張鴿香　孟玲玲

摘要：美國(guó)流蘇種子在自然狀態(tài)下需要18個(gè)月才能萌發(fā)，研究表明濃硫酸處理種子可以有效提高種子萌發(fā)率。通過(guò)對(duì)美國(guó)流蘇種子進(jìn)行2、4、6、8 h的酸蝕處理，對(duì)其進(jìn)行種殼結(jié)構(gòu)的掃描觀察和胚乳內(nèi)含物透射觀察，發(fā)現(xiàn)隨著酸蝕時(shí)間的增加，種殼表面角質(zhì)層被逐漸腐蝕，結(jié)構(gòu)越來(lái)越疏松。酸蝕時(shí)間為2～4 h時(shí)，可以一定程度上增加種殼通透性，但是胚乳內(nèi)部物質(zhì)沒有明顯轉(zhuǎn)變；6 h時(shí)，種殼表面角質(zhì)層幾乎全部脫落，脂滴降解明顯，出現(xiàn)空泡區(qū)域；8 h時(shí)，脂滴進(jìn)一步降解，細(xì)胞內(nèi)幾乎全被空泡占據(jù)。結(jié)果表明：濃硫酸處理可以增加種子的通透性，且處理時(shí)間達(dá)到6 h甚至 8 h 時(shí)會(huì)對(duì)美國(guó)流蘇種子胚乳中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解有促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：美國(guó)流蘇；種子；酸蝕處理；萌發(fā)；種子結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)： S685.990.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-1302（2015）10-0245-02

美國(guó)流蘇（Chionanthus virginica）為木犀科（Oleaceae）流蘇樹屬（Chionanthus）植物[1]，原產(chǎn)美國(guó)東南部，是優(yōu)良的木本觀賞樹種，具有很高的觀賞和藥用價(jià)值。它花色潔白、花香四溢、花量大、花瓣纖細(xì)、花期長(zhǎng)、葉色美麗、抗逆性強(qiáng)，在北美地區(qū)可廣泛應(yīng)用于庭院、公園和道路綠化。另外，美國(guó)流蘇樹樹皮、根皮含有環(huán)烯醚萜類成分，具有很高的藥用價(jià)值[2]，但由于美國(guó)流蘇種子具有休眠特性[3]，給引種、繁殖和進(jìn)一步推廣帶來(lái)很多困難和不便。濃硫酸處理是打破種子休眠的一種方法，且在很多實(shí)例上得到了很多的證明[4-5]。本研究對(duì)不同時(shí)間濃硫酸處理對(duì)種子內(nèi)部發(fā)生的影響進(jìn)行探討，為美國(guó)流蘇種子休眠機(jī)制的研究和休眠的解除提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與材料處理

2012年12月，于美國(guó)進(jìn)口當(dāng)年產(chǎn)的美國(guó)流蘇樹種子。將種子進(jìn)行酸蝕處理，處理時(shí)間分別為2、4、6、8 h，后都經(jīng)流水沖洗24 h；并以清水作對(duì)照，然后取樣，于解剖鏡下，觀察不同時(shí)間的濃硫酸處理對(duì)種子結(jié)構(gòu)的影響。

1.2 種子結(jié)構(gòu)的電鏡觀察

1.2.1 種殼結(jié)構(gòu)的掃描觀察 分別對(duì)種殼表面和橫切面進(jìn)行觀察，各個(gè)處理分別取樣。種殼進(jìn)行掃描電鏡觀察前處理：4.0%戊二醛固定→磷酸緩沖液清洗→乙醇梯度脫水→臨界點(diǎn)干燥→噴金→QVANTA 200型掃描電子顯微鏡觀察。

1.2.2 胚乳內(nèi)含物的透射觀察 觀察部位為胚根周圍的胚乳，各個(gè)處理分別取樣。胚乳前處理及觀察流程：4.0%戊二醛固定→磷酸緩沖液清洗→鋨酸固定→磷酸緩沖液清洗→脫水→包埋→固化→切片→醋酸鈾染色→檸檬酸鉛染色→JGM-1400 型透射電鏡觀察胚乳內(nèi)含物成分→記錄和拍照。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同酸蝕時(shí)間種殼結(jié)構(gòu)掃描

2.1.1 種殼結(jié)構(gòu)的掃描觀察 種子經(jīng)酸蝕后，種皮結(jié)構(gòu)會(huì)一定程度上被破壞，種殼變薄且結(jié)構(gòu)疏松。美國(guó)流蘇種子經(jīng)酸蝕處理后，外表面變黑、碳化，種殼的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了很多變化。隨著酸蝕時(shí)間的增加，種殼表面角質(zhì)層逐漸脫落，出現(xiàn)了越來(lái)越多的裂痕，表面結(jié)構(gòu)越來(lái)越疏松。酸蝕處理后將種殼結(jié)構(gòu)在電鏡下進(jìn)行觀察。未經(jīng)處理的種子表面較為光滑，角質(zhì)層比較厚（圖1-a），種殼厚度約為0.71 mm，由3部分結(jié)構(gòu)組成，最外側(cè)由縱向排列的纖維細(xì)胞構(gòu)成，結(jié)構(gòu)比較緊密，約0.20 mm；中間由橫向排列的多層薄壁細(xì)胞構(gòu)成，約0.35 mm；內(nèi)側(cè)為多層豎向緊密排列的纖維細(xì)胞，約0.16 mm（圖1-b）。

濃硫酸處理2 h后，角質(zhì)層部分脫落，種殼厚度變薄，約為0.55 mm，種皮表面出現(xiàn)較深的裂痕，最外層縱向排列的纖維細(xì)胞已經(jīng)開始部分脫落，層數(shù)減少（圖1-c、圖1-d）；

濃硫酸處理4 h后，角質(zhì)層大面積脫落，種殼厚度變薄，約為0.44 mm，且種殼表面的裂痕越來(lái)越深，內(nèi)部的結(jié)構(gòu)也開始被腐蝕，最外層的纖維細(xì)胞結(jié)構(gòu)仍在變?。▓D1-e、圖1-f）；

濃硫酸處理6 h后，種殼表面裂痕繼續(xù)加深，角質(zhì)層幾乎已經(jīng)脫落，種殼厚度變?yōu)榧s0.28 mm，最外層的纖維細(xì)胞幾乎已經(jīng)完全被腐蝕，且中間薄壁細(xì)胞層厚度開始減少（圖1-g、圖1-h）。

濃硫酸處理8 h后，肉眼可見1層薄薄的淡黃色木質(zhì)化種殼，且種殼表面出現(xiàn)了很明顯的腐蝕坑，可看到更深部的種殼內(nèi)部，且種殼厚度變薄，僅為0.18 mm（圖1-i、圖1-j），結(jié)構(gòu)更加疏松。

酸蝕處理表明美國(guó)流蘇種子種殼很厚很堅(jiān)硬，且隨著處理時(shí)間加長(zhǎng)，角質(zhì)層逐漸被腐蝕，表面也變得坑坑洼洼，裂縫越來(lái)越深，說(shuō)明濃硫酸處理可以增加種子的透水透氣性。

2.2 不同酸蝕時(shí)間胚乳內(nèi)含物的透射觀察

由圖2可見，隨著酸蝕處理時(shí)間的增加，胚乳細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生

了明顯的變化，細(xì)胞壁不斷變薄，細(xì)胞內(nèi)含物不斷減少。未經(jīng)酸蝕的對(duì)照組，細(xì)胞核清晰可見，存在大量的脂滴和高電子致密物質(zhì)，排列十分緊密，作為胚乳中的主要貯藏物質(zhì)，提供種子在萌發(fā)過(guò)程中所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。并含有一定數(shù)量的線粒體，存在空腔區(qū)域，內(nèi)有一些絮狀物質(zhì)（圖2-a、圖2-b）；酸蝕2 h后，細(xì)胞核仍舊清晰可見，線粒體也沒有降解，變化不明顯，空腔區(qū)域絮狀物有所增加（圖2-c、圖2-d）；酸蝕4 h時(shí)，仍然存在少量的線粒體，且脂滴的形狀開始模糊，并有溶解的跡象（圖2-e、圖2-f）；酸蝕6 h后，局部區(qū)域部分細(xì)胞壁斷裂（圖2-g畫圈部分），細(xì)胞器開始降解，脂滴的形狀發(fā)生變化，開始降解，并形成空泡區(qū)域（圖2-g、圖2-h）；酸蝕8 h后，細(xì)胞內(nèi)部存在著輕微的質(zhì)壁分離現(xiàn)象，線粒體消融，大部分的細(xì)胞器和脂滴開始降解聚集在一起，并且形成面積較大的空泡區(qū)域。說(shuō)明濃硫酸處理對(duì)美國(guó)流蘇種子胚乳細(xì)胞中的脂類分解有促進(jìn)的作用，可以促進(jìn)種子萌發(fā)所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解。

3 結(jié)論

美國(guó)流蘇種殼結(jié)構(gòu)的電鏡掃描圖像說(shuō)明， 未經(jīng)濃硫酸處理的種殼表面較光滑，角質(zhì)層較厚，種殼由3層結(jié)構(gòu)組成，纖維細(xì)胞和薄壁細(xì)胞呈垂直方向排列，說(shuō)明種殼結(jié)構(gòu)較致密，且種殼經(jīng)濃硫酸8 h處理后仍有1層薄薄的種殼，進(jìn)一步驗(yàn)證了種殼比較堅(jiān)硬。隨著濃硫酸處理時(shí)間延長(zhǎng)，種殼表面的角質(zhì)層逐漸被腐蝕，厚度不斷變薄，表面逐漸變得凹凸不平，木質(zhì)化結(jié)構(gòu)愈加疏松，說(shuō)明濃硫酸處理可增強(qiáng)種子通透性[7]。endprint

通過(guò)透射圖像可知，胚乳細(xì)胞內(nèi)含有大量的高電子密度致密物質(zhì)和脂滴，排列十分整齊，是為種子萌發(fā)提供營(yíng)養(yǎng)的主要貯藏物質(zhì)。濃硫酸處理2 h胚乳細(xì)胞內(nèi)沒有明顯變化，4 h時(shí)脂體有溶解的跡象，仍存在少量細(xì)胞器；6 h時(shí)胚乳細(xì)胞內(nèi)局部區(qū)域部分細(xì)胞壁斷裂，脂滴開始分解，出現(xiàn)空泡區(qū)域（形成液泡的過(guò)程[8]）；隨著酸蝕時(shí)間的延長(zhǎng)，到8 h時(shí)，細(xì)胞內(nèi)形成面積較大的空泡區(qū)域，整個(gè)胚乳細(xì)胞幾乎被空泡占據(jù)，且脂滴也進(jìn)一步降解，聚集在一起。

由上述結(jié)果可以得出，美國(guó)流蘇種子酸蝕后表面變黑、碳化，結(jié)構(gòu)變疏松。當(dāng)處理2～4 h時(shí)，種殼表面變得坑坑洼洼，在一定程度上增加了種殼表面通透性，但對(duì)胚乳內(nèi)含物的轉(zhuǎn)變促進(jìn)效果不明顯；而酸蝕處理達(dá)到6～8 h后，不僅種殼表面的角質(zhì)層被腐蝕掉，且中間薄壁細(xì)胞層也開始脫落，且結(jié)構(gòu)愈加疏松，進(jìn)一步促進(jìn)胚乳細(xì)胞內(nèi)脂滴的降解，空泡區(qū)域產(chǎn)生，為種胚生長(zhǎng)萌發(fā)提供了所需養(yǎng)分。

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