槭葉鐵線蓮種子萌發(fā)特性研究

溫韋華，陳 燕 (北京市植物園管理處/北京市花卉園藝工程技術研究中心/城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境北京實驗室，北京 100093)

槭葉鐵線蓮()，毛茛科鐵線蓮屬植物，直立小灌木，一般高30～60 cm，花期4月，果期5—6月。中國植物志記載槭葉鐵線蓮原產北京，一度被譽為北京的特產花卉。其生存環(huán)境獨特，大多生長在石灰?guī)r山地的懸崖峭壁上。槭葉鐵線蓮具有很高的觀賞和科研價值，被收錄到《北京市重點保護野生植物名錄(一級)》《國家重點保護野生植物名錄(二級)》中。槭葉鐵線蓮至今沒有人工種植，即使是對其科學研究也處于起步階段。陳海瀅等對槭葉鐵線蓮進行了科普，對園林應用價值進行了研究。穆琳等對槭葉鐵線蓮的系統(tǒng)位置進行了研究分析。原陽晨等對河北省易縣葫蘆峪溝谷分布的槭葉鐵線蓮進行了個體形態(tài)、生長特性、生境及集群構成等方面的研究。目前有關槭葉鐵線蓮的引種栽培和繁殖研究卻鮮見報道。

隨著山體開發(fā)、道路建設等人為干預，槭葉鐵線蓮種群的生存環(huán)境一再被侵占，種群數量和規(guī)模面臨著威脅。實現槭葉鐵線蓮的成功引種馴化、人工栽培繁育，不僅對豐富京津冀地區(qū)園林應用材料具有價值，還對槭葉鐵線蓮的保護具有重要意義。該研究對槭葉鐵線蓮進行播種繁殖，研究其種子萌發(fā)特性，旨在為其成功引種儲備技術基礎。

1 材料與方法

供試材料為槭葉鐵線蓮成熟種子，于2018年5月采自北京門頭溝。陰涼通風處充分干燥后，密封保存于4 ℃冰箱。

種子形態(tài)觀察。參照《中國植物種子形態(tài)學研究方法和術語》中關于種子形態(tài)的描述，觀察槭葉鐵線蓮種子的外觀形態(tài)。隨機選取20粒種子，用游標卡尺測量種子的長度、寬度、厚度，重復3次。

種子千粒重和吸水率的測定。隨機選取100粒種子，用電子天平稱重(精確至0.000 1 g)，重復3次，計算平均值后乘以10，由此得出槭葉鐵線蓮種子的千粒重。隨機選取100粒種子，浸泡于水中，重量不再增加后稱取重量，重復3次。用下式計算槭葉鐵線蓮種子的吸水率：

種子的吸水率=(100粒種子吸水后重量-100粒種子原重量)/100粒種子原重量×100%

種子萌發(fā)特性的測定。2020年5—6月采用紙培法進行發(fā)芽試驗。共設6個處理(表1)，每個處理選取50粒種子，在去離子水中充分浸泡24 h后置于墊有2層濾紙的培養(yǎng)皿中，每處理重復3次。無光照處理用3層黑色塑料薄膜遮光后培養(yǎng)。各處理按照設定的培養(yǎng)條件置于恒溫培養(yǎng)箱(HPG-280BX)內培養(yǎng)(表1)。每天記錄發(fā)芽數，連續(xù)培養(yǎng)30 d。用下式計算發(fā)芽勢：

發(fā)芽勢=發(fā)芽種子數/供試種子數×100%

數據統(tǒng)計。采用SPASS 19.0軟件進行數據統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

槭葉鐵線蓮的種子為瘦果，卵圓形，兩面凸起，紅棕色，被短柔毛，宿存絲狀花柱，被白色柔毛，眾多瘦果聚集形成鐵線蓮的果球。種子平均長軸為(3.99±0.37) mm，平均短軸為(1.37±0.15) mm，平均厚度為(0.97±0.05) mm。

表1 培養(yǎng)條件Table 1 Culture conditions

千粒重是衡量種子質量的重要指標。槭葉鐵線蓮的種子小而飽滿，經測定，千粒重較小，為(1.084±0.031) g。種子大小和表皮的致密程度影響著種子吸水率。槭葉鐵線蓮的吸水率為(120.11±2.50)%，吸水量超過了自重。

槭葉鐵線蓮種子培養(yǎng)至第7天，B、B′、C、C′處理培養(yǎng)條件下的種子開始萌發(fā)(圖1)。其中，C、C′處理條件下的種子萌發(fā)速度較快，發(fā)芽率超過60%均僅用了13 d，分別于20、19 d時達到峰值。B、B′處理條件下的種子發(fā)芽率在第14天均超過60%，分別于28、29 d時達到峰值。A、A′處理條件下種子的發(fā)芽速度較慢，直至培養(yǎng)第30天，發(fā)芽率分別為60.00%和16.67%。此時，較早萌發(fā)的種子由于環(huán)境條件限制，發(fā)生陡長。

圖1 各培養(yǎng)條件下槭葉鐵線蓮種子的萌發(fā)情況Fig.1 Germination of Clematis acerifolia seeds under various culture conditions

由表2可知，光暗交替和全暗條件下槭葉鐵線蓮種子的萌發(fā)情況存在差異。B、B′、C、C′處理條件下的種子發(fā)芽率無顯著差異，但均超過90%。A處理條件下種子的萌發(fā)率只有60.00%，顯著低于B、B′、C、C′培養(yǎng)條件；A′處理條件下種子發(fā)芽率最低，僅16.67%，顯著低于其他5個處理。槭葉鐵線蓮種子較易萌發(fā)，且萌發(fā)速度較快。

25 ℃/15 ℃、30 ℃/20 ℃變溫處理條件下，光暗交替與全暗處理培養(yǎng)條件對種子的發(fā)芽率無顯著影響。20 ℃/10 ℃變溫處理條件下，光暗交替培養(yǎng)的種子發(fā)芽率顯著高于全暗培養(yǎng)條件下的種子發(fā)芽率。

表2 不同處理對槭葉鐵線蓮種子發(fā)芽率的影響Table 2 Effects of different treatments on seed germination rate of Clematis acerifolia %

3 討論

該研究探討了槭葉鐵線蓮種子萌發(fā)的適宜條件，為槭葉鐵線蓮的引種、繁殖和推廣應用研究提供了技術支持。槭葉鐵線蓮種子在適宜條件下的較易萌發(fā)，且速度較快。在25 ℃/15 ℃變溫和30 ℃/20 ℃變溫條件下，無論有沒有光照，種子的發(fā)芽率在30 d內可達到最大值，且發(fā)芽率均超過90%。這可能與槭葉鐵線蓮種子的體積小、千粒重較低、吸水率較高等物理特性有關。種子在萌發(fā)過程中，種皮吸水軟化、透氣性增強，種胚內酶的活力增加，種子內的代謝活動增強，種子內的貯藏物質轉化為種胚提供足夠的營養(yǎng)物質，促進了種子發(fā)芽。

外界環(huán)境條件與種子的萌發(fā)密切相關，其中，溫度是一個重要影響因子。在光暗交替和全暗條件下，在30 ℃/20 ℃變溫、25 ℃/15 ℃變溫條件下的槭葉鐵線蓮種子發(fā)芽率間無顯著差異，但均顯著高于20 ℃/10℃變溫條件下的種子發(fā)芽率。德國學者Sach用溫度的三基點(最高溫度、最適溫度和最低溫度)來描述溫度對種子萌發(fā)的影響。溫度通過影響種子內酶的活力繼而影響同化物的轉化、同化物的吸收以及胚體的生長，影響種子的萌發(fā)進程。光照是影響種子萌發(fā)的另一重要的環(huán)境因素。在30 ℃/20 ℃和25 ℃/15 ℃變溫條件下，全暗培養(yǎng)條件下的槭葉鐵線蓮種子發(fā)芽率與光暗交替條件下無顯著差別；而在20 ℃/10 ℃變溫條件下，光暗交替培養(yǎng)條件下槭葉鐵線蓮種子的發(fā)芽率顯著高于全暗培養(yǎng)條件。

光暗交替條件下，槭葉鐵線蓮種子萌發(fā)后種苗的胚軸較全暗條件下生長慢，不易發(fā)生徒長。20 ℃/10 ℃變溫條件下，槭葉鐵線蓮的發(fā)芽進程緩慢，近60 d。期間，種苗容易發(fā)霉變質，也不利于生產中對于發(fā)芽率齊的要求。25 ℃/15 ℃變溫較30 ℃/20 ℃變溫條件下的種苗不易發(fā)霉。從發(fā)芽速度和發(fā)芽后期苗的健康情況綜合考慮，25 ℃/15 ℃變溫、光暗交替條件為槭葉鐵線蓮種子的適宜萌發(fā)條件。