极小种群植物“川柿”生物学特性及种子萌发方法研究

刘燕琴，刘正宇，刘春雷，曹 敏，张 军

(1 重庆市药物种植研究所，重庆，408435；2 特色生物资源研究与利用川渝共建重点实验室，重庆，408435)

极小种群野生植物(plant species with extremely small populations，PSESP)指分布地域狭窄或呈间断分布，长期受到外界因素胁迫干扰而呈现的种群退化和数量持续减少，已经低于稳定存活界限的最小生存种群，难以维系其正常繁衍而濒临灭绝的野生植物种[1]。野生植物是生物多样性和生态系统的重要组成成分，保护极小种群野生植物对于延缓物种灭绝、促进生态系统可持续发展和保护生物多样性具有重要意义[2]。近年来，有关学者对重庆地区极小种群植物如缙云黄芩Scutellariatsinyunensis[3]、木波罗Artocarpusheterophyllus[4]、崖柏ThujasutchuenensisFranch.[5]、疏齿大厂茶(南川茶)Camelliatachangensis[6]等野生植物开展了人工繁育、迁地保护等科学研究，为极小种群植物有效保护提供了技术指导和示范。

川柿DiospyrossutchuensisYang，是植物学家杨衔晋于1941年在四川盆地东部岳池县的华蓥山白云庵发现，并命名新种“川柿”[7]。而后再未见川柿花、果的植株，导致《中国植物志》记载缺少川柿花器官部分。2016—2018年重庆市药物种植研究所刘正宇带领研究团队开展第四次全国中药材普查，在重庆市四面山新发现川柿，共6株，经中国科学院植物学家李振宇确认为川柿。川柿果可食用，果肉、果蒂均可入药，具生津止渴、润肠通便、辅助降血压等功效[8]。为了进一步保护和研究该物种，研究团队于2018—2020年开展了川柿生物学特性及其种子萌发方法研究，为资源保护、种群扩大与利用提供参考。

1 材料与方法

定期观测生物学特性并进行相关统计。

种子萌发方法试验，在川柿果实成熟期10月下旬采集果实进行试验。设置两种方法：(1)果实分别用保鲜袋装，室内放置(即果实后熟)0、30、45、60 d(果实由硬实变软，果肉由黄白变黄，然后变黑)，剥离果肉，去种子表面膜，清洗种子，采用50%～60%湿度河砂播种，室温5～18 ℃。(2)果实后熟60 d，取出种子分别采用赤霉素 300、600、1 000 mg/L溶液浸泡1 h，风干表面水分再采用50%～60%湿度河砂播种，室温5～18 ℃，分别统计萌发、出苗时间和出苗率，筛选适宜的种子萌发方法。

2 结果与分析

2.1 生物学特性

2018—2020年对重庆市四面山的6株川柿进行观测，结果见表1和表2。观察发现，川柿为常绿叶乔木，树皮灰色，有皱纹；嫩枝绿色，有小柔毛；上年生枝无毛或疏生小柔毛。叶革质，长圆形或椭圆状长圆形，长8～12 cm，宽2.8～4.7 cm，先端急尖，极少渐尖，基部圆形或近圆形；叶柄长6～10 mm，密被短柔毛；花白色，坛状，花瓣向后反卷，雄蕊4枚，雌蕊1枚，上位子房。当年开花、结果植株11—12月无新芽分化，见残存果蒂；第二年4—5月不见开花，11—12月再次见新分化的叶芽、花芽；第三年再次开花、结果。当前观测发现，川柿有隔年开花、结果现象，其原因和机理还有待进一步研究。

表1 川柿物候期

表2 不同年度川柿植株开花结果比较

果实直径(32.7±5.80) mm，单果质量(23.0±5.30) g(见表3)。果实腋生，单生；近球形、黄绿色，密被短柔毛；有果柄，密被柔毛，宿存萼裂片4片；单果种子数0～6粒，其中1/5的果实无种子。

表3 川柿果实特征

果实后熟，果肉变软，剥离果肉可获得种子，种子外包裹一层透明膜，种子黄褐色，种子肾形，平均纵径(19.71±1.27) mm，平均横径(10.58±1.39) mm，种子硬实，平均质量(1.07±0.103) g(见表4)，千粒重1 070 g。

川柿生物学相关图片见图1。

图1 川柿植株、花、果及种子

2.2 种子萌发方法比较

在川柿原生境调查未见实生苗，可能由于川柿种子在自然情况下萌发和成苗有障碍，因此开展种子萌发方法研究。试验结果看出，在河砂播种一段时间后，种子开始吸水膨胀，种皮逐步变软，生根后子叶出土；子叶脱落，露出嫩绿主干(带小芽)，长出真叶，叶柄、叶背绿色密被白色绒毛(见图2)。果实后熟时间对川柿种子萌发和出苗率均有显著影响，其中以后熟60 d处理效果较好，种子萌发时间短，萌发率高；果实未经后熟处理，即对照种子萌发时间久，萌发率低，在室内需7～8个月才出苗，出苗不整齐、出苗率低，可能种子有休眠现象。

图2 川柿种子萌发和出苗

果实后熟60 d后，不同浓度GA溶液浸泡种子处理可以缩短出苗时间，提高出苗率。其中以GA 600 mg/L浸泡1 h处理出苗率最高，为83.3%；其次为1 000 mg/L处理，出苗率为70.0%，且萌发时间最短(见表5)。

表5 果实不同后熟处理和种子浸泡GA处理的川柿种子萌发情况

3 结论及讨论

调查结果表明，川柿成年植株4—5月开花并发新芽，10月果实成熟，果实直径(32.7±5.80) mm，单果质量(23.0±5.30) g，种子肾形，千粒重约1 070 g；隔年开花、结果；果实后熟处理用河砂播种，种子可萌发，其中以后熟60 d处理的出苗率较高，为65%；果实后熟60 d后，GA 600 mg/L浸泡种子1 h处理的出苗率也较高，为83.3%。

当前发现的川柿植株仅为6株，其种群数量极小，这必将对其生存和发展不利。本研究表明，川柿为常绿叶乔木，有隔年开花、结果现象，原生境无种子苗；采用果实后熟60 d+剥离种子用GA 600 mg/L浸泡1 h，室内河砂播种可提高种子萌发率。

导致川柿种群规模极小可能原因是：成年川柿开花、结果有隔年现象，导致种子数量有限；而导致其隔年开花、结果可能由于生理[9]、植物激素影响[10-11]、营养影响[12]等内在因素，还需进一步研究。川柿种子自然条件下萌发率低，可能也是阻碍种群扩大的原因之一。研究中发现，在4个原生点，植株均有开花、结果，果实成熟掉落的现象，但植株周围均未见实生苗；可能野生环境无法提供种子萌发所需条件，也可能与种子有休眠特性有关。试验中发现，果实未经后熟处理剥离种子室内播种，种子萌发时间长，萌发率低；而果实后熟时间长的萌发率较高。这可能由于后熟时间长有利于种子充分后熟，种皮变软，从而有利于种子萌发。后熟处理对种皮、胚及种子内在激素影响也需要进一步研究。

果实后熟60 d+剥离种子用GA 600 mg/L浸泡1 h后，河砂室内播种可促进川柿种子萌发，与有的研究结果类似。有研究表明，赤霉素(GA)能打破种子休眠，促进种子萌发[13]；谭秋生等[14]研究多重处理对华重楼种子休眠解除的影响中发现，多重处理结合GA处理可促进种子萌发。

极小种群规模小导致其近亲交配更频繁，遗传多样性降低，进而导致其生殖生长发育存在潜在缺陷[15]，如“天目铁木”种子产量低，品质差；种子结构特点及内源营养物质、激素的限制造成其种子萌发条件苛刻，萌发率低，自然更新幼苗数量十分有限[16]。姚志等研究发现，极小种群野生植物濒危的内在原因主要是繁殖力低和竞争能力弱[17]。

综上所述，川柿种群极小，遗传多样性差，有隔年开花现象，种子数量有限。采用果实后熟剥离种子用GA溶液处理，室内河砂播种，可以缩短种子萌发时间并提高种子出苗率，为川柿种子繁殖法提供了参考。当前川柿的研究还处于初级阶段，为了进一步保护和发展它，急需开展繁殖生物学和遗传学特性等方面研究。