甘露醇引發(fā)處理對(duì)丹參種子萌發(fā)及幼苗生長的影響*

張 玉，石曉晨，馬 云，席曉志，戚瑩雪，蒲高斌，李 佳，劉 謙，張永清

（山東中醫(yī)藥大學(xué)，濟(jì)南 250355）

丹參（Salvia miltiorrhiza Bge.）為唇形科鼠尾草屬多年生草本植物，以干燥根及根莖入藥[1]，具有活血祛瘀、通經(jīng)止痛、清心除煩、涼血消癰等功效，臨床應(yīng)用范圍廣泛，特別是對(duì)心腦血管疾病具有很好的治療效果，屬于大宗常用中藥材之一。目前丹參藥材商品以人工栽培供應(yīng)為主，全國大部分省區(qū)均有生產(chǎn)，其中山東、陜西、河北、河南、安徽等地種植面積較大，是丹參的主要產(chǎn)區(qū)。不同產(chǎn)區(qū)由于氣候、環(huán)境及傳統(tǒng)生產(chǎn)習(xí)慣的差異，在丹參栽培生產(chǎn)中而采用不同的繁殖方式，如山東產(chǎn)區(qū)主要采用種子育苗移栽[2]，河北產(chǎn)區(qū)多用根段繁殖等。種子發(fā)芽率可直接反映種子的田間出苗率，是體現(xiàn)種子質(zhì)量的最重要指標(biāo)之一。丹參種子自然條件下萌發(fā)率低（自然條件下只有30%～40%）且出苗不齊，嚴(yán)重影響田間出苗率，降低丹參藥材產(chǎn)量。提高丹參種子萌發(fā)率是保證種苗質(zhì)量提高藥材產(chǎn)量和質(zhì)量的有效途徑。

研究表明，干旱脅迫是影響藥用植株生長和次生代謝活動(dòng)的主要因素[3]，將種子通過引發(fā)[4－5]進(jìn)行適度的干旱脅迫處理可明顯提高種子活力，促進(jìn)萌發(fā)及出苗整齊，增強(qiáng)抗逆性[6]。但引發(fā)處理在藥用植物領(lǐng)域研究較少，在農(nóng)作物[7－8]及蔬菜[9－10]領(lǐng)域運(yùn)用的

較多，常用引發(fā)劑有KNO3（硝酸鉀）、K3PO3（磷酸三鉀）、聚乙二醇（PEG）、甘露醇等。其中以PEG引發(fā)處理較為常用，對(duì)其機(jī)制、最適引發(fā)條件選擇[11]（分子量、引發(fā)濃度、引發(fā)時(shí)間、溫度等）已有較多研究報(bào)道。睢少華等[12]曾利用水、聚乙二醇－6000（PEG－6000）、硝酸鉀（KNO3）、赤霉素（GA3）、6－芐氨基腺嘌呤（6－BA）引發(fā)處理丹參種子，發(fā)現(xiàn)200 g/L PEG－6000或2.5 mg/L KNO3可有效促進(jìn)種子萌發(fā)和提高幼苗抗旱性。甘露醇為臨床上常用的脫水劑，可利用其特性為植物創(chuàng)造不同程度的干旱環(huán)境。因此，文章采用甘露醇（脫水劑）作為引發(fā)劑，研究了濃度及時(shí)間等因素對(duì)丹參種子萌發(fā)期間發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率及簡化活力指數(shù)等指標(biāo)的影響，探討促進(jìn)丹參種子萌發(fā)和提高幼苗抗旱性的有效途徑，為完善丹參規(guī)范化種植標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料 2017年8月購置山東蒙陰產(chǎn)丹參成熟新種子。種子籽粒飽滿，千粒質(zhì)量為1.693 1 g，在4℃條件下貯藏備用。種子經(jīng)山東中醫(yī)藥大學(xué)李佳教授鑒定，確認(rèn)為唇形科植物丹參（Salvia miltiorrhiza Bge.）種子。

1.2 儀器 生化培養(yǎng)箱（金壇市醫(yī)療儀器廠）；電子天平LE204E/02[梅特勒－托利多儀器（上海）有限公司]。

1.3 方法

1.3.1 種子引發(fā)處理 試驗(yàn)于2017年9月在山東省高等學(xué)校中藥資源學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。隨機(jī)選取種子，設(shè)引發(fā)濃度和引發(fā)時(shí)間兩因素處理，每個(gè)因素設(shè)5個(gè)水平，共有21個(gè)處理。引發(fā)濃度：1%，3%，5%、7%、9%；引發(fā)時(shí)間：0（CK）、4、8、12、16 h，其中CK為對(duì)照。每處理精選50粒種子，設(shè)8次重復(fù)。

1.3.2 種子萌發(fā)試驗(yàn) 引發(fā)處理完成后將種子取出，用蒸餾水沖洗干凈，室溫自然晾干至原質(zhì)量，然后進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)。分別將每個(gè)處理的50粒種子置于鋪有雙層濾紙的直徑9 cm的培養(yǎng)皿中，加蒸餾水保持濾紙濕潤，置于生化培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度即為引發(fā)溫度，均為（25±1）℃。每天光照12 h，光強(qiáng)為2 000 LX。以胚根露出2 cm視為萌發(fā)，有1粒種子發(fā)芽時(shí)視為萌發(fā)開始，每天定時(shí)記錄種子發(fā)芽數(shù)。第5天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢(shì)，第10天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率，并測量苗高、胚根長度，計(jì)算簡化活力指數(shù)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)算公式如下。

2 結(jié)果與分析

2.1 引發(fā)濃度和引發(fā)時(shí)間對(duì)丹參種子發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽率的影響 經(jīng)統(tǒng)計(jì)，各引發(fā)處理后丹參種子發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽率情況如表1所示。

表1結(jié)果顯示，丹參種子發(fā)芽勢(shì)隨著甘露醇引發(fā)濃度的提高和引發(fā)時(shí)間的延長有逐漸降低的趨勢(shì)。在引發(fā)時(shí)間為4 h時(shí)，引發(fā)濃度相差8%以上時(shí)有顯著性差異，同時(shí)達(dá)到極顯著水平；在引發(fā)時(shí)間為8 h、12 h時(shí)，引發(fā)濃度相差4%以上時(shí)才有顯著性差異，同時(shí)達(dá)到極顯著水平；在引發(fā)時(shí)間為16 h時(shí)，引發(fā)濃度相差2%以上時(shí)就有顯著性差異，同時(shí)達(dá)到極顯著水平。說明引發(fā)濃度和引發(fā)時(shí)間對(duì)丹參種子發(fā)芽勢(shì)具有明顯抑制作用。

丹參種子發(fā)芽率隨著甘露醇引發(fā)濃度的提高和引發(fā)時(shí)間的延長也有逐漸降低的趨勢(shì)，但變化并不十分規(guī)律。在相同引發(fā)時(shí)間內(nèi)，發(fā)芽率總體隨引發(fā)濃度升高而降低，除16 h處理外，在1%濃度下發(fā)芽率最高，達(dá)71.2%，在9%濃度下發(fā)芽率最低，為33%。在引發(fā)時(shí)間為4 h時(shí)，引發(fā)濃度1%與3%、7%、9%之間有顯著性差異，引發(fā)濃度9%與5%、1%之間達(dá)有極顯著差異；在引發(fā)時(shí)間為8 h時(shí)，引發(fā)濃度1%與7%、9%之間，7%與9%之間有顯著性差異，1%與9%之間有極顯著性差異；在引發(fā)時(shí)間為12 h時(shí)，各引發(fā)濃度之間均無顯著性差異；在引發(fā)時(shí)間為16 h時(shí)，只有9%濃度與其它引發(fā)濃度之間極顯著性差異，其它濃度之間卻無顯著性差異。

表1 引發(fā)濃度和引發(fā)時(shí)間對(duì)丹參種子發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽率的影響（）Tab.1 Effect of concentration and time of initiation on germination potential and germination rate of Salvia miltiorrhiza seeds（）

表1 引發(fā)濃度和引發(fā)時(shí)間對(duì)丹參種子發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽率的影響（）Tab.1 Effect of concentration and time of initiation on germination potential and germination rate of Salvia miltiorrhiza seeds（）

*注：各處理間顯著性檢驗(yàn)，小寫字母無相同者，差異為顯著；大寫字母無相同者，差異為極顯著。

顯著性檢驗(yàn)*5% 1% 5% 1%CK 0 56 a A 60.8 abcd ABC 1 4 54.8 a A 71.2 a A 3 4 48.4 abc ABC 58.8 bcde ABC 5 4 46.8 abcd ABCDE 64 ab AB 7 4 47.2 abcd ABCD 57.6 bcde ABC 9 4 34 efg CDEFG 46.4 ef CDE 1 8 51.6 ab AB 64 ab AB 3 8 52.4 ab A 57.6 bcde ABC 5 8 45.6 abcd ABCDE 58 bcde ABC 7 8 37.6 cdef BCDEFG 50.4 cde BCD 9 8 26 gh GH 36 fg DE 1 12 49.2 ab AB 62.8 abc ABC 3 12 50.8 ab AB 56.8 bcde ABC 5 12 42 bcde ABCDEF 50.4 cde BCD 7 12 37.2 def BCDEFG 52.8 bcde BC 9 12 30.8 fg FGH 50.8 cde BCD 1 16 46 abcd ABCDE 56.4 bcde ABC 3 16 51.6 ab AB 58.4 bcde ABC 5 16 33.6 efg DEFG 55.2 bcde ABC 7 16 32.4 efg EFG 49.2 de BCD 9 16 18.4 h H 33.2 g E濃度（%）時(shí)間（H）發(fā)芽勢(shì)（%）顯著性檢驗(yàn)* 發(fā)芽率（%）

2.2 引發(fā)濃度和引發(fā)時(shí)間對(duì)丹參種苗性狀與簡化活力指數(shù)的影響 經(jīng)統(tǒng)計(jì)，各引發(fā)處理后丹參種苗性狀與簡化活力指數(shù)變化情況參如圖1所示。

圖1結(jié)果顯示，隨著甘露醇引發(fā)濃度的提高和引發(fā)時(shí)間的延長，丹參苗高及根長均有逐步降低的趨勢(shì)，提示水分脅迫會(huì)導(dǎo)致丹參幼苗生長減弱，苗高、根長降低。對(duì)丹參幼苗簡化活力指數(shù)來講，甘露醇引發(fā)濃度相對(duì)于引發(fā)時(shí)間影響更大。

3 結(jié)論與討論

圖1 引發(fā)處理對(duì)丹參種苗根長與苗高的影響（Fig.1 Effect of initiation treatment on root and height of Salvia miltiorrhiza（）

試驗(yàn)研究結(jié)果顯示，甘露醇引發(fā)濃度與引發(fā)時(shí)間對(duì)丹參種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、苗高、苗根長及簡化活力指數(shù)均有一定影響，總體趨勢(shì)是引發(fā)濃度越高、引發(fā)時(shí)間越長，對(duì)丹參種子萌發(fā)及幼苗生長的抑制作用越強(qiáng)。具體結(jié)果為：在各種處理中，發(fā)芽勢(shì)最高的是對(duì)照，其它各種處理均較低；發(fā)芽率最高的是1%濃度引發(fā)4 h，其次是5%濃度引發(fā)4 h和1%濃度引發(fā)8 h，均高于對(duì)照但沒有顯著性差異；苗根最長的處理是5%濃度引發(fā)4 h，苗根最短的處理是9%濃度引發(fā)12 h；簡化活力指數(shù)最高的處理是5%濃度引發(fā)4 h，其次是1%濃度引發(fā)12 h及3%濃度引發(fā)8 h，均高于對(duì)照并具有顯著性差異。丹參屬于根類藥材，根系發(fā)育狀況不僅影響苗栽的成活率，也影響將來藥材的產(chǎn)量，簡化活力指數(shù)是評(píng)價(jià)丹參種子質(zhì)量的重要指標(biāo)。因此，利用甘露醇引發(fā)丹參種子的最佳處理為：5%濃度引發(fā)4 h。

甘露醇作為一種引發(fā)劑，其引發(fā)濃度和引發(fā)時(shí)間對(duì)丹參種子發(fā)芽有重要影響，低濃度及適當(dāng)引發(fā)時(shí)間有促進(jìn)種子萌發(fā)的作用。本試驗(yàn)僅對(duì)丹參種子萌發(fā)的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率及幼苗的根長、苗高等指標(biāo)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)幼苗葉綠素、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、氧化氫酶（CAT）、丙二醛（MDA）活性、脯氨酸等生理指標(biāo)的影響尚需進(jìn)一步研究。利用甘露醇模擬適宜的干旱脅迫環(huán)境對(duì)丹參種子進(jìn)行處理，適宜的引發(fā)濃度和時(shí)間可明顯解決丹參種子發(fā)芽率低、出苗不齊的問題，這對(duì)于在生產(chǎn)實(shí)際中對(duì)丹參種子進(jìn)行干旱脅迫處理，提高種苗質(zhì)量，保證丹參藥材的產(chǎn)量與質(zhì)量具有重要意義。