油用牡丹‘凤丹’种子层积过程中营养物质的代谢变化研究

作者：孙海燕; 李强; 朱铭玮; 李永荣; ***^*

来源：南京林业大学学报(自然科学版), 2021, 45(01): 70-78.

• ‘凤丹’
• 种子
• 休眠
• 种皮结构
• 种胚形态
• 生理生化指标

【目的】探索低温层积不同阶段油用牡丹‘凤丹’种子种皮结构、胚形态以及营养物质、酶活性的动态变化,为其休眠解除以及促进萌发提供理论参考。【方法】以低温层积5个阶段的‘凤丹’种子为材料,用扫描电镜(SEM)和体视显微镜观察种皮结构、种胚形态的变化,测定各层积阶段种子大小、吸水率的变化,同时测定种子中粗脂肪、可溶性蛋白、可溶性糖、淀粉含量的变化以及过氧化物酶(POD)、酸性磷酸酶(APA)活性的变化,分析营养物质含量、酶活性与‘凤丹’种子休眠解除的关系。【结果】‘凤丹’种皮不存在吸水障碍,浸种96 h时,吸水率为54.2%,达到吸水平衡。层积30 d时,种子纵径由8.97 mm显著增加至10.44 mm,增加了16.4%;横径由6.42 mm显著增加至8.87 mm,增加了15.0%;之后种子大小增加缓慢。SEM观察结果表明:种皮主要由角质层、栅栏层和薄壁细胞层3层结构组成,成熟种子、种皮栅栏组织中长柱状细胞排列整齐紧密,但栅栏层、薄壁细胞层中很多细胞间有较小的空隙;层积30 d后,角质层内侧出现了明显的孔洞,栅栏层细胞排列较之前疏松,透性加大。成熟种子的胚较小,层积30 d后子叶略有膨大,下胚轴略有增粗;胚根突破种皮后子叶进一步增大,胚根、下胚轴明显伸长和增粗,但上胚轴仍需层积2个多月才能得以延伸。‘凤丹’种子含油率高,层积处理前种子中粗脂肪含量占种子鲜质量的32.3%,是胚乳中的主要贮藏物质。种子休眠解除过程中,其可溶性糖含量呈下降—上升—下降的变化趋势,而淀粉、可溶性蛋白和粗脂肪含量则一直呈下降趋势;层积过程中,POD和APA活性逐渐增强。【结论】‘凤丹’种皮不存在吸水障碍,透水性不是限制种子萌发的重要原因;成熟的种子胚极小,需在10℃条件下层积一段时间,使胚进一步分化发育完全,完成生理后熟作用;胚根突破种皮后仍存在上胚轴休眠现象,需在5℃下低温层积较长时间以解除其休眠;层积过程中随着酶活性的不断增强,贮藏物质逐渐被分解,为种子的各种代谢活动提供能量,且粗脂肪的分解与转化是此过程中的主要供能物质。‘凤丹’种子层积过程中其生理生化指标的变化与种胚形态变化呈现高度的一致性。

• 单位
  南京绿宙薄壳山核桃科技有限公司; 南方现代林业协同创新中心; 南京林业大学