浙江紅山茶種子的生物學(xué)特性

葉 欣，謝 云，茹華莎，洪雙華

（1.浙江農(nóng)林大學(xué) 風(fēng)景園林與建筑學(xué)院，浙江 臨安 311300； 2.浙江農(nóng)林大學(xué) 暨陽(yáng)學(xué)院，浙江 諸暨311800；3.浙江省青田云里高新農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司，浙江 青田323908）

浙江紅山茶種子的生物學(xué)特性

葉 欣1，謝 云2，茹華莎1，洪雙華3

（1.浙江農(nóng)林大學(xué) 風(fēng)景園林與建筑學(xué)院，浙江 臨安 311300； 2.浙江農(nóng)林大學(xué) 暨陽(yáng)學(xué)院，浙江 諸暨311800；3.浙江省青田云里高新農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司，浙江 青田323908）

浙江紅山茶Camellia chekiangoleosa種子具有休眠習(xí)性。以當(dāng)年采收的浙江紅山茶種子為試驗(yàn)材料，測(cè)定種子的形態(tài)結(jié)構(gòu)、千粒質(zhì)量、含水量、吸水特性、生活力等，分析不同浸種溫度對(duì)種子萌發(fā)的影響。吸水特性采用完整種子、去除種殼種子和用小刀劃破種殼種子等3種類型進(jìn)行測(cè)定；生活力采用TTC（2,3,5-氯化三苯基四氮唑）染色法；萌發(fā)特性采用始溫25～65℃的6種不同溫水浸種24 h。結(jié)果表明：去除種殼種子的吸水性能優(yōu)于完整種子和用小刀劃破種殼的種子。種子千粒質(zhì)量為1 177 g，平均含水量為41.30%，種子生活力為85.00%。種子形態(tài)結(jié)構(gòu)測(cè)定的結(jié)果表明：浙江紅山茶種皮茶褐色且角質(zhì)堅(jiān)硬，種子分外種皮、內(nèi)種皮和種胚等3部分，種胚由胚芽、胚軸、胚根和子葉等4部分組成，子葉肥碩。種子的平均長(zhǎng)度為18.57 mm，平均寬度為15.83 mm，平均厚度為11.71 mm。不同溫度水處理種子24 h結(jié)果表明：浙江紅山茶種子在25℃溫水中浸種24 h有利于種子萌發(fā)，發(fā)芽率為73.00%，顯著高于對(duì)照。圖3表2參14

植物學(xué)；浙江紅山茶；種子萌發(fā)；生物學(xué)特性

浙江紅山茶Camellia chekiangoleosa又名浙江紅花油茶，屬于山茶科Theaceae山茶屬Camellia紅山茶組Sect Camellia，是中國(guó)山茶屬中的特有種［1］，為常綠小喬木，樹(shù)形優(yōu)美，葉色深綠，2月前后開(kāi)花，觀賞價(jià)值較高。浙江紅山茶種仁含油率比普通油茶Camellia oleifera高5.00%～10.00%，油酸為82.00%～89.00%［2］，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。浙江紅山茶蘊(yùn)藏著許多抗性基因和優(yōu)良品質(zhì)基因，是山茶Camellia japonica和油茶Camellia oleifera育種和品種改良的重要基因源［3］。野生資源破壞嚴(yán)重，人工栽培較少，已經(jīng)處于瀕臨滅絕的狀態(tài)［4］。雖然有關(guān)浙江紅山茶種子方面的研究在引種栽培［5］和繁殖技術(shù)［6-7］中有所提及，但是并沒(méi)有深入系統(tǒng)地研究種子生物學(xué)特性。本研究從浙江紅山茶種子形態(tài)結(jié)構(gòu)特征、吸水性能、含水量、生活力、千粒質(zhì)量以及不同浸種溫度對(duì)種子萌發(fā)特性影響等方面，對(duì)浙江紅山茶種子生物學(xué)特性進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，以期解決浙江紅山茶種子萌發(fā)率低的問(wèn)題，縮短浙江紅山茶育苗周期，為其種質(zhì)資源保護(hù)和栽培應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用浙江紅山茶種子采自浙江省麗水市縉云大洋山黃金村的浙江紅山茶，于2013年10月初采收。種子在室內(nèi)通風(fēng)干燥處晾干后放入4℃冰箱密封保存。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 種子形態(tài)結(jié)構(gòu)特征 隨機(jī)數(shù)取100粒飽滿種子，通過(guò)目測(cè)法觀察種子內(nèi)外部結(jié)構(gòu)、形狀和顏色，利用精度為0.01 mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量種子的長(zhǎng)度、寬度和厚度，并計(jì)算其平均值。

1.2.2 種子千粒質(zhì)量測(cè)定 參照GB2772-1999《林木種子檢驗(yàn)規(guī)程》［8］，從測(cè)定樣品中隨機(jī)數(shù)取8個(gè)重復(fù)，100?！ぶ貜?fù)-1，各重復(fù)分別稱量（g），計(jì)算平均值。種子千粒質(zhì)量（g）=（m1+m2+…+m8）×1/8×10。其中：m1，m2，…，m8為各次測(cè)定100粒種子的質(zhì)量（g）。

1.2.3 種子含水量測(cè)定 參照GB2772-1999《林木種子檢驗(yàn)規(guī)程》，采用預(yù)先烘干法測(cè)定含水量高于17.00%的種子［8］。稱取2份樣品各（100±0.02）g，置于直徑大于8 cm的樣品盒中，在（70±2）℃烘箱中預(yù)烘2～5 h，使水分降至17.00%以下，取出后放在干燥器內(nèi)冷卻和稱量。此后將這2份半干樣品分別切片，稱取測(cè)定樣品，然后采用低恒溫烘干法測(cè)定含水量。將洗凈的樣品盒預(yù)先烘干、冷卻、稱量，將供試樣品均勻置于樣品盒中，再稱量。打開(kāi)盒蓋，一起放入預(yù)熱至110℃的烘箱內(nèi)，保持（103±2）℃，烘（17±1）h，取出時(shí)在烘箱內(nèi)迅速給樣品盒加蓋，移入干燥器內(nèi)冷卻至室溫恒量，計(jì)算其含水量。含水量（%）=s1+s2-（s1×s2）/100。其中：s1為第1次失去的水分（g）；s2為第2次失去的水分（g）。

1.2.4 種子吸水率測(cè)定 試驗(yàn)設(shè)完整種子、去除外種皮種子和用小刀劃破外種皮的種子共3種不同處理。隨機(jī)數(shù)取當(dāng)年采收的飽滿種子9份，30?！し?1，3次重復(fù)。先將未吸水的種子分別稱量后放置在對(duì)應(yīng)的燒杯中，然后加蒸餾水浸泡，最后放置在25℃恒溫箱中吸水。在室溫條件下用電子天平定時(shí)稱量，稱量前先用濾紙將種子表面的水分吸干，白天隔3 h取出種子稱量1次，夜晚隔12 h取出測(cè)定1次，直至種子吸水量基本穩(wěn)定為止。吸水質(zhì)量Δw=wt-w，吸水率=Δw／w×100%。其中：wt為種子吸水后的質(zhì)量，w為種子吸水前的質(zhì)量。

1.2.5 種子生活力測(cè)定 按照《1996國(guó)際種子檢驗(yàn)規(guī)程》［9］，采用TTC（2,3,5-氯化三苯基四氮唑）染色法測(cè)定浙江紅山茶種子生活力。數(shù)取飽滿的種子3份，30?！し?1，分別去除外種皮，沿胚中軸縱切，暴露出種胚和活營(yíng)養(yǎng)組織，將種胚放置在25℃溫水中浸泡24 h，使種胚充分吸水膨脹，再以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.50%的TTC溶液在30℃恒溫箱中12 h黑暗條件下染色，染色完畢后，清水沖洗，目測(cè)其染色情況，對(duì)照胚用沸水煮20 min。最后根據(jù)染色的部位和染色程度，按國(guó)際種子檢驗(yàn)規(guī)程鑒定種子有無(wú)生活力。

1.2.6 不同浸種溫度對(duì)種子萌發(fā)的影響 將純凈的河沙用體積分?jǐn)?shù)為30.00%的雙氧水消毒30 min后，用清水沖洗2～3次，稍晾干，然后均勻鋪于干凈的萌發(fā)盒內(nèi)（150℃高溫消毒1 h），厚度約為3 cm，待用。每次播種前也對(duì)種子進(jìn)行清洗和消毒。選取整齊度一致的浙江紅山茶種子，分別放入25，35，45，55，65℃的溫水中浸種24 h（各組溫水分別不斷加入熱水保持6 h相同的溫度，然后自然冷卻18 h），清水（20℃）浸種24 h的種子為對(duì)照。60?！ぬ幚?1，3次重復(fù)。處理完成后分別放入盛有細(xì)沙的萌發(fā)盒內(nèi)，萌發(fā)過(guò)程中保持基質(zhì)濕潤(rùn)，最后放入30℃，70.00%濕度的光照培養(yǎng)箱下進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)。以胚根生長(zhǎng)到種子長(zhǎng)度的一半時(shí)為種子發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)，以連續(xù)3 d沒(méi)有種子萌發(fā)為發(fā)芽結(jié)束，發(fā)芽試驗(yàn)期限定為60 d。種子萌發(fā)期間，每天上午10：00觀察，并統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽數(shù)，了解種子的萌發(fā)動(dòng)態(tài)，一直持續(xù)到種子萌發(fā)結(jié)束為止。試驗(yàn)用Excel 2007和SPSS 19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。發(fā)芽率（%）=（正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)）×100%；發(fā)芽勢(shì)（%）=（達(dá)到高峰期時(shí)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)）×100%；發(fā)芽指數(shù)（IG）=∑（gt／dt）。gt指在時(shí)間t日內(nèi)的發(fā)芽數(shù)，dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 種子形態(tài)結(jié)構(gòu)特征

浙江紅山茶的果實(shí)為蒴果，卵球形，內(nèi)含有3～8粒種子［10］。種子三角狀寬倒卵形或梯狀倒卵形，種子的外種皮黑色或茶褐色，角質(zhì)堅(jiān)硬，平滑，有種臍（圖1A～F）。經(jīng)測(cè)定（表1）：浙江紅山茶種子平均長(zhǎng)度為18.57 mm，平均寬度為15.83 mm，平均厚度為11.71 mm；平均長(zhǎng)度的變異系數(shù)相對(duì)較小，而平均寬度和平均厚度的變異系數(shù)相對(duì)較大。如圖1所示，種子由種皮、胚乳和胚組成。外種皮茶褐色，從外種皮上可以看出種臍和種孔。胚由胚芽、胚軸和胚根和子葉等4部分組成，子葉肥碩，可以在種子萌發(fā)過(guò)程中供應(yīng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。外種皮茶褐色或黑色，且角質(zhì)堅(jiān)硬，高倍解剖鏡下可見(jiàn)小脈點(diǎn)，內(nèi)壁有毛，排成葉脈狀；內(nèi)種皮膜質(zhì)，粗糙有短茸毛且與種胚很難剝離。種子吸脹后用解剖刀縱切，可以觀察到子葉為淡黃色，油脂含量較高，胚微凸與種子同色。

表1 浙江紅山茶種子形態(tài)特征Table 1 Seed morphological structural features of Camellia chekiangoleosa

圖1 浙江紅山茶種子（A～B），種臍（C），種仁（D），種子結(jié)構(gòu)及示意圖（E～F）Figure 1 Camellia chekiangoleosa seed（A-B），hilum（C），seed kernel（D），seed structure and schematic plot（E-F）

2.2 種子千粒質(zhì)量

種子千粒質(zhì)量可以反映種子的飽滿程度，對(duì)生產(chǎn)中確定播種量、定量播種、準(zhǔn)確計(jì)算出苗率具有實(shí)際意義。經(jīng)測(cè)定，浙江紅山茶種子的千粒質(zhì)量為1 177 g。

2.3 種子含水量

種子含水量是種子檢驗(yàn)項(xiàng)目和種子質(zhì)量指標(biāo)之一,并且對(duì)保持種子生活力是十分重要的［11］。經(jīng)測(cè)定，浙江紅山茶種子含水量達(dá)41.30%。由于浙江紅山茶種子屬于高含水量種子，種子的生命力受到溫濕度的雙重影響，如果干燥失水或者增加濕度會(huì)影響種子的質(zhì)量。種子離開(kāi)果實(shí)后很容易失水，在4℃冰箱內(nèi)密封保存可以較好地保證種子的含水量。

2.4 種子吸水率

由圖2可以看出：3種不同處理?xiàng)l件下，去除種殼種子的吸水率最高，為3.76%。完整種子的吸水率最低，為2.70%?？梢园颜憬t山茶種子吸水過(guò)程大致分為3個(gè)階段：快速吸水階段、緩慢吸水階段和飽和階段。0～3 h之間為去除種殼種子和用小刀劃破種殼種子的快速吸水階段，種子吸水速度最快；3～15 h為去除種殼種子和用小刀劃破種殼種子的緩慢吸水階段，種子的吸水率緩慢上升；15～24 h為去除種殼種子和用小刀劃破種殼種子的飽和階段，種子的吸水性能已經(jīng)達(dá)到基本飽和狀態(tài)。而完整種子在0～6 h為快速吸水階段，6～18 h為緩慢吸水階段，18～24 h為飽和階段。完整種子的吸水階段時(shí)間較長(zhǎng)且吸水速度最慢，主要在于存在角質(zhì)堅(jiān)硬的種殼，阻礙了種子吸收水分。去除種殼的吸水率比完整種子和用小刀劃破外種皮種子的吸水率分別提高了1.20%和0.81%。說(shuō)明種子的種殼非常堅(jiān)韌致密，阻礙水分透入種子。

圖2 3種不同處理?xiàng)l件下的浙江紅山茶種子吸水性能Figure 2 Seed of Camellia chekiangoleosa water absorption ability tested by 3 different treatments

2.5 種子生活力

種子活力是種子重要的品質(zhì)，高活力種子具有明顯的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)和生產(chǎn)潛力，因此，了解種子的生活力狀況非常重要。如圖3所示：有生活力的種子被染成深紅色，對(duì)照胚均未被染色。經(jīng)測(cè)定，浙江紅山茶種子的生活力高達(dá)85.00%，說(shuō)明浙江紅山茶的種子活力水平高，發(fā)芽潛力大。

圖3 有活力胚（A）與對(duì)照胚（B）Figure 3 Viable seed embryo（A）and control seed embryo（B）

2.6 不同浸種溫度對(duì)種子萌發(fā)的影響

為確定不同浸種溫度對(duì)浙江紅山茶種子萌發(fā)情況的影響，對(duì)它們進(jìn)行多重比較和方差分析。由表2可知：不同溫度水處理對(duì)浙江紅山茶種子萌發(fā)的影響極顯著。隨著浸種溫度的升高，浙江紅山茶種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)都逐漸下降，25℃溫水（處理1）浸種的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)都顯著高于其他處理，種子在65℃水（處理5）中浸種24 h的發(fā)芽率最低，為5.00%；在25℃水中浸種24 h的發(fā)芽率最高，為73.00%，比65℃水處理提高了68.00%。

表2 不同溫度水處理對(duì)浙江紅山茶種子萌發(fā)的影響Table 2 Effect of different temperatures of water on seed germination

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)研究表明：浙江紅山茶的果實(shí)為蒴果，卵球形，內(nèi)含有3～8粒種子。種子茶褐色，種皮角質(zhì)堅(jiān)硬，光滑，有種臍。種子平均長(zhǎng)度為18.57 mm，平均寬度為15.83 mm，平均厚度為11.71 mm，千粒質(zhì)量為1 177 g，種子含水量為41.30%。浙江紅山茶種子由外種皮、內(nèi)種皮、胚芽、胚軸、胚根和子葉等組成，子葉肥碩，有利于在種子萌發(fā)過(guò)程中提供能量。外種殼的厚度相對(duì)較小，但是比較堅(jiān)硬，去除種殼種子的吸水率優(yōu)于完整種子和用小刀劃破種殼種子，可見(jiàn)，浙江紅山茶堅(jiān)硬致密的種殼可能會(huì)對(duì)種子造成機(jī)械束縛，導(dǎo)致種子透氣性和透水性較差，阻礙種子吸水。浙江紅山茶種子為油料種子，含油較高，這也是阻礙種子吸水的一個(gè)原因。

種子休眠的原因主要有3種：外源休眠、內(nèi)源休眠和綜合性休眠，包括物理透性、發(fā)芽抑制物和未完成生理后熟等［12］。通過(guò)對(duì)浙江紅山茶進(jìn)行不同水溫浸種，結(jié)果表明：浙江紅山茶的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)等在不同溫水浸種間的差異顯著，說(shuō)明浙江紅山茶種子具有休眠習(xí)性，以外源休眠和綜合性休眠為主。溫水處理有利于普通油茶種子解除休眠，促進(jìn)種子萌發(fā)，提高發(fā)芽率，但是高溫浸種會(huì)對(duì)種子產(chǎn)生危害［13］。浙江紅山茶種子發(fā)芽的最佳浸種溫度是25℃，推測(cè)25℃水浸種使種子內(nèi)部物質(zhì)發(fā)生有利于促進(jìn)萌發(fā)的變化，而溫度逐漸升高會(huì)使種子內(nèi)部的生理活性物質(zhì)——酶失去活性。試驗(yàn)結(jié)果與楊成利等［14］報(bào)道的耐冬山茶的發(fā)芽特性研究效果相一致，但是耐冬山茶萌發(fā)率較高，可能由于種子內(nèi)含物的不同或者種子休眠習(xí)性的不同所造成的，其原因有待以后進(jìn)一步研究。

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Biological seed characteristics of Camellia chekiangoleosa

YE Xin1,XIE Yun2,RU Huasha1,HONG Shuanghua3
（1.School of Landscape Architecture,Zhejiang A&F University,Lin’an 311300,Zhejiang,China;2.Jiyang College, Zhejiang A&F University,Zhuji 311800,Zhejiang,China;3.Qingtian Clouds Hi-Tech Agricultural Development Co., LTD,Qingtian 323908,Zhejiang,China）

Fresh Camellia chekiangoleosa seeds,having a habit of dormancy,were harvested as test material. Seed morphological characteristics and germination characteristics were analyzed by measuring morphological characteristics,1 000-grain weight,water content,water absorption properties,and seed viability.The influence of seed soaking temperatures on seed germination was also determined.Three treatments including untreated, shelled,and etched,were employed to study water absorption properties,and the 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride （TTC）method was used to test seed viability.Seed germination was tested in a 24 h period with six seed soaking temperatures from 25-65℃,control group was tested in a 24 h period with 20℃seed soaking temperatures,and each group maintaied the same temperature for 6 hours.Results showed that the water absorption ability of shelled seeds was better than untreated and etched seeds.The 1 000-grain weight was 1 177 g,water content was 41.3%,and seed viability was 85.0%.Morphological characteristics identified included seeds having a dark brown skin with hard cutin.The seed consisted of an exopleura,an endotesta,and an embryo with the embryo having a germ,hypocotyls,a radicle,and cotyledons that were fat.Seed average length was 18.6 mm,average width was 15.8 mm,and average thickness was 11.7 mm.The test for germination characteristics showed that soaking seeds 24 h in 25℃water was beneficial with a seed germination rate of 73.0%,which was higher than the control group.［Ch,3 fig.2 tab.14 ref.］

botany;Camellia chekiangoleosa;seed germination;biological characteristics

S685.14；S718.3

A

2095-0756（2015）04-0572-06

10.11833/j.issn.2095-0756.2015.04.012

2014-10-15；

2015-03-01

浙江省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（LY13C160009）

葉欣，從事浙江紅山茶發(fā)育研究。E-mail：344109286@qq.com。通信作者：謝云，副教授，博士，從事山茶種質(zhì)資源的開(kāi)發(fā)與利用研究。E-mail：xieyun@zafu.edu.cn