貯藏溫度對不同含水量宜君黨參種子活力的影響

李 浪，劉團(tuán)會，和 燕，劉文超，閻 巖

（1.銅川職業(yè)技術(shù)學(xué)院 孫思邈醫(yī)學(xué)院，陜西 銅川 727031；2. 延安大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，陜西 延安 716099）

黨參Codonopsis pilosula（Franch.）Nannf.屬桔?？疲嵌嗄晟荼局参?，最早作為人參替代品出現(xiàn)，具有增強(qiáng)免疫力、調(diào)節(jié)血糖以及抗缺氧和抗疲勞等多種作用，廣泛應(yīng)用于保健、藥膳以及醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域[1-2]。黨參的環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng)，多數(shù)品種可種植于我國的干旱或半干旱丘陵、山區(qū)。宜君黨參是具有銅川區(qū)域特色及代表性的中藥材品種，是當(dāng)?shù)刂饕慕?jīng)濟(jì)作物。研究發(fā)現(xiàn)多數(shù)黨參品種的成功繁殖需要活性強(qiáng)的種子，但成熟后的種子若不經(jīng)任何處理自然放置于室溫貯藏，僅1 年后，發(fā)芽率和發(fā)芽勢均出現(xiàn)了明顯的下降，下降幅度高達(dá)50%，經(jīng)2 年貯藏后，發(fā)芽率更是不足10%[3]，這導(dǎo)致實(shí)際生產(chǎn)所用黨參種子質(zhì)量良莠不齊。缺乏良好的種子資源，黨參的優(yōu)質(zhì)和高產(chǎn)就無從談起，故而如何提高種子耐藏性是進(jìn)行黨參標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)必須要考慮的問題。

種子含水量和貯藏溫度是影響貯藏過程中種子活力保持的關(guān)鍵因素。對于正常種子而言，種子含水量的降低能夠延緩種子劣變速度，有利于種子活力的保持，反之種子含水量的增加則會縮短種子的壽命，不利于種子活力的保持[4]。ELLIS R H 等[5]進(jìn)行芝麻種子貯藏溫度和含水量實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，種子的含水量降低3%（5%降至2%），貯藏壽命延長40 倍；含水量5%的種子放置于-20℃貯藏后的活力與含水量2%的種子貯藏于20℃后的活力無明顯差異。已有學(xué)者對多種作物進(jìn)行超干處理，發(fā)現(xiàn)超干處理對于提高種子耐藏性的效果明顯，目前該方法也已被世界各國科學(xué)家認(rèn)可，但不同植物種子的含水量和最佳貯藏溫度存在差異，且不同溫度下種子超干貯藏的最佳含水量范圍不盡相同[6-7]。目前暫無宜君黨參種子最佳含水量和適宜貯藏溫度的研究。本研究觀察了不同溫度不同含水量的宜君黨參種子15 個月貯藏期間活力的變化，以期探索最佳的貯藏條件，為種子的保存和生產(chǎn)用種提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

宜君黨參種子于2017 年9 月采自宜君縣哭泉鎮(zhèn)淌泥河村附近河谷溪流兩側(cè)野生植株，挑選顆粒飽滿無病蟲害的種子作為實(shí)驗備選材料，千粒重10.25 g。所采植株標(biāo)本經(jīng)筆者李浪鑒定為桔?？浦参镆司h參。采后陰干保存于4℃冰箱。貯藏試驗于2018 年3 月開始。

1.2 方法

1.2.1 種子不同含水量 （1）測定種子含水量采用1985 年版國際種子檢驗協(xié)會公布的低恒溫烘干法，15 h 恒溫（103 ± 2）℃烘干，重復(fù)2 次。種子含水量（%）＝［（烘前樣品質(zhì)量－烘后樣品質(zhì)量）/烘前樣品質(zhì)量］×100%。

（2）調(diào)節(jié)種子含水量 采用室溫硅膠干燥法。種子裝入尼龍袋，埋于已放置硅膠的干燥器內(nèi)進(jìn)行室溫干燥脫水，種子和硅膠質(zhì)量比1 ∶5，硅膠（經(jīng)120℃干燥后冷卻）每天更換。間隔相同時間（2 h）檢測種子含水量，進(jìn)而獲得不同含水量的種子。種子含水量分別6.17%（自然含水量）、5.68%、5.15%、4.63%、3.96%、3.37%、2.76%、2.17%和1.58%。室溫干燥處理后的不同含水量種子用鋁箔袋密封，分別貯藏于常溫和4℃控溫冰箱。于貯藏前和貯藏后9 個月、15 個月測定相關(guān)指標(biāo)。

1.2.2 種子發(fā)芽率試驗 不同含水量種子經(jīng)不同貯藏條件貯藏后取出，先置于室內(nèi)自然條件下平衡含水量7 d后，再參照蘇寧寧等[8]的方法進(jìn)行發(fā)芽試驗。海綿床培養(yǎng)皿內(nèi)擺放飽滿一致的種子50 粒，于人工氣候箱內(nèi)培養(yǎng)，培養(yǎng)條件20℃、光照14 h 黑暗10 h，每組重復(fù)3 次。每天定時觀察記錄發(fā)芽種子數(shù)（以胚根突破種皮1 mm 視為發(fā)芽），于培養(yǎng)的第5 天和第10 天分別統(tǒng)計發(fā)芽率，第5 天的發(fā)芽率記為發(fā)芽勢，第10 天的發(fā)芽率記為發(fā)芽率。種子發(fā)芽率（%）＝（正常發(fā)芽數(shù)／供試種子數(shù)）×100%

1.2.3 相對電導(dǎo)率測定 取0.3 g 經(jīng)貯藏處理后的種子，重復(fù)3 次稱重。去離子水漂洗3 次，濾紙吸干表面浮水后，置于100 mL 的具塞三角瓶內(nèi)，加去離子水30 mL，加蓋后在20℃恒溫培養(yǎng)箱中放置24 h，用DDS-11A 型電導(dǎo)率儀測定浸出液的電導(dǎo)率。而后再置于沸水浴內(nèi)煮沸30 min，待其冷卻后，測定浸出液的電導(dǎo)率。電導(dǎo)率的測定均重復(fù)3 次。相對電導(dǎo)率 ＝（煮沸前電導(dǎo)率/煮沸后電導(dǎo)率）× 100%。

1.2.4 抗氧化酶活性 采用氮藍(lán)四唑法測定超氧化物歧化酶（SOD）活性、采用紫外分光光度計法測定過氧化氫酶（CAT）活性，重復(fù)3 次。取0.3 g 經(jīng)貯藏處理后的種子，pH 7.0，50 mmol/L 磷酸緩沖液冰浴研成勻漿，4℃，12 000 r/min 離心20 min，制備酶提取液。

1.2.5 統(tǒng)計學(xué)方法 用SPSS19.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，多組間比較采用方差分析和多重比較（LSD），兩組間比較采用t 檢驗。以 P ＜0.05 為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理組發(fā)芽勢和發(fā)芽率的比較

含水量6.17%的種子經(jīng)低溫（4℃）貯藏9 個月以及15 個月后，發(fā)芽勢均優(yōu)于常溫貯藏（P ＜0.01）；含水量5.68%以及5.15%的種子經(jīng)低溫貯藏9 個月后，發(fā)芽勢與常溫貯藏相較無差異（P ＞0.05），但經(jīng)低溫貯藏15 個月后，發(fā)芽勢均優(yōu)于常溫貯藏,差異性顯著，具有統(tǒng)計學(xué)意義（P ＜0.01）；其余含水量的種子經(jīng)不同處理方法進(jìn)行處理，整體而言，低溫貯藏發(fā)芽勢優(yōu)于常溫貯藏，但兩者比較無顯著性差異（P ＞0.05）。數(shù)據(jù)詳見表1。不同含水量的種子發(fā)芽率之間的差異與發(fā)芽勢僅存在微小差異，含水量4.63%的常溫種子貯藏15 個月后的發(fā)芽勢明顯低于4℃貯藏，差異具有顯著性（P ＜0.05），這一情況并不存在發(fā)芽率的表現(xiàn)方面，含水量4.63%的種子常溫貯藏15 個月后的發(fā)芽率低于4℃貯藏，但兩者比較不存在顯著性差異（P ＞0.05）。數(shù)據(jù)詳見表2。

含水量6.17%的種子，4℃貯藏9 個月，發(fā)芽勢則低于其它含水量的種子（P ＜0.05），而發(fā)芽率無顯著差異（P ＞0.05）；含水量6.17%的種子，常溫貯藏9 個月，發(fā)芽率和發(fā)芽勢均低于其它含水量的種子（P ＜0.05）。含水量6.17%和5.68%的種子，4℃貯藏15 個月，發(fā)芽勢均明顯低于其它組別（P ＜0.05）；同樣的條件、貯藏同樣的時間、含水量6.17%的種子發(fā)芽勢明顯低于其它含水量種子（P ＜0.05）。不同含水量的種子，常溫貯藏15 個月，呈現(xiàn)出明顯變化，含水量6.17%和5.68%的種子發(fā)芽勢明顯低于其它含水量種子，而含水量1.58% ～5.15%的種子發(fā)芽勢，呈現(xiàn)逐步降低的趨勢，組間比較差異具有顯著性（P ＜0.05）；含水量1.58% ～ 5.15%的種子發(fā)芽率，同樣呈現(xiàn)逐步降低的趨勢，組間比較差異具有顯著性（P ＜0.05）。數(shù)據(jù)詳見表1、表2。

表1 不同含水量種子不同貯藏溫度發(fā)芽勢比較（±s，%，n ＝ 50）Tab. 1 Comparison of germination potential of seeds with different moisture content at different storage temperatures（±s，%，n ＝ 50）

表1 不同含水量種子不同貯藏溫度發(fā)芽勢比較（±s，%，n ＝ 50）Tab. 1 Comparison of germination potential of seeds with different moisture content at different storage temperatures（±s，%，n ＝ 50）

注：同一列中小寫字母不同表示P ＜0.05，大寫字母不同表示P ＜0.01；同一行中，與貯藏前比較，#P ＜0.05，&P ＜0.01，*P ＜0.05，&P ＜0.01。表2、3 相同。

含水量/% 貯藏前 貯藏9 個月 貯藏15 個月4℃ 常溫 t P 4℃ 常溫 t P 6.17 95.89 ± 2.45a 56.36 ± 3.49a& 32.46 ± 9.13a& 3.456 0.000 52.36 ± 3.57a& 16.89 ± 3.95A& 1.234 0.000 5.68 96.27 ± 0.88a 67.24 ± 2.56b& 68.92 ± 15.84b& 8.865 0.053 53.64 ± 8.23a& 28.96 ± 7.45B& 3.245 0.000 5.15 97.25 ± 0.88a 78.24 ± 3.27c& 71.45 ± 8.32b& 9.654 0.074 79.56 ± 6.34b& 48.76 ± 8.54Cc& 9.342 0.003 4.63 96.63 ± 0.68a 80.23 ± 8.35c& 78.17 ± 7.52b& 12.653 0.085 78.34 ± 3.24b& 58.43 ± 7.56Cd& 5.566 0.034 3.96 98.23 ± 0.23a 80.35 ± 8.23c& 80.03 ± 5.84b& 10.236 0.123 76.34 ± 5.74b& 58.34 ± 1.58Cd& 16.556 0.543 3.37 97.25 ± 0.53a 79.13 ± 3.25c& 75.38 ± 6.89b& 13.765 0.178 80.35 ± 2.35b& 72.79 ± 2.68De& 14.346 0.246 2.76 96.96 ± 0.42a 79.26 ± 4.26c& 79.34 ± 7.52b& 9.235 0.089 82.34 ± 5.67b& 73.24 ± 1.35De& 18.663 0.346 2.17 98.23 ± 0.45a 78.02 ± 8.35c& 75.45 ± 7.89b& 10.543 0.532 75.23 ± 9.30b& 71.23 ± 4.67De& 12.335 0.442 1.58 97.34 ± 0.76a 77.35 ± 5.23c& 75.34 ± 6.78b& 9.886 0.076 79.23 ± 2.67b& 69.35 ± 3.28De& 16.472 0.237

表2 不同含水量種子不同貯藏溫度發(fā)芽率比較（±s，%，n ＝ 50）Tab. 2 Comparison of germination rate of seeds with different moisture content at different storage temperatures（±s，%，n ＝ 50）

表2 不同含水量種子不同貯藏溫度發(fā)芽率比較（±s，%，n ＝ 50）Tab. 2 Comparison of germination rate of seeds with different moisture content at different storage temperatures（±s，%，n ＝ 50）

含水量/% 貯藏前 貯藏9 個月 貯藏15 個月4℃ 常溫 t P 4℃ 常溫 t P 6.17 95.89 ± 2.45a 92.35 ± 2.56a# 50.58 ± 3.76a& 3.768 0.000 81.32 ± 2.53a& 36.25 ± 1.58A& 2.782 0.000 5.68 96.27 ± 0.88a 92.45 ± 1.34a# 88.34 ± 5.64b# 16.372 0.062 92.13 ± 1.53b# 67.34 ± 3.64B& 2.446 0.000 5.15 97.25 ± 0.88a 93.25 ± 0.78a# 89.76 ± 3.78b# 7.562 0.068 94.23 ± 1.62b# 73.28 ± 9.53Cc& 4.546 0.004 4.63 96.63 ± 0.68a 94.35 ± 4.56a# 92.56 ± 4.86b# 5.328 0.072 90.13 ± 3.46b# 85.25 ± 8.45Cd& 13.476 0.352 3.96 98.23 ± 0.23a 93.45 ± 3.78a# 92.72 ± 2.51b# 6.658 0.322 92.45 ± 2.67b# 84.27 ± 4.78Cd& 9.345 0.636 3.37 97.25 ± 0.53a 91.76 ± 3.45a# 91.24 ± 3.67b# 7.882 0.442 93.25 ± 0.54b# 91.36 ± 5.28Ce# 7.437 0.568 2.76 96.96 ± 0.42a 92.23 ± 1.35a# 92.16 ± 2.48b# 5.248 0.341 94.45 ± 6.34b# 90.35 ± 3.24Ce# 5.342 0.329 2.17 98.23 ± 0.45a 92.38 ± 5.67a# 93.16 ± 2.54b# 13.276 0.442 90.45 ± 5.43b# 90.01 ± 0.21Ce# 14.238 0.987 1.58 97.34 ± 0.76a 92.13 ± 4.15a# 90.24 ± 3.56b# 10.436 0.126 92.56 ± 4.72b# 91.37 ± 5.28Ce# 13.243 0.156

2.2 貯藏溫度和含水量對黨參種子抗氧化酶活性以及相對電導(dǎo)率的影響

含水量3.37% ～ 6.17%的種子，貯藏15 個月后，常溫和4℃抗氧化酶活性（SOD 和CAT 活性）比較均存在顯著性差異（P ＜0.05），但1.58% ～ 2.76%含水量的種子，常溫和4℃抗氧化酶活性比較無顯著性差異（P ＞0.05）。所有處理組種子經(jīng)4℃低溫和常溫條件下貯藏15 個月后，SOD、CAT 活性均出現(xiàn)了明顯降低。在4℃低溫下貯藏，不同含水量的種子SOD、CAT 活性均無顯著性差異（P ＞0.05），但仍表現(xiàn)為含水量6.17%和5.80%的種子酶活性下降較多。在常溫下貯藏，含水量在1.58% ～ 3.37%區(qū)間的種子SOD、CAT 活性顯著地高于含水量大于3.82%的種子（P ＜0.05），僅稍微低于同期4℃的低溫保存的種子。不同含水量的宜君黨參種子經(jīng)常溫或4℃貯藏15 個月后，相對電導(dǎo)率均沒有出現(xiàn)明顯變化，表明這一指標(biāo)受貯藏環(huán)境影響較小。數(shù)據(jù)詳見表3。

3 討論

本次研究結(jié)果表明，黨參種子含水量從自然含水量狀態(tài)降至2.17% ～ 3.37%時，常溫貯藏15 個月后仍保持較高的發(fā)芽率，且含水量進(jìn)一步降低至2%以下時，黨參種子發(fā)芽率只出現(xiàn)了小幅度降低，較2.17% ～ 3.37%并無顯著性差異，其可能原因是黨參種子含水量降至1.58%時，種子失去的大部分水是自由水，維持生命活力所必需的結(jié)合水失去較少，所以對黨參種子活力影響并不顯著。這一現(xiàn)象同樣存在于其它植物種子，諸多研究表明，經(jīng)常溫超干貯藏的大部分植物種子活力均較好，多數(shù)作物種子超干貯藏的最適含水量2% ～ 6%，若繼續(xù)進(jìn)一步降低種子的含水量，其生物活性反而下降，可能的原因是極度的干燥導(dǎo)致生物膜系統(tǒng)破壞以及脂質(zhì)過氧化加劇等[9-10]。

表3 貯藏溫度和含水量對黨參種子抗氧化酶活性以及相對電導(dǎo)率的影響（±s，%，n ＝ 50）Tab. 3 Effects of storage temperature and water content on anti-oxidant enzyme activity and relative conductivity of Codonopsis（±s，%，n ＝ 50）

表3 貯藏溫度和含水量對黨參種子抗氧化酶活性以及相對電導(dǎo)率的影響（±s，%，n ＝ 50）Tab. 3 Effects of storage temperature and water content on anti-oxidant enzyme activity and relative conductivity of Codonopsis（±s，%，n ＝ 50）

SOD/（U/g） CAT /[U·（g/min）]貯藏前 貯藏15 個月 貯藏前 貯藏15 個月常溫 4℃ t P 常溫 4℃ t P 6.17 495.89 ± 3.45a 332.56 ± 9.13a& 472.58 ± 5.34a# 3.546 0.003 76.45 ± 3.68a 25.54 ± 3.72a& 66.75 ± 3.58a# 4.443 0.004 5.68 486.27 ± 6.88a 378.92 ± 5.84b& 464.52 ± 6.68a# 3.694 0.007 77.39 ± 4.63a 38.76 ± 4.25b& 64.36 ± 2.64a# 3.456 0.006 5.15 497.25 ± 3.47a 371.86 ± 5.32b& 462.76 ± 3.78a# 4.567 0.005 76.84 ± 5.54a 44.84 ± 7.73bc& 63.35 ± 3.47a# 5.554 0.035 4.63 488.63 ± 2.68a 378.47 ± 5.52b& 466.35 ± 4.86a# 5.342 0.006 75.38 ± 5.98a 45.55 ± 7.56bc& 65.42 ± 3.58a# 6.534 0.042 3.96 498.23 ± 5.23a 380.03 ± 6.54b& 472.84 ± 2.51a# 2.346 0.005 76.34 ± 5.34a 45.65 ± 3.65bc& 64.42 ± 2.46a# 3.892 0.037 3.37 497.25 ± 3.53a 375.38 ± 5.62b& 471.35 ± 3.67a# 3.337 0.008 77.94 ± 6.32a 46.93 ± 6.45bc& 67.52 ± 1.32a# 9.543 0.032 2.76 496.96 ± 5.42a 433.32 ± 3.89c# 462.36 ± 2.48a# 7.589 0.084 76.45 ± 5.46a 61.32 ± 2.56d# 68.74 ± 2.36a# 12.345 0.324 2.17 498.23 ± 2.45a 435.65 ± 7.89c# 483.76 ± 2.54a# 9.753 0.325 77.84 ± 4.86a 62.54 ± 3.86d# 68.76 ± 3.45a# 11.234 0.432 1.58 497.34 ± 6.76a 425.63 ± 5.63c# 480.24 ± 3.56a# 10.325 0.586 76.49 ± 6.63a 60.44 ± 3.28d# 69.72 ± 3.44a# 12.442 0.563含水量/%

黨參種子經(jīng)15 個月貯藏后，當(dāng)溫度由常溫降低到4℃時，最適含水量范圍由1.57% ～ 3.37%變寬至1.57% ～ 5.15%。進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn)，黨參種子的貯藏過程中，隨含水量或溫度增加，抗氧化酶SOD、CAT 活性呈現(xiàn)出逐步下降的趨勢，降低的趨勢逐步放緩，這一變化與種子的活力變化基本符合，說明低溫低水的條件下，黨參種子相對較高活性的抗氧化酶系統(tǒng)和較高活力的保持是緊密聯(lián)系的。然而黨參種子的相對電導(dǎo)率與其活力并不相關(guān)，表明黨參種子活力的下降并不通過相對電導(dǎo)率體現(xiàn)出來，這一現(xiàn)象在其它作物種子也有發(fā)現(xiàn)，如黑麥、黑麥草等[11-12]。

4 結(jié)論

超干處理降低種子含水量和低溫處理可有效提高宜君黨參種子的耐藏性。經(jīng)常溫貯藏15 個月后，黨參種子的最適含水量范圍為1.58% ～ 3.37%；經(jīng)4℃低溫貯藏15 個月后，黨參種子的最適含水量范圍為1.58% ～ 5.15%。宜君黨參種子超干條件進(jìn)行常溫貯藏，至少可在15 個月內(nèi)保持良好的活力，最適含水量為1.58% ～ 3.37%。