紫檀采種園種子較為飽滿，從其種子萌發(fā)特性亦可以得到反映，說明采種園的營建是合理的。盡管如此，引種園和采種園的檀香紫檀種子千粒重與發(fā)芽率極顯著相關(guān)，這與羅水興等[22]對降香黃檀（Dalberigia odorifera T. Chen）的研究結(jié)果一致。

3.2 種子萌發(fā)性狀差異

檀香紫檀優(yōu)樹間種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽速度，芽苗上胚軸、下胚軸和胚根長度以及總長度存在顯著差異，以3號(hào)優(yōu)樹種子表現(xiàn)最佳；各優(yōu)樹的嫁接無性系間種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽速度以及胚根長度和芽苗總長度差異顯著，5#號(hào)、7#號(hào)和9#號(hào)種子無性系總體上表現(xiàn)最佳。在采種育苗選擇上，3號(hào)優(yōu)樹和5#號(hào)、7#號(hào)和9#號(hào)宜作為采種母樹。檀香紫檀優(yōu)樹與其對應(yīng)無性系間在種子形態(tài)、萌發(fā)和芽苗生長性狀上的差異因優(yōu)樹而異。9號(hào)和11號(hào)優(yōu)樹的種子長度，5號(hào)、7號(hào)、9號(hào)和11 號(hào)優(yōu)樹的種子寬度顯著小于其對應(yīng)無性系，而5號(hào)優(yōu)樹的種子厚度顯著大于對應(yīng)無性系；5號(hào)和7號(hào)優(yōu)樹的發(fā)芽率以及5號(hào)、7號(hào)和9號(hào)無性系的芽苗總長度顯著低于其對應(yīng)無性系。整體而言，嫁接無性系的種子長度和寬度大于其對應(yīng)優(yōu)樹，發(fā)芽和芽苗生長表現(xiàn)優(yōu)于其對應(yīng)優(yōu)樹。

檀香紫檀優(yōu)樹與其嫁接無性系在種子萌發(fā)特性上的不一致，可能與其所處的群體不一致有關(guān)，嫁接種子園內(nèi)收集了海南島早期引種的檀香紫檀優(yōu)樹材料，來自海南大學(xué)儋州校區(qū)、南熱帶植物園及中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所海南分所興隆南藥園等地的優(yōu)樹嫁接無性系亦有開花結(jié)實(shí)，其遺傳基礎(chǔ)更為廣泛。3#號(hào)無性系的結(jié)實(shí)分株相對較少，也可能存在抽樣誤差，影響試驗(yàn)結(jié)果。隨著采種園逐漸進(jìn)入盛果期，將對采種園內(nèi)所有無性系的嫁接分株開展研究，揭示各無性系在種子形態(tài)和萌發(fā)特征上的變異規(guī)律，更好地為擴(kuò)大檀香紫檀采種園建設(shè)服務(wù)。