藥用植物白芷種子萌發(fā)特性研究

譚洪秀 聶琴 陳文年

摘 要：該文研究了實(shí)驗(yàn)室條件下，不同pH值、赤霉素（GA3）濃度和光照時(shí)間對(duì)白芷種子萌發(fā)的影響。結(jié)果表明：白芷種子對(duì)pH值具有廣泛的適應(yīng)性，在pH5.0～9.0均可萌發(fā)，其中以pH7.0～8.0條件下萌發(fā)率較高；用150mg·L-1的GA3浸種處理6h更有利于白芷種子的萌發(fā)；白芷種子在有光的條件下和黑暗條件下均能萌發(fā)，其中以光照12h·d-1條件下的萌發(fā)率最高。白芷種子萌發(fā)效果的最佳組合為：用150mg·L-1的GA3浸種處理6h，播種在pH7.0～8.0條件下，進(jìn)行光照12h·d-1處理。

關(guān)鍵詞：白芷；種子；萌發(fā)率；赤霉素

中圖分類號(hào) Q949.95 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2016）14-0034-03

Abstract：The influences of different pH value，concentration of GA3 and illumination time on Angelica dahurica seed germination were studied under laboratory conditions. The conditions included five pH values（pH5.0，6.0，7.0，8.0，and 9.0），five concentration gradients（50mg·L-1，100mg·L-1，150mg·L-1，200mg·L-1，250mg·L-1）and seven illumination treatments（12h，14h，16h，18h，20h，full illumination and full dark）. The results showed that A.dahurica seed had extensive adaptability to solution pH values from 5.0 to 9.0，but under the condition of pH 7.0～8.0，germination rate was higher. Seed-soaking with 150mg·L-1 GA3 solution for 6h increased the seed germination rate of A. dahurica significantly. The seed of A.dahurica was light neutral and would sprout under the condition of light or dark，but it germinated best with illumination time of 12h·d-1. We concluded that A.dahurica seed germinated best under the following conditions，seed-soaking with 150mg·L-1 GA3 solution；under the condition of pH 7.0～8.0；illumination time of 12h·d-1.

Key words：Angelica dahurica；Seed；Germination rate；GA3

白芷（Angelica dahurica）為傘形科當(dāng)歸屬多年生草本植物，為著名的中藥材，藥用部分為其干燥根[1]，主產(chǎn)區(qū)為四川及浙江等地。白芷可用于止痛及治療鼻炎、咽炎、白癜風(fēng)、銀屑病、燒傷、灰指甲等癥[2]。近年來(lái)，除了藥用之外，白芷還廣泛用于保健品、香料、化妝美容品及食品加工業(yè)等領(lǐng)域[3]。由于用量增大，白芷的野生資源急劇下降，無(wú)法滿足市場(chǎng)的需求，不得不加大人工栽培的面積，從而增加了白芷的產(chǎn)量。白芷的繁殖方式主要為種子繁殖，有研究表明，隔一年后的白芷種子的發(fā)芽率不高或是不發(fā)芽，通常不會(huì)采用這樣的種子，而一般都是選用新收的種子[4]。另外，白芷種子休眠性較強(qiáng)、發(fā)芽率低、出苗不整齊，在很大程度上限制了其人工栽培與生產(chǎn)，故需要對(duì)白芷的發(fā)芽條件進(jìn)行優(yōu)化，使得白芷的生產(chǎn)更規(guī)范化、系統(tǒng)化。本研究采用不同的措施對(duì)白芷種子進(jìn)行處理，以期篩選出有利于白芷種子萌發(fā)的條件，為人工栽培實(shí)踐中白芷種苗的快速繁育提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 成熟的白芷種子，于2015年8月采自四川省內(nèi)江市白芷種植基地，保存于4℃冰箱。

1.2 儀器及試劑 JT-250B生化培養(yǎng)箱（金壇市開(kāi)發(fā)區(qū)吉特實(shí)驗(yàn)儀器廠）；赤霉素（GA3，上海伯奧生物科技有限公司）；Ф15cm的培養(yǎng)皿。

1.3 方法

1.3.1 前期處理 挑選大小一致、顏色相近為淺棕黃的白芷種子（剔除瘦小干癟的種子），用清水沖洗種子12h，再用75%乙醇浸泡種子1min，晾干備用[5]。選用Ф15cm的培養(yǎng)皿，用75%乙醇擦拭培養(yǎng)皿，進(jìn)行消毒處理，然后向每個(gè)培養(yǎng)皿中放入100g已消毒處理的細(xì)沙。

1.3.2 酸堿環(huán)境的選擇 實(shí)驗(yàn)布置為完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，設(shè)置5個(gè)處理組，即分別用pH值為5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的溶液處理。前期處理過(guò)的白芷種子用不同pH值的溶液浸透，然后均勻放入培養(yǎng)皿中，對(duì)照組用清水處理，晾干后也均勻放入培養(yǎng)皿中，每個(gè)培養(yǎng)皿100粒種子，每個(gè)處理3次重復(fù)。向培養(yǎng)皿中加入適量對(duì)應(yīng)的pH溶液，將所有培養(yǎng)皿放入生化培養(yǎng)箱中，25℃/15℃（晝/夜）變溫處理[5]，光照時(shí)間12h·d-1。試驗(yàn)期間用相應(yīng)pH值的溶液保持細(xì)沙濕潤(rùn)。

1.3.3 赤霉素濃度的選擇 實(shí)驗(yàn)布置也為完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，設(shè)置1個(gè)對(duì)照組、5個(gè)處理組，即分別用赤霉素質(zhì)量濃度為50mg·L-1、100mg·L-1、150mg·L-1、200mg·L-1、250mg·L-1的溶液浸種已在前期處理過(guò)的白芷種子6h，用蒸餾水沖洗數(shù)遍，對(duì)照組用等量的清水處理，晾干后均勻放入培養(yǎng)皿的細(xì)沙中，每個(gè)培養(yǎng)皿100粒種子，每個(gè)處理3次重復(fù)。所有培養(yǎng)皿加入適量的清水，然后放入生化培養(yǎng)箱中，條件同酸堿環(huán)境處理。整個(gè)試驗(yàn)期間要保證細(xì)沙濕潤(rùn)。

1.3.4 光照時(shí)間的選擇 將已前期處理過(guò)的白芷種子均勻放入培養(yǎng)皿的細(xì)沙中，每個(gè)培養(yǎng)皿100粒種子，設(shè)計(jì)7種光照條件處理：0h·d-1、12h·d-1、14h·d-1、16h·d-1、18h·d-1、20h·d-1、24h·d-1，每個(gè)處理3次重復(fù)。所有培養(yǎng)皿加入適量的清水，然后放入生化培養(yǎng)箱中，溫度同酸堿環(huán)境處理。整個(gè)試驗(yàn)期間保持培養(yǎng)皿中的細(xì)沙濕潤(rùn)。

1.3.5 試驗(yàn)中指標(biāo)的計(jì)算 記錄種子發(fā)芽啟動(dòng)時(shí)間、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率。以子葉露出種皮為萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)測(cè)定白芷種子的發(fā)芽率[6]。種子萌發(fā)的各個(gè)指標(biāo)按下列公式計(jì)算：

發(fā)芽率（%）=（發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)束時(shí)全部發(fā)芽種子粒數(shù)/供試種子總粒數(shù)）×100；

發(fā)芽勢(shì)（%）=（發(fā)芽高峰期時(shí)全部發(fā)芽種子粒數(shù)/供試種子總粒數(shù)）×100；

發(fā)芽指數(shù)=∑（Gt/Dt）（式中Gt代表在t日的發(fā)芽種子數(shù)；Dt代表相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)）；

發(fā)芽啟動(dòng)時(shí)間（即始芽日）為從播種到第一粒種子萌發(fā)所需要的天數(shù)；

發(fā)芽持續(xù)時(shí)間為從第一粒種子萌發(fā)時(shí)算起到發(fā)芽后連續(xù)有5d的平均發(fā)芽粒數(shù)不足總供試粒數(shù)的1%時(shí)所需要的天數(shù)[7]。

1.3.6 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析 采用Microsoft Excel 2007進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2.1 酸堿環(huán)境對(duì)白芷種子萌發(fā)的影響 由表1可知：白芷種子對(duì)pH值的適應(yīng)范圍寬，在pH值5.0～9.0均可發(fā)芽。其中，在pH值為7.0的環(huán)境下，白芷種子的發(fā)芽勢(shì)為10.67%，發(fā)芽率為11.67%；在pH值為8.0的環(huán)境下，白芷種子發(fā)芽勢(shì)為11.67%，發(fā)芽率為12.33%。試驗(yàn)的過(guò)程中，白芷種子在pH值為8.0和7.0的環(huán)境下發(fā)芽的啟動(dòng)時(shí)間為播種后15d，而其他處理?xiàng)l件下白芷種子萌發(fā)的啟動(dòng)時(shí)間為播種后21d。因此，在中性或弱堿性環(huán)境下更利于白芷種子萌發(fā)，而偏酸或過(guò)堿的環(huán)境不利于白芷種子萌發(fā)甚至?xí)鹨种谱饔?，還會(huì)延長(zhǎng)白芷種子的發(fā)芽啟動(dòng)時(shí)間。

2.2 赤霉素對(duì)白芷種子萌發(fā)的影響 由表2可以看出，白芷種子不同程度的發(fā)芽情況受赤霉素濃度不同的影響，其中以150mg·L-1處理的為最好，其發(fā)芽勢(shì)為10.33%，發(fā)芽率為14.33%，比對(duì)照組分別提高138.57%及138.83%；其次是50mg·L-1處理的，發(fā)芽勢(shì)為7.33%，發(fā)芽率為8.33%，比對(duì)照組分別提高61.66%及38.83%。由此說(shuō)明，不同濃度的赤霉素對(duì)白芷種子的萌發(fā)有著不同的影響。適當(dāng)濃度的赤霉素，能促進(jìn)白芷種子的發(fā)芽，而濃度過(guò)高其效果反而下降，甚至有抑制作用。本試驗(yàn)中，以50～200mg·L-1處理白芷種子是比較適宜的濃度。不同濃度的赤霉素對(duì)白芷種子的發(fā)芽啟動(dòng)時(shí)間也有一定的影響，均縮短了白芷種子的發(fā)芽啟動(dòng)時(shí)間。

2.3 光照處理對(duì)白芷種子發(fā)芽的影響 從表3可以看出，在所有的7個(gè)處理中，16h·d-1光照組和20h·d-1光照組的3個(gè)發(fā)芽指數(shù)都是最低的，12h·d-1光照組的3個(gè)發(fā)芽指標(biāo)最高，而其余處理則相對(duì)居中，可以看出在光照12h·d-1的條件下最有利于白芷種子的萌發(fā)。另外，和24h·d-1光照組相比較，黑暗組白芷種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)要稍高一些，全黑暗條件相對(duì)有利于白芷種子萌發(fā)。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

3.1.1 酸堿性與白芷種子萌發(fā) 種皮的結(jié)構(gòu)、種皮的通透性和種子內(nèi)部酶的活性，可能隨酸堿度的不同而發(fā)生變化，從而使種子失去生物學(xué)功能，影響了種子的正常萌發(fā)[8]。翟娟園等研究了土壤環(huán)境對(duì)川白芷產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，明確了白芷生長(zhǎng)的土壤為弱堿性，pH值8.49～8.88[9]。韋中強(qiáng)在川白芷良種繁育技術(shù)的研究中也認(rèn)為，白芷良種的種植園應(yīng)土層深厚，且pH值弱堿性為好[10]。本研究中，雖然白芷種子在pH值為5.0～9.0均能萌發(fā)，但在pH值為7.0和8.0時(shí)發(fā)芽率均高于其他組，pH值高于8.0或低于7.0時(shí)發(fā)芽率下降，且發(fā)芽的啟動(dòng)時(shí)間延后。這說(shuō)明，弱堿性的土壤環(huán)境最適宜于白芷種子萌發(fā)，這與前人的研究結(jié)果是一致的。

3.1.2 赤霉素處理與白芷種子萌發(fā) 赤霉素是一種比較重要的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)激素，可以解除種子的休眠、提高種子的活力。在休眠種子或種皮堅(jiān)硬、透水通氣性差的種子萌發(fā)方面，赤霉素的應(yīng)用已有較多的研究報(bào)道[11-14]。因不同植物種子休眠特性的不同，以及種子種皮堅(jiān)硬程度、透水通氣性的不同，使得赤霉素對(duì)種子浸種的最適濃度和浸種時(shí)間存在著較大的差異。本研究中，通過(guò)赤霉素浸種催芽后的白芷種子，其發(fā)芽率有明顯提高，但發(fā)芽率的增加并沒(méi)有隨赤霉素濃度的增加而不斷增加，而是在濃度為150mg·L-1時(shí)最高，這表明能有效提高白芷種子活力、促進(jìn)種子萌發(fā)的赤霉素只在一定濃度范圍內(nèi)。因此，可以利用一定濃度范圍內(nèi)的赤霉素浸種處理休眠種子，從而在生產(chǎn)實(shí)踐中達(dá)到減少種子出苗參差不齊的目的。

3.1.3 光照時(shí)間與白芷種子萌發(fā) 光照可以促進(jìn)或阻礙某些種子的萌發(fā)，也可能對(duì)種子的萌發(fā)沒(méi)有影響。如草珊瑚在有光照的條件下其種子發(fā)芽更好[15]；光照對(duì)三種百合種子萌發(fā)有顯著的促進(jìn)作用，還可縮短其種子萌發(fā)的啟動(dòng)時(shí)間[16]；而沙芥和斧翅沙芥種子在光照條件下，其種子萌發(fā)遭到明顯的抑制作用[17]。還有研究發(fā)現(xiàn)，種子萌發(fā)過(guò)程對(duì)光、暗的響應(yīng)，隨其種子儲(chǔ)存條件和儲(chǔ)藏時(shí)間的變化而有所差別[18]。種子萌發(fā)對(duì)于光的不同反應(yīng)，是植物對(duì)生存環(huán)境條件改變長(zhǎng)期進(jìn)化而產(chǎn)生的生態(tài)適應(yīng)性。在本研究中，白芷種子在有光的條件下和黑暗條件下均能萌發(fā)，且在光照12h·d-1的條件下發(fā)芽率最高，這與楊枝中等在白芷種子質(zhì)量檢驗(yàn)方法研究[19]中所得結(jié)果是一致的。

3.2 結(jié)論 綜合本研究的結(jié)果，可以得出白芷種子萌發(fā)的適宜條件：用150mg·L-1的赤霉素浸泡6h，播種在pH值為7.0～8.0的土壤條件，進(jìn)行光照12h·d-1處理。

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（責(zé)編：張宏民）