四川农业大学大学生创新训练计划项目申报书

1附件2四川农业大学大学生创新训练计划项目申报书项目名称野鸦椿种子休眠原因及破除休眠处理方法初探项目负责人朱春燕学院风景园林学院联系电话[phone]申报日期2014年5月13日四川农业大学制表2填写说明1．申请书的各项内容要求实事求是，逐条认真填写。表达明确、严谨，一律要求用打印稿件。2．申报书中各项内容用“小四”号仿宋体填写。如表格空间不足的，可以扩展。3．项目只能由全日制本科生提出申请。4．导师信息和导师意见二栏请不要填写。3项目名称野鸦椿种子休眠原因及破除休眠处理方法初探起止时间2014年5月至2014年月负责人学号姓名年级所在学院、专业联系电话E-mail20125426李金政2012风景园林学院园林[e-mail]项目组成员20125373袁园2012风景园林学院风景园林[e-mail]20125432刘懿明2012风景园林学院园林[e-mail]20125425郭泰东2012风景园林学院园林[e-mail]20125429黄威翔2012风景园林学院园林[e-mail]导师姓名朱春艳职称/职务副教授通讯地址电话[e-mail]4一、立项依据（项目意义、现状分析等）1.1项目意义：乡土植物是指经过长期的自然选择及物种演替后，对某一特定地区有高度生态适应性的自然植物区系成分的总称。它对于当地自然的条件，尤其像土壤气候等具有良好的适应性，在涵养水分、保持水土、遮阳降温、吸尘杀菌、绿化观赏等方面最大限度发挥了环境保护和城市美化中发挥了主导作用。特别是在贫瘠的土地和城市垃圾山的绿化上，乡土植物表现尤为明显。与外来树种相比，乡土植物品种资源丰富，更易适应本地生长环境，有利于提高苗木成活率，减低后期养护成本。绝大多数乡土植物对病虫害有较强的抗性，许多乡土植物吸引大量昆虫（天敌和害虫），使其自然群落中的益虫、害虫和寄主之间处于一种动态平衡中，所以很少受到病虫害的侵袭，具有很高的生态价值。乡土植物在园林建设中不仅具有一般植物的防护和保护功能，而且对突出地方景观特色具有外来树种不可替代的功能。正如椰子树是南国风光的典型代表，而槐树、白杨则是北方无畏精神的象征，再如北京香山红叶（黄栌），杭州柳浪闻莺（垂柳），金陵十景栖霞丹枫（枫香），海口的椰风（椰子），苏州的香雪梅（梅花）等，都很好地反映了当地的地域文化氛围。同时，以乡土树种为基础建设的植物景观观赏性强、群落稳定,能满足景观对植物的要求，而且由一些观赏价值较高的乡土树种组建的植物景观一般具有自然植被群落的外貌，表现出自然山林的野趣，符合现代人崇尚自然、回归自然的心理。近几年，受国际的影响，我国在很大范围内普遍存在着盲目引入外来植物和名贵树种的现象，乡土植物受到冷落，目前乡土植物应用与外来植物引入的矛盾仍未得到根本解决。一些城市仍使用冷季型草坪，但由于草坪种植存在着养护费用高、消耗大量水资源、大面积病虫害等问题，造成城市绿化效果不佳。当前乡土植物的开发及利用效率低下等问题仍然突出。我国是世界上生物多样性最为丰富的国家之一，拥有3万余种高等植物和118万余种特有高等植物，木本资源有5000多种，全球排行第三，当然也具备丰富的乡土植物资源，并具有明显的地域特色，如华北的杨树林、江南的香樟林、华南的椰树林等。但与丰富的乡土植物资源相比，我国乡土植物利用率仍过于低下，利用程度仍有待加强。相关专家对155个城市绿化植物群落的调查发现，乡土树种中出现率大于30%的只有香樟1种，10%～20%的有女贞、蚊母树、石楠和海桐4种，5%～10%的有合欢、构骨、南天竹和胡颓子4种，1%～5%的有苦楝、梧桐、朴树、构树、臭椿、枫树和槐树等7种，小于1%有无患子和山胡椒2种。乡土植物利用率低下、外来物种引种泛滥已成为城市园林建设的瓶颈，我们迫切需要开发新的优良的乡土园林植物。野鸦椿在四川、云南等区域广泛分布，但目前在我国园林中罕见其应用。它具有观叶、观花和赏果的效果，观赏价值极高。从树的外形上来看，野鸦椿树的树冠优美、舒展和多变，绿意丰满；花多且密集，花期壮观且持续时间长；果实多，鲜艳且果期长；园林中应用形式多样，可群植、丛植于草坪，也可用于庭园，公园等地布景。同时野鸦椿属于本土树种，且能在贫瘠的酸性土壤中生长，忍受一定的低温，适应一定的高温和干早，具备一定的抗污染能力和经济效益，如果能够很好地解决其种子休眠问题，上述优点都能使其在园林绿化中拥有广阔的应用前景。51.2国内现状分析：野鸦椿作为一种优良的药用观赏植物，当前的研究主要集中于药理方面。包括：（抗肝纤维）野鸦椿果实水提物对急性酒精性肝损伤的保护作用；野鸦椿水提物具有抗慢性肝纤维化的作用,并存在一定的量效关系；（抗炎症）野鸦椿酯类化合物的抗炎症活性与其结构中的α、β不饱和羰基密切相关,而且有可能是通过抑制体内的环氧酶的活性来实现抗炎症作用；（抗细胞增殖）；（杀菌杀虫）等。另外在繁殖和方人工繁育技术方面有一些研究，包括：目前，我国的野鸦椿繁殖大多为两种方式，扦插繁殖和种子繁殖。野鸦椿穗条繁殖中，不同基质、不同时间、不同年龄穗条、不同浓度的生根粉对插穗成活率都具有明显的影响。种子休眠原因及破休眠方法和技术研究概况：种子休眠原因：分为种壳休眠、种子生理后熟、胚的形态后熟、存在抑制剂以及综合休眠。种壳休眠又包含三种情况。1、物理性的种壳休眠：指种子的硬实性，由于种子的包覆组织太紧密，密封性好，含有蜡质、胶质、粘质或革质化，使水分、氧气和光不易进入，二氧化碳和其它一些化学抑制性物质不能迅速排出而导致休眠。如决明、皂角、刺槐等。2、机械性的种壳休眠性：植物种子的种壳虽然不至于防止吸水，但是吸水后的种子却由于包覆构造太坚强，而胚芽或胚根的生长力不足以穿透种壳，因而种壳是以机械的力量阻碍胚的扩展，限制种子发芽。如蔷薇科、核果类、茶种子等。种子的生理后熟是指生理的胚休眠。即胚部发育完全的种子在任何环境下仍然无法发芽的休眠形态，其原因是由于胚的活力降低，胚部本身的生理障碍所引起的，要求在一定条件下完成生理后熟才能萌发(杨期和等,2003）。在后熟过程中，种子内的淀粉、脂类和蛋白质等有机物的合成作用加强，呼吸作用减弱，酸度降低(潘瑞炽,2004)；后熟作用后，种皮透性增加，酶活性及呼吸作用增强，有机物开始水解。在这里，不同的植物的胚休眠的位置并不完全相同上胚轴休眠，如牡丹、百合、荚蒾等；上胚轴和胚根休眠，如寥属、铃兰、多花鹿药等；子叶的代谢阻碍，如欧洲卫矛、岑树等。种子的形态后熟即形态的胚休眠。抑制剂的种类多种多样，有脱落酸、有机酸、酚类、醛类、香豆素、芥子油、氢氰酸等，存在于果皮、种皮、胚乳和胚中，依种类而异，其具体作用机制目前还不是十分清楚(陈伟等,2010)。抑制物产生抑制作用的方式有以下几种：阻碍种子吸水、抑制呼吸作用、抑制酶活性、改变渗透压等(黄丹等,2010)。如团花、西洋参、红松、大山樱、皇后葵、三角械等。与此同时，大量研究证明，许多休眠性的种子都是不是由单一因素引起的而是由2种或2种以上因素综合作用的结果。如秤锤树、山茱萸、曼陀罗、圆齿野鸦椿等。破休眠方法a.低温处理利用适当的低温冷冻处理能够克服种皮的不透性，增进种子内部的新陈代谢，从而促进种子的萌发。预先冷冻对苏丹草(Sorghumsudanense)种子的休眠破除率高达71-100%[1]。科果类如苹果、梨等种子需要后熟，可在冬季放在湿沙中，于0-50C的低温6下存放60-90d[2-4]。低温可有效中止禾本科和草本植物胚的休眠，大部分植物低温处理最合适温度为5℃[3]。低温层积是将种子置于接近零度的低温和湿润状态中进行数日至数月处理，对强迫休眠和生理休眠的种子都适用。b.高温处理种子经高温干燥处理后，种壳透性得以改善，从而解除由种壳引起的休眠。热水与干热处理，可用来减少不透性种子数，高温处理最佳温度根据植物不同而异。开水烫种一般为2min.c.机械处理通过机械的方法擦破种壳可提高种壳的透性，因而可打破因种壳透性不良而引起的休眠。水浸24h可显著提高兰引III号结缕草(Zoysiajaponica)种子的发芽率，削切种皮可有效降猫头刺(Oxytropisaciphylla)种子的硬实，利用石英砂磨破种皮可显著提高三裂叶野葛(Puerariaphaseoloides)种子的发芽率，去除种皮可显著提高蒙古扁桃(Prunusmongolica)种子的发芽率，用砂纸擦破天蓝首稽(Medicagolupulina)种子的种皮可显著提高其发芽率，连续水浸5d可显著提高木荷种子发芽率。d.通气通气可以为种子提供呼吸所需的氧气，并使二氧化碳和热得以散发。呼吸作用产生的热，在大堆的潮湿种子内部如遇通气不良容易郁积，造成局部温度升高。为创造良好的预冷环境，常用合适的基质与种子混合起来，常用的基质有沙子、锯末、珍珠岩和泥炭醉等。对预冷的种子要经常观察，保持合适的水分和通气，以及控制环境温度[5]。e.去除抑制剂甜瓜、菠菜等种子的果皮内有发芽抑制物质时，把种子浸在温水或流水中预先洗涤，菠菜种洗涤1.2h，遗传单胚种子洗涤4h，复胚种子洗涤2h，然后将种子干燥，进行干燥时最高温度不得超过25℃[6]。f.无机化学试剂处理法通常用硝酸或者浓硫酸腐蚀法。硝酸钾处理适用于禾谷类、茄科等在种子发芽开始时，芽床可用0.2%的硝酸钾溶液湿润破除硬质。经实验某些旋花科种子也可经浓硫酸浸泡30min后，发芽率由未经处理前的1-2%提高到84%。其他如用酒精、丙酮也可增加种皮的透过性而促进发芽。浓硫酸、高锰酸钾、次氯酸钠和过氧化物等能解除某些种子休眠[7]。浓硫酸浸泡通常能破除因硬实引起的休眠，如多变小冠花(Coranillavccria)、草木挥(Melilotuso}cinalis)和狭叶羽扇豆((Lupinuspo如hylla)种子等。g.有机化学药物处理某些有机化学溶剂处理种子可破除休眠。0.25%的硫脉浸种兰引III号结缕草种子24h后的发芽率显著高于对照。30%PEG溶液处理羊草种子24h，可显著提高其发芽率。30%丙酮处理结缕草种子20min，可使发芽率提高到90％[8]。h.激素处理一些休眠种子可经由乙烯、赤霉素(简称GA)、细胞分裂激素(简称CK)、蔡乙酸和7乙烯利等植物激素处理而发芽。GA能诱导产生水解酶，使种子中的贮藏物质从大分子水解为小分子，如淀粉水解为糖，蛋白质水解为氨基酸，从而为胚所利用，促进胚后熟，有利于萌发。已经证明，种子在GA中浸渍可以促进包括光敏种子在内的浅生理休眠种子的萌发，在去除种壳后，GA对打破中等强度的休眠也有效。CK不影响胚的后熟，却促进胚的萌发。CK处理可促进深休眠的械树种子萌发，使苹果种子层积时间缩短，也能促进杨梅种子发芽。但CK仅对少数林木种子有打破休眠的效果，对大部分种子作用不明显。对休眠的卫矛、人参和械树种子，单独使用CK是无效的，但GA和CK联合处理种子可使种子萌发。乙烯或乙烯利能刺激初生休眠的植物种子如花生、首稽、独脚金(Strigalutea)、苍耳和二次休眠的植物种子如葛芭和芹菜等种子的萌发，对毛核木(Symphoricarpossinensis)和药鼠李(RhamnusPurshiana)等木本植物和其它一些杂草的休眠种子也有显著的效果。用激素处理时，不同浓度和处理时间通常会改变处理的效果[7]。技术研究概况齐振雄(2012)在对实生苗培育和扦插繁殖技术试验过程中，为缩短发芽所需时间，采取高水温热涨处理法，种子萌发时间提早了1年，种子发芽率也有所提高。杨燕凌(2008)和陈碧良(2006)的研究认为采用高温催芽（浸种水温65-70℃）﹑保湿贮藏、低温层积催芽等方法均可提高种子发芽率。陈翠丽(2012)在野鸦椿人工繁育技术研究的过程中，使用白酒和95%的浓硫酸对野鸦椿的种子进行处理，效果很好。周晓明(2012)用激素来对野鸦椿种