不同預(yù)處理及光照條件對黃芪種子萌發(fā)的影響

許陶瑜 ，郭淑紅 ，田洪嶺 ，吳昌娟 ，郝耀鵬 ，裴帥帥

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所，山西 汾陽 032200；2.山西大學(xué)生物工程學(xué)院，山西 太原 030006）

黃芪是黃芪屬植物，別名綿芪，為多年生植物，植株高1 m左右。其干燥根藥用，主要分布在山西、內(nèi)蒙古、甘肅、黑龍江等地[1]。黃芪是珍貴的中藥材，廣泛應(yīng)用于中成藥。黃芪含有酮類、皂苷及多種微量元素，因性溫和，是補氣養(yǎng)血的圣藥[2-3]。由于過度采集，野生資源幾近枯竭，無法滿足市場需求。大面積栽培黃芪成為解決黃芪藥材不足的有效途徑[4]。

在栽培黃芪過程中，黃芪種子硬實及內(nèi)源抑制物質(zhì)的存在導(dǎo)致黃芪發(fā)芽率極低，大約只有20%，嚴重制約了黃芪的大規(guī)模種植和生產(chǎn)。如何打破黃芪種子的休眠、提高發(fā)芽率，是實現(xiàn)黃芪規(guī)?；a(chǎn)的重要途徑[5-9]。近年來，有關(guān)黃芪的研究主要集中在化學(xué)有效成分、藥理作用[10-11]等方面，對黃芪種子處理主要是采用浸種、沙培等方法，這些方法大大提高了黃芪的發(fā)芽率，然而關(guān)于黃芪種子萌發(fā)的光照條件卻鮮有報道。

本研究設(shè)置了7個黃芪種子預(yù)處理[9-12]，分別在全光照和全黑暗條件下進行萌發(fā)試驗，進而篩選黃芪萌發(fā)的適宜條件和光照，為黃芪生產(chǎn)實踐中的繁育和育苗栽培提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試材料為采自山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所藥材基地的當(dāng)年生蒙古黃芪種子，其千粒質(zhì)量為6.52 g，種子經(jīng)山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所田洪嶺研究員鑒定。

1.2 試驗方法

將黃芪種子浸泡在高壓滅菌鍋中滅菌10min[13]，然后用清水沖洗后取出，對黃芪種子進行不同方法的預(yù)處理。試驗共設(shè)7個預(yù)處理：處理A1.環(huán)割法，去除黃芪中的雜質(zhì)，將黃芪種子浸泡15 min后，用解剖刀輕輕環(huán)割種子，以不傷害胚為宜；處理A2.沙培法，將黃芪種子與沙按照1∶3～4混合均勻，放在研缽中充分研磨，直到黃芪種子的釉質(zhì)變暗為止；處理A3.清水浸種法，即將黃芪種子置于蒸餾水中常溫浸泡24 h；處理A4.硫酸浸種法，將黃芪種子置于65%硫酸溶液中浸泡1 h，再在流水中清洗種子3～4次；處理A5.赤霉素浸種法，將黃芪種子置于200 mg/kg赤霉素溶液浸種18 h，在流水中清洗種子3～4次；處理A6.雙因素組合浸種法，將黃芪種子先置于65%硫酸溶液浸泡1 h[12，14]，在流水中清洗種子3～4次后，再置于200 mg/kg赤霉素溶液浸種18 h，然后再在流水中清洗種子3～4次；處理A7.對照，未作任何處理（CK）。

將經(jīng)過不同預(yù)處理的種子晾干待用。將備好的種子放在鋪好2張濾紙的培養(yǎng)皿中，培養(yǎng)皿直徑20 cm，每個培養(yǎng)皿放置種子100粒，然后將培養(yǎng)皿放到人工智能氣候恒溫箱中培養(yǎng)，光照條件為全光照（光強 5 000 lx）（B1）和全黑暗（B2），每天 17：00更換蒸餾水和濾紙，同時觀察統(tǒng)計各培養(yǎng)皿發(fā)芽數(shù)，將發(fā)霉變質(zhì)的種子去掉，20 d后結(jié)束[15-17]，不同方法的預(yù)處理和光照條件分別重復(fù)3次。

1.3 測定項目及方法

每天觀察并記錄培養(yǎng)皿中的種子當(dāng)日發(fā)芽數(shù)，第10天作為統(tǒng)計發(fā)芽勢的截止日，第20天為統(tǒng)計種子發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)的截止日。計算黃芪種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)。

發(fā)芽率＝發(fā)芽率統(tǒng)計截止日培養(yǎng)皿中種子發(fā)芽總數(shù)/培養(yǎng)皿中供試種子數(shù)×100%；發(fā)芽勢＝發(fā)芽勢統(tǒng)計截止日培養(yǎng)皿中種子發(fā)芽總數(shù)/培養(yǎng)皿中供試種子數(shù)×100%；發(fā)芽指數(shù)＝∑Gt/Dt。其中，Gt表示不同天數(shù)內(nèi)種子發(fā)芽數(shù)，Dt表示發(fā)芽日數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS17.0，Excel2010和SigmaPlot進行統(tǒng)計分析。不同處理間的顯著性按照LSD法在95%置信水平下進行檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 全光照和全黑暗條件下不同預(yù)處理對黃芪種子發(fā)芽的影響

由表1可知，在全光照條件下和全黑暗條件下，不做預(yù)處理的黃芪種子各項指標(biāo)都最低。在各項預(yù)處理中，雙因素組合浸種法（A6）各項指標(biāo)最高。發(fā)芽率方面，不同預(yù)處理間差異顯著，不同處理發(fā)芽率高低順序為A6＞A5＞A3＞A4＞A1＞A2＞A7（CK），與對照相比，不同處理均可以顯著提高發(fā)芽率，其中，雙因素組合浸種法（A6）對黃芪發(fā)芽率的提高最大，其次為赤霉素浸種法（A5）；雙因素組合浸種法（A6）發(fā)芽勢最高，即雙因素組合浸種法不僅可以提高黃芪總的發(fā)芽率，而且可以提早打破黃芪休眠，促進黃芪提早發(fā)芽；不同預(yù)處理間發(fā)芽指數(shù)也存在顯著差異，預(yù)處理A6，A5的發(fā)芽指數(shù)顯著高于其他處理，說明赤霉素的存在可以提早打破休眠，促進黃芪種子提早發(fā)芽。

表1 不同光照條件下預(yù)處理黃芪種子的發(fā)芽結(jié)果

2.2 不同預(yù)處理和光照條件對黃芪種子發(fā)芽率影 響的方差分析

表2 黃芪發(fā)芽率的方差分析

表3 黃芪發(fā)芽勢的方差分析

表4 黃芪發(fā)芽指數(shù)的方差分析

由表2～4可知，通過對黃芪發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)的方差分析，變異來源為光照因素時，均有F＜F0.01，表明全光照和全黑暗條件對黃芪種子萌發(fā)的影響不顯著[18-19]。黃芪種子發(fā)芽對光照不敏感，屬于光不敏感型。

3 討論與結(jié)論

導(dǎo)致黃芪種子發(fā)芽率低的2個因素是黃芪種皮硬實和種內(nèi)內(nèi)源抑制物質(zhì)的存在。可以通過機械破種、浸種、化學(xué)處理等方法對黃芪種子進行預(yù)處理來提高黃芪種子發(fā)芽率[20-21]。本研究結(jié)果表明，環(huán)割法、沙培法、清水浸種法、硫酸浸種法、赤霉素浸種法和雙因素組合浸種法均可大幅提高黃芪種子發(fā)芽率，其中，環(huán)割法、沙培法可以打破黃芪種皮的物理限制，浸種法可能是由于浸泡溶解了黃芪種子內(nèi)的水溶性抑制物質(zhì)，解除了內(nèi)源物質(zhì)對種子萌發(fā)的抑制，從而提高了黃芪種子發(fā)芽指數(shù)，提高了出苗率；雙因素組合浸種法發(fā)芽率高的原因可能是由于硫酸浸泡軟化了黃芪種皮，赤霉素浸泡溶解了部分黃芪內(nèi)源抑制物質(zhì)，同時促進了胚的萌發(fā)。

本研究表明，不同的物理和化學(xué)處理方法均可以打破黃芪種子的休眠，雙因素組合浸種法與清水浸種法間黃芪種子萌發(fā)率達到顯著水平。在生產(chǎn)實踐中，可以采用在200 mg/kg赤霉素溶液浸種18 h的方法來提高黃芪種子的發(fā)芽率，清水浸泡24 h也可以作為黃芪規(guī)?；耘喾N子處理的常規(guī)方法之一。

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