想知道紫薇果实长啥样吗？种子是怎么发芽的？点击了解更多！

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马登英等

基金项目 江苏省大学生创新训练项目（202213573100Y）；2021年南京市绿化园林局科技项目（YLKJ202111JH）。

紫薇（Lagerstroemia indica L.）是千屈菜科紫薇属落叶灌木或小乔木，别称痒痒树、百日红等 。全世界约有 80 种紫薇属植物，目前已培育出 300 多个品种 。紫薇原产自我国长江流域，在夏季少花季节开花，花色丰富，花期长达 3 个多月，是良好的园林绿化树种 。另外，紫薇的根、叶、皮还可入药，具有清热
解毒、活血止血之效 。因此，紫薇在我国乃至世界都被广泛栽培和大量应用。由于其观赏价值极高和应用范围广泛，市场上紫薇苗木的需求量居高不下 。紫薇可采用播种、扦插及分蘖等多种方法繁殖 ，而通过播种繁殖往往能得到大量整齐健壮的苗木，是紫薇幼苗生产的主要方式。生产实践中，人们常在秋末采收种子，贮藏至翌年 2—3 月播下，生长健壮的实生苗当年即可开花。但是，尽管紫薇花量较多，结实率也较高，其蒴果成熟开裂后种子自由散落，萌发率、成苗
率却很低 。

有研究表明，用合适的化学药剂处理种子，能够有效打破种子休眠，加快种子萌发 。赤霉素（GA 3 ）作为重要的植物内源激素，在解除种子休眠、促进萌
发方面起着重要作用 ，广泛应用于农业生产中。GA 3 对提高大花紫薇（Lagerstroemia speciosa）种子发芽有明显的促进作用 。通过预试验确定合适的浸种温度后，本试验从浸种时间、GA 3 处理浓度和培养温度几个方面开展紫薇种子萌发试验，通过观察种子萌发情况以及幼苗生长情况，探索紫薇种子萌发最适宜的条件，以期为紫薇种质资源的引种繁育、工厂化育苗以及栽培应用提供一定的理论依据和技术支撑。

1 材料与方法
1.1 种实采集
试验材料为紫薇，品种为紫霞满天，果实采自金陵科技学院校园，2022 年 9 月下旬至 10 月下旬，当蒴果由青转褐、微开裂时采下果序。收集果序基部已成
熟且无病虫害的蒴果，种实调制后晾晒，然后将种子放入带盖玻璃容器中，存放于通风干燥处备用。

1.2 种实基本指标测定
1.2.1 果实出种情况测定
随机选取紫薇果实 150 个，每 30 个为一组。用电子天平分别称取每组果实的重量，脱粒后分别称量每组种子的重量，计算果实出种率。计算方法如下：
出种率（%）=（种子重量/果实重量）×100

1.2.2 种实形态特征测定
上述果实脱粒前，用游标卡尺分别测量每组果实的长度和宽度，重复 5 次；脱粒后，用游标卡尺分别测定每组种子的长度和宽度，重复 5 次。千粒重测定采用
百粒法，随机选取 100 粒种子，称重后计算其千粒重，重复 8 次。在体视显微镜（OLYMPUS SZX2-TR30）下观察种子形态。

1.3 试验设计
1.3.1 浸种时间试验
挑选健康饱满的紫薇种子，用 0.5% KMnO 4 消毒后分成 3 组，分别在 55 ℃ 水浴（去离子水）条件下浸种 30 min、60 min 和 90 min；然后将处理后的种子分别均匀摆放于铺有灭菌双层滤纸的培养皿中，置于三温区光照培养箱（FPG3-300AY）中，在光照强度为4 000 lx、光照时间为 16 h/d、温度为 25 ℃ 的条件下进
行萌发试验。每个处理 50 粒种子，3 次重复。

1.3.2 GA 3 浸种浓度和培养温度试验
挑选健康饱满的紫薇种子，用 0.5% KMnO 4 消毒后根据浸种时间试验筛选出的浸种时间用 55 ℃ 去离子水浸泡。将经过上述处理的种子作为试验材料，采取双因素随机试验，设置 50 mg/L、100 mg/L、150 mg/L和 250 mg/L 4 个 GA 3 浓度处理，以去离子水作为对照（CK），室温浸泡 24 h；浸泡过后用去离子水冲洗种子，然后将处理后的种子分别均匀摆放于铺有灭菌双层滤纸的培养皿中，置于三温区光照培养箱（FPG3-300AY）中，在光照强度为 4 000 lx、光照时间为 16 h/d条件下进行萌发试验，设置 15 ℃、25 ℃和 30 ℃ 3 个萌发培养温度。

1.4 调查内容及方法
试验期间，每天观察统计发芽种子数（以种子露白或胚根突破种皮为发芽标准），记录起始发芽时间，并适当补水使滤纸保持湿润状态。14 d 时用直尺测
定胚根长、下胚轴长、子叶长和子叶宽，单位为 mm，并记录侧根数目。
以连续 3 d 无新发芽种子视为发芽试验结束 ，计算种子发芽率、发芽势和发芽指数。计算方法为：发芽率（%）=（发芽终期全部正常发芽种子数/供试种子
数）×100，发芽势（%）=（日发芽种子数达到最高峰时发芽种子数/供试种子数）×100，发芽指数=∑G t /D t （式中：D t 为从置床之日算起的日数，G t 为与 D t 相对应的每天发芽数）。
1.5 数据处理分析
使用 Microsoft Excel 2019 对试验数据进行计算及图表处理，用 IBM SPSS 25.0 软件对数据进行统计分析，浸种时间对紫薇种子萌发的影响采用单因素方差分析，GA 3 浸种浓度和培养温度对紫薇种子萌发的影响采用双因素方差分析。
2 结果与分析
2.1 种实形态特征及出种情况
观测结果表明，紫薇果实为蒴果，近球形或椭球形（图 1），不同个体间果实大小及种皮颜色有差异。

图 1 紫薇蒴果形态特征

果实成熟后开裂，呈 6~7 裂状，每室有 10~15 粒种子重叠排列其中。自然结实量大，果实出种率为（11.95±2.89）%。

紫薇种子扁平有翅，不规则，长椭圆形，颜色为黄褐色至深褐色；种皮革质，延伸形成薄翅；胚位于薄翅一侧（图 2）。紫薇果实纵径为（13.99±0.98）mm，横径为（11.07±0.68）mm，变异系数为 4.97%~7.52%，果实大小较为均匀；种子长度为（2.10±0.22）mm，变异系数为 18.98%~33.64%；种翅长度为（5.43±0.28）mm，变异系数为 11.64%~14.48%，种子大小差别较大；千粒重为（3.58±0.46）g，属小粒种子。

图 2 紫薇种子形态特征

2.2 不同处理方式对紫薇种子萌发的影响
2.2.1 浸种时间对紫薇种子萌发的影响
不同浸种时间对紫薇种子萌发指标的影响存在一定的差异，且随着浸种时间的延长，整体均呈下降趋势（表 1）。在温度 55 ℃ 条件下，浸种 30 min 和浸种 60 min 种子发芽率最高，均可达到 50.00%；浸种90 min 种子发芽率仅有 20.00%，较浸种 30 min 和浸种60 min 显著下降了 60%（P<0.05）。浸种 30、60、90 min3 个处理间，种子发芽势差异显著（P<0.05）。浸种 30 min处理种子的发芽指数显著高于其他两个处理（P<0.05）。
由图 3 可以看出：浸种 30 min 和浸种 90 min 的种子于第 4 天开始萌发，且以浸种 30 min 的种子发芽更为迅速；浸种 60 min 的种子第 8 天才开始萌发，自第
12 天起，发芽率与浸种 30 min 趋于一致。由此可见，浸种时间的延长不仅明显延迟了种子发芽进程，也降低了种子发芽的整齐度和速度。

表 1 不同浸种时间对紫薇种子萌发的影响

注：1. 表中各指标均为平均值±标准差。下同。

2. 同列数据后不同小写字母表示差异显著（P<0.05）。下同。

2.2.2 GA 3 浸种浓度和培养温度对紫薇种子萌发的影响
不同 GA 3 浸种浓度和培养温度处理下，紫薇种子均于第 2 天开始萌发，于第 12 天停止发芽。由表 2可知，不同温度处理下，一定浓度的 GA 3 处理对紫薇
种子萌发有一定的促进作用。15 ℃条件下，不同浓度GA 3 处理对种子的发芽率和发芽指数影响不大，但150 mg/L GA 3 处理下的发芽势显著高于 CK（P<0.05）。在 25 ℃ 条件下，随 GA 3 浓度的升高，发芽率和发芽指数均呈先升高后下降的趋势。其中 50 mg/L GA 3 处理下的发芽指标最高，发芽势和发芽指数均显著高于CK（P<0.05），但发芽率与 CK 差异不显著（P>0.05）。

表 2 不同 GA 3 浸种浓度和培养温度对紫薇种子萌发的影响

在 30 ℃ 条件下，随 GA 3 浓度的升高，发芽势、发芽率和发芽指数均呈先升高后下降再升高的趋势，其中50 mg/L 和 100 mg/L GA 3 处理下种子的发芽率和发芽指数均显著高于 CK（P<0.05），此后增加 GA 3 浓度种子发芽势、发芽率和发芽指数下降且与 CK 差异不显著（P>0.05）。
由表 3 可知：温度对发芽率、发芽势和发芽指数具有极显著影响（P<0.01）；GA 3 浓度对发芽率有显著影响（P<0.05），而对发芽势和发芽指数具有极显著影
响（P<0.01）；温度与 GA 3 浓度的交互作用对发芽势有极显著影响（P<0.01）；对发芽指数具有显著影响（P<0.05），但对发芽率没有显著影响（P>0.05）。

表 3 GA 3 浓度和温度对紫薇种子萌发指标的方差分析

综上可知，紫薇种子用 50 mg/L GA 3 浸种并在培养温度为 25 ℃ 时，可达到较好的萌发效果。该处理下种子的发芽势、发芽率和发芽指数均达到最大值，分
别为（42.67±0.94）%、（68.67±3.40）%和 11.33±0.82。

2.3 不同处理方式对紫薇幼苗生长的影响
发芽试验结束后，选取 25 ℃ 培养条件下不同浓度 GA 3 浸种处理的幼苗进行观测。结果发现，随 GA 3处理浓度的增加，胚根长和侧根数均呈先升高后下降
的趋势（表 4）；不同浓度 GA 3 处理对下胚轴长和子叶长影响不大，均与 CK 差异不显著（P>0.05）。50 mg/LGA 3 处理幼苗胚根长和子叶宽均显著高于 CK（P<0.05）；100 mg/L GA 3 处理幼苗胚根长虽显著高于 CK（P<0.05），
但其子叶宽与 CK 差异不显著（P>0.05）；之后随着GA 3 处理浓度的增加，幼苗胚根长和子叶宽均下降至与 CK 差异不显著，幼苗侧根数显著低于其他处理
（P<0.05）。可见，低浓度的 GA 3 浸种对紫薇幼苗根的生长有促进作用（图 5），但高于一定浓度后抑制作用也极为明显，且对胚根的作用强度高于胚芽。

表 4 不同浓度 GA 3 浸种对幼苗生长的影响

3 结论与讨论
果实及种子形态特征不仅能表达一定量较为稳定的遗传信息，且与种子的传播、萌发等密切相关 。紫薇不同个体间果实的大小以及种皮颜色存在差异，但颜色均从青绿色逐渐转变为棕褐色，直至裂开后成熟，本研究采集的紫薇果实纵径为（13.99±0.98）mm，横径为（11.07±0.68）mm，果实大小较为均匀；出种率
为（11.95±2.89）%，种子长度为（2.10±0.22）mm，种翅长度为（5.43±0.28）mm，种子大小差别较大；千粒重为（3.58±0.46）g，属小粒种子。种子的休眠与发芽特性因物种而异，不同种子应选择适宜其本身的方法来破除休眠，以提高发芽率 。
本研究中，55 ℃ 条件下浸种 30 min 可有效提高紫薇种子发芽率、发芽势和发芽指数，是最适宜种子萌发的条件；浸种时间越久，紫薇种子发芽率越低。这与徐 涛等 的研究结果一致。分析原因，可能是浸种时间延长，水中氧气在种子呼吸作用下不断被消耗，有氧呼吸受阻，无氧呼吸加剧，无氧呼吸消耗的营养物质远大于有氧呼吸；而且无氧呼吸会产生乙醇，大量乙醇会对种子产生毒害作用，导致种子出现腐烂、霉变等现象，并影响周围种子萌发，最终种子发芽率下降。
紫薇种子的发芽率很大程度上受种子本身和催芽方式影响。温度和激素处理种子都是为了打破种子休眠和调节内部激素平衡，从而促进发芽。温度作为环境因素之一，是影响种子萌发的重要因子。种子通过感知外界温度的变化，选择合适的时机开始植物的生活史 。紫薇种子在较大的温度范围内均能萌发，但温度对其萌发效果影响显著 。GA 3 是广泛存在于植物中的内源激素，可通过促进 DELLA 蛋白的降解调控一系列蛋白的活性水平，使植物生长的内源信号与外部环境相互协调 ，从而解除种子休眠以及通过调节其他内源激素来对植物的生长产生影响。
不同植物种子对于外源 GA 3 的敏感程度有所不同。
本试验结果表明，在培养温度为 25 ℃、GA 3 浸种浓度为 50 mg/L 时，种子的发芽率、发芽势和发芽指数均为最高，分别为 68.67%、42.67% 和 11.33%。在本试验中，不同浓度 GA 3 处理对种子发芽启动时间和平均发芽时间影响均不显著，适宜浓度的 GA 3 对紫薇幼苗根的生长有促进作用，高于一定浓度时抑制作用也极为明显，这与 GA 3 对色木槭种子萌发的影响相似 ；本试验还发现，GA 3 对胚根的作用强度要高于胚芽；但GA 3 的促进效果低于培养温度，这与杨 玲等 在研究GA 3和温度对异味铁筷子种子萌发影响时的结果相反。
综上所述，紫薇种子适宜的萌发条件为 55 ℃ 浸种 30 min，50 mg/L GA 3 浸种 24 h，培养温度 25 ℃。