滇重楼，别名独角莲，是多年生草本植物。那么种植滇重楼种子的大小和数量会受到海拔的影响吗？且看下文的试验数据与分析报告。
1研究地区与研究方法
1.1 试验点概况
试验点分别位于云南省普洱市镇沅县振太乡（23°54' N, 100°39' E）和景东县太忠乡（24°35' N,100°58' E）。其中镇沅县试验点海拔1025 m，年平均气温18~19℃，最热月平均气温23.2℃，最冷月平均气温11.9℃，年日照时数2064.6 h，无霜期达340~365 d，年均降雨量1470~1560 mm，雨季（5—10月）降水量占全年的86%；景东县试验点海拔1984 m，年平均气温10.7℃，最热月平均气温16.4℃，最冷月平均气温4.7℃，年平均降雨量约为1841 mm，相对湿度在干季可达60%~70%，表现出终年温凉潮湿的气候特点。
1.2 试验设计
试验材料为人工荫棚种植下滇重楼，种源均来自云南省普洱市景东县哀牢山地区（海拔1400~2000m），于2004年将同一批采收于景东县哀牢山地区的*生滇重楼根茎分别移栽于镇沅县振太乡和景东县太忠乡进行人工驯化种植，种植区所在荫棚采用双层遮阴网进行遮荫，遮阴率为70%左右，离地面2.0 m，株行距为15 cm×25 cm。种植地*壤均为山地表层腐殖*，种植期间采用相同的水肥管理措施。于2016年11月在滇重楼果实成熟时采集果实，在各试验点滇重楼种植区内随机设置5个1.5 m×2 m的取样点，取样点之间相隔10 m以上，每个取样点随机选择生长健壮的滇重楼4~6株（每株有且仅有1枚果实），摘取果实，镇沅和景东试验点分别获得果实24和25个。
1.3 测定项目与方法
1.3.1 种子性状测定
将采集到的果实带回实验室，统计每果种子总数、饱满种子数（带红色种皮且质地硬实）、败育种子数（带红色种皮但质地柔软或无种皮未发育的白色胚珠）、每果种子总重。按照四分法从每个果实中选取100粒饱满种子用万分之一天平称其鲜重，计算每果种子百粒重，之后在80℃下烘干48 h至恒重，计算每果饱满种子平均干重。
1.3.2 种子萌发率与胚根长度测定
将试验点所采集的种子分别混合后，按照四分法分别选取500粒饱满种子，用游标卡尺测量其纵径和横径，计算种子纵径与横径平均值（精确度为0.01 mm），按照小种子（纵径和横径均小于平均值）和大种子（纵径和横径均大于平均值）分别对两试验点种子大小进行划分（Delgado et al., 2008），据此，镇沅试验点挑选种子纵径为6.49~7.38 mm，横径为4.40~6.65mm作为大种子，纵径为4.79~6.49 mm，横径为3.27~4.40 mm作为小种子，景东试验点挑选纵径为6.14~7.83 mm，横径为5.53~6.40 mm作为大种子，纵径为4.80~6.14 mm，横径为3.22~5.53 mm作为小种子进行种子萌发试验，每组3次重复，每个重复50粒种子。由于滇重楼种子休眠的特性，自然萌发的时间需要12~18个月，因此对不同试验点大种子和小种子进行相同的催芽处理，即去除外种皮后采用浓度为50 mg·L-1的赤霉素浸泡24 h，之后与湿沙混合置于温度为18℃，湿度为70%的人工气候箱中。由于滇重楼种子萌发不整齐，且层级催芽50 d后才开始萌动，因此分别于催芽后50、70、90、110d 4个时间段统计种子萌发率（%）及胚根长度（0.001 cm）。
1.4 数据分析
采用SPSS 13.0统计软件（SPSS 13.0 for Windows）中的独立样本t检验分别比较不同海拔下滇重楼果实内种子总数、饱满种子数、败育种子数、种子总重和百粒重的差异以及不同大小种子萌发率与胚根长度的差异。运用线性回归方法分析滇重楼种子败育率与种子数量和大小之间的关系，在回归分析前，对数据进行以10为底的对数或反正弦转换，使之符合正态分布。不同海拔下滇重楼果实内种子数量与大小之间的关系采用标准化主轴估计（standardized major axis estimation，SMA）方法。标准化主轴估计由软件SMATR Vesion 2.0来计算完成（Falster et al., 2006），给出每一个回归斜率的置信区间，检验不同海拔下滇重楼果实内种子数量和大小回归斜率的同质性（Warton et al., 2002)，用以判断不同海拔下滇重楼果实内种子大小与数量的权衡关系是否出现显著变化。
2 结果与分析
2.1 不同海拔下滇重楼种子数量与大小特征
镇沅试验点滇重楼种子总数为每果364~1416粒，平均值为786.00粒（CV=0.42）；其中饱满种子数为每果177~538粒，平均值为313.88粒（CV=0.32），败育种子数为每果118~1193粒，平均值为472.13粒（CV=0.66）。景东试验点种子总数为每果205~1247粒，平均值为686.20粒（CV=0.42）；其中饱满种子数为每果165~752粒，平均值为435.36粒（CV=0.46），败育种子数为每果40~535粒，平均值为250.84粒（CV=0.60）。通过比较发现，不同海拔下滇重楼果实内种子总数差异不显著（P>0.05），但景东试验点滇重楼果实内饱满种子数量显著高于镇沅试验点（P<0.05），败育种子数显著低于镇沅试验点（P<0.01）（图1）。
镇沅和景东试验点滇重楼每果饱满种子总重分别为（40.97±8.28）g和（52.67±22.25）g，差异显著（P＜0.05），而饱满种子百粒重以镇沅试验点（13.56±2.17）g略大于景东试验点（12.45±1.88）g（P＞0.05）（图1）。总的来看，景东试验点和镇沅试验点滇重楼果实内种子百粒重差异并不显著，但景东试验点饱满种子数量显著高于镇沅试验点，而败育种子数显著低于镇沅试验点，使得景东试验点滇重楼果实内种子总重显著高于镇沅试验点。
图 1 不同海拔下滇重楼果实内种子数量与大小特征
2.2 滇重楼种子败育率与种子数量和大小的关系
对滇重楼果实内种子总数与败育率进行回归分析，结果表明，景东试验点滇重楼果实内种子败育率与种子总数呈正相关，但相关性不显著（R2=0.016，P=0.549，N=25）；而镇沅试验点种子败育率与种子总数呈极显著的正相关关系（R2=0.557，P<0.001，N=24），即种子总数越多，败育率越高。不同海拔下滇重楼果实内种子单粒重与败育率均呈正相关关系，但镇沅试验点种子单粒重与败育率相关性不显著（R2=0.083，P=0.173，N=24），而景东试验点种子单粒重与败育率则表现出显著的正相关关系（R2=0.193，P=0.028，N=25），即种子越大，败育率越高（图2）。
图 2 不同海拔下滇重楼种子败育率与种子数量和大小的关系
2.3 不同海拔下滇重楼种子数量与大小的权衡关系
不同海拔下滇重楼果实内种子数量与大小呈显著或极显著负相关（图3）。其中镇沅试验点种子数量与大小呈极显著负相关关系（R2=0.638，P<0.001；斜率为-0.5508，95%置信区间CI为-0.7163~-0.4235），而景东县试验点呈显著负相关关系（R2=0.170，P=0.040；斜率为-0.3025，95%置信区间CI为-0.4439~-0.2062），且回归斜率以镇沅试验点显著低于景东试验点（P=0.016），表明滇重楼果实内种子数量与大小在不同海拔下均存在权衡关系，相较于海拔1984 m试验点，这种权衡关系在海拔1025 m试验点表现得更为显著。
图 3 不同海拔下滇重楼果实内种子大小与数量的关系
2.4 种子大小对种子萌发率的影响
在不同层级催芽阶段，不同海拔下滇重楼大种子与小种子萌发率差异均不显著（P>0.05）。在种子催芽处理后的50~70 d内，大种子与小种子的胚根长差异也不显著（P>0.05），但在催芽处理90 d后，大种子胚根长显著大于小种子（P<0.05），在处理110 d后，不同海拔下滇重楼大种子胚根长均极显著高于小种子（P<0.01）。
图 4 种子大小对种子萌发率及胚根长度的影响
图 4 种子大小对种子萌发率及胚根长度的影响
3 讨论
3.1 海拔对滇重楼种子数量、大小的影响
植物种实的数量和大小一方面反映了物种的生物学特征，另一方面亦反映了其对环境的适应方式及环境对植物有性生殖过程的影响。本文通过比较不同海拔下滇重楼种子大小与数量特征发现，海拔1985 m处滇重楼果实内饱满种子数量显著高于海拔1025 m处，这与前人研究结果类似，但海拔1025 m处滇重楼果实内饱满种子百粒重略高于海拔1985 m处（图1）。一些研究认为，植物种子大小随海拔升高通常会降低，可能是由于环境变化引起的对可利用资源减少的可塑性响应，如高海拔低温条件可能使植物的光合速率降低，并且高海拔较短的生长周期可能缩短了种子发育过程的时间，从而使大种子的形成受到限制。本研究中，试验材料滇重楼其*生主要分布海拔范围为1400~3100 m，该海拔范围内滇重楼种子大小与数量特征是长期自然选择的适应性结果，而海拔1025 m地区的高温环境可能限制了滇重楼对资源的利用，从而导致滇重楼种子大小和数量特征发生改变，如有研究表明，海拔2100m地区滇重楼叶片和花萼日均光合速率、最大光合速率、光饱和点、和初始量子效率较高均高于海拔985 m地区，资源利用的减少可能降低了滇重楼对生殖器官的资源投入，因此滇重楼种子百粒重随海拔降低并没有显著增加，但每果种子数却显著降低，导致果实内种子总重低于高海拔地区。从植物自身属性来看，种子大小的变化通常会伴随着种子数量的变化，在生殖器官资源投入既定条件下，种子数量增加以种子质量减小为代价，植物生产数量较少的大种子或者数量较多的小种子，其结果是大种子在保证后代存活方面具有优势，对资源缺乏和环境胁迫具有潜在的忍受力，而小种子则具有较强的拓殖能力，滇重楼所处的低海拔环境可能加剧了果实内种子之间对资源的竞争，潜在地选择败育部分种子，提高剩余种子的质量，从而在繁殖和存活等方面具有更高的适合度，这可能是滇重楼对低海拔环境的一种繁殖策略，也可以用来解释低海拔地区滇重楼饱满种子数显著低于高海拔地区，但饱满种子百粒重略高于高海拔地区的现象。
