庐山植物园9种杜鹃花属植物种子萌发特性观测

李丹丹，陈陆丹，单 文，李晓花，王兆红，张乐华*

(1. 中国科学院庐山植物园，江西 庐山 332900； 2. 江西省植物迁地保护与利用重点实验室，江西 九江 332015)

杜鹃属(RhododendronL.)是杜鹃花科(Ericaceae)中最大的属，也是中国植物区系中的大属之一。杜鹃属植物一般为灌木或乔木，因其花大色艳、色泽丰富，具有极高的观赏和园林应用价值。杜鹃属植物一般分布于高海拔地区，限制了其开发利用。我国野生杜鹃花资源丰富，有15属，约757种[1]，但因其生长条件要求严格、扦插生根困难、组织培养难易保存基因纯度等原因限制了杜鹃花的保育工作。近年来，关于杜鹃花种子资源的研究较多，但有关杜鹃花属多个物种的萌发特性研究较少；而种子繁育因其操作简单、成本低、成活率高等特点仍然是目前杜鹃繁殖的主要方法。

庐山海拔均在1000米以上，植物种类丰富[2]，庐山植物园位于东经115°59’，北纬29°35’，是一座以植物的引种驯化为主的亚热带山地植物园，非常适宜杜鹃的生长。近些年来从国内外收集杜鹃花原生种328种(其中常绿杜鹃亚属171种，占世界总种数的66.02%)，本文以庐山植物园9个杜鹃属植物种子为试验材料，分析比较室温储藏下不同物种间的萌发特性差异，为扩大杜鹃属植物的数量和引种驯化提供理论依据，以期为杜鹃属植物野生资源的保护利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

杜鹃花种子于2018年采自中国科学院庐山植物园，分别为短脉杜鹃(Rhododendronbrevinerve)、云锦杜鹃(Rhododendronfortunei)、百合花杜鹃(Rhododendronliliiflorum)、广福杜鹃(Rhododendronkwangfuense)、桃叶杜鹃(Rhododendronannae)、红滩杜鹃(Rhododendronchihsinianum)、猴头杜鹃(Rhododendronsimiarum)、腺绒杜鹃(Rhododendronleptopeplum)、井冈山杜鹃(Rhododendronjinggangshanicum)，所有种子均为自然结实产物，选择籽粒饱满、大小均匀的种子风干后置于室温保存备用。

1.2 试验方法

1.2.1 种子长宽比及千粒重观测

9种杜鹃分别随机选取50粒种子测量种子的长和宽，并计算长宽比；种子千粒重测定方法为选取大小均匀、饱满杜鹃种子4000粒，分为四组，分别用电子天平测其重量(精度为0.01 mg)，并计算平均值。

1.2.2 种子萌发处理

取饱满、无病虫害的杜鹃花种子，用75%乙醇溶液消毒2 min，无菌水冲洗干净，采用培养皿滤纸法，将种子均匀摆放在双层滤纸的培养皿(直径9 cm)内，将种子至于25℃恒温光照培养箱中，12 h光照、12 h黑暗。试验前先将种子置于40℃蒸馏水中浸种处理2 h[3]，每个培养皿内100粒种子，重复3次。每隔24 h补充一次水分，以保持滤纸湿润。

1.3 指标测定

以胚根长度达种子长度的1/2为萌发标准，每隔24 h统计种子发芽情况，试验结束后取完全发育的幼苗测量其鲜重。统计计算种子发芽率(Gp)、发芽势(Ge)、发芽指数(Gi)、活力指数(Vi)。

Gp(%)=统计时间内萌发的种子总个数/试验所用种子总数×100%；

Ge(%)=日发芽种子最大时的发芽种子数/试验所用种子总数×100%；

Gi=Σ(Gt/Dt)，Gt为试验天数内萌发种子数，Dt为相对萌发天数；

Vi=Gi×Sx，Sx为幼苗平均质量，g[4]。

1.4 数据处理

采用 Excel 2003统计软件和Origin 9.0作图软件对数据进行处理和分析。

2 结果与分析

2.1 9种常绿亚属杜鹃种子千粒重和长宽比统计

9种杜鹃花种子性状参数如表1所示，9种杜鹃种子均较为细小，其中R.chihsinianum拥有最大粒长4.05 mm，是R.simiarum粒长的2.81倍；9种杜鹃粒宽为0.46～1.91 mm，其中R.fortunei种子最宽，R.simiarum种子最窄。长宽比分析发现，R.jinggangshanicum种子较为狭小，R.leptopeplum种子长宽比最大。R.annae种子千粒重最小(0.1337±0.008)g，R.fortunei种子最重，与其他几种杜鹃相比差异显著(P<0.05)，是R.annae的2.0倍；R.brevinerve与R.simiarum千粒重差异不显著(P>0.05)。9种杜鹃种子变异系数均超过10%，说明不同品种杜鹃种子表型存在显著差异。

2.2 不同杜鹃属植物种子萌发时间比较分析

9种杜鹃花萌发历程及试验结束时幼苗形态特征如图1和图2所示。不同杜鹃品种的初始萌发时间不尽相同，发芽持续时间也存在差异。在9个杜鹃品种种子萌发的25 d统计观察期中，R.simiarum、R.leptopeplum、R.liliiflorum萌发时滞较短，为7 d；R.fortunei和R.chihsinianum初始萌发时间较晚，分别为播种后第13、14 d。R.simiarum在萌发后第1 d达到萌发高峰，R.chihsinianum在萌发结束前4 d达到萌发高峰期，R.kwangfuense、R.brevinerve均在萌发后第4 d达到萌发高峰期，R.liliiflorum萌发高峰在第5 d，其余几种杜鹃萌发高峰期不明显。供试的9种杜鹃发芽持续时间为4～16 d，其中R.chihsinianum萌发持续时间最短，R.liliiflorum萌发持续时间最长，为16 d。

表1 9种杜鹃种子性状参数

注：图中不同字母表示差异显著，P=0.05。

图1 9种杜鹃花属植物萌发时间

2.3 不同杜鹃花属植物萌发特性比较分析

由图3、图4可知，不同杜鹃种子萌发率、发芽势存在差异。其中，R.liliiflorum种子发芽率最高，为47%，R.kwangfuense发芽率次之，为28%，R.chihsinianum发芽率最低，仅为3%。9种供试杜鹃种子发芽率高低依次为R.liliiflorum>R.kwangfuense>R.simiarum>R.fortunei>R.brevinerve≥R.leptopeplum>R.annae>R.jinggangshanicum>R.chihsinianum。不同杜鹃品种发芽势变化趋势与发芽率基本一致，R.liliiflorum发芽势最高，为32%，与除R.kwangfuense和R.simiarum外的6种杜鹃均呈差异显著，是R.jinggangshanicum发芽势的10.67倍，R.brevinerve、R.leptopeplum和R.annae发芽势相同，均为7%，差异不显著。

不同杜鹃花属植物种子萌发指数和种子活力变化趋势如图5、图6所示。9种杜鹃花萌发指数和种子活力变化趋势相同，供试杜鹃萌发指数大小比较依次为R.liliiflorum>R.kwangfuense>R.simiarum>R.fortunei>R.brevinerve≥R.leptopeplum>R.annae>R.chihsinianum>R.jinggangshanicum，除R.kwangfuense外，R.liliiflorum萌发指数与其他物种差异显著，萌发指数最高，为R.chihsinianum的10.39倍。R.kwangfuense和R.simiarum活力指数基本相同，均为0.75。R.liliiflorum活力指数最大，为1.21，R.jinggangshanicum活力指数最小，为0.14；R.kwangfuense与其他物种相比差异不显著；R.simiarum活力指数与除R.kwangfuense外的7个物种均呈显著性差异。

3 结论和讨论

有研究表明，种子大小与相对数量对杜鹃花种子的萌发参数和发芽时间具有一定的影响[5]，杜鹃花种子细小，本试验中千粒重仅为0.134～0.268 g之间，其中R.fortunei、R.annae千粒重低于已有报道[6-7]；且种子大小与发芽持续时间无显著相关性这可能与杜鹃的生存环境、种子采集后的贮存条件以及贮存时间有关。本研究发现种子发芽率和千粒重之间无明显关系，这与李畅[8]等研究结果一致，表明种子萌发可能主要受内部营养物质或遗传因素影响。9种杜鹃花种子在初始萌发期时日萌发量随时间增加呈上升的趋势，后期趋于平稳，种子达到最大萌发率。试验所用9种杜鹃种子的发芽率总体偏低，可能是与采摘后的贮藏条件及贮藏时间有关。与其他物种相比，R.liliiflorum在25℃环境下萌芽效果最好，在今后的种子育苗工作中可以加以考虑；R.chihsinianum、R.jinggangshanicum萌发情况与基质栽培相比较不理想[9]。

图2 9种杜鹃属植物发芽情况示意图

图3 不同杜鹃花属植物种子发芽率比较分析

图4 不同杜鹃花属植物种子发芽势比较分析

图5 不同杜鹃花属植物种子萌发指数比较分析

图6 不同杜鹃花属植物种子活力指数比较分析

中国是世界杜鹃花的起源与现代分布、分化中心，有野生种572种(特有种420余种)[10]。目前杜鹃品种扩繁主要有种子、组培、扦插及嫁接四种繁殖方法，而植物在自然条件下的发芽状况最能反映此种植物的生存能力。发芽率、发芽势、发芽指数等是反映种子发芽的速度和质量的重要指标[11]。本文通过对25℃恒温条件下杜鹃的萌发特性比较分析后发现，9种杜鹃萌发特性存在一定的差异，发芽率、发芽势发芽指数和种子活力变化趋势基本相同，可以初步得出结论9种杜鹃花萌发能力为R.liliiflorum>R.kwangfuense>R.simiarum>R.fortunei>R.brevinerve>R.leptopeplum>R.annae>R.chihsinianum>R.jinggangshanicum。且试验中云锦杜鹃、井冈山杜鹃均为江西省Ⅲ级野生保护植物，在今后的育苗工作中，可以借助此研究结果在杜鹃花的繁育工作中为不同种类杜鹃选择最适育种方法，提升杜鹃花的育苗率，为杜鹃花种质资源的保存与利用具有一定的参考意义。另外，杜鹃种子的萌发不仅受外部条件如种源、温度、水分、光照、激素、采集时间、海拔高度等条件作用[12-17]，还与自身种子的含水量、营养物质含量及萌发抑制物等因素有关[18-20]，对种子质量及适应性进行评估可有效提升种子的发芽率。如何进一步完善试验体系，以发现不同种杜鹃的最适萌发条件，从而提高杜鹃种子繁育的推广还需要作进一步的研究。