红豆树与木荚红豆种子生物学特性及贮藏生理生态

摘要

红豆树和木荚红豆是豆科红豆树属的珍贵树种，集经济、社会、生态和科研价值于一身，由于开发不合理，加之保护意识薄弱，导致种群面积和生境质量急剧下降，资源形势相当严峻，有必要通过人工繁殖扩大种群数量，减少对现有资源的破坏。林木种子生物学特性和贮藏生理生态特性直接影响野生种群的繁殖更新和人工繁育。因此，开展林木种子生物学特性和贮藏生理生态研究是种子生态学研究的一个重要内容。本文从红豆树和木荚红豆种子生物学特性入手，探究了其形态与组成成分、硬实及萌发特性、种子硬实与活力的关系，以期为红豆树和木荚红豆的人工栽培和种质资源保护提供理论依据和指导；以红豆树和木荚红豆为研究材料，采用室温干燥贮藏、低温干燥贮藏和室温超干贮藏三种处理，定期测定贮藏种子的发芽率、贮藏物质和生理生化物质变化，以便找出最佳贮藏方式，为延长红豆树和木荚红豆种子贮藏寿命以及种质资源的保存提供可靠依据。通过2年的研究，取得如下结论：
　　（1）红豆树和木荚红豆种子千粒重分别为1029.72 g和194.45g，红豆树属于大粒种子，木荚红豆属于中粒种子；红豆树和木荚红豆种子含水量分别为13.98％和11.45%，属于正常型种子；红豆树和木荚红豆种子硬实率分别高达86%和88%，属于典型的硬实性种子；红豆树和木荚红豆种子除了富含蛋白质、多糖和脂肪类等化合物，还含有酮类和生物碱类物质。
　　（2）红豆树和木荚红豆树种子吸水率随着吸水时间的延长呈先上升后稳定的趋势，其破皮种子的吸水率分别比完整种子高了147%和84%，坚硬致密的种皮是影响种子吸水膨胀的重要因素；红豆树和木荚红豆种皮电镜扫描观察显示，硬实种皮覆有一层或者多层致密的、富有光泽的蜡质物，种皮表面由不规则的石细胞紧密排列而成，这些蜡质物阻碍了水分的侵入；种皮断面电镜扫描结果显示，种皮由角质层、外种皮和内种皮三部分组成，外种皮是一层栅栏细胞，纵向排列紧密，紧挨角质层处的栅栏细胞硬化，具有不透水性，由石细胞构成，内种皮是由薄壁细胞构成，组织疏松，吸水力强。经热水处理和浓H?SO?处理的硬实种子，种皮表面出现裂缝和孔洞，栅栏组织排列变疏松，种皮薄壁细胞层通过这些裂缝和孔洞吸收水分而使硬实种子吸胀；红豆树种子的种皮和种胚甲醛浸提物对白菜种子萌发均有明显的抑制作用，木荚红豆种子的种皮浸提物对白菜种子萌发的抑制作用不明显，种胚浸提物对白菜种子萌发的有较强的抑制作用。综合分析种子吸水实验和种皮电镜扫描结果表明红豆树种子休眠的主要原因是种皮透性障碍，至于种胚和种皮内含物是否抑制红豆树、木荚红豆种子萌发，还有待进一步研究。
　　（3）红豆树和木荚红豆不同硬实程度的种子活力差异显著，2个树种硬实种子的发芽指标、TTCH含量、SOD活性均高于非硬实种子，而可溶性糖含量、电导率值、丙二醛含量均低于非硬实种子，说明硬实种子活力高于非硬实种子。根据隶属函数综合评价，红豆树和木荚红豆最佳的破除硬实种子的方法分别是高温90℃处理和酸蚀10min处理。
　　（4）随着贮藏时间的延长，红豆树和木荚红豆种子在各贮藏条件下均出现不同程度的劣变，主要表现为发芽率的降低，贮藏物质的水解和保护酶系统的破坏，红豆树和木荚红豆种子贮藏9个月后，种子发芽率、淀粉、脂肪、TTCH含量和SOD活性均表现为下降的趋势，可溶性糖含量比贮藏前表现为升高，蛋白质含量则呈先降低后增加的变化趋势，电导率和 MDA含量呈现增加的趋势。采用隶属函数法综合评价红豆树和木荚红豆种子的贮藏效果，红豆树种子宜采用低温冷藏，最佳贮藏条件是含水量为14.0%、温度为-15℃，木荚红豆种子可采用超干贮藏，最佳贮藏条件是室温、含水量为4.7%。

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第一章绪论

1.1林木种子生物学研究进展

1.2种子贮藏生理生态研究进展

1.3红豆树属树种种子生理生态研究进展

1.4研究目的及意义

1.5研究主要内容

1.6技术路线

第二章种子生物学特性研究

2.1材料与方法

2.2结果与分析

2.3讨论

2.4本章小结

第三章种子硬实特性与萌发

3.1材料与方法

3.2数据处理及分析

3.3结果与分析

3.4讨论

3.5本章小结

第四章种子贮藏生理生态研究

4.1材料与方法

4.2结果与分析

4.3讨论

4.4本章小结

第五章结论及问题展望

5.1红豆树属种子的生物学特性

5.2红豆树属种子的硬实特性及破除方法

5.3 红豆树属种子贮藏方法、效果及生理生态

5.4问题与展望

参考文献

致谢

附录