外源物質(zhì)對黃芪種子萌發(fā)的影響

冀瑞樸，李 晗，胡凱基，王浩楠，袁卉馥

(河北北方學(xué)院 農(nóng)林科技學(xué)院,河北 張家口 075000)

黃芪(Astragalusmembranaceus(Fisch.Bge.)為豆科屬多年生草本植物，分棉芪和鐵芪兩種。主要分布于中國內(nèi)蒙古、山西、甘肅、黑龍江、寧夏等西北內(nèi)陸干旱區(qū)[1-3]。其干燥根是中國傳統(tǒng)中藥，內(nèi)含多種氨基酸和抗菌的有效成分，為常用名貴滋補(bǔ)中藥材，具有補(bǔ)氣升陽、固表止汗、脫毒生肌、利水退腫等功效[4-5]。隨著現(xiàn)代醫(yī)藥研究的深入和人民生活水平的提高，黃芪的市場需求量持續(xù)增加，為滿足醫(yī)藥和市場的需求，需要對黃芪進(jìn)行大面積人工栽培。但作為生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的黃芪種子處理技術(shù)卻不完善，不予處理的黃芪種子發(fā)芽率僅在15%左右，主要是因?yàn)榉N皮外的致密細(xì)胞層和果膠類物質(zhì)使黃芪種子通透性差，種芽透殼困難。而且成熟度越好的種子表面釉質(zhì)層越厚，如果處理不當(dāng)，其發(fā)芽率很難超過50%[6-7]。

目前，有關(guān)黃芪的研究主要集中在化學(xué)有效成分、藥理作用等方面[8-9]，對黃芪種子處理主要是采用浸種、沙培等方法，這些方法大大提高了黃芪的發(fā)芽率，但關(guān)于外源物質(zhì)對黃芪種子萌發(fā)的影響鮮有報道。本研究以黃芪種子為試驗(yàn)材料，利用外源物質(zhì)對黃芪種子進(jìn)行處理，并對其各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合評價，篩選出促進(jìn)黃芪種子萌發(fā)的最佳外源物質(zhì)及濃度，以期解決人工栽培黃芪種子發(fā)芽率低、出苗少等問題，為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的黃芪提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為安國藥材市場提供的黃芪(鐵芪)種子。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 四種外源物質(zhì)浸種處理方法

挑取籽粒飽滿、大小一致、無病蟲害的黃芪(鐵芪)種子，用10%的KMnO4消毒液處理15 min并用蒸餾水沖洗5次，再吸干表面水分，用鋪有2層紗布和2層濾紙的培養(yǎng)皿做發(fā)芽床，進(jìn)行黃芪種子萌發(fā)試驗(yàn)。將供試種子分別放入裝有等量赤霉素(50.0、75.0、100.0、125.0 mg·L-1)、水楊酸(10.0、20.0、50.0、100.0 mg·L-1)、硝普鈉(50.0、100.0、150.0、200.0 mg·L-1)和6-BA(50.0、75.0、100.0、125.0 mg·L-1)的培養(yǎng)皿中，每皿50粒，每個處理4次重復(fù)，以蒸餾水做對照，置于光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，光照溫度、強(qiáng)度和時間分別設(shè)定為白天/夜晚：(25±1)℃，2 500 lx，12 h。種子長出根系后用錫箔紙覆蓋根系，保持根系處于黑暗環(huán)境。連續(xù)培養(yǎng)觀察1個月，每天定時添加處理液和蒸餾水保持濾紙濕潤，定時觀察記錄各相關(guān)指標(biāo)。

1.2.2 測定指標(biāo)及方法

發(fā)芽率=發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%

發(fā)芽勢=規(guī)定時間內(nèi)能正常發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%

發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑Gt/Dt(Gt為在t天的發(fā)芽種子數(shù)，Dt為相應(yīng)的種子發(fā)芽天數(shù))

活力指數(shù)(VI)=GI×I(I為幼苗的平均根長)

根長、芽長用游標(biāo)卡尺測量。

1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2010和SPSS 21.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源物質(zhì)對黃芪種子發(fā)芽指標(biāo)的影響(表1)

發(fā)芽指數(shù)是種子的活力指標(biāo)，發(fā)芽指數(shù)高，活力就高?；盍χ笖?shù)是種子發(fā)芽速率和生長量的綜合反映，是種子活力的更好指標(biāo)。由表1可知，經(jīng)過不同外源物質(zhì)處理后，各處理黃芪種子發(fā)芽指標(biāo)均有不同程度變化，詳見表1。

表1 外源物質(zhì)對黃芪種子萌發(fā)特性的影響

表1(續(xù))

經(jīng)赤霉素100.0 mg·L-1和硝普鈉50.0 mg·L-1處理的黃芪種子與對照(ck)形成顯著性差異(P<0.05)，較對照分別增加8.0%和6.5%。由此可見，赤霉素100.0 mg·L-1和硝普鈉50.0 mg·L-1有利于提高黃芪種子發(fā)芽率。

除赤霉素75.0 mg·L-1，水楊酸50.0 mg·L-1、100.0 mg·L-1和硝普鈉150.0 mg·L-1外，其他處理較對照相比均提高了黃芪種子的發(fā)芽勢，其中，赤霉素50.0 mg·L-1和硝普鈉50.0 mg·L-1與對照(CK)形成顯著性差異(P<0.05)，明顯提升了黃芪種子的發(fā)芽勢。因此，赤霉素50.0 mg·L-1和硝普鈉50.0 mg·L-1對于提升黃芪種子發(fā)芽勢效果較佳。

除水楊酸50.0 mg·L-1外，其他不同濃度的外源物質(zhì)均在不同程度上提高了黃芪種子的發(fā)芽指數(shù)，赤霉素100.0 mg·L-1和水楊酸20.0 mg·L-1與對照(CK)形成顯著性差異(P<0.05)，較對照分別增加9.96%和10.94%，綜上，赤霉素100.0 mg·L-1和水楊酸20.0 mg·L-1可以提高黃芪種子的發(fā)芽指數(shù)。

經(jīng)6-BA處理的黃芪種子其活力指數(shù)下降，經(jīng)赤霉素、水楊酸和硝普鈉處理的黃芪種子在一定程度上提高了黃芪種子的活力指數(shù)，其中赤霉素100.0 mg·L-1和水楊酸10.0 mg·L-1較對照(CK)相比差異顯著(P<0.05)，所以，赤霉素100.0 mg·L-1和水楊酸10.0 mg·L-1為提高黃芪種子活力指數(shù)的最佳外源物質(zhì)。

經(jīng)不同外源物質(zhì)處理的黃芪種子根長和芽長不一致，經(jīng)水楊酸10.0 mg·L-1和水楊酸100.0 mg·L-1處理的黃芪種子根長與對照(CK)形成顯著性差異(P<0.05)；經(jīng)赤霉素50.0 mg·L-1處理的黃芪種子芽長與對照(CK)形成顯著性差異(P<0.05)，由此可知，10.0 mg·L-1和100.0 mg·L-1的水楊酸可以增加黃芪種子的根長，50.0 mg·L-1的赤霉素可以增加黃芪種子的芽長。

2.2 外源物質(zhì)對黃芪種子各項(xiàng)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值及綜合評價

試驗(yàn)結(jié)果采用隸屬函數(shù)法對不同外源物質(zhì)處理下的黃芪種子進(jìn)行綜合評價，詳見表2。

表2 各項(xiàng)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值及綜合評價

由表2可以看出，提高黃芪種子萌發(fā)指標(biāo)的最佳外源物質(zhì)為100.0 mg·L-1赤霉素，125.0 mg·L-1赤霉素效果次之。由此可知，一定濃度的赤霉素可以提高黃芪種子的萌發(fā)特性。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

本試驗(yàn)研究了赤霉素、水楊酸、硝普鈉和6-BA對黃芪種子萌發(fā)的影響。結(jié)果表明：一定濃度的赤霉素、水楊酸、硝普鈉均可提高黃芪種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、根長及芽長。100.0 mg·L-1赤霉素和50.0 mg·L-1硝普鈉有利于提高黃芪種子發(fā)芽率；50.0 mg·L-1赤霉素和50.0 mg·L-1硝普鈉對提高黃芪種子發(fā)芽勢效果較好；100.0 mg·L-1赤霉素和10.0 mg·L-1水楊酸為提高黃芪種子活力指數(shù)的最佳外源物質(zhì)；10.0 mg·L-1和100 mg·L-1水楊酸可顯著增加根長；50.0 mg·L-1赤霉素可顯著增加芽長。對黃芪種子萌發(fā)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合評價得到：促進(jìn)黃芪種子萌發(fā)效果最佳外源物質(zhì)為赤霉素，以100.0 mg·L-1效果最佳，125.0 mg·L-1次之。

3.2 討論

赤霉素是植物生長中常用的一種激素，它能調(diào)節(jié)植物生長、影響植物各階段發(fā)育過程，包括促進(jìn)枝條的生長，打破種子體眠，促進(jìn)種子發(fā)芽，使植物提前開花，抑制葉和果實(shí)的老化等[10]。李佳等[11]研究發(fā)現(xiàn)在赤霉素濃度為400.0 mg·L-1時，杜仲種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢最高；郭曉倩等[12]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)赤霉素濃度為140.0 mg·L-1時可以促進(jìn)田菁的幼苗生長和提高產(chǎn)量；馬俊瑩等[13]研究表明赤霉素浸種質(zhì)量濃度為500.0 mg·L-1時丹參種苗建成與藥材質(zhì)量最佳，這與本試驗(yàn)結(jié)果一致，本試驗(yàn)研究結(jié)果表明100.0 mg·L-1和125.0 mg·L-1赤霉素可以促進(jìn)黃芪種子萌發(fā)。在促進(jìn)種子發(fā)芽方面，對于不同植物，赤霉素的最適濃度不同。對影響黃芪種子萌發(fā)更多因素的探討，有待進(jìn)行下一步研究。