不同红松无性系种子形态、松多酚含量及播种育苗差异研究

张玲 张东来

摘要：  以8个红松无性系种子为试验材料，对不同红松无性系种子的形态特征、松多酚成分含量及种子萌发特征进行分析比较。结果表明，不同红松无性系种子的长度、种子千粒重和松多酚含量差异不显著，种子宽度差异显著。124#无性系种子长度最大，066#种子最宽，118#千粒重最大，179#和119#总松多酚含量最高。种子长与种壳松多酚含量、种皮松多酚含量均呈负相关，种子宽与种壳松多酚含量、种皮松多酚含量均呈负相关，千粒重与种壳松多酚含量、种皮松多酚含量均呈负相关。179#、119#和124#无性系秋季播种出苗率最高，可为坚果林红松优良种质的选育提供优良种质材料，为坚果园和高世代种子园营建奠定基础。

关键词：  红松;  种子形态;  松多酚;  无性系;  播种

中图分类号：   S 791. 247               文献标识码：   A                文章編号：1001 - 9499（2021）05 - 0001 - 04

树木种子是后代生长繁育的遗传基础，其形态和品质是生产效益、经济效益和社会效益最重要的影响因素[ 1， 2 ]。种子形态是一种较稳定的性状，是长期适应环境和不断进化的产物，不同种源间种子品质的差异在许多树种中都已得到了验证。红松（Pinus koraiensis）又称“果松”，是东北林区最具有发展前途的乡土果用经济林树种之一[ 3， 4 ]。目前针对红松种子开展了大量研究，主要集中在种子休眠和萌发、形态与成分遗传变异以及成分解析等方面，针对红松种子形态与品质关系研究相对较少[ 5， 6 ]。有研究证明红松种子本身的遗传变异性比较丰富，其种实性状变异在不同种子园间具有明显差异，无性系间种实性状也存在较大变异[ 7 ]。

松属植物中含有松多酚、生物碱、多糖、不饱和脂肪酸等多种活性成分，具有抗氧化、抗肿瘤、调节免疫及抗菌等生物活性。松多酚是分布于松科植物树皮、籽壳、果仁、松针、球果的多酚类化合物。研究表明，松壳多酚可影响肿瘤细胞周期的进程，将其阻滞于G0/G1期，对于HT29结肠癌细胞具有下调Bcl-2基因、上调Bax基因表达的效应，并与肿瘤细胞的糖代谢过程相关[ 8， 9 ]。多酚类物质对植物的色泽、果实品质、果实风味等有较大的影响[ 10 - 15 ]。

酚类物质是种子发芽的抑制物，酚酸物质影响植物生长发育的典型表现为抑制种子的萌发，破坏根系或其他分生组织，改变植物的生理生化性状，从而阻碍幼苗生长[ 16 ]。种子萌发过程中，酚类化合物被大量合成，使抗氧化能力增强。但是，对于红松种子萌发过程中酚类化合物动态变化的研究报道不多。本研究从形态学、生理学角度出发，研究不同红松无性系种子形态、松多酚含量及种子萌发差异，以期找到种子形态与品质性状的关系及出苗率的差异，为果用红松优良种质筛选与评价提供支撑。

1 试验材料与方法

1. 1 试验材料

试验材料来自黑龙江省苇河林业局青山种子园。青山种子园于1979年营建，接穗来自鹤北林业局红松优树。种子园位于127°55'59.2″E，45°06'28.2″N，海拔300 m，年均温2.3 ℃，年降雨量666.1 mm。于2019年10月30日采摘球果，采摘系号为043#、066#、117#、118#、119#、124#、148#、179#，每个系号采集10枚，将采集到的球果按照不同杂交组合分别进行脱粒处理，冷冻沙藏保存。

1. 2 测定方法

将参试种子样品充分混匀后，从中随机抽取30粒种子，使用电子数显游标卡尺，精确度为0.01 mm，测定每一粒种子的长度、宽度，然后计算种子的平均长度、宽度。单个球果脱粒后得到种子重，用分析天平称重。依据国家标准《草种子检验规程重量测定》中有关种子重量的测定方法，从参试种子样品中分别随机抽取100粒种子作为一个重复，共抽取10个重复，使用电子天平分别称取每一重复种子的重量，精确至0.001 g，计算出1 000粒种子的平均重量和变异系数，当重复间的变异系数未超出规定，换算出种子的千粒重。松多酚测定方法采用Folin-Ciocalteu法。

1. 3 播种育苗

播种育苗采用春季播种和秋季播种对比研究，秋季播种时间为2018年11月下旬，春季播种时间为2019年4月下旬。2019年6月中旬，统计出苗率。

1. 4 数据处理

采用Excel和SPSS19.0进行数据统计与处理，origin9.0作图。采用单因素方差分析法（one-way ANVOVA）和Duncan法进行方差分析和多重比较α=0.05。图表中数据为平均值±标准差。

2 结果与分析

2. 1 不同红松无性系种子形态差异

由不同红松无性系种子形态指标（图1）可以看出，种子平均长15.698±1.34 mm，8个无性系间差异不显著（F=1.605，P=0.136），种子长最大的是124#无性系，为16.502±0.954 mm，119#种子长最小，为14.962±1.807 mm;种子平均宽10.08±1.743 mm，8个无性系间差异显著（F=2.835，P=0.008），066#种子最宽，为11.939±1.743 mm，11#最窄，为8.221± 1.571 mm，说明同一种源地相同嫁接年龄的红松无性系种子差异主要体现在种子宽上。8个红松无性系种子平均千粒重630.38±48.96 g，千粒重最大的是118#无性系，为678 g，其次为066#无性系，为675±35.68 g，千粒重无性系间差异不显著。

2. 2 不同红松无性系间种子松多酚含量差异

由不同红松无性系种子松多酚含量（图2）可以看出，179#无性系松多酚含量最高，其次为119#无性系，148#松多酚含量最低。

由不同红松无性系种子的种皮、种壳、种仁松多酚含量（图3）可以看出，种壳松多酚含量最高的是179#，其次为119#，148#含量最低。种皮含量结果不同，148#松多酚含量最高，其次为117#，118#含量最低。种仁松多酚含量表现为124#最高，其次为066#，117#含量最低。179#和119#无性系表现出平均松多酚含量高、选择潜力大，说明该无性系遗传多样性丰富可能更容易挖掘高多酚含量的特异资源。

由种子形态特征与松多酚含量相关性分析结果（表1）可以看出，不同红松无性系种壳松多酚含量与整个种子松多酚含量相关性最大为0.932（P=0.001），种皮松多酚含量与整个种子松多酚含量相关性最大，种壳松多酚含量与种皮总酚含量相关性为0.718（P=0.045），不同无性系与千粒重为负相关，相关系数为-0.720（P=0.044），種壳松多酚含量与无性系相关性较大，相关系数为0.451。种子长与种壳松多酚含量、种皮松多酚含量均呈负相关，相关系数为-0.471和-0.414，说明种子越长，种壳和种皮松多酚含量越小。种子宽与种壳松多酚含量与种皮松多酚含量呈负相关，相关系数为-0.444和-0.526。千粒重与种壳松多酚含量和种皮松多酚含量均呈负相关，相关系数为-0.582和-0.671，说明千粒重越大种壳和种皮松多酚含量越小。

2. 3 不同红松无性系种子萌发特征差异

对苇河青山种子园红松不同无性系种子进行播种试验，采用春季播种和秋季播种对比研究，2018年秋季播种时间为11月23日，2019年春季播种时间为4月28日。由不同无性系种子出苗率（表2）可以看出，红松不同无性系春季播种和秋季播种出苗率差异显著，春季播种出苗率平均44.18%，秋季播种出苗率平均74.54%。其中，苇河079#、124#和119#种子出苗率均达到80%以上。

酚酸类化合物对种子的生长具有化感自毒作用，其化感作用总体表现为抑制的趋势。由不同无性系种子松多酚含量与种子不同时间萌发相关性分析（表3）可以看出，松多酚含量与种子春播萌发率呈负相关，与红松秋播萌发率呈正相关，说明在秋季低温情况下，松多酚活性没有启动，没有影响种子萌发，这也证明红松种子适宜秋季播种。

3 结论与讨论

3. 1 苇河青山种子园8个红松无性系种子平均长15.698±1.34 mm，8个无性系间差异不显著;种子平均宽10.08±1.743 mm，8个无性系间差异显著;种子千粒重630.38±48.96 g，8个无性系间差异不显著。

3. 2 苇河8个不同红松无性系松多酚含量最高的是179#无性系，148#松多酚含量最低。种壳松多酚含量最高的是179#，148#最低。种皮松多酚含量最高的是148#，118#最低。种仁松多酚含量最高的是124#，117#最低。179#和119#无性系表现出平均松多酚含量高、选择潜力大，说明该无性系遗传多样性丰富可能更容易挖掘多酚含量高的特异资源。

3. 3 不同红松无性系春季播种和秋季播种出苗率差异显著，春季播种出苗率平均44.18%，秋季播种出苗率平均74.54%。其中，苇河079#、124#和119#种子出苗率均达到80%以上。

3. 4 通过红松种子松多酚含量研究发现，179#和119#种子松多酚含量最高，179#和119#种子发芽率也是最高，达到84.88%和80%。我们初步认为，红松种子松多酚含量与种子萌发有一定的关系，不同无性系在无外源物质激活的情况下，种子萌发过程的次生代谢产物合成和含量上的差异是导致种子休眠的内在因素。

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第1作者简介：  张玲（1977-），  女，  博士，  副研究员，  研究方向：  植物学。

通讯作者：  张东来（1977-），  男，  硕士，  副研究员，  研究方向：  森林培育。

收稿日期： 2021 - 04 -  08

（责任编辑：   王 岩）