1. 研究目的与意义
加拿大紫荆(cerciscanadensisl.)属于苏木科,紫荆属,落叶丛生灌木或小乔木,原产美国,分布于美国东部、中西部。花、果、枝均有观赏价值,早春开粉紫色或白色花,果实为典型的棕红色荚果,常经冬不落。加拿大紫荆木材纹理直,结构细,可供家具、建筑等使用。加拿大紫荆树皮,活血通经,消肿解毒,用于风寒湿痹,经闭,血气痛,喉痹,淋证,痈肿,癣疥,跌打损伤,蛇虫咬伤。加拿大紫荆树干用于活血,通淋,痛经,瘀血腹痛,淋证。加拿大紫荆花,清热凉血,祛风解毒,风湿筋骨痛,鼻中疳疮。加拿大紫荆果实可用于治疗咳嗽,孕妇心痛。
加拿大紫荆以播种繁殖为主,然而该种子具有明显的休眠特性,种皮透性差,成熟种子在适宜条件下很难吸水、发芽,因此目前生产中育苗前要求进行种子处理,一般有两种处理方法:层积处理和物理方法。有研究表明,加拿大紫荆种皮透性差是造成种子休眠的主要原因之一。
本次研究通过实验来确定加拿大紫荆种子的吸水位点并测定不同位点的吸水情况,探讨加拿大紫荆种子的吸水机制,同时希望借助扫描电镜技术,对加拿大紫荆种子成熟过程中种皮超微结构进行观察与分析,进而探讨种皮结构、种子吸水机制以及解除种子休眠三者之间的联系,为该种子在生产中的广泛应用提供一定的理论基础。
2. 国内外研究现状分析
通过研究,我们知道种皮的基本结构可分为四层,从外到里依次是角质层、表皮层、表皮下层以及内部薄壁细胞层。
对于硬实性种子休眠的原因,其透水性差的原因存在多种说法:有人认为是由于角质层下面存在栅状厚壁细胞,有的认为栅状厚壁细胞有不透水层,而有的则认为是厚壁细胞与胚乳层之间存在不透水的化学物质。郭学民等人在对合欢种子硬实性与萌发特性及种皮微形态与结构特征的研究也表明了合欢种皮对种子的吸胀作用具有明显的机械障碍作用,并且引起合欢种皮透性的因素可能位于种皮的角质层、厚壁的栅栏层以及骨状石细胞层。不少研究认为休眠的解除与种皮的化学结构有关,如胼胝质、胶质、酚类等一些内部疏水性物质的变化可能与种子休眠状态的转变有关。还有研究表明,硫酸、热水或野外层积等均可有效破除豆科种子的物理性休眠。也有人研究认为,种皮具有发达的角质层是种子休眠的主要原因,角质层的厚度决定了休眠程度。傅强等认为研究发现热水浸泡可以软化种皮,去掉种皮表层的蜡质和油脂,增强种皮透性并能浸出发芽抑制物,进而促进萌发。滇青冈(cyclobalanopsisglaucoides)种子经40℃处理,发芽率从18.0%提高到74.5%
运用染色法探究种子吸水途径的研究有很多,bertram等利用核磁共振图像来确定烟草种子吸水部位。有研究表明,种子吸水位点在种子解除休眠过程中会发生一定变化,如胡小文在研究豆科植物种子休眠时通过用凡士林密封种子表面不同部位后种子吸水曲线的绘制及比较来检测种子吸水位点及不同位点吸水情况。hamlydh认为,种脊的结构较为薄弱,容易受外力影响,与种子的休眠破除密切相关。burnsre研究认为种脐可能是种子休眠破除后的初始位点,如羽扇豆种子经过硫酸处理后,只通过种脐部位吸水而不是种脊。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
1、试验材料:以加拿大紫荆种子为材料,将其置于5℃冰箱储藏。
2、种皮结构观察:用扫描电镜观察加拿大紫荆种子种皮的超微结构,观察种皮各主要部位结构的差异。
4. 研究创新点
本次研究确定加拿大紫荆种子的吸水位点并测定不同位点的吸水情况,探讨加拿大紫荆种子的吸水机制,同时通过扫描电镜技术,对加拿大紫荆种子成熟过程中种皮超微结构进行观察与分析,进而探讨种皮结构、种子吸水机制以及解除种子休眠三者之间的联系,为该种子在生产中的广泛应用提供一定的理论基础。
