華重樓種子預(yù)處理對(duì)其萌發(fā)特性的影響

， ， ， ， ，

(1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 成都 611130； 2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)新農(nóng)村發(fā)展研究院， 四川 雅安 625014)

華重樓種子預(yù)處理對(duì)其萌發(fā)特性的影響

姜美杰1，童凱1，閆燊1，張鴻杰1，孫旭1，田孟良2

(1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 成都 611130； 2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)新農(nóng)村發(fā)展研究院， 四川 雅安 625014)

目的：篩選華重樓種子最佳預(yù)處理方法，為生產(chǎn)上及早破除種子休眠，促進(jìn)種子萌發(fā)提供指導(dǎo)。方法：新鮮的華重樓種子經(jīng)不同去皮方式、不同層積基質(zhì)及不同浸種藥劑處理后，于18 ℃層積條件下進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，每周觀察并記錄，比較分析種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、平均發(fā)芽天數(shù)的差異。結(jié)果：與帶皮種子相比，冷凍去皮可顯著縮短種子平均發(fā)芽天數(shù)，而砂搓、紗布、手剝?nèi)テさ姆N子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)均有顯著降低；與壤土基質(zhì)相比，細(xì)砂、蛭石、木屑層積的種子發(fā)芽率及發(fā)芽勢(shì)均有顯著提高，且蛭石基質(zhì)層積可顯著縮短平均發(fā)芽天數(shù)；NaN3、H2O2、KNO3浸種處理均能顯著提高種子發(fā)芽率。結(jié)論：華重樓生產(chǎn)上宜采用冷凍法去除種子外種皮，使用0.001%濃度的H2O2浸種14 h后于18 ℃蛭石中層積。

華重樓； 種子萌發(fā)； 層積基質(zhì)； 去皮； 浸種

華重樓[ParispolyphyllaSmith var.chinensis(Franch.) Hara]為百合科重樓屬多年生草本植物，又名七葉一枝花，是《中華人民共和國(guó)藥典》“重樓”藥材的2種基原植物之一，以干燥根莖入藥，有清熱解毒，消腫止痛等功效[1]，是云南白藥、抗病毒顆粒、宮血寧等重要中成藥的配方藥材。

長(zhǎng)期以來，重樓藥材主要以野生資源供應(yīng)藥用，由于過度采挖，野生資源面臨枯竭[2]，藥材供需矛盾十分突出。為此，近年來各地大力推廣重樓人工栽培，對(duì)重樓種苗的需求異常旺盛。但是傳統(tǒng)的根莖切段繁殖由于繁殖系數(shù)太低(3～15)，繁殖周期過長(zhǎng)(2～4年)，難以滿足市場(chǎng)需求[3]。因此，生產(chǎn)上迫切需要尋求更高效的種苗繁殖方式。而通過重樓種子繁殖實(shí)生苗的方式，因?yàn)榫哂休^高的理論繁殖系數(shù)(50～500)和較快的生產(chǎn)周期(6～15個(gè)月)等優(yōu)點(diǎn)而備受推薦，但是在目前實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用上仍存在休眠時(shí)間長(zhǎng)、發(fā)芽率低、發(fā)芽不整齊等問題亟待解決[4]。

綜合前人研究認(rèn)為，重樓種子萌發(fā)可能與種皮內(nèi)存在抑制物質(zhì)[5]、種胚后熟發(fā)育[6]、穩(wěn)定的溫濕環(huán)境以及必要的化學(xué)藥劑調(diào)節(jié)[7]和呼吸途徑轉(zhuǎn)化[8]等因素有關(guān)。因此，本研究以華重樓種子為研究對(duì)象，圍繞種皮的去除方式、基質(zhì)的選擇、浸種處理3個(gè)因素，分別考察了各因素對(duì)種子萌發(fā)效果的影響，旨在為實(shí)際生產(chǎn)過程中重樓種苗繁育提供技術(shù)支持。

1 材料與儀器

1.1 材 料

1.2 試 劑

疊氮化鈉(NaN3)，天津市美林工貿(mào)有限公司；硝酸鉀(KNO3)，四川西隴化工有限公司；過氧化氫(H2O2)，四川西隴化工有限公司；超純水，密理博公司Milli-Q Biocel型超純水生產(chǎn)系統(tǒng)；50%多菌靈，四川國(guó)光農(nóng)化股份有限公司。

1.3 儀 器

CP 224 S電子天平，德國(guó)賽多利斯公司；DHG-9101-3 SA電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海三發(fā)科學(xué)儀器有限公司；GZ-500-GI智能光照培養(yǎng)箱，韶關(guān)市廣智科技設(shè)備有限公司。

2 方 法

2.1 去皮處理

取大小均勻，外種皮顏色鮮亮的種子于清水中浸泡24 h后分成5份，前2份分別用紗布或沙子包裹，于流水中搓洗，直至外種皮去除干凈；第3份種子于-20 ℃冰箱冷凍12 h后取出室溫融化，于清水中洗去分離的外種皮；第4份種子用鑷子手工剝離掉外種皮；第5份種子不做處理。去皮后的種子統(tǒng)一置于裝有濕度為60%的蛭石發(fā)芽盒中，混合均勻后統(tǒng)一放置于18 ℃人工氣候培養(yǎng)箱中黑暗培養(yǎng)。共5個(gè)處理，3次重復(fù)，每次重復(fù)100粒種子。

2.2 基質(zhì)準(zhǔn)備

《燕丹子》以在秦漢之際流傳頗廣的荊軻刺秦故事為題材，敘述戰(zhàn)國(guó)燕太子丹為報(bào)質(zhì)秦之仇和解社稷之危，募得壯士荊軻入秦，陛刺秦王。主要情節(jié)可分為逃歸、募士、刺秦三節(jié)，涉及有名有姓的人物達(dá)10人之多，而以太子丹和荊軻為主。

將蛭石、壤土、木屑、細(xì)砂分別過15目篩，于110 ℃烘箱中滅菌2 h后攤晾至室溫，用500倍多菌靈溶液均勻噴灑至濕度為60%。選用大小均勻的冷凍去皮種子，混入裝有不同基質(zhì)的發(fā)芽盒中，移入18 ℃人工氣候培養(yǎng)箱中黑暗培養(yǎng)。共4個(gè)處理，3次重復(fù)，每次重復(fù)100粒種子。

2.3 浸種處理

采用對(duì)種子萌發(fā)具有顯著促進(jìn)作用的H2O2、KNO3、NaN3浸種，研究不同藥劑對(duì)種子萌發(fā)的影響，清水處理作為對(duì)照(ck)；H2O2與KNO3分別設(shè)0.001%、0.01%、0.1% 3個(gè)濃度，NaN3設(shè)5，0.05，0.005μg/L 3個(gè)濃度，浸種14 h；浸種后陰干種子表面水分，置于60%濕度的滅菌蛭石基質(zhì)中，放入18 ℃人工氣候箱內(nèi)黑暗培養(yǎng)。共9個(gè)處理，3次重復(fù)，每次重復(fù)100粒種子。

2.4 發(fā)芽指標(biāo)觀測(cè)

每周定期統(tǒng)計(jì)種子的發(fā)芽率。種子以露白即胚根突出種皮1 mm視為發(fā)芽。

發(fā)芽率(%)=150 d內(nèi)發(fā)芽的種子總數(shù)/供試種子總數(shù)×100%；

發(fā)芽勢(shì)(%)=90 d內(nèi)發(fā)芽的種子總數(shù)/供試種子總數(shù)×100%；

平均發(fā)芽天數(shù)=∑(每天發(fā)芽種子數(shù)×相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù))/ ∑(每天發(fā)芽種子數(shù))。

3 結(jié)果與分析

3.1 去皮方式對(duì)華重樓種子萌發(fā)的影響

重樓的外種皮因?yàn)楹忻劝l(fā)抑制物，可能對(duì)種子萌發(fā)產(chǎn)生不利影響[5]。但是生產(chǎn)上為了節(jié)省勞動(dòng)，多數(shù)情況下帶皮直接播種。本研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用恰當(dāng)方式(冷凍法)去皮后可顯著促進(jìn)種子萌發(fā)，相較于帶皮直播平均發(fā)芽天數(shù)可縮短41.93 d(p=0.002)，且發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)均穩(wěn)定在較高水平(73.01%，36.67%)。而研究所采用的砂搓、紗布、手剝?nèi)テし绞?，與帶皮種子相比，在發(fā)芽率及發(fā)芽勢(shì)指標(biāo)上均有顯著下降，這可能與去皮時(shí)所造成的種子內(nèi)種皮機(jī)械損傷有關(guān)。

3.2 層積基質(zhì)對(duì)華重樓種子萌發(fā)的影響

谷海燕等研究表明，重樓種子萌發(fā)過程受溫度、濕度影響較大[9]，而不同發(fā)芽基質(zhì)的保溫保水及透氣性能均不相同，可能會(huì)對(duì)重樓種子的萌發(fā)特性造成影響。研究發(fā)現(xiàn)，與當(dāng)前生產(chǎn)上主要使用的壤土基質(zhì)相比，換用木屑、細(xì)砂、蛭石作為層積基質(zhì)后，種子發(fā)芽率可顯著提升19.03%～41.94%，分別可達(dá)到54.17%，77.08%，72.58%；而發(fā)芽勢(shì)亦有11.28%～36.09%的顯著提高，分別為32.52%，45.07%，57.33%。此外，采用蛭石層積的種子除了具有較高的發(fā)芽率(72.58 %)和發(fā)芽勢(shì)(57.33%)外，平均發(fā)芽天數(shù)也縮短90.37 d(p=0.01)，因此宜作為生產(chǎn)上的首選培養(yǎng)基質(zhì)。

注：“*”表示與帶皮種子比較差異顯著(p<0.05)。圖1 不同去皮方式下華重樓種子的萌發(fā)指標(biāo)

注：“*”表示與壤土基質(zhì)比較差異顯(p<0.05)。圖2 不同層積基質(zhì)下的華重樓種子的萌發(fā)指標(biāo)

3.3 浸種處理對(duì)華重樓種子萌發(fā)的影響

呼吸抑制劑NaN3可以通過抑制葡萄糖-6-磷酸脫氫酶(G-6-PDH)活性，從而調(diào)節(jié)種子呼吸代謝途徑以促進(jìn)種子萌發(fā)[10]；外源施加的H2O2可促進(jìn)種子萌發(fā)過程中胚乳弱化及胚根伸長(zhǎng)[11]。KNO3通過滲調(diào)作用可顯著促進(jìn)種子萌發(fā)[12]。在本試驗(yàn)中，采用該3種藥劑對(duì)重樓種子浸種處理后發(fā)現(xiàn)，不同濃度梯度的NaN3、H2O2及KNO3處理種子，表現(xiàn)出發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)均呈先升高后減低的趨勢(shì)，說明選用的3種浸種處理對(duì)種子萌發(fā)均有促進(jìn)作用且存在最佳濃度范圍。在本實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)0.001% H2O2浸種后的重樓種子發(fā)芽率及發(fā)芽勢(shì)最高，分別達(dá)到81.33%，68.67%。而就平均發(fā)芽天數(shù)而言，各處理組相較于對(duì)照組均有所推遲，推測(cè)其原因?yàn)榻N處理使浸種藥劑(如H2O2)在種子內(nèi)迅速大量積累，從而導(dǎo)致種子內(nèi)細(xì)胞結(jié)構(gòu)及防御系統(tǒng)受到損傷，種子需要進(jìn)行氧化防御系統(tǒng)的修復(fù)及重新平衡，所以萌發(fā)時(shí)間延長(zhǎng)[13]。

4 結(jié) 論

采用適宜的種子預(yù)處理方法可以顯著提高華重樓種子的萌發(fā)率及種苗活力，縮短萌發(fā)時(shí)間。生產(chǎn)上宜采用冷凍法去除種子外種皮，以蛭石為層積基質(zhì)，使用0.001%濃度的H2O2浸種14 h后于18 ℃層積。

5 討 論

在本試驗(yàn)條件下，控溫控濕的穩(wěn)定環(huán)境中，重樓種子的總體發(fā)芽率(53.67%～81.33%)均較自然環(huán)境中發(fā)芽率(<40%)高，平均發(fā)芽天數(shù)明顯縮短，發(fā)芽整齊度亦有顯著提高，符合人工育苗要求，具有良好的應(yīng)用前景。

目前重樓種子發(fā)芽機(jī)制尚不明確，可能影響發(fā)芽的因素非常廣泛。就本試驗(yàn)而言，去皮處理的理論基礎(chǔ)為種皮中萌發(fā)抑制物的存在[5,14]，不同層積基質(zhì)的理論基礎(chǔ)為種子后熟過程中需要較高溫度的催化[9,15]，浸種處理的理論基礎(chǔ)為外源化學(xué)藥劑對(duì)種子萌發(fā)的促進(jìn)作用[7,16]。但是在實(shí)際走訪調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，由于缺乏相應(yīng)理論指導(dǎo)，各地往往照搬其他植物育苗模式，在是否去皮、去皮方式、層積基質(zhì)及育苗管理措施等方面均有較大差異，育苗質(zhì)量亦是參差不齊。因此，本試驗(yàn)對(duì)人工高效育苗技術(shù)的研究進(jìn)行了比較、總結(jié)，為生產(chǎn)上促進(jìn)種子萌發(fā)提供指導(dǎo)。

注：“*”表示與清水比較差異顯著(p<0.05)。圖3 不同浸種處理下的華重樓種子萌發(fā)特性

[1]國(guó)家藥典委員會(huì).中華人民共和國(guó)藥典(一部)[M].北京:中國(guó)醫(yī)藥科技出版社,2015.

[2]尹鴻翔,張浩.瀕危民族藥重樓種質(zhì)資源調(diào)查及質(zhì)量評(píng)價(jià)研究[J].時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥,2009,20(11):2 863-2 865.

[3]谷海燕.藥用植物華重樓的資源現(xiàn)狀及其繁育研究進(jìn)展[J].四川林業(yè)科技,2014,35(4):56-59.

[4]羅敏,李娟,章文偉,等.重樓種苗繁育研究進(jìn)展[J].中國(guó)中醫(yī)藥信息雜志,2016,23(1):120-124.

[5]王躍華,田孟良,蔣婷婷,等.華重樓種子外種皮的化感作用研究[J].西南農(nóng)業(yè)報(bào),2012,25(1):340-342.

[6]李昭玲.層積過程中華重樓種子的后熟生理研究[D].四川:四川農(nóng)業(yè)大學(xué),2015.

[7]宋發(fā)軍,余曉東,劉佳,等.激素和PEG對(duì)華重樓種子萌發(fā)的影響[J].中南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015,34(2):14-17,90.

[8]李昭玲,童凱,閆燊,等.變溫層積過程中華重樓種胚后熟生理生化的變化[J].中國(guó)中藥雜志,2015(4):629-633.

[9]谷海燕,謝孔平,張國(guó)珍,等.促進(jìn)華重樓種子快速萌發(fā)因素的研究[J].時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥,2015,26(11):2 774-2 776.

[10]趙永華,劉惠卿,楊世林,等.呼吸抑制劑NaN3對(duì)西洋參種子休眠和萌發(fā)的影響及其與溫度的相互作用[J].基層中藥雜志,2000,14(4):6-7.

[11]Yu Zhang,Bingxian Chen,Zhenjiang Xu.Involvement of reactive oxygen species in endosperm cap weakening and embryo elongation growth during lettuce seed germination[J].J Exp Bot.2014,65(12):3 189-3 200.

[12]周柱峰,龔佳夢(mèng),王艷紅,等.KNO3處理對(duì)毛烏素沙地4物種種子萌發(fā)特性的影響[J].種子,2014,33(9):19-22.

[13]Foyer CH,Maud L,Karl JK.Photo oxidative stress in plants[J].Physiologia Plantarum,1994,92(4):696-717.

[14]余曉東,張鵬,宋發(fā)軍,等.重樓種子外種皮提取物對(duì)水稻種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2016,44(1):96-98.

[15]袁理春,陳翠,楊麗云,等.溫度和赤霉素對(duì)滇重樓種子二次發(fā)育的影響[J].種子,2003,22(5):33-34.

[16]唐玲,王艷芳,李榮英,等.外源試劑對(duì)滇重樓種子萌發(fā)的影響[J].云南中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2015,38(5):37-40.

Germination ofParispolyphyllaSmith var.chinensisSeeds by Pretreatment

JIANGMeijie1,TONGKai1,YANShen1,ZHANGHongjie1,SUNXu1,TIANMengliang2

(1.College of Agronomy,Sichuan Agricultural University,Chengdu 611130,China；2.Institute for New Rural Development,Sichuan Agricultural University,Yaan Sichuan 625014,China)

Objective:To screen the most optimum stratification conditions of Paris’ seed,break the seed dormancy and promote seed germination as soon as possible to provide guidance for production.Methods:FreshParisseeds were treated by different peeling ways,stratification media and chemicals,then switch to a 18 ℃ stratification conditions for germination test.The germination rate was observed and recorded weekly.At last,compare and analysis the differences among the seed germination rate, germination potential as well as mean germination days.Results:Compared with unpeeled seeds,frozen peeled treatment can shorten the germination time significantly,and seeds peeled by rubbing sand,gauze,hand stripping shows lower germination rate and germination potential significantly;Compared with the loam matrix,seeds stratificated with fine sand,vermiculite and sawdust shows higher seed germination rate and germination potential significantly,and seeds with vermiculite can significantly shorten the germination time;Treatment with NaN3,H2O2and KNO3can enhance seed germination rate significantly.Conclusion:Paris’ seeds should be peeled with freezing environment and soaked with 0.001% H2O2for 14 h,and then treated by vermiculite for germination in production.

ParispolyphyllaSmith var.chinensis( Franch.) Hara; seed germination;stratification media; peeling; seed soaking

2016-10-27

四川省農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項(xiàng)目(15 NZ 0033)。

姜美杰(1991—)，女，山東威海人；碩士研究生，研究方向：中藥材遺傳育種；E-mail:413159645@qq.com。

通迅作者：田孟良(1977—)，男，博士生導(dǎo)師，教授，研究方向：中藥材良種選育與規(guī)范化栽培；E-mail:652430882@qq.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.04.028

S 567.23+9

A

1001-4705(2017)04-0028-04