专利名称：准噶尔无叶豆种子物理性休眠释放的人工方法
技术领域：
本发明涉及一种用于沙丘稀有植物准噶尔无叶豆种子物理性休眠释放的人工方法。
背景技术：
沙丘稀有植物准噶尔无叶豆种子存在物理性休眠现象，其野外种群实生苗少，罕有幼苗建成，种子物理性休眠是阻碍种群更新的重要环节。为了有效完成人工恢复种群更新，破除其种子物理性休 眠是关键。然而目前，关于破除准噶尔无叶豆种子物理性休眠最佳人工方法，并无固定的、有效方法；并且“水口”是种子物理性休眠破除最薄弱的部位，水口的开裂以及随后的种子吸涨是物理性休眠打破的标志。但目前，该种水口部位及其组织学界定尚无任何的报道。本发明在于筛选破除准噶尔无叶豆种子物理性休眠的最佳方法，并界定破除种子物理性休眠的最薄弱部位_ “水口”。
发明内容
本发明的目的是，提供一种用于沙丘稀有植物准噶尔无叶豆种子物理性休眠释放的人工方法，该方法将新鲜成熟的准噶尔无叶豆种子，用热水或浓硫酸进行浸泡处理，然后按常规方法检验种子的吸涨率及吸水曲线，并利用扫描电镜实时观察经处理后的种子吸涨过程及其组织学变化，最终确定休眠破除最薄弱部位，即“水口”的部位。该方法能高效、快速打破种子物理性休眠，具有省时省力、操作简便、效率高的特点，可打破自然种群更新的限制瓶颈-种子萌发率低。本发明界定种脐为准噶尔无叶豆种子吸涨过程中最薄弱部位 (即“水口”)，种脐首先开裂，随后种阜破裂，水分大量进入种子完成吸涨过程，实现物理性休眠的释放。本发明所述的准噶尔无叶豆种子物理性休眠释放的人工方法，按下列步骤进行a、将新鲜成熟的准噶尔无叶豆种子，用热水或浓硫酸进行浸泡处理，然后按常规方法检验种子的吸涨率及吸水曲线，其中热水温度90-100°C，浸泡时间为15-20min，浓硫酸浓度为98%，浸泡时间28-32min ；b、将步骤a浸泡后的种子利用扫描电镜实时观察热水和浓硫酸处理后的种子吸涨过程及其组织学变化，最终确定休眠破除最薄弱部位，即“水口”的部位。步骤a种子的吸涨率分别为热水27. 11 士5. 4%，浓硫酸100%。本发明所述的准噶尔无叶豆种子物理性休眠释放的人工方法，该方法通过选择自来水、热水、氢氧化钠溶液、人工划破(用砂纸打磨直至种皮破损)、浓硫酸等处理，检验种子的吸涨率及吸水曲线，其吸涨率分别为3. 3士 1. 2%，27. 11 士5. 4%，3. 41 士 1. 0%，100%， 100%，吸水曲线显示，随着时间推移，人工划破和浓硫酸处理的种子吸涨曲线升高最快，热水处理的种子吸涨曲线居中，自来水和氢氧化钠溶液对种子吸涨无显著影响，说明人工划破和浓硫酸能彻底有效的打破种子物理性休眠，但是因为人工划破费时费力，所以最佳打破种子物理性休眠的方法是浓硫酸处理。再利用扫描电镜实时观察，并从组织学角度界定该种种子休眠释放过程中最薄弱部位-“水口 ”表明热水处理和浓硫酸处理可打破准噶尔无叶豆种子物理性休眠。其中，浓硫酸处理方法能高效、快速打破种子物理性休眠，具有省时省力、操作简便、效率高的特点，可打破自然种群更新的限制瓶颈-种子萌发率低。本发明界定种脐为准噶尔无叶豆种子吸涨过程中最薄弱部位(即“水口”)，种脐首先开裂，随后种阜破裂，水分大量进入种子完成吸涨过程，实现物理性休眠的释放。
图1为本发明种子的吸涨图，其中+人为划破、―吣自来水、^^浓硫酸、 热水、J一氢氧化钠。图2为本发明浓硫酸处理后，通过扫描电镜观察种子表面的组织形态结构变化图，其中A 新鲜成熟的完整种子；B 新鲜成熟种子的种皮(300um) ；C 新鲜成熟种子的种皮(IOOum)D 浓硫酸处理aiiin后的种脐；E 浓硫酸处理^iiin后的种阜；F 浓硫酸处理 5min后的种脐；G 浓硫酸处理5min后的种阜；H 浓硫酸处理IOmin后的种脐；I 浓硫酸处理IOmin的种阜J 浓硫酸处理15min的种脐；K 浓硫酸处理15min的种阜(300um) ；L 浓硫酸处理15min的种阜(IOOum) ；M 浓硫酸处理20min的种脐；N 浓硫酸处理20min的种阜；0 浓硫酸处理30min的完整种子；P 浓硫酸处理30min的种脐(300um) ；Q 浓硫酸处理 30min的种脐(IOOum) ；R 浓硫酸处理30min的种皮图3为本发明热水(95°C)处理后，通过扫描电镜观察种子表面的组织形态结构变化图，其中A 热水处理5min的种脐；B 热水处理5min的种阜；C 热水处理IOmin的种脐； D 热水处理IOmin的种阜；E 热水处理20min的种脐；F 热水处理20min的种阜。
具体实施例方式以下结合附图进一步描述并给出实施例实施例1a、将新鲜成熟的准噶尔无叶豆种子，用热水进行浸泡处理，然后按常规方法检验种子的吸涨率及吸水曲线，其中热水温度90°C，浸泡时间为15min，种子的吸涨率为 27. 11 士5. 4% ；b、将步骤a浸泡后的种子利用扫描电镜实时观察热水处理后的种子吸涨过程及其组织学变化，最终确定休眠破除最薄弱部位，即“水口，，的部位。实施例2a、将新鲜成熟的准噶尔无叶豆种子，用浓硫酸进行浸泡处理，然后按常规方法检验种子的吸涨率及吸水曲线，其中浓硫酸浓度为98%，浸泡时间^min，种子的吸涨率为浓硫酸100% ；b、将步骤a浸泡后的种子利用扫描电镜实时观察浓硫酸处理后的种子吸涨过程及其组织学变化，最终确定休眠破除最薄弱部位，即“水口，，的部位。实施例3a、将新鲜成熟的准噶尔无叶豆种子，用浓硫酸进行浸泡处理，然后按常规方法检验种子的吸涨率及吸水曲线，其中浓硫酸浓度为98%，浸泡时间30min，种子的吸涨率为浓硫酸100% ；
b、将步骤a浸泡后的种子利用扫描电镜实时观察浓硫酸处理后的种子吸涨过程及其组织学变化，最终确定休眠破除最薄弱部位，即“水口，，的部位。实施例4a、将新鲜成熟的准噶尔无叶豆种子，用热水进行浸泡处理，然后按常规方法检验种子的吸涨率及吸水曲线，其中热水温度95°C，浸泡时间为18min，种子的吸涨率为热水 27. 11 士5. 4% ；b、将步骤a浸泡后的种子利用扫描电镜实时观察热水处理后的种子吸涨过程及其组织学变化，最终确定休眠破除最薄弱部位，即“水口，，的部位。实施例5a、将新鲜成熟的准噶尔无叶豆种子，用热水进行浸泡处理，然后按常规方法检验种子的吸涨率及吸水曲线，其中热水温度100°c，浸泡时间为20min，种子的吸涨率分别为热水 27. 11 士5. 4% ；b、将步骤a浸泡后的种子利用扫描电镜实时观察热水处理后的种子吸涨过程及其组织学变化，最终确定休眠破除最薄弱部位，即“水口，，的部位。实施例6a、将新鲜成熟的准噶尔无叶豆种子，用浓硫酸进行浸泡处理，然后按常规方法检验种子的吸涨率及吸水曲线，其中浓硫酸浓度为98%，浸泡时间32min种子的吸涨率为浓硫酸100% ；b、将步骤a浸泡后的种子利用扫描电镜实时观察浓硫酸处理后的种子吸涨过程及其组织学变化，最终确定休眠破除最薄弱部位，即“水口，，的部位。通过本发明所述的方法，显示新鲜成熟的种子种皮具有不透水的物理性休眠现象，种皮致密(图2，A，B, C)，经过aiiin的浓硫酸处理后，在种子的种脐部位出现狭细的裂缝，种子其他部位没有显著变化(图2，D，E)；经过5min的浓硫酸处理后，种脐部位的裂缝变大，而在种阜部位的表皮出现异动，表皮组织有微微的隆起(图2，F，G)；经过IOmin的浓硫酸处理后，种脐部位的组织细胞破裂，裂缝变大，种阜部位的表皮组织隆起明显(图2，H， I)；经过15min的浓硫酸处理后，种脐部位周围的表皮破裂，种脐裂缝进一步增大，种阜部位的表皮组织隆起明显，并出现部分破裂(图2，J，K，L)；经过20min的浓硫酸处理后，种脐部位的表皮破裂严重，裂痕加深，种脐裂缝变大，种阜部位表皮破裂，出现明显的裂痕(图 2，M，N)。以上时间段除去种脐和种阜部位外，其它表皮组织没有变化，经过30min的浓硫酸处理后，种脐完全破裂，种阜破裂，其它表皮组织破裂(图2，0，P，Q，R)，此时水分能够迅速进入种子。因此浓硫酸处理30min是破除准噶尔无叶豆种子物理性的最佳处理时间；通过热水处理5min后，种脐部位略微有些开裂，种阜也稍稍有些突起(图3，A，B)； 热水处理IOmin后，种脐开裂，种脐周围开裂，种阜突出明显(图3，C，D)；热水处理20min 后，种脐开裂明显，种脐周围组织裂痕突出，种脐出现裂痕(图3，E，F)。以上时间段除去种脐和种阜部位外，其它表皮组织没有变化，说明热水处理对种子物理性休眠的破除作用没有浓硫酸强烈；此外，进一步结合种子吸涨曲线(图1)来验证种子吸水动态变化，选择自来水 (IOh)、热水(95°C，20min)、氢氧化钠溶液(1 %，30min)、人工划破或浓硫酸(98%,30min) 等处理，检验种子的吸涨率及吸水曲线，其吸涨率分别为3. 3 士 1. 2 %，27. 11 士 5. 4 %，3. 41 士 1. 0 %，100 %，100 %，吸水曲线显示，随着时间推移，人工划破和浓硫酸处理的种子吸涨曲线升高最快，热水处理的种子吸涨曲线居中，自来水和氢氧化钠溶液对种子吸涨无显著影响(图1)，说明人工划破和浓硫酸能彻底有效的打破种子物理性休眠，但是因为人工划破费时费力，所以最佳打破种子物理性休眠的方法是浓硫酸处理30min ；
通过扫描电镜实时观察种子特殊结构(种脐、种阜)的吸涨响应，确定最薄弱的部位“水口，，为种脐，种脐开裂后，种阜破裂，水分大量进入种子完成吸涨过程。从种子吸涨过程组织学变化程度来看，热水处理对种子物理性休眠的破除作用没有浓硫酸强烈。
权利要求
1.一种准噶尔无叶豆种子物理性休眠释放的人工方法，其特征在于按下列步骤进行a、将新鲜成熟的准噶尔无叶豆种子，用热水或浓硫酸进行浸泡处理，然后按常规方法检验种子的吸涨率及吸水曲线，其中热水温度90-100°C，浸泡时间为15-20min，浓硫酸浓度为98%，浸泡时间28-32min ；b、将步骤a浸泡后的种子利用扫描电镜实时观察热水和浓硫酸处理后的种子吸涨过程及其组织学变化，最终确定休眠破除最薄弱部位，即“水口，，的部位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤a种子的吸涨率分别为热水 27. 11 士5. 4%，浓硫酸 100%。
全文摘要
本发明涉及一种沙丘稀有植物准噶尔无叶豆种子物理性休眠释放的人工方法，该方法将新鲜成熟的准噶尔无叶豆种子，用热水或浓硫酸进行浸泡处理，然后按常规方法检验种子的吸涨率及吸水曲线，并利用扫描电镜实时观察经处理后的种子吸涨过程及其组织学变化，最终确定休眠破除最薄弱部位，即“水口”的部位。浓硫酸处理方法能高效、快速打破种子物理性休眠，具有省时省力、操作简便、效率高的特点，可打破自然种群更新的限制瓶颈一种子萌发率低。确定种子休眠破除最薄弱部位是种脐(即“水口”)，种脐首先开裂，随后种阜破裂，水分大量进入使得种子完成吸涨，破除硬实，实现物理性休眠的释放。为准噶尔无叶豆野外种群的人工恢复提供经济实用简便的方法。
文档编号A01C1/00GK102282928SQ20111015883
公开日2011年12月21日 申请日期2011年6月14日 优先权日2011年6月14日
发明者刘会良, 尹林克, 张道远 申请人:中国科学院新疆生态与地理研究所