乌桕种皮结构及其吸水机制研究开题报告

1. 研究目的与意义

意义：乌桕(Sapiumsebiferum(Linn)Roxb.)为大戟科落叶乔木，在我国已有1400多年的栽培历史。乌桕是重要的园林绿化树种，集观形、观叶、观果于一体，具有极高的观赏价值，已成为长江流域主要的秋景树种。乌桕种子外被白色蜡质假种皮，可以榨取固体的油脂叫桕脂或皮油，可制油漆，假种皮还是制蜡烛和肥皂的原料。乌桕种仁可以榨取液体油叫桕油或梓油，因此乌桕同时也是我国特有的重要经济树种。生产上，乌桕以播种繁殖为主，然而乌桕种子具有明显的休眠习性，成熟的种子通常需要层积两个月以上才能部分解除休眠，这给乌桕的播种繁殖带来了很多不便。以往的研究表明，种皮结构会影响种子的顺利萌发。

目的：本实验拟通过对乌桕种皮结构进行显微观察以及对种皮不同位点吸水曲线的绘制，了解种皮各位点的吸水情况，探究乌桕种皮的吸水机制以及种皮在种子打破休眠过程中的阻碍作用。

2. 国内外研究现状分析

关于种皮结构，种皮吸水机制及其与种子休眠之间的联系的相关研究很多。杨万霞，洑香香等（2005）对青钱柳种子的种皮构造及其对透水性的影响进行了相关的研究和探讨，提出青钱柳种子休眠的主要因素并非种皮透水性。Morrison（1998）对几十种豆科植物种子休眠破除后的吸水途径进行研究发现，只有部分种子在休眠破除后通过种脊吸水，而另一部分种子可能通过别的途径吸水，对这一部分种子解剖后发现，种脊处尽管细胞层较薄，却具有较厚的栅栏层.Taylor（2005）提出的物理性休眠破除的4阶段假说，将休眠破除分为不透、条件响应、缓慢渗透、快速渗透4个阶段。认为在休眠破除，即快速渗透阶段发生前，可能存在一个缓慢渗透的阶段。在这一阶段，种子可通过除种脊外其它位点如种脐、发芽孔等处的细微开口缓慢吸水，直至种子含水量达到一定域值时，才一引起种脊开裂，导致种子进入快速渗透阶段。P.Perisse和A.M.Planchuelo（2004）则利用四唑反应来检测LupinusalbusL.和LupinusangustifoliusL.种子吸水位点及种子吸水途径。胡小文（2008）在研究豆科植物种子休眠时通过用凡士林密封种子表面不同部位后种子吸水曲线的绘制及比较来检测种子吸水位点及不同位点吸水情况，探讨了豆科植物种子在解除休眠前后种皮吸水机制的变化。

3. 研究的基本内容与计划

1.探究乌桕种子的吸水途径

通过染色法或荧光法标记出乌桕种子的吸水途径。

2.探究乌桕种子打破休眠前后种皮不同部位的吸水性并绘制吸水曲线

4. 研究创新点

本实验在前人研究的基础上，对一系列的实验方法进行整合和补充，同时结合了电镜观察实验。在研究种皮吸水部位及其吸水机制的同时能够同步地了解种皮不同部位的具体结构，并加以比较，能更好的探讨种皮结构与其吸水机制之间的关系，同时还能了解种子打破休眠前后种皮结构的变化，进而找到更好的打破种子休眠的方法，为今后林业生产上解除种子休眠提供一定的理论基础。