模擬干旱脅迫對瞿麥種子萌發(fā)的影響

李誠 王苗 郭鳳霞

摘 要：瞿麥作為分布較廣的藥用植物，其生長容易受到干旱的影響，本文通過PEG-6000模擬干旱脅迫，研究瞿麥種子在干旱情況下的萌發(fā)特征。本研究設(shè)置0，5%、10%、15%、20%、25%的PEG-6000溶液處理瞿麥種子萌發(fā)，結(jié)果表明：隨著PEG-6000濃度的不斷增大，瞿麥種子萌發(fā)指標(biāo)均呈下降趨勢;較高濃度的PEG-6000溶液均對瞿麥種子的萌發(fā)有強(qiáng)烈的抑制作用，同時瞿麥種子的胚根長度和幼苗生長也受到不同程度抑制，與對照組相比較，有顯著性差異;當(dāng)濃度高達(dá)20%時，完全抑制瞿麥種子的萌發(fā)。瞿麥種子容易受到干旱脅迫，干旱會影響瞿麥生長。

關(guān)鍵詞：瞿麥;種子萌發(fā);PEG-6000;干旱脅迫

中圖分類號：S-3 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20201030010

瞿麥（Dianthus superbus L.）為石竹科石竹屬多年生草本植物[1]。具有很高的藥用價值，全草均可入藥，味苦、性寒，歸心經(jīng)、小腸經(jīng)、膀胱經(jīng);有抗炎、抑菌、抗氧化、殺蟲、利尿通淋、破血通經(jīng)等功效[2];瞿麥中積雪草酸具有抗腫瘤的活性[3];瞿麥醇提取物在100%濃度下有輕微溶血反應(yīng)[4]。常生長于山坡、草地、路旁和林下。喜潮濕、耐寒、忌干旱，以砂質(zhì)或粘質(zhì)土壤最宜生長。主要分布于東北、華北、西北地區(qū)，以及山東、江蘇、浙江、江西、河南、湖北、四川、貴州、新疆等地[5]。

種子萌發(fā)是植物生長過程中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，種子萌發(fā)的特征與其生長環(huán)境有著密不可分的關(guān)系。影響種子萌發(fā)的因素有很多種，水分、鹽分、溫度、光照、土壤等是影響植物生長育的重要生態(tài)因素[6]。隨著全球氣候變暖，溫室效應(yīng)不斷加劇，水資源緊缺的問題日益顯著，我國作為人口大國水資源尤其匱乏，常年受到干旱的困擾[7]。干旱脅迫成為威脅植物生存和生長的主要自然災(zāi)害，造成很多農(nóng)作物減產(chǎn)，中藥材的產(chǎn)量也不斷下降[8]。在文獻(xiàn)報道中，關(guān)于瞿麥的藥理作用、臨床應(yīng)用、化學(xué)成分等研究較多[9，10]，但對于瞿麥種子萌發(fā)狀況的研究卻很少有報道。以不同濃度的PEG-6000溶液模擬干旱脅迫研究植物的耐旱性，用發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、萌發(fā)值等作為耐旱性指標(biāo)是較可靠的方法。

本實驗采用不同濃度的PEG-6000溶液模擬干旱環(huán)境，對瞿麥種子進(jìn)行干旱脅迫處理[11，12]，通過測定其發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、萌發(fā)值等，對瞿麥種子在PEG-6000溶液模擬干旱脅迫下的萌發(fā)情況進(jìn)行分析[13]，為瞿麥的栽培和種植提供一些理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗選取大小均勻、顆粒完整飽滿的瞿麥種子。

1.2 試驗方法

1.2.1 浸種處理

瞿麥種子用蒸餾水浸泡3h，充分吸水后撈出備用。

1.2.2 儀器的處理

將試驗所需培養(yǎng)皿和濾紙用75%乙醇溶液消毒晾干后備用。

1.2.3 試驗處理

在消毒后的培養(yǎng)皿（直徑9mm）鋪入2層濾紙，將種子整齊擺放于培養(yǎng)皿中，每皿30粒種子，分別加入7mL的蒸餾水（對照處理組）和濃度為5%、10%、15%、20%、25%的PEG-6000溶液，處理后將培養(yǎng)皿放入20℃的恒溫培養(yǎng)箱（12h黑暗，12h光照;5700lx）中培養(yǎng)萌發(fā)，從第3天開始每天定時向每個培養(yǎng)皿中用膠頭滴管加入蒸餾水和對應(yīng)濃度的PEG-6000溶液以使培養(yǎng)皿中的濾紙充分吸水，并記錄種子發(fā)芽個數(shù)。每個濃度做3個平行組。以胚芽突破種皮作為萌發(fā)開始的標(biāo)志，以第1粒種子胚芽突破種皮的日期作為試驗的開始時間，以連續(xù)3d沒有種子露出胚芽作為試驗的結(jié)束時間。

1.2.4 萌發(fā)指標(biāo)

發(fā)芽率（%）=發(fā)芽結(jié)束時總的發(fā)芽種子數(shù)/總供試種子數(shù)×100%

發(fā)芽勢（%）=前2d種子的發(fā)芽數(shù)/總供試種子總數(shù)×100%

發(fā)芽指數(shù)=∑（Gt/Dt）

式中，Gt為時間t日的萌發(fā)數(shù)，Dt為相應(yīng)的萌發(fā)天數(shù);發(fā)芽指數(shù)越高，發(fā)芽速度越快，活力越高。

萌發(fā)值（GV）=PV×MDG，PV=（日累計發(fā)芽數(shù)/達(dá)到該累計發(fā)芽數(shù)所需要的天數(shù)）的最大值，MDG=發(fā)芽數(shù)/發(fā)芽歷期。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)用SPSS17.0進(jìn)行單因素方差分析。檢驗不同處理間的差異顯著性。P<0.05為差異顯著;P<0.01為差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度的PEG-6000溶液處理下瞿麥種子的萌發(fā)率 ?當(dāng)PEG-6000濃度濃度為5%時，瞿麥種子的萌發(fā)率較高，可達(dá)到90%以上，與對照組無顯著差異;10%和15%PEG-6000濃度下，二者的發(fā)芽率有顯著差異;當(dāng)PEG-6000濃度上升時，瞿麥種子的萌發(fā)率在逐漸下降;在PEG-6000濃度達(dá)到20%和25%時，種子的萌發(fā)受抑制程度最大，種子不萌發(fā)，與其它濃度下的萌發(fā)率差異極顯著。結(jié)果分析表明濃度較高的PEG-6000溶液對瞿麥種子萌發(fā)有抑制作用。

2.2 不同濃度的PEG-6000溶液處理下瞿麥種子的發(fā)芽進(jìn)程 ?5% PEG-6000溶液和對照組的瞿麥種子的發(fā)芽進(jìn)程較一致，在置床后的第1天開始萌發(fā)，第7天達(dá)到萌發(fā)高峰;10%和15% PEG-6000溶液處理后，瞿麥種子的萌發(fā)進(jìn)程明顯下降。由此可知，當(dāng)PEG-6000的濃度升高時，種子的萌發(fā)進(jìn)程呈下降趨勢。

2.3 不同濃度的PEG-6000溶液處理下瞿麥種子的發(fā)芽勢 ?對照組瞿麥種子的發(fā)芽勢達(dá)40%;10%和15%PEG-6000濃度處理時，種子的發(fā)芽勢下降至21%和12%;當(dāng)PEG-6000濃度不斷升高時對瞿麥種子的發(fā)芽勢有明顯的抑制作用，且抑制程度隨PEG-6000溶液濃度的升高而增強(qiáng);對照組與其它濃度下的發(fā)芽勢相比有極顯著差異。由此可見，瞿麥種子的發(fā)芽勢因干旱脅迫的增強(qiáng)而降低。

2.4 不同濃度的PEG-6000溶液處理下瞿麥種子的發(fā)芽指數(shù) ?對照組和5% PEG-6000溶液的濃度下，二者之間發(fā)芽指數(shù)無顯著差異;當(dāng)PEG-6000溶液的濃度為10%和15%時，瞿麥種子的發(fā)芽指數(shù)具有顯著的差異;當(dāng)PEG-6000溶液的濃度升高到20%時，種子的發(fā)芽指數(shù)為0。由此可見，較高濃度的PEG-6000溶液對瞿麥種子的萌發(fā)有抑制作用。

2.5 不同濃度的PEG-6000溶液處理下瞿麥種子的萌發(fā)值 ?在對照組和5% PEG-6000濃度下瞿麥種子的萌發(fā)值沒有顯著差異;與10%和15% PEG-6000濃度相比具有顯著差異;并且隨著PEG-6000濃度的升高，萌發(fā)值也明顯呈降低趨勢。

2.6 不同濃度的PEG-6000溶液處理下瞿麥種子的胚根生長狀況

瞿麥種子在對照處理和5% PEG-6000濃度下胚根生長狀況相似，兩者之間沒有明顯的差異，在前4d生長較緩慢，第4天之后生長比較迅速;而10%與15% PEG-6000溶液濃度下瞿麥種子生長從一開始就受到抑制;由此可見，隨著PEG-6000溶液濃度的不斷升高，不僅瞿麥種子的發(fā)芽個數(shù)在減少，而且胚根的增長度也在變小。由此可見，不同濃度的PEG-6000溶液對瞿麥種子的生長狀況存在不同的影響。

3 討論

本試驗研究表明，瞿麥種子對不同濃度的PEG-6000溶液的耐受程度是不同的。瞿麥種子在對照組萌發(fā)較好，5%濃度的PEG-6000溶液對瞿麥種子的萌發(fā)幾乎無影響;但較高濃度的PEG-6000溶液均對瞿麥種子的萌發(fā)有明顯的抑制作用甚至出現(xiàn)了不萌發(fā)的現(xiàn)象;而且瞿麥胚根的生長也在PEG-6000溶液模擬的干旱脅迫下受到了抑制，隨著PEG-6000溶液濃度的升高，胚根的長度均呈下降趨勢。作為重要的藥用植物，干旱對瞿麥的種子萌發(fā)影響較大，種植時要考慮干旱對種子萌發(fā)的影響。要從生理生態(tài)適合度方面分析瞿麥幼苗生長過程中對干旱脅迫的響應(yīng)。

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（責(zé)任編輯 周康）