中藥種子成熟度、劣變機(jī)制及貯藏方法研究進(jìn)展

王維婷，單成鋼，朱京斌，王志芬

（山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院藥用植物研究中心，山東濟(jì)南 250100）

中藥包括中藥材、飲片和中成藥，而中藥材又是飲片和中成藥的原料。在全國(guó)應(yīng)用的中藥材中，植物類(lèi)藥材有800～900種，占90%。目前，藥材種子的生產(chǎn)多為自繁自種，缺乏理論指導(dǎo)。由于各地氣候條件差異和種子貯藏缺乏理論指導(dǎo)，使得種子質(zhì)量難以控制。有研究表明，丹參當(dāng)年新生種子平均發(fā)芽率僅為75%左右，隔年種子基本無(wú)發(fā)芽能力[1]。雖然目前已有關(guān)于中藥種子質(zhì)量控制及中藥種子形態(tài)結(jié)構(gòu)與萌發(fā)特性的報(bào)道，但遠(yuǎn)不足以給中藥種子貯藏提供理論指導(dǎo)。從生理角度研究中藥種子成熟規(guī)律、劣變機(jī)理，摸索中藥種子貯藏方法，能夠填補(bǔ)相關(guān)研究領(lǐng)域的空白，且對(duì)促進(jìn)中藥GAP規(guī)范生產(chǎn)具有重大經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本文對(duì)現(xiàn)有的有關(guān)中藥種子采收時(shí)期、劣變機(jī)理及貯藏方法的研究進(jìn)行綜述，為開(kāi)展該方面的研究工作提供支持。

1 中藥種子成熟度與種子活力的關(guān)系

種子活力機(jī)理是種子科學(xué)的一個(gè)重要的研究方向，近十幾年來(lái)已取得了相對(duì)較大的研究進(jìn)展。大量研究表明，種子活力與種子成熟度密切相關(guān)，隨著種子的成熟，種子重量不斷增加，至生理成熟期種子鮮重達(dá)到最高，此時(shí)表現(xiàn)出最高的種子發(fā)芽率及種子活力[2～4]。因此，了解中藥種子成熟規(guī)律，找到其最佳采收期是提高中藥種子活力及研究其貯藏方法的基礎(chǔ)。

在中草藥方面，有關(guān)桔梗種子的成熟度及其與種子萌發(fā)的關(guān)系已見(jiàn)報(bào)道。桔梗種子從開(kāi)花到完全成熟需要55～60 d。開(kāi)花后26～40 d是千粒重和成熟度增長(zhǎng)較快的時(shí)期，其中31～35 d是千粒重和成熟度增長(zhǎng)最快的時(shí)期[5]，延邊地區(qū)的桔梗種子花后55 d發(fā)芽率達(dá)到92%[6]。桔梗種子的發(fā)芽率隨著千粒重的增加而增加，桔梗種子成熟過(guò)程中，干物質(zhì)的積累是穩(wěn)定的增長(zhǎng)過(guò)程[6]。有研究認(rèn)為，在自然條件能夠滿(mǎn)足桔梗生長(zhǎng)發(fā)育的情況下，開(kāi)花后種子成熟的進(jìn)程主要由自身的發(fā)育規(guī)律所支配，氣象條件不會(huì)顯著影響桔梗種子的成熟進(jìn)程，但種子成熟期間的氣溫在一定程度上能夠影響種子的千粒重[7]。為提高桔梗種子質(zhì)量，生產(chǎn)中種子的采收宜晚不宜早。對(duì)于晚期開(kāi)放而不能結(jié)出充分成熟種子的花應(yīng)及時(shí)摘去，可進(jìn)一步提高其他果實(shí)的成熟度，從而提高種子質(zhì)量[8]。

在西洋參種子的研究當(dāng)中，需要對(duì)種子進(jìn)行18個(gè)月的胚熟和生理后熟作用，原因是西洋參果實(shí)成熟后，其種胚卻未成熟，發(fā)育很小，此時(shí)可在12～18℃條件下利用層積沙埋法進(jìn)行后熟。在澤瀉[9]和柴胡[10]上也有部分種子成熟度的報(bào)道，但尚不系統(tǒng)。

總之，針對(duì)不同中藥生長(zhǎng)習(xí)性確定中藥種子的采收期，確保種子成熟度，即可達(dá)到確保種子萌發(fā)率，提高種子活力的目標(biāo)，同時(shí)也能為研究種子貯藏方法奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2 中藥種子活力劣變機(jī)制

種子活力在生理成熟期達(dá)到最高，其后開(kāi)始進(jìn)入不可逆的活力下降階段，這種不可逆變化的綜合效應(yīng)稱(chēng)為種子劣變。種子老化的過(guò)程也是劣變的過(guò)程，惡劣的環(huán)境條件如高溫、高濕等會(huì)造成蛋白質(zhì)變性及細(xì)胞受損，從而引起種子劣變。種子劣變涉及到蛋白、糖、核酸、脂肪酸、揮發(fā)性物質(zhì)（如乙醛）、膜透性、酶活性、呼吸強(qiáng)度、脂質(zhì)過(guò)氧化、修復(fù)機(jī)制等方面的變化[11]，表現(xiàn)為種子變色，萌發(fā)遲緩，發(fā)芽率降低，畸形苗增多，生長(zhǎng)勢(shì)差，抗逆力弱，并導(dǎo)致生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量降低。

利用人工老化的手段研究種子劣變機(jī)理的報(bào)道很多，多數(shù)研究集中在農(nóng)作物如水稻[12]、玉米[13]和蔬菜如大白菜[14]、辣椒[15]等方面，但對(duì)中草藥種子劣變機(jī)理的研究報(bào)道很少。王贊等以檸條和小葉錦雞兒的種子為試驗(yàn)材料進(jìn)行了種子劣變研究，認(rèn)為種子老化劣變的實(shí)質(zhì)在于細(xì)胞結(jié)構(gòu)和生理功能上一系列錯(cuò)綜復(fù)雜的變化，既有物理的，又有生理生化的變化，認(rèn)為可溶性糖的泄漏和脂質(zhì)過(guò)氧化是導(dǎo)致種子活力降低的中藥因素，其中ACP酶活性與種子發(fā)芽指數(shù)呈極顯著正相關(guān)，是檢驗(yàn)錦雞兒屬植物種子的良好指標(biāo)[16]。

種子劣變具有不可逆、不可避免和全體間不同等特點(diǎn)，但可以通過(guò)控制貯藏和加工處理等條件延緩種子劣變速度，提高其潛在表現(xiàn)[17]。由于種子劣變?cè)斐傻姆N子質(zhì)量問(wèn)題，如活力降低，生活力下降，耐貯藏能力差，田間建植率減小等現(xiàn)象給生產(chǎn)上帶來(lái)難以估算的經(jīng)濟(jì)損失。研究中藥種子劣變機(jī)理能夠?yàn)橹兴幏N子貯藏方法的提出建立牢固的理論基礎(chǔ)，開(kāi)展該方面的研究具有潛在的重大社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

3 中藥種子貯藏方法

種子的萌發(fā)性能和壽命在很大程度上取決于種子本身的遺傳特性、形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理活性以及貯藏前種子的狀況 （包括種子的飽滿(mǎn)程度、損傷程度和含水量等），同時(shí)也與貯藏時(shí)的環(huán)境條件有密切關(guān)系。種子貯存保管的好壞，直接關(guān)系到播后的種子發(fā)芽率和保苗率。因此，合適的種子貯藏手段是保證種子質(zhì)量的主要措施。而種子的含水量和貯藏期間的溫度、濕度對(duì)貯藏種子的活力影響最為顯著。

目前，超干貯藏及超低溫貯藏是國(guó)內(nèi)外的一大研究熱點(diǎn)。鄒冬梅提出利用硅膠室溫干燥法超干保存銀合歡種子，并證明將銀合歡種子含水量降至5%以下能顯著提高抗老化劣變的能力，該方法可行[18]。由于不同的藥用植物其種子的壽命差異很大，短至幾天，長(zhǎng)至五年，多數(shù)種子的壽命在2～3年，因此針對(duì)不同的藥用植物需采用不同的貯藏方法。目前，關(guān)于藥用植物貯藏方法的研究報(bào)道極少，在生產(chǎn)上仍然以采用新鮮種子為主。但是，種子采收期不一定是種子萌發(fā)的最佳時(shí)期，采收后迅速播種由于種子休眠、氣候條件不適宜等會(huì)導(dǎo)致種子萌發(fā)率的下降，人工溫室育苗則會(huì)提高生產(chǎn)成本。根據(jù)不同藥用植物生理特點(diǎn)，選用恰當(dāng)?shù)馁A藏方法，對(duì)于降低藥材生產(chǎn)成本，提高藥農(nóng)經(jīng)濟(jì)收入具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

[1]孫群,梁宗鎖,李紹軍,等.丹參種子形態(tài)結(jié)構(gòu)與吸水萌發(fā)特性[J].中國(guó)中藥雜志,2004,29(10):934～938.

[2]毛培勝,韓建國(guó),浦心春,等.高羊茅種子成熟過(guò)程中的活力變化[J].中國(guó)草地,1997,(2):36～41.

[3]王顯國(guó),韓建國(guó),陳志紅,等.新麥草種子成熟過(guò)程中活力變化的研究[J].草地學(xué)報(bào),2000,(8):306～311.

[4]Adam N M,McDonald M B,Henderlong P R.The influence of seed position,planting and harvesting dates on soybean seed quality[J].Seed Science and Technology,1989,(17):143～152.

[5]張卓,吳基日,嚴(yán)一字,等.桔梗種子成熟動(dòng)態(tài)的研究[J].中國(guó)種業(yè),2006,10:39.

[6]嚴(yán)一字,吳基日,吳松權(quán),等.桔梗種子成熟天數(shù)與成熟度及發(fā)芽率的關(guān)系[J].延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào),2005,27(4):244～248.

[7]張卓,吳基日,嚴(yán)一字,等.桔梗種子成熟與主要?dú)庀笠氐年P(guān)系[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2007,35(1):86～87.

[8]孟祥才,王喜軍,孫暉.桔梗種子不同成熟度對(duì)播種品質(zhì)、貯藏及生長(zhǎng)的影響[J].現(xiàn)代中藥研究與實(shí)踐,2006,20(4):22～23.

[9]陳菁瑛,張麗梅,葛培盛,等.種子成熟度對(duì)澤瀉種子萌發(fā)與植株生長(zhǎng)的影響[J].現(xiàn)代中藥研究與實(shí)踐,2007,21(1):3～5.

[10]魏建和,李昆同,陳惠珍,等.種子成熟度及種皮對(duì)北柴胡和三島柴胡種子萌發(fā)的影響[J].中國(guó)中藥雜志,2003,28(7):614～617.

[11]孫群,王建華,孫寶啟.種子活力的生理和遺傳機(jī)理研究進(jìn)展[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2007,40(1):48～53.

[12]楊亞平,姜孝成,陳良碧,等.水稻種子老化的生理機(jī)制[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2008,34(3):265～269.

[13]劉軍,黃上志,傅家瑞.不同活力玉米種子胚萌發(fā)過(guò)程中蛋白質(zhì)的變化[J].熱帶亞熱帶植物學(xué)報(bào),1999,7(1):65～69.

[14]唐祖君,宋明.大白菜種子人工老化及劣變的生理生化分析[J].園藝學(xué)報(bào),1999,26(5):319～322.

[15]劉月輝,王登花,黃海龍,等.辣椒種子老化過(guò)程中的生理生化分析[J].種子,2003,(2):15,25.

[16]王贊,那潼,李源,等.錦雞兒種子劣變過(guò)程中生理生化特性的研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2008,26(5):180～184.

[17]王彥榮,劉友良,沈益新.種子劣變的生理學(xué)研究進(jìn)展綜述[J].草地學(xué)報(bào),2001,9(3):159～164.

[18]鄒冬梅.銀合歡種子的超干保存[J].熱帶作物學(xué)報(bào),2006,27(3):17～21.