4.5　青藏高原高寒草甸紅茂草種子萌發(fā)特性研究

4.5.1　材料與方法

（1）材料

①樣品

2006年7月中旬至9月，在海拔2100m的青藏高寒草甸，采集多年罌粟科植物紅茂草（禿瘡花）種子。種子在實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干并去除雜質(zhì)，裝入信封后儲(chǔ)藏。

②研究地概況

研究區(qū)域在青藏高原東部甘南藏族自治州（101°～103°E，34°～35°37'N），平均海拔2900～3500m，年均降水量600～800mm，雨季集中在7～9月，年平均溫度為1.2℃，最冷月溫度為-10℃，極端低溫為-29℃，最熱月平均溫度為11℃，極端高溫為23.5℃。幾乎無(wú)絕對(duì)無(wú)霜期，氣候特點(diǎn)是高寒濕潤(rùn)，植被以灌木和多年生草本為主。

（2）方法

2006年7月中旬至9月，在海拔2100m的青藏高寒草甸，采集多年罌粟科植物紅茂草（禿瘡花）種子。種子在實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干并去除雜質(zhì)，裝入信封后儲(chǔ)藏。2007年3月初使用E3型植物生長(zhǎng)培養(yǎng)箱（加拿大產(chǎn)）進(jìn)行萌發(fā)實(shí)驗(yàn)。每個(gè)種設(shè)3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取50粒完整種子。將種子均勻放在90mm玻璃培養(yǎng)皿中，培養(yǎng)皿底部墊有兩層濾紙，每天加水一次。設(shè)置5個(gè)溫度梯度（5℃、10℃、15℃、20℃、25℃），萌發(fā)在黑暗條件下進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中每天統(tǒng)計(jì)萌發(fā)個(gè)數(shù)，以胚根與種子等長(zhǎng)作為萌發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)，并將已萌發(fā)的種子移除，實(shí)驗(yàn)持續(xù)40d、5℃條件的萌發(fā)實(shí)驗(yàn)持續(xù)60d后在室溫（20～25℃）下繼續(xù)培養(yǎng)20d。

（3）萌發(fā)指標(biāo)

a.萌發(fā)率（G）=萌發(fā)種子數(shù)/種子總數(shù)（50粒）×100%，表示萌發(fā)周期結(jié)束后，萌發(fā)種子的數(shù)量占總種子的百分率。

b.萌發(fā)速率指數(shù)（CV）=100（A1+A2+……+An）/（A1T1+A2T2+……+AnTn），是平均萌發(fā)時(shí)間的倒數(shù)。

c.萌發(fā)時(shí)滯（L）為開(kāi)始培養(yǎng)到第一粒種子萌發(fā)所需要的時(shí)間。其中An為培養(yǎng)第n天的發(fā)芽數(shù)，Tn為相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù)。

4.5.2　結(jié)果與分析

（1）溫度對(duì)種子萌發(fā)率的影響

表4-14可以看出，紅茂草在不同溫度下的萌發(fā)率各不相同。采自海拔1900～3000m的紅茂草在15～25℃的萌發(fā)率較高，最大萌發(fā)率分別為19.1%。采集地的海拔對(duì)種子萌發(fā)有一定的影響。

注：5-s表示5℃培養(yǎng)60d后移至室溫的萌發(fā)情況。

（2）溫度對(duì)萌發(fā)速率指數(shù)的影響

表4-15可以看出，紅茂草在5℃和10℃的萌發(fā)速率都顯著低于其他溫度的萌發(fā)速率，在25℃下萌發(fā)速率指數(shù)最大，分別為11.5%。

（3）溫度對(duì)萌發(fā)時(shí)滯的影響

可知紅茂草在同一溫度下的萌發(fā)時(shí)滯都不相同，隨溫度升高萌發(fā)時(shí)滯一直減?。ū?-16）。

4.5.3　結(jié)論

種子是植物生活史中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是新生命開(kāi)始的幼小植物體，關(guān)系到種群的未來(lái)命運(yùn)。種子萌發(fā)特性的研究是植物種群生物學(xué)特性研究中的重要課題，目前對(duì)罌粟科植物化學(xué)成分和藥理學(xué)的研究較多，對(duì)其萌發(fā)特性的研究相對(duì)缺乏。種子萌發(fā)受多種因素的控制，其中既有內(nèi)因，如遺傳因素，也有外因，如水分、溫度，以及氧氣的供應(yīng)等。溫度是影響種子成熟期間休眠誘導(dǎo)和種子萌發(fā)期間休眠表達(dá)的最重要的環(huán)境因子之一，在高寒草甸地區(qū)溫度是種子萌發(fā)最主要的調(diào)節(jié)因子。

溫度對(duì)不同海拔高度的植物種子的萌發(fā)有不同的影響，A bulfatih 在對(duì)沙特阿拉伯的7種Acacia植物的研究中發(fā)現(xiàn)：分布在高海拔物種最適萌發(fā)溫度是15～25℃，而采自低海拔的物種在25～35℃萌發(fā)的最好。在本研究中紅茂草采自海拔1900～2200m，這些生境生長(zhǎng)季地溫相對(duì)較高，它們?cè)诟邷叵旅劝l(fā)較好。

萌發(fā)速率指數(shù)側(cè)重于顯示萌發(fā)數(shù)與時(shí)間的關(guān)系，其值與萌發(fā)歷期成反比，相對(duì)獨(dú)立于總發(fā)芽率。紅茂草的萌發(fā)速率在隨溫度升高一直增大外。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與杜國(guó)禎等對(duì)該地區(qū)野生禾草的研究結(jié)果相似。Steinmaus對(duì)9種雜草的研究表明萌發(fā)速率在15～30℃間隨溫度的升高而加快。本實(shí)驗(yàn)的種子采集地生長(zhǎng)季地溫稍高于20℃，說(shuō)明種子的萌發(fā)速率與種子采集地地溫相關(guān)，種子萌發(fā)速率最大時(shí)的溫度與采集地生長(zhǎng)季最高地溫相一致。

萌發(fā)時(shí)滯反映的是種子萌發(fā)啟動(dòng)的快慢，Steaman研究表明種子只有在一定的積溫下才能啟動(dòng)萌發(fā)，本研究發(fā)現(xiàn)，在一定的溫度范圍內(nèi)，紅茂草萌發(fā)時(shí)滯隨著培養(yǎng)溫度的升高而縮短。

本研究以采自青藏高原東南緣高寒草甸的罌粟科植物紅茂草（禿瘡花）種子為研究對(duì)象，通過(guò)在5℃、10℃、15℃、20℃、25℃的萌發(fā)實(shí)驗(yàn)，旨在了解萌發(fā)是怎樣適應(yīng)生境條件和怎樣被溫度所調(diào)控的，為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)紅茂草藥用資源和觀賞資源，也為引種栽培提供一定的依據(jù)。