5種龍膽屬植物種子生物學特性比較

， ， ， (.六盤水師范學院生命科學系， 貴州 六盤水 553004； 2.六盤水市生物研究所， 貴州 六盤水553004)

5種龍膽屬植物種子生物學特性比較

孫愛群1,2，林長松1,2，楊友聯1,2，孫正秀1
(1.六盤水師范學院生命科學系， 貴州 六盤水 553004； 2.六盤水市生物研究所， 貴州 六盤水553004)

以六盤水采集的紅花龍膽(Gentianarhodantha)、云南龍膽(G.yunnanensis)、頭花龍膽(G.cephalantha)、滇龍膽(G.rigescens)、灰綠龍膽(G.yokusai)為試驗材料，對其種子的形態特征、長短徑、千粒重及發芽率等進行研究。結果表明，5種龍膽種子的形態特征、長短徑、千粒重、發芽率差異較大。紅花龍膽種子呈圓盤狀，灰綠龍膽種子呈梭形或卵圓形，其它3種龍膽種子呈圓球形、矩圓形或橢圓形。紅花龍膽種子千粒重[(0.126 6±0.001 8)g]及長短徑[長徑(1.849±0.187)mm，短徑(1.572±0.199)mm]最大，灰綠龍膽的千粒重[(0.016 3±0.000 5)g]、短徑[(0.29 8±0.022)mm]最小，云南龍膽的長徑[(0.513±0.067)mm]最??；萌發率最高的為灰綠龍膽[(87.33±5.03)%]，最低的為云南龍膽[(33.33±7.02)%]。5種龍膽可以根據種子的形狀、顏色、網紋等性狀進行區分。

龍膽屬； 種子形態特征； 長短徑； 千粒重； 萌發率

龍膽屬(Gentiana)植物全世界約400余種，我國有247種[1]，貴州有29種1變種[2-6]。

大多數龍膽屬植物既可入藥，又具有較好的觀賞價值，其花有紅、藍、藍紫、藍白等多種顏色[2]，部分種類花冠大，達4 cm以上，大部分種類花冠為2～4 cm。孫愛群等通過調查貴州龍膽屬植物資源，認為紅花龍膽(Gentianarhodantha)、滇龍膽(G.rigescens)、頭花龍膽(G.cephalantha)及云南龍膽(G.yunnanensis)等均有較高的觀賞價值[2]。有關龍膽屬種子生物學特性方面的研究，主要集中在滇龍膽草及龍膽(G.scabra)種子萌發特性方面。趙敏研究表明，龍膽種子中含有內源抑制物質，對種子萌發有明顯的抑制作用，赤霉素變溫浸種可提高種子發芽率[8]；程云清等認為,影響龍膽草種子萌發的主導因子是溫度，適度的干旱處理有利于龍膽草種子的萌發[9]；唐榮平等認為,不同播種深度及不同播種基質對滇龍膽草種子萌發出苗有重要影響[10]；楊美權等研究表明，赤霉素既可縮短滇龍膽種子發芽時間又可提高發芽率[11]；申志英和方坤認為,龍膽種子具有高溫、高濕和光萌發特性[12]；姜述君等認為，三十烷醇能顯著促進龍膽草種子的萌發[13]。尚未見紅花龍膽、云南龍膽、頭花龍膽、灰綠龍膽(G.yokusai)種子形態特征及萌發特性方面的報道。

注：1為紅花龍膽;2為云南龍膽;3為頭花龍膽;4為滇龍膽;5為灰綠龍膽。圖1 5種龍膽種子形態

為了開發利用貴州龍膽屬野生資源，對紅花龍膽、云南龍膽、頭花龍膽、滇龍膽、灰綠龍膽5種龍膽種子的生物學特性進行了比較，旨在為龍膽屬植物鑒別、萌發特性及馴化栽培等方面研究提供基礎資料。

1 材料與方法

1.1 材 料

表1 試驗材料來源

種 名 采集地采集時間(年/月)海拔(m)生境紅花龍膽(GentianaRhodantha)水城雙水2014/011800山坡草地云南龍膽(G．yunnanensis)水城雙嘎2013/102400山坡草地頭花龍膽(G．cephalantha)水城玉舍2013/112300山坡灌木叢滇龍膽(G．rigescens)水城玉舍2013/111800灌木叢灰綠龍膽(G．yokusai)水城玉舍2014/042340山坡草地

試驗材料為紅花龍膽、云南龍膽、頭花龍膽、滇龍膽、灰綠龍膽的種子，采自貴州水城，具體來源見表1。野外采收5種龍膽的蒴果，剝出其中的種子，晾干后除去空癟粒，將其裝入干燥塑料瓶內備用。

1.2 方 法

1.2.1 種子形態特征

用體視及光學顯微鏡觀察種子的外部形態，如形狀、顏色、種皮網紋等，并對種子進行拍照。

種子長徑與短徑的測量用光學顯微鏡(精度為0.01 mm)，每品種隨機數取60粒種子測量，取平均值。

種子千粒重的測量用電子天平(精度為0.000 1 g)，每品種隨機數取10份500粒種子稱重，再換算成千粒重，取平均值。

1.2.2 發芽試驗

隨機選取紅花龍膽、云南龍膽、頭花龍膽、滇龍膽、灰綠龍膽5種種子，進行發芽試驗。每個發芽試驗供試種子50粒/皿，3次重復。種子置蒸餾水中浸泡36 h，轉至已滅菌的培養皿內(墊有2層濾紙)，加無菌水(2.5 mL)至濾紙濕潤，置室溫發芽，自然光照。每天觀察記錄1次，及時補充水分。如果發現濾紙上有霉菌，及時更換新的無菌濾紙。種子萌發以胚根突破種皮為萌發標準，每日定時記錄發芽數，計算發芽率、發芽指數和發芽勢。如果連續5 d的發芽數保持不變，視為發芽結束。

發芽率(%)=發芽種子數/供試種子數×100%；

發芽指數(GI)=∑(Gt/Dt)，式中，Gt為t天的發芽數，Dt為相應的發芽天數；

發芽勢(%)=Gb/Gn×l00%，式中，Gb為12 d內發芽種子數；Gn為供試種子數；

發芽時滯(d)：第1粒種子發芽需要的天數(從種子浸泡之日開始算)；

發芽歷時(d)：最后1粒種子發芽與第1粒種子發芽的時間差。

2 結果與分析

2.1 龍膽種子形態特征

5種龍膽屬植物種子基本特征見表2。由表 2可知，5種龍膽種子千粒重有較大差異，千粒重按大小順序排列為紅花龍膽、云南龍膽、滇龍膽、頭花龍膽、灰綠龍膽，其中紅花龍膽種子的千粒重最重，為(0.126 6±0.001 8)g；灰綠龍膽種子的千粒重最輕，為(0.016 3±0.000 5)g。5種龍膽種子大小存在差異，長徑從大到小排列為紅花龍膽、滇龍膽、頭花龍膽、灰綠龍膽、云南龍膽，其中紅花龍膽的長徑最長，為(1.849±0.187)mm，云南龍膽的長徑最短，為(0.513±0.067)mm；短徑長度從大到小排列為紅花龍膽、滇龍膽、頭花龍膽、云南龍膽、灰綠龍膽，其中紅花龍膽短徑最大，為(1.572±0.199)mm，灰綠龍膽短徑最小，為(0.298±0.022)mm。長徑與短徑之比值最大的是灰綠龍膽，為1.953，最小的是紅花龍膽，為1.176。5種龍膽種子顏色、形狀也有差異(圖1、表2)。

表2 5種龍膽種子的基本特征

種 名 形 狀 顏 色 種皮表面千粒重(g)長徑(mm)短徑(mm)長短徑比紅花龍膽Gentianarhodantha圓盤狀黃褐色細網紋0．1266±0．00181．849±0．1871．572±0．1991．176云南龍膽G．yunnanensis近圓球形或橢圓形，邊緣具短裙邊黃褐色至黑褐色蜂窩狀網隙淺，多，大小較均勻0．0255±0．00040．513±0．0670．369±0．0481．382頭花龍膽G．cephalantha矩圓形或近橢圓形，邊緣具長裙邊黃褐色至黑褐色蜂窩狀網隙，較少，大小不一0．0226±0．00050．638±0．0980．376±0．0621．697滇龍膽G．rigescens卵圓形或近橢圓形，邊緣具長裙邊黑褐色蜂窩狀網隙，較多，大小不一0．0247±0．00250．740±0．0770．463±0．0771．609灰綠龍膽G．yokusai梭形或卵圓形黑褐色條形網隙，大小較均勻0．0163±0．00050．582±0．0410．298±0．0221．953

表3 5種龍膽種子發芽特性比較

種 名發芽率(%)發芽指數發芽勢(%)發芽時滯(d)發芽歷時(d)紅花龍膽(Gentianarhodantha)52．00±10．392．30±0．5038．67±7．57109云南龍膽(G．yunnanensis)33．33±7．021．02±0．267．33±4．161211頭花龍膽(G．cephalantha)54．67±8．331．59±0．229．33±1．151112滇龍膽(G．rigescens)62．67±9．022．20±0．2513．33±1．151111灰綠龍膽(G．yokusai)87．33±5．036．06±0．3185．33±5．7767

由圖1可知，紅花龍膽種子與其它4種龍膽明顯不同，肉眼可以區分。其余4種龍膽種子需借助顯微鏡才能區別?；揖G龍膽在顯微鏡下根據網隙可與云南龍膽、頭花龍膽、滇龍膽區分，條形網隙者為灰綠龍膽；蜂窩狀網隙者為云南龍膽、頭花龍膽及滇龍膽。后3種龍膽種子又可以根據種子形狀及網隙均勻度等區分。種子近圓球狀，網隙大小較均勻者為云南龍膽；種子矩圓形或橢圓形，網隙大小不一者為滇龍膽與頭花龍膽。頭花龍膽與滇龍膽種子難以區分，但可從網隙數量上加以辨別，滇龍膽網隙數量多于頭花龍膽。

2.2 龍膽種子發芽特性

由表3可知，5種龍膽屬植物種子發芽特性存在差異。發芽率由高到低依次為灰綠龍膽、滇龍膽、頭花龍膽、紅花龍膽、云南龍膽，其中灰綠龍膽的發芽率最高，為(87.33±5.03)%，云南龍膽的發芽率最低，為(33.33±7.02)%。發芽指數由高到低依次為灰綠龍膽、紅花龍膽、滇龍膽、頭花龍膽、云南龍膽，其中發芽指數最高的為灰綠龍膽(6.06±0.31)，發芽指數最低的為云南龍膽(1.02±0.26)。發芽勢由高到低依次為灰綠龍膽、紅花龍膽、滇龍膽、頭花龍膽、云南龍膽，發芽勢最高的為灰綠龍膽[(85.33±5.77)%]，最低的為云南龍膽[(7.33±4.16)%]。發芽時滯最長的為云南龍膽(12 d)，最短的為灰綠龍膽(6 d)；發芽歷時最長的為頭花龍膽(12 d)，最短的為灰綠龍膽(7 d)。發芽指數可衡量種子發芽所用時間的長短，發芽勢可以衡量種子出芽的整齊度?；揖G龍膽的發芽率、發芽勢及發芽指數均最高，其發芽時滯、發芽歷時最短，云南龍膽的發芽率、發芽勢及發芽指數均最低，發芽時滯最長，說明灰綠龍膽種子發芽速度最快，出芽最整齊，萌發所用的時間較短；云南龍膽種子發芽速度較慢，且出芽不整齊，萌發所用的時間較長。

3 討論與結論

龍膽屬植物種類較多，組內不同種類外部形態差異不太明顯，如狹蕊組紅花龍膽和翼萼龍膽，未開花前兩者形態非常相似，很難區分，多枝組滇龍膽和頭花龍膽外部形態也很相似[14]。因此，若能從種子形態特征方面加以區別，對龍膽屬植物的鑒別具有重要意義。本研究的5種龍膽種子的形態差異較大，種皮的顏色、形狀各異，種子千粒重的大小與種子的長短徑長度不成正比。千粒重最重為紅花龍膽，最輕為灰綠龍膽，長徑最大為紅花龍膽，最小為云南龍膽，短徑最大也為紅花龍膽，最小為灰綠龍膽。云南龍膽長、短徑均小于滇龍膽與頭花龍膽，但其千粒重大于滇龍膽與頭花龍膽，說明云南龍膽種子密度大于滇龍膽與頭花龍膽。

龍膽屬種子表面具有的紋飾多種多樣，有致密細網紋、增粗網紋及蜂窩狀網隙等。本研究的5種龍膽種子，肉眼可以鑒別的是紅花龍膽種子，它顯著大于其余4種龍膽種子。另4種龍膽種子在體視及光學顯微鏡下可根據種子形態及網隙加以區分。云南龍膽種子近圓球形，蜂窩狀網隙數量多，且大小較均勻；灰綠龍膽種子呈梭形或卵圓形，網隙呈條形；滇龍膽與頭花龍膽種子很相似，呈矩圓形或近橢圓形，只是滇龍膽網隙數量多于頭花龍膽。因而5種龍膽種子可以根據外部形態特性加以區分，說明龍膽屬種子的外部形態特征可以作為鑒別該屬植物種類的一個重要特征。孫愛群等通過同工酶分析認為，滇龍膽與頭花龍膽的親緣關系較近，與這2種種子外形相似具一致性[14]。

種子萌發是種子繁殖中的關鍵環節，種子繁殖受到一系列因素的影響。龍膽屬植物最主要的傳粉方式是蟲媒傳粉和風媒傳粉。生長在高山草甸及冬季開花的龍膽，蟲媒傳粉受到限制，如紅花龍膽，開花季節為10月至翌年1月，主要依靠風媒傳粉，使授粉率降低，導致蒴果空癟率較高，還有些蒴果雖然結了種子，但種子萌發率低，因而紅花龍膽的種子繁殖受到很大影響，自然界紅花龍膽主要依靠基生葉進行營養繁殖。如果能提高紅花龍膽種子萌發率，對紅花龍膽的馴化栽培有著重要意義。

本研究未做任何處理的5種成熟龍膽種子發芽特性存在差異，灰綠龍膽始發芽時間(發芽時滯)最早(6 d)，其持續發芽時間最短(7 d)，發芽指數(6.06±0.31)、發芽率[(87.33±5.03)%]、發芽勢[(85.33±5.77)%]均最高；云南龍膽始發芽時間最晚(12 d)，發芽指數(1.02±0.26)、發芽率[(33.33±7.02)%]、發芽勢[(7.33±4.16)%]均最低。說明灰綠龍膽種子發芽速度最快，出芽最整齊；云南龍膽種子發芽速度較慢，且出芽不整齊，這是云南龍膽分布范圍窄、儲量低的原因。紅花龍膽、頭花龍膽、滇龍膽3種種子也存在始發芽時間晚、發芽歷時長及發芽率不高等問題，表現為發芽速度慢，發芽不整齊等現象，說明龍膽種子在自然界的競爭力較弱。

本試驗所用龍膽種子，貯藏時間最短的為灰綠龍膽(2個月)，發芽率最高；貯藏時間最長的為云南龍膽(8個月)，發芽率最低。說明發芽率隨著貯藏時間的增加而降低，即龍膽種子發芽率高低與其貯藏時間有關?；揖G龍膽為當年采種子，當年的發芽率、發芽勢、發芽指數均最高，說明灰綠龍膽種子不存在休眠期。本研究的5種龍膽種子，可以根據種子的形狀、顏色、網紋等性狀進行區分，說明龍膽屬種子的外部形態特征可以作為鑒別該屬植物種類的一個重要特征。

5種龍膽種子用試劑處理能否提高萌發率，有待進一步研究。

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Study on the Biological Characteristics of Seeds from 5GentianaSpecies

SUNAiqun1,2，LINChangsong1,2，YANGYoulian1,2，SUNZhengxiu1
(1.Department of Biology Science，Liupanshui Normal University，Liupanshui Guizhou 553004，China；2.Liupanshui Insititute of Biology,Liupanshui Guizhou 553004，China)

We studied the morphological characteristics,1 000-seed weight,major axis and minor axis and germination rate of the seeds from 5 Gentiana species,G.rhodantha,G.yunnanensis,G.cephalantha,G.rigescensandG.yokusai.The results showed that,these characteristics varied in different species.Seeds of Gentiana rhodantha were disciform，and seeds ofG.yokusai,G.yunnanensis,G.cephalanthaandG.rigescenswere fusiform,spherical,quadrature circle and oval respectively.Among the 5 species,Gentiana rhodantha has the largest 1 000-seed weight (0.126 6±0.001 8)g,length of major axis (1.849±0.187)mm and minor axis (1.572±0.199)mm.G.yokusaihas the smallest 1 000-seed weight (0.0163±0.000 5)g and minor axis (0.298±0.022)mm and the highest germination rate (87.33±5.03)%.G.yunnanensishas shortest major axis (0.513±0.067)mm and the lowest germination rate (33.33±7.02)%.The fiveGentianaplants can be distinguished by morphological traits including shape,color and reticulate pattern.

Gentiana； seed morphology； major axis and minor axis； 1000-seed weight；germination rate

2016-03-30

貴州省科學技術基金(編號：黔科合LH字[2014]7461號)；貴州省教育廳自然科學基金(編號：黔教合 KY 字[2014]326)號；六盤水師范學院產學研計劃項目(編號：lpssycxy 201504)。

孫愛群(1961—)，女，教授，主要從事遺傳學教學與研究工作；E-mail：sunaiqun2280@126.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.09.037

Q 949

A

1001-4705(2016)09-0037-04