川續(xù)斷種子生物學(xué)特性與萌發(fā)特性研究

陳光明，趙光國(guó)，楊艷娟

(云南新興職業(yè)學(xué)院，云南昆明 650501)

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川續(xù)斷種子生物學(xué)特性與萌發(fā)特性研究

陳光明，趙光國(guó)，楊艷娟*

(云南新興職業(yè)學(xué)院，云南昆明 650501)

[目的]研究川續(xù)斷種子的生物學(xué)特性與萌發(fā)特性。[方法]通過(guò)對(duì)川續(xù)斷種子的形態(tài)特征、解剖結(jié)構(gòu)的觀測(cè)，并測(cè)定了千粒重、吸水率等特征。同時(shí)，在不同溫度、不同光照條件、果皮去除與否等條件下測(cè)定了川續(xù)斷種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)。[結(jié)果]川續(xù)斷種子較小，呈四棱柱型，具有胚乳，千粒重為3.35 g，吸水率約為102%；川續(xù)斷種子在20 ℃的條件下發(fā)芽率較高，且萌發(fā)時(shí)需光照，而果皮的存在與否對(duì)萌發(fā)率影響不大。[結(jié)論]該研究為川續(xù)斷的擴(kuò)繁和大量栽培奠定了一定基礎(chǔ)。

川續(xù)斷；種子；生物學(xué)特性；萌發(fā)特性

川續(xù)斷(DipsacusasperoidesC.Y.cheng et T.M.Ai)為川續(xù)斷科川續(xù)斷屬植物[1]，以干燥的根入藥[2]，具有補(bǔ)肝腎、行血脈、續(xù)筋骨、安胎止漏的功效，是傷科與婦科的常用中藥[3]，在民間驗(yàn)方中使用廣泛?，F(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn)，川續(xù)斷系“全能性”新型藥物，具有增強(qiáng)免疫、促進(jìn)骨損傷愈合、抗炎、抗氧化等作用[4]，用于治療風(fēng)濕性骨疼、腰膝酸疼、肝腎虛弱、遺精、尿頻、胎動(dòng)不安、月經(jīng)不調(diào)、崩漏、跌打損傷[5]，其主要藥用成分是三萜皂苷類(lèi)化合物、生物堿類(lèi)、環(huán)烯醚帖類(lèi)、揮發(fā)油類(lèi)等[6]，在2010版《中國(guó)藥典》中對(duì)川續(xù)斷的品種和質(zhì)量作了明確的規(guī)定[7]。

川續(xù)斷多為野生，由于多年的不斷采挖，使其資源量逐漸減少，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求。如果資源供給問(wèn)題得不到解決，川續(xù)斷本身脆弱的原生生態(tài)系統(tǒng)將難以支撐市場(chǎng)需求，這必將導(dǎo)致續(xù)斷屬植物生物資源的減少和遺傳多樣性資源的喪失[8]。為了解決這一現(xiàn)狀必須進(jìn)行擴(kuò)大繁殖與人工栽培，而這又必須依賴于種子繁殖。但目前對(duì)川續(xù)斷種子特性及其發(fā)芽率等方面的研究較少。筆者在此通過(guò)對(duì)川續(xù)斷種子的形態(tài)特征、解剖結(jié)構(gòu)的觀測(cè)，初步研究了川續(xù)斷種子的生物學(xué)特性，并通過(guò)設(shè)置光照和溫度條件，尋找提高其發(fā)芽率的途徑，確定最佳萌發(fā)條件，以期為大量擴(kuò)大繁殖和人工栽培提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料來(lái)源試驗(yàn)種子來(lái)源于云南農(nóng)業(yè)大學(xué)后山教學(xué)實(shí)踐基地，于2013年11月份采收，采回后于通風(fēng)干燥處保存。

1.2 所用儀器設(shè)備智能人工氣候培養(yǎng)箱(ZRX-2580D)、JA1003A電子天平(精確0.001 g)、培養(yǎng)皿、燒杯、容量瓶、定性濾紙、解剖鏡。

1.3 方法

1.3.1形態(tài)特征及解剖結(jié)構(gòu)觀察。 利用解剖鏡觀察川續(xù)斷的種子形態(tài)特征，并觀測(cè)其解剖結(jié)構(gòu)。

1.3.2千粒重的測(cè)定。采用百粒法測(cè)千粒重。用數(shù)種器從試驗(yàn)樣品中隨機(jī)數(shù)取8份，每份100粒續(xù)斷種子，3次重復(fù)，分別稱重(g)保留小數(shù)位數(shù)參照GB/T3543-1995《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程》。

1.3.3吸水率測(cè)定。取種子1 g，置于有蒸餾水的燒杯中，在25 ℃恒溫下使其吸水，每隔2 h將種子從燒杯中取出用吸水紙吸干表面水分后稱量，直到種子重量恒定。重復(fù)3次。吸水量△W=Wt-W(Wt為吸水t時(shí)間后的種子重量，W為吸水前的重量，單位為g)；種子吸水率(%)=△W/W×100[9]。

1.3.4萌發(fā)特性研究。

1.3.4.1溫度條件。溫度對(duì)種子萌發(fā)的影響設(shè)為10、15、20、25、30 ℃ 5個(gè)溫度恒溫處理，在智能人工氣候培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。

1.3.4.2光照條件。光照對(duì)種子萌發(fā)的影響分為自然光照和黑暗2個(gè)處理。自然光照為每天光照12 h，黑暗用錫箔紙遮光直至試驗(yàn)結(jié)束，在智能人工氣候培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。

1.3.4.3剝?nèi)スぴ囼?yàn)。通過(guò)剝除果皮與有果皮在25 ℃相同條件下作發(fā)芽試驗(yàn)，測(cè)定初始發(fā)芽天數(shù)、發(fā)芽率及發(fā)芽勢(shì)間接說(shuō)明果皮對(duì)種子發(fā)芽的影響。做萌發(fā)試驗(yàn)時(shí)用定性濾紙作萌發(fā)基質(zhì)，將其鋪在培養(yǎng)皿中，將種子整齊排列在定性濾紙上，試驗(yàn)期間注意保持定性濾紙濕潤(rùn)。每個(gè)處理3次重復(fù)，每次重復(fù)50粒種子。以胚芽伸出種子一半為萌發(fā)。自開(kāi)始做試驗(yàn)起每天記錄發(fā)芽情況依據(jù)每天的發(fā)芽記錄計(jì)算發(fā)芽率。發(fā)芽率(%)=(n/N)×100，式中，n為正常發(fā)芽的種子數(shù)，N為測(cè)定樣品種子數(shù)。發(fā)芽勢(shì)是指規(guī)定的時(shí)間內(nèi)正常發(fā)芽的種子數(shù)占測(cè)定樣品種子數(shù)的百分率。該試驗(yàn)中在萌發(fā)后第12天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢(shì)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析應(yīng)用Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，并應(yīng)用最小差異顯著差值(LSD)進(jìn)行多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 形態(tài)特征及解剖結(jié)構(gòu)觀察川續(xù)斷的果實(shí)較小，長(zhǎng)3.5～4.5 mm，寬約1 mm，呈明顯的四棱柱形，每面中間略向外凸起；果皮表面被有纖細(xì)、白色、倒?fàn)畹亩倘崦?。果?shí)由下位子房發(fā)育而來(lái)，前端常殘留萼片及花柱，后端略凹(圖1)；剝掉果皮可見(jiàn)種皮為一膜質(zhì)結(jié)構(gòu)，較薄，側(cè)面有明顯的種臍，基底胎座，基部略狹，著生處形成一平面；長(zhǎng)約3 mm(圖2)。 通過(guò)對(duì)橫切面和縱切面的觀察，川續(xù)斷的種子具有胚乳，包圍著胚，約占整個(gè)種子體積的一半(圖3a)；胚位于種子中央，通過(guò)與種臍垂直方向的縱切面，可見(jiàn)其胚為典型的雙子葉植物胚，兩片子葉較長(zhǎng)，約占胚的2/3，胚芽較小(圖3b)。

2.2 種子千粒重川續(xù)斷種子千粒重為3.35 g(表1)，可見(jiàn)其種子較小，在種子萌發(fā)的過(guò)程中自身貯藏的可以利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)非常有限，因此，播種時(shí)一旦種子萌發(fā)后就應(yīng)適當(dāng)施肥以滿足成苗的營(yíng)養(yǎng)需求。

圖1 果實(shí)外部形態(tài)

圖2 剝除果皮后的種子

圖3 種子橫切面(a)和縱切面(b)

2.3 種子吸水率由圖4可見(jiàn)，川續(xù)斷種子在前2 h內(nèi)迅速吸水，吸水率上升速度最快，這一階段屬于吸脹期。0～6 h內(nèi)吸水率呈逐漸上升趨勢(shì)，到6 h時(shí)吸水率平均為102%，6 h后吸水速度變緩，飽和時(shí)的吸水率為110%左右?？梢?jiàn)在萌發(fā)過(guò)程中，前期水分充足是至關(guān)重要的，且果皮阻礙不是影響種子萌發(fā)的主要因素。

表1 種子千粒重

圖4 種子吸水率

2.4 不同處理對(duì)川續(xù)斷種子萌發(fā)的影響

2.4.1不同光照和溫度條件對(duì)川續(xù)斷種子萌發(fā)的影響。由表2可見(jiàn)，川續(xù)斷在不同設(shè)置處理下發(fā)芽率呈顯著性差異。其次，果皮中可能存在抑制物質(zhì)影響種子的正常萌發(fā)。20 ℃光照的平均發(fā)芽率最高，極顯著高于其他設(shè)置處理的發(fā)芽率，其次為20 ℃遮光。因此，保證川續(xù)斷種子發(fā)芽率的最佳條件應(yīng)為20 ℃有光照。發(fā)芽勢(shì)差異性不顯著，20 ℃遮光為最高，與20 ℃光照、25 ℃光照、25 ℃遮光、30 ℃光照、30 ℃遮光差異性不顯著，但顯著高于15 ℃遮光、15 ℃光照，極顯著高于10 ℃遮光、10 ℃光照。因此，在黑暗的條件下溫度適宜才能保證川續(xù)斷種子有較高的發(fā)芽勢(shì)。

表2 不同光照、溫度條件下的川續(xù)斷種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)

2.4.2果皮對(duì)種子萌發(fā)的影響。由表3可見(jiàn)，在相同溫度和同樣果皮處理的條件下，無(wú)果皮的川續(xù)斷種子最先發(fā)芽。其中在溫度為20 ℃無(wú)果皮的條件下川續(xù)斷種子發(fā)芽最早，5 d就開(kāi)始發(fā)芽，但在溫度20 ℃時(shí)果皮有無(wú)最終的發(fā)芽率沒(méi)有差異，說(shuō)明果皮對(duì)種子的發(fā)芽率沒(méi)有影響。

表3 不同果皮處理?xiàng)l件下的發(fā)芽天數(shù)和發(fā)芽率

3 小結(jié)與討論

種子大小是影響種子萌發(fā)的主要因素之一，較大的種子相對(duì)較小的種子具有較快的萌發(fā)速率和較大的萌發(fā)率。研究表明，種子大小能夠影響種子的萌發(fā)能力，直接影響幼

苗的形態(tài)建成，最終影響整個(gè)群落的結(jié)構(gòu)[10]。川續(xù)斷的種子有明顯四棱，長(zhǎng)3.5～4.5 mm，寬和厚近等，千粒重約為 3.35 g，可見(jiàn)其種子較小，說(shuō)明種子萌發(fā)過(guò)程中自身可以利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)非常有限，播種時(shí)一旦種子萌發(fā)后就應(yīng)適當(dāng)施肥或在播種前施足底肥以滿足后期成苗的營(yíng)養(yǎng)需求。

川續(xù)斷種子吸水性良好，6 h后種子吸水率平均可以達(dá)102%。由于果皮的有無(wú)對(duì)種子的發(fā)芽勢(shì)有影響，而對(duì)最終發(fā)芽率沒(méi)有太大的影響，所以果皮對(duì)種子的發(fā)芽有一定影響但不是主要因素，可能存在某些抑制物質(zhì)，這有待于以后探索。

不同溫度和光照處理?xiàng)l件下川續(xù)斷發(fā)芽率差異性顯著，在溫度為20 ℃且有光照的條件下川續(xù)斷發(fā)芽率最高，在溫度為20 ℃遮光的條件下川續(xù)斷發(fā)芽勢(shì)最好，所以川續(xù)斷最適宜的萌發(fā)溫度為20 ℃，這為以后的擴(kuò)繁和大量栽培奠定了一定基礎(chǔ)。

[1] 中國(guó)科學(xué)院中國(guó)植物志編輯委員會(huì).中國(guó)植物志.第七十三卷 第1分冊(cè)[M].北京：科學(xué)出版社,1986:45-46.

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Study on the Biological and Germination Characteristics of the Seed ofDipsacusasperoides

CHEN Guang-ming,ZHAO Guang-guo,YANG Yan-juan*

(Yunnan Xinxing Occupations Institute,Kunming,Yunnan 650501)

[Objective] The research aimed to study the biological and germination characteristics of the seed ofDipsacusasperoides.[Method]The seed ofDipsacusasperoidesof morphological characteristics and anatomical structure were observed, and its grain and sucked water rate were determined.At the same time, the germination rate and germination potential of the seed ofDipsacusasperoideswere determined under different temperature, different illumination and remove its seedcase or not.[Result]The seed ofDipsacusasperoideswas smaller, a four prism type, with the endosperm, it’s grain only had 3.35 g, sucked water rate was about 102% .In addition, the seed ofDipsacusasperoidesgermination rate was more higher and need to light when the temperature was 20 ℃,and seedcase exists or not had little effects on the germination rate.[Conclusion]The study laid a foundation for future propagation and a large number of cultivation ofDipsacusasperoides.

Dipsacusasperoides;Seed;Biological Characteristics;Germination Characteristics

陳光明(1988-)，男，云南昆明人，助教，從事藥用植物資源及規(guī)范化種植研究。*通訊作者，助教，從事藥用植物資源及規(guī)范化種植研究。

2015-02-02

S 567

A

0517-6611(2015)08-043-02