埃塞俄比亚西南部野生和栽培的恩塞特（Ensete ventricosum [Welw.] Cheesman）种子的形态、发芽过程及幼苗早期生长特性

《South African Journal of Botany》：Seed morphology, germination and early seedling growth of wild and cultivated enset (Ensete ventricosum [Welw.] Cheesman) in southwest Ethiopia

本研究比较了埃塞俄比亚野生与栽培假香蕉种群的种子形态、发芽及幼苗生长，发现野生种群在种子产量（13725 vs 4631）、发芽率（94.1% vs 13.1%）及出苗速度上显著更高，多变量分析支持生殖特性分化，驯化虽削弱性繁殖但未完全丧失，混合基质促进生长，野生种群为重要遗传资源。

　　

Aklilu Sheneno|Bewuketu Haile

埃塞俄比亚米赞-特皮大学农业与自然资源学院植物科学与园艺系

摘要

Ensete ventricosum（Welw.）Cheesman是一种多年生主食作物，为埃塞俄比亚超过2000万人提供食物，但其改良受到无性繁殖方式的限制。本研究评估了五种野生种和五种栽培种在不同育苗介质下的种子形态、发芽率及幼苗早期生长情况，以探讨驯化对有性繁殖的影响。野生种每株产生的种子数量更多（13,725粒 vs 4,631粒），发芽率更高（94.1% vs 13.1%），并且比栽培品种出苗更快。多变量分析（PCA和聚类分析）明确区分了野生种和栽培种，证实了两者之间存在显著差异。种子重量在各组之间没有差异，表明发芽率的差异与种子大小无关。由于未直接评估种子活力，发芽率反映了种子活力、休眠状态和发芽条件的综合影响。尽管发芽率较低，但在有利条件下，栽培种仍能每株产生约600株幼苗。幼苗生长受基因型和生长介质的影响，混合基质有助于提高生长表现。这些结果表明，驯化虽然减少了Ensete ventricosum的有性繁殖能力，但并未完全消除这一能力。野生种群仍是育种和保护的重要遗传资源。

引言

Ensete ventricosum（Welw.）Cheesman是一种属于芭蕉科（Musaceae）Ensete属的单次结实多年生草本作物（Lye和Edwards，1997）。由于其与香蕉的相似性，这种植物有时被称为“假香蕉”（Birmeta等人，2004）。Ensete是保障粮食安全的重要作物，目前为埃塞俄比亚高地的2000多万人口提供稳定的食物来源（Borrell等人，2019）。Ensete的主要食用部分包括或，以及或（Haile等人，2022）。此外，该植物的所有部分都被用于生产家庭用品、农业产品及传统医药（Garedew等人，2017；Haile等人，2022）。

野生Ensete种群主要通过种子繁殖，而栽培Ensete则主要采用埃塞俄比亚农民开发的本土无性繁殖技术（Bora和Haile，2024；Haile等人，2021；Haile等人，2025；Tesfaye和Haile，2025）。为了最大化可食用生物量，栽培Ensete通常在开花前或开花后不久收获，因此种子在生产中很少被利用（Haile等人，2025；Tesfaye和Haile，2025）。长期依赖无性繁殖引发了关于驯化Ensete有性繁殖能力维持的问题。Haile等人（2023）报告称，野生种和栽培种在果实和种子性状上存在形态差异，表明驯化导致有性繁殖倾向减弱。

尽管农民传统上保存了丰富的遗传多样性，但随着时间的推移，一些有用的克隆品种已经丢失，减少了可用于作物改良的遗传变异（Gemechu等人，2021）。然而，最近在埃塞俄比亚西南部的民族植物学研究记录了极高的农场内Ensete品种多样性——一个区域内就有127个不同的品种名称，其中80多个仍在被积极栽培——表明本土管理实践能够维持显著的遗传多样性（Haile等人，2026）。当地的文化认知和管理实践（包括种子交换网络、幼苗保护以及多样克隆的象征性或仪式性保护）构成了一个强大的农场内保护系统，使得遗传变异得以延续，超出了无性繁殖所能实现的程度（Haile等人，2022；Haile等人，2026）。

随着对耐病性和抗环境压力（如干旱和霜冻）改良品种需求的增加（Gemechu等人，2021），通过有性重组进行传统育种仍然是产生新遗传变异的主要策略（Gemechu等人，2021；Karlsson等人，2013）。然而，基于种子的育种的可行性从根本上取决于驯化Ensete种子的活力和发芽表现。

将驯化Ensete的多样性以种子形式保存一直具有挑战性。首先，Ensete是一次结实植物，为了防止资源从可食用器官转移到不可食用的花序上，通常在开花前收获（Borrell等人，2019）。其次，先前的研究发现Ensete的发芽率变化很大（Karlsson等人，2013）。如果驯化减少了栽培种的有性繁殖投入，这可能会限制其在保护和育种计划中的应用。相反，野生Ensete种群可能保留了更强的有性繁殖能力，因此具有重要的遗传价值。

因此，了解驯化是否改变了有性繁殖表现对于保护生物学和作物改良策略至关重要。我们假设驯化Ensete的有性繁殖表现（种子产量和发芽率）低于野生种群，反映了驯化过程中繁殖投入的变化。

为了验证这一假设，本研究比较了野生种和栽培种在不同育苗介质条件下的种子形态特征、发芽能力和幼苗早期生长表现。通过结合繁殖特征评估和早期生长评价，本研究旨在阐明驯化对有性繁殖的功能影响及其对育种和保护的意义。

材料与方法

本研究于2023/2024年度在埃塞俄比亚西南部Sheka区的Andiracha Woreda的Getiba Kebele进行，实验地点位于海拔1,956米处。该地区的地理坐标为北纬7°24’至7°52’，东经35°13’至35°35’。气候特征为年降雨量1,800至2,200毫米，平均气温在15.1至27.5°C之间。

研究内容包括……（具体内容在此处省略）

野生种与栽培种Ensete ventricosum在种子形态和发芽方面的差异

不同种系之间的种子形态和发芽特征存在显著差异（变异系数CV = 10.5–80.2%；表2，S1），其中发芽率、每株种子数量和每果种子数量的变化最大。野生种在大多数性状上与栽培品种存在显著差异，包括假茎高度、果穗重量和周长、果实和种子数量、发芽率以及50%出苗所需天数（p < 0.05）。在所有情况下，野生种……（具体内容在此处省略）

讨论

本研究显示，野生种和栽培种在种子产量、发芽能力和幼苗早期生长方面存在明显差异，提供了该物种内部繁殖分化的功能证据。这些发现基于Haile等人（2023）之前报道的果实和种子形态差异，并进一步探讨了这些差异对发芽成功和幼苗生长的影响。

结论

本研究证实了野生种和栽培种在繁殖能力上的明显差异。野生种表现出更高的种子产量、发芽能力和更快的出苗速度，表明其有性繁殖能力更强。

尽管有这些下降，栽培种仍保留了一定的有性繁殖能力，说明驯化导致的是繁殖功能的转变而非丧失。种子重量……（具体内容在此处省略）

作者贡献声明

Aklilu Sheneno：撰写——初稿、方法学设计、数据调查、数据分析。Bewuketu Haile：审稿与编辑、监督、方法学设计、数据调查、数据分析、概念框架构建。

利益冲突声明

作者声明不知道任何可能影响本文工作的利益冲突或个人关系。本文未包含任何作者进行的动物或人类研究。

致谢

作者感谢米赞-特皮大学提供的学术支持和研究设施。同时感谢Andiracha Woreda行政办公室允许进行研究，并提供了后勤和物质支持。我们也感谢研究区域的农民们给予的合作、种植材料的提供以及在野外工作期间的宝贵帮助。