外界因素處理對吊瓜種子發芽率的影響

孫慧仙，郝培應，王為民，陳華夫

（1.中國計量學院生命科學學院，浙江杭州，310018；2.浙江諸暨市華夫吊瓜研究所）

外界因素處理對吊瓜種子發芽率的影響

孫慧仙1，郝培應1，王為民1，陳華夫2

（1.中國計量學院生命科學學院，浙江杭州，310018；2.浙江諸暨市華夫吊瓜研究所）

針對生產中吊瓜籽萌發困難的問題，利用室內模擬試驗，研究了種皮、光照、溫度、赤霉素（GA3）、聚乙二醇（PEG）以及吊瓜種子提取物等因素對吊瓜種子發芽率的影響，以期探討適宜吊瓜種子發芽的最佳條件。研究結果表明，吊瓜種子的提取物對吊瓜種子的萌發無抑制作用，光照對吊瓜種子萌發有顯著抑制作用，GA3和 PEG浸種處理對去皮吊瓜種子萌發有一定促進作用；去除種皮結合25℃～35℃變溫處理最有利于吊瓜種子的萌發，萌發率達82.3%。

吊瓜；發芽率；光照；溫度；赤霉素；聚乙二醇；種子提取物

吊瓜，學名栝樓 （Trichosanthes kirilowiiMaxim），屬葫蘆科，多年生草質藤本植物，雌雄異株，生長在海拔100～1 800 m，氣候溫潤的山谷密林和坡地灌叢中。據《本草綱目》、《中藥大辭典》等中醫藥文獻記載，吊瓜籽、果實、根均可入藥。吊瓜果實入藥稱全栝樓，有潤肺祛痰、利氣寬胸等功效[1]；吊瓜籽入藥稱栝樓仁，具有散結消癰、潤腸通便的功效；塊根入藥稱天花粉，具有清熱瀉火、生津止渴、排膿消腫的功效[2]。

吊瓜籽含有豐富的角鯊烯（22.7%），其籽油中亞油酸含量約為33.6%，顯著高于橄欖油（8.48%）和菜籽油（13.03%），是一種優良的保健食品[3]。由于吊瓜藥食同源，經濟價值高，開發潛力大，近年來在浙江湖州、長興等地已大面積種植。但生產中利用吊瓜種子進行繁殖時，存在種子萌發困難、發芽時間長、出芽不齊等問題，此外，浸種過程中易造成二次休眠。目前種植區多采用無性分根繁殖，然而無性繁殖存在著繁殖系數低、種質易退化等缺點。針對吊瓜種子萌發困難的問題，本試驗研究了種皮、光照、溫度、赤霉素、聚乙二醇以及種子提取物對吊瓜種子發芽率的影響，以期探討適宜吊瓜種子發芽的最佳條件，從而為吊瓜的規范化栽培提供一定的依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為吊瓜種子花山2號，由浙江省諸暨市華夫吊瓜研究所提供。供試藥劑為TTC（2，3，5-三苯基氯化四唑），GA3（赤霉素），PEG（聚乙二醇），均為國產試劑。

1.2 試驗方法

參照國際種子檢驗協會（ISTA1996）規定的方法，用0.5%TTC（pH值6.8）于30℃下染色1 h后統計種子的染色情況[4]，測定種子的生活力。

①種皮、溫度、光照對種子發芽率的影響 設置完整種子（A）和去皮種子（B）2組處理，每組處理各取一半的種子，進行不同溫度的浸種和發芽處理：a.室溫水浸泡24 h后，將種子分別置于25℃進行恒溫培養（AC1、BC1）和變溫培養（AC2、BC2）。b.40℃水浴浸泡4 h→室溫水浸泡24 h→室內晾干種子后，將種子分別置于30℃進行恒溫培養（AD1、BD1）和變溫培養（AD2、BD2）。變溫培養循環周期為24 h，每個循環周期溫度設置為25℃（6 h）、30℃（6 h）、35℃（6 h）、30℃（6 h）。每一組的種子再平均分成2個處理組，分別為光照組和避光培養組。

②GA3處理對吊瓜種子萌發的影響 在試驗①的基礎上，選擇發芽率最高的處理，用不同濃度的 GA3（0，25，50，100，200，400 mg/L）處理后進行測試。將種子分成2組：a.從浸種到培養整個過程均使用GA3溶液處理；b.僅浸種時用GA3溶液處理，培養時則改用蒸餾水。每天定時觀察發芽粒數，25 d后，計算種子萌發率。

表1 溫度、光照和去種皮處理對吊瓜種子發芽率的影響

③PEG處理對吊瓜種子發芽率的影響 在試驗①的基礎上，選擇發芽率最高的處理組，分別用濃度為0.05，0.15，0.30 g/mL的 PEG-600和 PEG-6000溶液對吊瓜種子進行浸種處理。每天定時觀察發芽粒數，25 d后計算種子發芽率。

④吊瓜種子內源抑制物活性測定 取去皮的吊瓜種子20 g，磨碎后分別用蒸餾水、石油醚和乙酸乙酯提取。石油醚和乙酸乙酯采用索氏提煉法，減壓蒸餾濃縮除去溶劑，然后加水定容至100 mL（可加少許吐溫80乳化），提取液濃度為0.2 g/mL。蒸餾水提取時，室溫振蕩 2 h后用普通濾紙過濾，取濾液備用，以等量水加少許吐溫80作為對照。將對照、石油醚提取液、乙酸乙酯提取液和水提取液分別倒入直徑為90 mm的培養皿中，每皿100粒吊瓜種子，置于25℃恒溫培養箱中避光培養24 h后，測定發芽率。另取前述萌發試驗中發芽率最高處理組吊瓜種子作為試驗材料進行萌發抑制物試驗。每個處理3次重復。

⑤發芽率計算 發芽率/%=（發芽種子粒數/總粒數）×100%。試驗數據用 SPSS 11.5軟件進行Tukey顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 吊瓜種子活力測定

TTC法因不受種子休眠狀態影響，能夠簡便、準確、快速地測出種子活力，被廣泛應用。經檢驗，供試種子活力達100%，其原因可能是試驗所用種子為華夫吊瓜研究所當季收獲精選的留種用種子。

2.2 溫度、光照和去皮處理對吊瓜種子發芽率的影響

如表1所示，與完整種子 A組相比，去皮處理（B組）能夠顯著提高吊瓜種子的發芽率。在避光條件下，去皮種子用變溫浸種加變溫培養（BD2）后，發芽率達 82.3%；在光照處理條件下，發芽率最高的BD2處理組發芽率也顯著降低，僅有38.9%，說明光照對吊瓜種子萌發有顯著的抑制作用。溫度對吊瓜種子的萌發也有顯著的影響，40℃高溫浸種結合25～35℃變溫處理，種子發芽率顯著高于 25℃恒溫培養的處理，并且對去皮吊瓜種子的促進作用顯著高于完整種皮組。

2.3 GA3處理對吊瓜種子發芽率的影響

如圖1A所示，與對照（81.2%）相比，避光條件下，用不同濃度GA3浸種，再用蒸餾水培養對吊瓜種子萌發無顯著促進作用。而浸種萌發過程中均使用GA3的處理條件下，僅25 mg/L GA3處理對吊瓜種子的萌發（85.7%）有促進作用，其他處理組隨著GA3濃度的提高，對吊瓜種子萌發的抑制作用逐漸加強，濃度大于200 mg/L的GA3處理基本抑制了種子萌發（圖1B）。

2.4 PEG處理對吊瓜種子發芽率的影響

以不同分子量和不同濃度PEG溶液對吊瓜種子進行浸種處理，0.15 g/mL PEG-6000處理的效果最好，萌發率達到83.6%，但與對照組（81.2%）相比無顯著性差異（圖2）。

圖1 GA3處理對吊瓜種子發芽率的影響

圖2 PEG處理對吊瓜種子萌發的影響

2.5 吊瓜種子內源抑制物活性測定

觀測結果發現，與對照相比，水提取物、乙酸乙酯提取物及石油醚提取物對吊瓜種子的萌發無明顯的抑制作用。

3 結論與討論

充足的水分、適宜的溫度和足夠的氧氣是種子發芽必不可少的3個基本條件。活種子在適宜的萌發條件下仍不能發芽的現象稱為種子休眠，是植物重要的適應特性之一。種子休眠的原因一是內源性休眠，即胚本身的原因造成的，包括胚發育未完成、缺少必須的激素或存在抑制萌發的化學物質，用低溫層積、變溫處理、干燥、激素處理等方法可解除。二是外源性休眠，大多是因為種皮不透水、不透氣或機械阻力等造成，這類種子只要在適宜的水分、溫度和氧氣條件下，種子很快就能發芽。三是綜合類休眠，是由內外源因素相互作用導致[6]。多數具有堅硬外殼的種子，萌發相對困難，在生產上表現為種子萌發質量不高、發芽率低等。本試驗結果表明，去皮吊瓜種子的最大萌發率為82.3%，顯著高于相同條件下完整種子的萌發率（38.9%）；而內源抑制性物質試驗表明，吊瓜種子中基本不含有抑制萌發的物質存在。以此可以推斷出外種皮的機械阻礙作用是導致吊瓜種子萌發困難的主要原因。

種子萌發是植物生命的初始階段，其發育初期形態建成和器官發育分化所需的能量和原料主要依賴于自身儲備營養物質的分解和轉化等代謝，而這些轉化都必須以水的適度供應為前提。采用變溫浸種處理種子，可促進種皮破裂，改變其透氣性，以滿足種子吸脹階段所需要的水分和氧氣，從而促進種子內部的生理生化進程，最終起到促進發芽的作用。試驗結果表明，在避光條件下，變溫浸種的完整種子和去皮種子的萌發率分別為38.9%和82.3%，顯著高于常溫浸種處理中完整種子13.9%和去皮種子52.8%的萌發率。

水是種子萌發的必備條件之一，水分滲入種子的動態進程影響種子萌發。PEG浸種后，可以降低種子萌發最初的水勢，改變水分滲透平衡，從而起到改變種子某些萌發生理生化反應，促進萌發。試驗結果表明，與對照（82.3%）比較，15%PEG-6000處理對吊瓜種子的萌發（83.6%）具有一定的促進作用。

影響種子休眠或發芽的內因，與種子本身是否發育完全、是否含有內源性抑制物質，以及與內源激素如GA3、生長素（IAA）、細胞分裂素（CK）和萌發抑制物質脫落酸（ABA）的平衡和消長有關。已有的研究表明，GA3可以通過誘導與萌發相關基因的表達，如促進種子糊粉層中 α-淀粉酶的新合成，加速淀粉的水解等作用促進種子萌發[7,8]。本試驗僅發現用25 mg/L GA3持續培養處理對去皮吊瓜種子的萌發有輕微（85.7%）的促進作用，而其他較高濃度的GA3處理對吊瓜種子的萌發有明顯的抑制作用，可能是外源的 GA3擾亂了吊瓜種子內部的激素平衡。

通過去皮結合變溫處理，吊瓜種子的萌發率最高，為82.3%，但仍不能達到100%，而種子活力測定為100%，可能因為試驗用種子為當季收獲的種子，其胚本身發育不完全。

[1]張曉峰，陳小梅，張春霞，等.栝樓果實營養成分的研究[J].食品科技，2009，34（9）：46-47.

[2]宋振巧，王洪剛，王建華.栝樓的研究進展[J].山東農業科學，2005（5）：72-74.

[3]王唯芬，蔣家新，王蘭州，等.精煉吊瓜籽油的脂肪酸分析[J].中國計量學院學報，2007，18（4）：322-325.

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[5]史威威，董寬虎，侯志兵，等.PEG-6000引發對白羊草種子發芽的影響[J].草原與草坪，2007（6）：26-28.

[6]周霞，張堯.種子休眠生理研究進展綜述[J].安徽農學通報，2010，16（14）：51-53.

[7]Atia A,Debez A,Barhoum Z,et al.ABA,GA3and nitrate may control seed germination of Crithmum maritimum (Apiaceae)under saline conditions[J].Comptes Rendus Biologies,2009(332):704-710.

[8]烏鳳章，劉桂豐，姜靜，等.種子萌發調控的分子機理研究進展[J].北方園藝，2008（2）：54-58.

Effects of External Factor Treatments on Seeds Germination Rate of Trichosanthes kirilowiiMaxim

SUN Huixian1,HAO Peiying1,WANG Weimin1,CHEN Huafu2
(1.College of Life Science,China Jiliang University,Hangzhou 31008; 2.Huafu Trichosanthes kirilowii Maxim Research Institute)

To explore suitable conditions for germination ofTrichosanthes kirilowiiMaxim seeds,some factors,such as,removing the seed testa,light,temperature,gibberellin (GA3),polyethylene glycol(PEG),seed extraction,and so on,were studied in room condition.The results showed that the treatment of seed extraction had no effect on seed germination, however,in contrast to the light that inhibited the germination of seed,GA3and PEG played a certain role in promoting the seed germinate.The seeds germination rate reached the highest level of 82.3%,when seeds were removed the testa and given a suitable temperature of 25℃-35℃.

Trichosanthes kirilowii Maxim;Germination rate;Light;Temperature;GA3;PEG;Seed extraction

10.3865/j.issn.1001-3547.2011.08.011

孫慧仙（1988-），女，本科，研究方向為生物工程

王為民（1970-），通信作者，男，博士，副教授，研究方向為藥學，電話：0571-86914442，13605819942，E-mail：wwm@cjlu.edu.cn

2011-03-25