紫丹參種子生物學(xué)特性與萌發(fā)特性研究

楊艷娟，陳光明，資付益，侯 彥，李寧芳，余朝良

(云南新興職業(yè)學(xué)院，云南昆明 650501)

紫丹參來源于唇形科鼠尾草屬植物云南鼠尾草(SalviayunnanensisC.H.Wright)的根[1]，一直作為云南省地方習(xí)用藥材，分布區(qū)域主要集中在云南、貴州、四川等省[2]；化學(xué)成分主要為丹參酮I、丹參酮ⅡA、亞甲基丹參醌、隱丹參酮等[3-5]；藥理活性與正品丹參很相似[6-8]，在臨床中主要用于治療月經(jīng)不調(diào)、風(fēng)濕痹痛、子宮出血、吐血、乳腺炎等癥[9]。紫丹參在云南的藥用歷史悠久，幾乎完全依靠野生資源的采挖來滿足市場的需求，而長期的野外采挖且不注重可持續(xù)發(fā)展使其野生種質(zhì)資源幾乎瀕臨滅絕。目前，通過人工種植是解決藥材資源緊缺的比較有效的途徑。近年來，國內(nèi)對正品丹參(S.miltiorrhizaBunge)的研究頗多，內(nèi)容涉及繁育系統(tǒng)、化學(xué)成分及藥理活性等方面的研究，對紫丹參化學(xué)成分、生物活性、資源調(diào)查和生藥學(xué)的研究也有部分，但涉及到紫丹參種子生物學(xué)特性的研究鮮見報(bào)道，其種子萌發(fā)特性的研究也僅有一例[10]。為了解決紫丹參人工種植的問題，筆者將以紫丹參的種子為材料，對其進(jìn)行生物學(xué)特性和萌發(fā)特性研究，以期為其種子育苗、規(guī)范化栽培及保護(hù)和開發(fā)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1材料紫丹參種子2017年6—8月采集于云南省曲靖市富源縣墨紅鎮(zhèn)關(guān)山頭村委會(huì)稻堆山村松樹林下和荒草坡。

1.2儀器及試材光照培養(yǎng)箱(XMTE-3102)、JA1003A電子天平(精確0.001 g)、容量瓶、培養(yǎng)皿、定性濾紙、解剖刀、游標(biāo)卡尺、掃描電子顯微鏡(NOVA NANOSEM-450)。

1.3方法

1.3.1形態(tài)特征及解剖結(jié)構(gòu)觀察。利用游標(biāo)卡尺測量種子的長和寬；通過掃描電子顯微鏡觀察紫丹參的種子形態(tài)特征和解剖結(jié)構(gòu)。

1.3.2千粒重的測定。采用百粒法測千粒重，即從試驗(yàn)樣品中隨機(jī)數(shù)取10份，每份紫丹參種子100粒，分別稱重(g)，重復(fù)稱量3次，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吸水率測定。取種子1 g，置于有蒸餾水的培養(yǎng)皿中，在25 ℃恒溫下使其吸水，每隔2 h將種子從培養(yǎng)皿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%[11]。

1.3.4萌發(fā)特性研究。

1.3.4.1溫度條件。溫度對種子萌發(fā)的影響設(shè)為10、15、20、25、30 ℃ 5個(gè)溫度梯度恒溫處理，在光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。

1.3.4.2光照條件。光照對種子萌發(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，在光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。

萌發(fā)試驗(yàn)期間以定性濾紙作為萌發(fā)的基質(zhì)，將其平鋪于培養(yǎng)皿中，種子整齊排列在定性濾紙上，試驗(yàn)期間注意保持濕潤。每個(gè)處理設(shè)置3次重復(fù)，每次重復(fù)100粒種子；以胚芽伸出種子一半即判定為萌發(fā)。

2 結(jié)果與分析

2.1形態(tài)特征及解剖結(jié)構(gòu)觀察通過測量紫丹參種子的長為(2.66±0.21)mm，寬為(1.59±0.15)mm。在掃描電鏡下觀察(圖1)，紫丹參種子(種子狀果實(shí))呈卵球形，兩端鈍尖，種臍圓形，腹面和背面均具網(wǎng)紋，網(wǎng)眼呈不規(guī)則多邊形；從種子的橫切面可以看出，紫丹參種子(種子狀果實(shí))果皮明顯分為3層，外果皮、中果皮和內(nèi)果皮，為雙子葉植物，幾乎看不到胚乳。

注：a.種子腹面觀；b.種子背面觀；c.種子表面；d.種子橫切面Note：a is ventral view of seeds；b is view of backside of seeds；c is surface of seeds；d is cross section of seeds 圖1 紫丹參種子掃描電鏡觀察Fig.1 Scanning electron microscope observation of seeds of Salvia yunnanensis

2.2千粒重的測定通過百粒法測定千粒重，紫丹參種子的千粒重約為0.911 g，種子非常小，種子雖然也儲(chǔ)存一定的營養(yǎng)物質(zhì)，但難以滿足種子萌發(fā)后期的營養(yǎng)需求，由此，用種子進(jìn)行繁殖時(shí)需施用一定量的種肥才能滿足萌發(fā)的后期需求。

2.3吸水率的測定從圖2可以看出，紫丹參種子在前4 h內(nèi)吸水迅速，吸水率迅速上升，最高可達(dá)230%，可以初步判斷這一階段為種子吸脹期；往后4 h內(nèi)吸水率緩慢增加，直至吸水10 h及其以后吸水率基本保持不變，吸水率最高達(dá)248%，平均達(dá)179%。由圖可見，種子萌發(fā)的前4 h是種子吸水的關(guān)鍵時(shí)期，這一時(shí)期如果缺水，種子不會(huì)萌發(fā)。

圖2 紫丹參種子吸水率Fig.2 Sucked water rate of the seeds of Salvia yunnanensis

2.4萌發(fā)特性研究紫丹參種子于光照條件下溫度設(shè)置為10和15 ℃均不能萌發(fā)，黑暗條件下溫度為10 ℃紫丹參種子也不能萌發(fā)。從圖3可以看出，紫丹參種子在光照條件下種子的萌發(fā)率均高于黑暗條件下，且光照條件下以25 ℃時(shí)種子的萌發(fā)率最高可達(dá)16%，平均可達(dá)11%。

3 結(jié)論與討論

研究表明，植物種子的大小決定了其萌發(fā)能力的強(qiáng)弱，種子越大萌發(fā)率越高。通過測量長和寬及千粒重得出，紫丹參種子屬于比較小的種子，胚乳幾乎無，因此需施加一定肥料才能使種子順利萌發(fā)并出苗。紫丹參種子的表面特征可以作為植物分類的基本依據(jù)，同時(shí)，后續(xù)應(yīng)該對不同產(chǎn)地的紫丹參種子表面特征進(jìn)行分析，研究不同生態(tài)環(huán)境下造成的影響。

紫丹參種子在前4 h內(nèi)吸水率迅速上升屬于吸脹期，表明播種時(shí)前4 h要使種子充分吸脹吸水，如這一時(shí)期缺水，種子將很難萌發(fā)。

不同溫度和光照條件下紫丹參種子萌發(fā)率差異顯著，在有光照且溫度為25 ℃條件下萌發(fā)率最高，由可判斷出紫丹參種子適宜的萌發(fā)溫度為25 ℃，且需要光照。在此結(jié)論的指導(dǎo)下，為了順利進(jìn)行紫丹參的種子繁殖還需進(jìn)一步研究出苗條件試驗(yàn)，以便指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。

注：a1.20 ℃；a2.25 ℃；a3.30 ℃；b1.15 ℃；b2.20 ℃；b3.25 ℃；b4.30 ℃圖3 不同溫度的光照(a)和黑暗(b)條件下紫丹參種子萌發(fā)率Fig.3 Germination rate of Salvia yunnanensis seeds under different temperature light(a)and dark(b)conditions