【目的】探明植冠种子库中种子活力变化的生理生态机制,准确认识植冠种子库的生态意义。【方法】以复羽叶栾树(Koelreuteria bipinnata)植冠种子库为研究对象,在果实进入成熟期后每隔一定时间从植冠种子库中采集种子,分别进行萌发测试,种子干质量、含水量、浸出液电导率、丙二醛(MDA)含量测定,以及超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)等4种主要抗氧化酶活性的测定,并对种子萌发率和各生理指标进行相关性分析。【结果】在研究期内,复羽叶栾树植冠种子库中的种子先后经历了生理成熟、成熟脱水、休眠诱导和休眠解除4个生理时期;各生理时期的种子总体上在模拟的秋季变温条件下萌发最好,其次为春季变温,再次为夏季变温;完成成熟脱水的种子在植冠种子库中宿存期间始终保持着高活力水平;4种抗氧化酶的活性与模拟的春、夏、秋季节变温条件下的萌发率间具有显著或极显著的正相关性,且均随着种子休眠的诱导而下降,随着种子休眠的解除而升高,表明抗氧化酶在植冠种子库中种子活力的获得和保持中起着重要的积极作用,并证实了种子休眠与萌发的“胚胁迫学说”。【结论】本研究促进了对植冠种子库的深入认识,还发现复羽叶栾树植冠种子库中种子具有较强的活力保持能力,建议在森林经营管理和植被恢复中充分利用其植冠种子库。
【目的】揭示米槠(Castanopsis carlesii)种子形态特征与营养成分的地理变异规律,为其种质资源保护和开发利用提供科学依据。【方法】收集米槠天然分布区13个种源357个单株的种子,测定种子表型(种子长、种子宽、长宽比、体积、表面积和千粒质量)及其营养成分(可溶性糖及淀粉含量),并进行方差分析、相关分析和聚类分析。【结果】米槠种子6个表型性状在种源间和种源内均达到极显著水平(P<0.01),其中江西定南(JXDN)的种子长、宽、体积、表面积及千粒质量均最大,且与其他种源差异显著;而安徽祁门(AHQM)的千粒质量最小,仅为江西定南的66.23%,且种子长、宽、体积、表面积均较小。淀粉和可溶性糖含量(质量分数)分别为31.80%和21.76%,而且可溶性糖和淀粉含量在种源间差异达到极显著水平(P<0.01),说明营养成分含量在不同种源间相差很大,存在丰富的变异,种源间的变异系数分别为14.06%和30.62%。平均表型分化系数为28.15%,种源内变异是其表型特征遗传变异的主要来源。淀粉含量与千粒质量和种子宽呈显著正相关(P<0.05),可溶性糖含量与种子长和长宽比呈极显著负相关(P<0.01);种子长与经度呈显著负相关(P<0.05),长宽比与经度和最冷季降水量分别呈极显著负相关(P<0.01)和显著负相关(P<0.05),淀粉含量与年平均温度呈显著正相关(P<0.05)。13个种源可以划为3个类群:第Ⅰ类群包括江西定南(JXDN),属于大种子、高可溶性糖含量、高淀粉含量类群;第Ⅱ类群包括安徽祁门(AHQM)、江西信丰(JXXF)、浙江开化(ZJKH)和广东连平(GDLP),属于小种子、高可溶性糖含量、低淀粉含量类群;其他8个种源聚为第Ⅲ类群,属于中种子、中可溶性糖含量、中淀粉含量类群。地理分布相近的种源没有优先聚在一起,说明米槠种子未表现出明显的地理变异规律。【结论】米槠种子多样性是遗传和环境因素共同影响的结果,除遗传因素外,主要受经度、年平均温度和最冷季降水量影响。种源内变异是种子遗传变异主要来源,因此,在米槠的遗传改良工作中,应加大对优良单株的选择和利用。江西定南种源具有大种子和高营养的特征,可作为潜在的优良种源。
【目的】研究青钱柳(Cyclocarya paliurus)种子雨的季节动态及土壤种子库特征,以阐明其种群更新和演替规律。【方法】以江苏溧阳大石山3种林分密度(1 050、720和525株/hm2,代号依次为C1、C2、C3)青钱柳人工林为对象,对其种子雨季节动态及种子性状进行观测和分析;在江西九岭山5个青钱柳天然群落设样方调查,并对样方内的土壤种子库分枯枝落叶层(Ⅰ层)和土壤层(Ⅱ层)进行种子筛选和分析。【结果】根据青钱柳种子雨密度,将落种时期分为3个阶段:落种前期(8月20日—9月20日)、落种中期(9月21日—12月10日)和落种后期(12月11日—12月30日);种子雨出现2个高峰(9月10日和12月20日),落种前期和落种后期其单位面积落种量分别占全年的42.4%和43.5%;不同落种阶段的种子雨密度和具生活力的种子数差异显著,但其他种子性状差异不显著。林分密度显著影响青钱柳饱满种子数和种子千粒质量,但未影响其他种子性状。青钱柳天然群落的土壤种子库密度均呈现为Ⅰ层(37.4 粒/m2)>Ⅱ层(17.9粒/m2),群落间的种子库密度差异达显著水平;Ⅱ层种子直径、厚度及体积均小于Ⅰ层种子。青钱柳群落土壤种子库的种子饱满度和生活力均较低,分别为13.0%~27.1%和0~10.4%;相比较而言,Ⅰ层种子生活力和饱满度总体上大于Ⅱ层,说明种子库中的种子寿命随着时间的延长呈下降趋势。【结论】青钱柳林分种子雨呈双峰特征,林分密度显著影响了种子雨密度和千粒质量,但对种子饱满度和生活力的影响不大;土壤种子库枯枝落叶层(Ⅰ层)种子数量和质量均优于土壤层(Ⅱ层)种子,贮存在土壤种子库的种子休眠被解除,有利于青钱柳群落的更新和演替。
【目的】探究紫楠(Phoebe sheareri)种子层积过程中营养物质、酶活性和内源激素的动态变化,揭示种子解除休眠过程中的内在生理机制,为其休眠解除与促进萌发提供理论依据。【方法】以新鲜饱满的紫楠种子为试验材料,采用低温和变温层积处理,测定层积过程中的生理生化指标。【结果】层积处理能解除紫楠种子休眠,低温和变温层积处理的发芽率分别为85.83%、72.75%。紫楠种子中初始淀粉含量为467.88 mg/g,在层积过程中逐渐下降。可溶性糖、可溶性蛋白和粗脂肪均被不同程度地分解。淀粉酶、酸性磷酸酶(APA)和过氧化物酶(POD)活性均不断增强。在整个层积过程中生长素(IAA)、异戊烯基腺苷(IPA)、赤霉素(GA3)含量不断增加,脱落酸(ABA)含量逐渐减少,IAA/ABA(质量比,下同)、IPA/ABA、GA3/ABA不断增大。【结论】紫楠种子是中度休眠的种子,低温层积是加快紫楠种子萌发的较好方式。紫楠种子最主要的贮藏物质为淀粉,营养物质的转化与内源激素的协调作用均对紫楠种子休眠的解除起重要作用。
