常用黎族藥物裸花紫珠種子生物學(xué)特性及萌發(fā)性研究

彭云露，胡遠(yuǎn)艷，李惠玲，胡 艷，田建平

（1.海南醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，?？?571199；2.熱帶轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)教育部重點實驗室，?？?571199；3.海南省熱帶藥用植物研發(fā)重點實驗室，?？?571199；4.海南大學(xué)海洋學(xué)院，?？?572208）

裸花紫珠（Callicarpa nudifloraHook. et Arn.）隸屬于唇形科（Lamiaceae）紫珠屬（Callicarpa）植物，主要分布在海南、廣東、廣西、江西、福建等地，以枝葉入藥，是海南省黎族的常用藥物［1］。裸花紫珠具有止血、抑菌、抗炎、增強免疫等藥理活性，其臨床應(yīng)用非常廣泛，特別是2020 年新型冠狀病毒肺炎疫情的影響，市場對其資源的需求量大增［2，3］。

近年來，裸花紫珠原有的野生資源已經(jīng)無法滿足市場的需要，現(xiàn)在裸花紫珠主要通過扦插繁育方式進(jìn)行人工種植，但上述無性繁殖方式不能保證裸花紫珠藥材的產(chǎn)量和質(zhì)量的穩(wěn)定［4］。選育新的優(yōu)良種質(zhì)材料是今后裸花紫珠育種工作的重點內(nèi)容，有必要對裸花紫珠種子的生物學(xué)習(xí)性和萌發(fā)特點進(jìn)行全面的科學(xué)研究。雖然，裸花紫珠種子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)已有初步研究［5］，但很多方面沒有涉及，本研究對裸花紫珠種子進(jìn)行外觀性狀的測定，石蠟切片和超微結(jié)構(gòu)觀察，種子含水量和吸水率的測定，用TTC 溶液測定裸花紫珠種子的生活力，化學(xué)試劑處理測定種子萌發(fā)情況等方面進(jìn)行深入研究，為完善評價裸花紫珠種子的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及更好地人工培育裸花紫珠提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料用成熟種子采自海南醫(yī)學(xué)院校園植物，由田建平教授鑒定為裸花紫珠，標(biāo)本保存在海南醫(yī)學(xué)院中藥標(biāo)本室，對所采集種子進(jìn)行常溫干燥，備用。試驗所用浸種處理材料為天津市大茂公司生產(chǎn)的0.5%TTC 溶液、0.3%高錳酸鉀溶液、0.1%磷酸二氫鉀溶液、10%次氯酸鈉溶液、赤霉素、3%過氧化氫溶液、碳酸氫鈉溶液，沙土。

1.2 方法

1.2.1 種子橫切片和超微結(jié)構(gòu) 取裸花紫珠果實按照石蠟切片常規(guī)方法操作，在生物顯微鏡下觀察其種子的橫切面特征并拍照；同樣取裸花紫珠果實，用70%乙醇清洗表面雜質(zhì)，于冷凍干燥機中處理后，置于真空鍍金儀中鍍膜，再按照掃描電鏡常規(guī)方法在電鏡下觀察并拍照。

1.2.2 種子大小測量與千粒重測定 隨機選取裸花紫珠種子30 粒，仔細(xì)觀察其外部特征后再用游標(biāo)卡尺測量種子的長、寬、厚度，計算其平均值、標(biāo)準(zhǔn)差。從所采集種子中隨機取300 粒種子平均分為3 份，在電子天平上稱取每一份重量，取平均值乘以10，即為千粒重。

1.2.3 種子含水量和吸水率 取100 粒裸花紫珠種子稱量并記錄重量M干前，而后置于約80 ℃烘箱內(nèi)烘烤30 min，取出立即再稱量并記錄數(shù)據(jù)M干后；立即再次放回烘烤30 min 再稱量，如此往復(fù)，至稱量值不變。取100 粒裸花紫珠種子，稱重后記錄數(shù)據(jù)M吸前，而后在清水中浸泡30 min，取出種子并吸干表面水分后，再稱重并記錄數(shù)據(jù)M吸后；將種子再浸泡，吸干再稱量，如此往復(fù)，至稱量值不變。以上均重復(fù)3 次試驗，分別計算含水率、吸水率并取其平均值［6，7］。

1.2.4 種子生活力測定 取吸脹的裸花紫珠種子50 粒，沿種胚中心線縱切開，并均分為2 份。其中1 份加入約50 mL 0.5% TTC 溶液（將種子完全浸沒），室溫下浸泡2 h；將另1 份切開種子加水煮沸10 min，取出后進(jìn)行同樣染色處理作為對照組，顯微鏡下觀察胚著色情況。重復(fù)3 次，計算其種子生活力并取其平均值［8］。

1.2.5 不同溫度下種子的萌發(fā) 在20、25、30、35 ℃的溫度條件下，取種子于培養(yǎng)皿中用水培養(yǎng)，觀察裸花紫珠種子的萌發(fā)情況［9］。

1.2.6 不同處理后種子的萌發(fā) 挑選飽滿的裸花紫珠種子，均分為4 份，每份50 粒置于培養(yǎng)皿中，其中1 份以清水浸泡作為空白試驗，其余3 份各自加入0.3%的高錳酸鉀溶液、0.1%的磷酸二氫鉀溶液和10%的次氯酸鈉溶液浸泡1 h 后取出，按照種子萌發(fā)的常規(guī)操作方法置于25 ℃的恒溫箱中，重復(fù)3 次，定期觀察并記錄種子的萌發(fā)情況［10］。

在25 ℃的恒溫條件下，以清水為對照，GA3的濃度梯度為100、200、500、800、1 200 mg/L，按照上述組別，每組50 粒分別浸種48 h 后進(jìn)行萌發(fā)試驗。重復(fù)3 次，定期觀察并記錄種子的發(fā)芽狀況［11］。

另取5 份，每份50 粒種子于放有濾紙的培養(yǎng)皿中，1 份加入3%的過氧化氫溶液，將培養(yǎng)皿置于4 ℃的冰箱中；另4 份分別加入0.5%、1.0%、1.5%、2%的碳酸氫鈉溶液浸泡，24 h 后取出吸干，加入去離子水，按照種子萌發(fā)的常規(guī)方法培養(yǎng)。

另取50 粒種子于培養(yǎng)皿中，加入含有一定水分的沙土包埋種子，在25 ℃的溫度條件下培養(yǎng)種子，重復(fù)3 次，定期查看并記錄種子的發(fā)芽情況［12］。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 裸花紫珠果實石蠟橫切片和電鏡掃描研究結(jié)果

在生物顯微鏡下觀察裸花紫珠果實的石蠟橫切片，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其呈淺棕色，分為果皮和種子，果實由4 室胚珠組成，其中僅1～2 室胚珠發(fā)育完全，呈橢圓形，果實表皮具有許多褶皺，無胚乳。果實電鏡掃描觀察到裸花紫珠種子呈近圓形，基部殘留杯狀花萼殘基，同時上面具有多條脊?fàn)顥l帶，多數(shù)腺鱗，少量非腺毛，如圖1 所示。

圖1 光學(xué)顯微鏡與掃描電鏡下裸花紫珠種子形態(tài)特征

2.2 裸花紫珠種子生理指標(biāo)

裸花紫珠種子呈褐色，平均長度為1.96 mm，寬度為1.76 mm，厚度為1.84 mm，種子千粒重的平均值為2 481.00 mg；裸花紫珠種子平均相對含水量為11.30%；吸水率的平均值為80.33%；平均生活力為33.30%，說明裸花紫珠種子的生活力不高（表1）。

表1 裸花紫珠種子生理指標(biāo)

2.3 不同溫度下裸花紫珠種子的萌發(fā)

如圖2 所示，在20、25、30、35 ℃的溫度下，裸花紫珠種子平均萌發(fā)率分別為24.7%、62.7%、30.7%、11.3%，表明25 ℃更適合裸花紫珠種子的萌發(fā)和生長。

圖2 不同溫度處理下裸花紫珠種子的萌發(fā)率比較

2.4 不同試劑處理后裸花紫珠種子的萌發(fā)

用0.3%高錳酸鉀溶液處理過的裸花紫珠種子有明顯的萌發(fā)，萌發(fā)率為60%。用0.1%磷酸二氫鈉溶液和10%次氯酸鈉溶液處理過的種子僅有少數(shù)種子萌發(fā)，萌發(fā)率為6%以下；空白對照組沒有萌發(fā)，種子處于休眠狀態(tài)。

用100、200、500、800 和1 200 mg/L 濃度的赤霉素處理過的裸花紫珠種子除最高濃度萌發(fā)率較低外，其余濃度處理裸花紫珠種子萌發(fā)率為62%～81%，如圖3所示，其最適合的赤霉素濃度為500 mg/L，但是用0.5%、1.0%、1.5%、2.0% 4 種不同濃度的碳酸氫鈉溶液處理過的裸花紫珠種子平均萌發(fā)率在5%以下，3%過氧化氫處理的種子未萌發(fā)。

圖3 不同濃度GA3處理下裸花紫珠種子的萌發(fā)率比較

2.5 沙土包埋處理后裸花紫珠種子的發(fā)芽率

用沙土包埋的裸花紫珠種子有明顯的萌發(fā)，平均萌發(fā)率為70%，說明沙土包埋處理方式適宜用于裸花紫珠。

3 小結(jié)

種子生物學(xué)習(xí)性是種子研究的重要內(nèi)容，其直接關(guān)系種子的生活力。裸花紫珠主要分布于亞熱帶和熱帶區(qū)域，在不同產(chǎn)地和種質(zhì)資源中，其種子千粒重、生活力均存在較大差異。相比于其他產(chǎn)區(qū)該植物種子的生物學(xué)特性（千粒重491.00 mg、生活力91.58%）［5］，本研究中裸花紫珠種子的個體相對偏大，重量偏重，但含水量也不高，生活力較差，很多種子是休眠種子，其因素可能與部分種子的子房室發(fā)育不全有關(guān)，另一方面也可能與環(huán)境有關(guān)。根據(jù)實地調(diào)查，在5 月底海南白沙、五指山、儋州山區(qū)，裸花紫珠居群已大范圍開花，但在?？?、瓊中平原地區(qū)則開花要延遲1 個月左右的時間，校園內(nèi)昆蟲種類相對較少，其傳粉頻率也相對山區(qū)低。裸花紫珠種子活力是否與傳粉有關(guān)，有待今后進(jìn)一步開展傳粉生物學(xué)研究。裸花紫珠種子的吸水率比較高，在25 ℃下用高錳酸鉀溶液和GA3處理后萌發(fā)率較高，用沙土包埋處理后也能有效解除種子休眠［13］。說明在溫度適宜、含水量比較豐富的地方有利于裸花紫珠種子的萌發(fā)和生長，溫度過高或過低都不適合裸花紫珠種子的萌發(fā)。用合適的化學(xué)試劑或物理方法處理裸花紫珠種子后可以解除種子的休眠，可以提高種子的萌發(fā)率［14］。同時今后也要采取有關(guān)措施提高種子的飽滿度，促進(jìn)果實中子房的發(fā)育。紫珠屬是一大類可以作為藥用的植物，本研究可以為種子質(zhì)量評價和繁育提供理論依據(jù)。