山東珍稀瀕危樹種種子形態特征研究

韓 彪，陸 璐，咸 洋，劉 丹*，解孝滿，李文清，馮軍利，周小三

（1.山東省林木種質資源中心，山東 濟南，250102；2.泰安市徂徠山林場，山東 泰安271027）

林木種質資源是林業生產發展的基礎資源，保護林木種質資源和生物多樣性對人類的生存具有重要意義[1]。世界對林木種質資源非常重視，我國也將林木種質資源作為林業發展的重要任務[2]。然而隨著山東經濟的快速發展，省內野生種質資源遭到嚴重破壞，一些樹種正處在滅絕的邊緣。為保護山東省林木種質資源，2011年至2014年，山東省林業廳開展全省林木種質資源調查，并根據珍稀瀕危程度發布了《山東省珍稀瀕危樹種名錄》，共收錄珍稀瀕危樹種77種，其中極危Critically Endangered(CR)26種、瀕危Endangered(EN)18種、易危Vulnerable(VU)21種，近危Near Threatened (NT)15種[3,4]。

從全省分布來看，山東珍稀瀕危樹種主要分布于兩個地區，一個是魯中南的丘陵地區；另一個是膠東半島的嶗山、昆崳山等低山丘陵區，少量分布于黃河沖擊平原地區[5,6]。在調查中發現，致使樹種瀕危的原因可分為人為和自然兩個方面。在人為因素方面，部分樹種處于旅游地區，旅游開發和森林破壞等活動導致了原有的生存環境破壞，致使種群處于滅絕邊緣；樵采、采條編筐、放牧、農林生產等人為干擾亦加速了種群滅絕的速度。在自然因素方面，部分樹種個體數量極小，擴散能力和自然更新能力較弱，種群繁衍困難；樹種生存環境受限制，有些樹種僅能生存在溪邊潮濕地帶，分布較少，擴散能力弱；樹種雌雄比例失調，雌株數量遠遠少于雄株數量等[7]。研究珍稀瀕危樹種種子形態特征，將有利于珍稀瀕危樹種保護，提高生物多樣性和林木種質資源保護水平。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

本實驗材料均采自山東各地山區和丘陵地帶，在設施庫對種子進行初步處理，去除果肉等雜

質后按照設施保存規范測定相關指標。在采集的樹種中選取山茶科、榆科、薔薇科、忍冬科等19種山東珍稀瀕危樹種進行研究。具體信息見表1。

表1 材料采集信息Table1 Material collection information

1.2 實驗方法

1.2.1 千粒重測量

在“15℃，15%RH”干燥間內對種子進行充分干燥，達到平衡之后，將種子充分混合，每次取50粒種子，稱取重量，3重復，最后計算千粒重。

1.2.2 種子形態觀察

每種樹種隨機選取30粒發育正常的種子，觀察種子的輪廓、種皮顏色及光澤、表面及附屬物等。表面主要看平滑、粗糙或有無突起、凹凸類型等，附屬物主要包括果翅、刺、芒、毛等，重點觀察果翅的形狀、大小、翅脈及質地，刺的形狀以及毛的類型。利用種子掃描儀（Epson/V700 RHOTO）測量種子的大小指數、種長、種寬等。部分細小種子的表面紋飾及附屬物肉眼看不清，需用顯微鏡觀察。

1.2.3 剪切實驗

每份樹種選取20粒種子，較大或具有堅硬外殼的種子需要借助枝剪，如山茶種子。剪切時，盡量避免破壞種子內部結構。將剪切好的種子置于解剖鏡（Leica/S6D）下，觀察胚的位置、大小、形狀、顏色、子葉及其蟲蛀、空癟等情況，觀察種子的種皮紋飾、光滑度及附屬物等并進行拍照。

2 實驗結果及分析

2.1 種子千粒重、形態特征

種子的千粒重能體現種子的飽滿程度，是種子品質測量的指標之一。一般情況下，同一樹種，千粒重越大，其內部貯存的營養物質越多，種子質量越好。對種子的掃描數據進行處理，對種子的千粒重、大小、色澤、輪廓、表面紋飾等方面進行分析（見表2）。

表2 山東珍稀瀕危樹種種子表觀特征Table2 Apparent characteristics of seeds of rare and endangered tree species in Shandong

2.2 種子飽滿程度

種子一類由種皮、胚和胚乳三部分組成，種皮由珠被發育而成，有外種皮、中種皮和內種皮之分。胚是種子中還未發育的幼小植物體，胚乳是種子發芽時供胚發育的營養物質，由受精極核發育而成。一類由種皮和胚兩部分組成，無胚乳由子葉提供營養。種子剪切后，在顯微鏡下可觀察到種子的種皮、胚、胚乳等結構。

剪切結果顯示，大部分種子比較飽滿，但也有一些種子空癟率、蟲蛀率較高（見表3）。例如，嶗山、九仙山、昆崳山地區的拐棗種子均出現空癟，九仙山地區極其嚴重，全部空癟；泰山、塔山地區的紫椴種子均出現空癟、腐爛，種子正常率偏低，沂山地區紫椴種子空癟嚴重，種子正常率僅有20%；仰天山、魯山地區的葛蘿槭種子均出現空癟、蟲蛀，徂徠山地區全部空癟，三個地區的葛蘿槭種子正常率均為0。種子正常率低下，可能是其種子混雜退化，純度降低，病蟲害或采集種子時種子尚未成熟等多種原因。空癟、蟲蛀、腐爛等不正常的種子用于播種或組織培養時，由于胚的結構不發達或不完整，胚乳、子葉不發達，無法提供種子萌發所需的營養物質，會直接影響種子的發芽率。

表3 種子飽滿程度分析Table3 Seed fullness analysis

3 結論與討論

種子是植物重要的繁殖器官，具有一定的穩定遺傳性和再生產性能，是鑒定植物種類的重要依據之一[8]。種子是林業發展中最基本的生產資料，自古以來就受到人們的重視，沒有種子，就不可能進行林業以及農業的生產。自然界種子植物種類繁多，種子的形態、構造等各不相同，對部分形態相似的樹種，極易發生混淆。種子的形態特征能作為植物科、屬和種的分類學依據，對山東珍稀瀕危樹種種子的形態特征進行研究，掌握并認識種子在形態、結構上的差異，可為樹種識別提供參考，更好的豐富其形態學資料，對種子加工精選、貯藏保管、種子運輸、種子檢疫、種子檢驗和種子管理等后續實驗具有重要意義[9,10]。

通過種子的表型觀察及種子數據掃描分析，種子的形狀主要有卵形、橢圓形、腎形、球形、三棱形等，顏色主要以褐色居多。部分種子具有果翅，例如青檀、葛蘿槭。青檀和葛蘿槭種子均具有黃褐色果翅，青檀翅長在10.8～13.9 mm之間，翅寬在9.0～12.0 mm之間，近四方形，翅面有條紋；葛蘿槭果翅長在22.0～30.5 mm之間，果翅寬在7.5～8.8 mm之間，細長狀、呈鈍角形狀，果翅偏薄。不同的樹種的種子形態特征，是植物長期自然選擇形成的穩定結果，是識別各種樹種的重要依據。本實驗只是對山東省內部分珍稀瀕危樹種種子進行形態特征研究，為山東省部分珍稀瀕危樹種的識別提供參考，為山東省珍稀樹種種質資源的保護提供重要信息。但是就保護山東省內珍稀瀕危樹種種質資源來說，還需要對樹種種子的微觀特征及生理特征進行更深入系統的研究。