种子植物的繁衍与种群扩展大都依赖于种子。种子活力和萌发特性不仅在很大程度上决定着植物在自然条件下的生存和繁衍,而且对于人类的生物保护、生态系统管理及农林和园艺生产也具有重要意义。水杉为我国特有的珍稀濒危孑遗物种,尽管已经成功被引种到国内外很多地区,但其以湖北利川小河为中心的现有唯一原生种群一直处于濒危状态,种群更新困难。经分析现有文献和实地调研,我们认为水杉原生种群之所以幼苗更新困难,很可能与其种子的活力及其萌发生态有重要关系。本研究以水杉种子为研究对象,通过人工加速老化处理、抗氧化酶活性测定、细胞显微观察等方法试图探析其活力水平及活力维持与丧失的生理机制,并通过模拟干旱和盐胁迫处理探讨其在干旱和盐胁迫下的萌发成苗能力。主要结果如下:1.新鲜成熟水杉种子无休眠,平均生活力水平不高,在各培养温度下的最终平均萌发率均不到60%;但其萌发对温度的适应性强,其可萌发温度范围(5~40°C)和最适萌发温度范围(15~30°C)均较宽,且萌发迅速。其萌发特性与其分布变迁史和系统发育特性密切相关。2.水杉种子活力维持能力低。这很可能是因为水杉种子中的抗氧化酶系统对氧化胁迫的防御能力低之故。在加速老化条件下,其种子中的SOD活性先是急剧下降,随后一直保持很低的活性水平;CAT活性呈现先升后降的变化趋势,仅在老化初期起到了一定的活性氧清除作用。由于抗氧化酶系统的无效性,使得其膜系统因受氧化胁迫而发生脂质过氧化,进而使细胞发生电解质渗漏(相对电导率升高),从而使细胞的新陈代谢发生紊乱,呼吸加速,脂质体因降解而减少并趋向于融合成大的脂肪团,蛋白体也因降解而减少且其内含的结晶体数量和体积均增加,最终细胞内部结构逐渐解体,无法分辨任何细胞器,种子完全丧失生活力。3.水杉种子萌发期间对干旱具有较强耐性,对盐胁迫具有一定的微耐性。鉴于其种子萌发对温度的广泛适应性、对干旱的强适应性、对盐胁迫的微耐性,及其速生特性,水杉在林业和生态恢复等方面具有广阔的应用前景,值得进一步深入研究。