不同處理對(duì)藏藥波棱瓜種子萌發(fā)的影響

孫寧陽(yáng)+張宏川+王蕾+符小紅+顧健

摘要：為了摸清不同浸種時(shí)間、預(yù)處理和不同試劑對(duì)波棱瓜種子萌發(fā)的影響，在種子培養(yǎng)箱中模擬種子萌發(fā)環(huán)境，研究不同浸種時(shí)間（3、6、9、12、15、18、21、24、27 h）、不同預(yù)處理（低溫、高溫、超聲波）和不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的赤霉素（GA3，50～200 mg/L）、6-芐基腺嘌呤（6-BA，10～40 mg/L）、硝酸鉀（KNO3，1 000～4 000 mg/L）及3種試劑混合（6-BA+GA3+KNO3）浸種方法對(duì)波棱瓜種子萌發(fā)的影響。結(jié)果表明，在不同浸種時(shí)間下，波棱瓜種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)差異顯著，最佳浸種時(shí)間24 h；不同預(yù)處理都可以促進(jìn)種子萌發(fā)，在40 kHz強(qiáng)度的超聲波處理60 min后種子萌發(fā)有明顯的提高；不同質(zhì)量濃度的KNO3溶液和赤霉素GA3溶液都能促進(jìn)波棱瓜種子萌發(fā)，6-BA溶液質(zhì)量濃度升高對(duì)波棱瓜種子發(fā)芽有一定的抑制作用；混合試劑對(duì)波棱瓜種子萌發(fā)率不如單一試劑高。波棱瓜的種子采用40 kHz強(qiáng)度的超聲波處理60 min后，用1 000 mg/L KNO3溶液浸泡24 h處理效果最好，發(fā)芽率為62.5%。

關(guān)鍵詞：波棱瓜；種子；萌發(fā)；浸種時(shí)間；預(yù)處理；GA3；6-BA；KNO3

中圖分類號(hào)： S567.041文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2017）07-0143-03

波棱瓜為葫蘆科波棱瓜屬植物，分布于中國(guó)青藏高原東部的四川、云南、西藏等地[1]。波棱瓜（Herpetospermum pedunculosum）種子具有清膽熱、瀉肝火、清熱解毒的功效，用于治療肝膽及消化不良等疾病，是藏醫(yī)常用藥[2]。近些年來(lái)，中醫(yī)藥、藏醫(yī)藥飛速發(fā)展，波棱瓜在中醫(yī)臨床、保健食品等方面也有開(kāi)發(fā)的價(jià)值，這些因素導(dǎo)致波棱瓜種子的用量日益增加。波棱瓜原植物在青藏高原東南部廣泛分布，但是由于蘊(yùn)藏量低、自然條件下產(chǎn)量低等原因，遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求[3]。

植物在生長(zhǎng)過(guò)程中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是種子萌發(fā)[4]。實(shí)生苗的數(shù)量及成活率是植物種群數(shù)量的決定性因素[5]。由于波棱瓜種子種皮硬，有發(fā)達(dá)的角質(zhì)層，具有較強(qiáng)的休眠性，發(fā)芽率極低，因此存在浸種催芽過(guò)程中發(fā)芽率低、不易發(fā)芽、出芽不整齊、人工栽培困難等問(wèn)題，這些問(wèn)題對(duì)資源保存造成潛在危機(jī)[6]。研究表明，不同浸種時(shí)間、預(yù)處理方式及不同質(zhì)量濃度的GA3、6-BA、KNO3溶液的處理都可有效打破種子的休眠，可能是因?yàn)槠滠浕N皮，提高種子的通透性并降低種子萌發(fā)抑制物的含量，提高了種子活力[7-12]。因此，本試驗(yàn)以四川省甘孜州瀘定縣波棱瓜種植基地的種子為試驗(yàn)材料，研究不同浸種時(shí)間、不同預(yù)處理以及不同質(zhì)量濃度的試劑處理對(duì)波棱瓜種子萌發(fā)的影響。

1材料與方法

1.1供試材料

波棱瓜種子于2014年10月購(gòu)于四川省甘孜州瀘定縣波棱瓜種植基地，分別用游標(biāo)卡尺隨機(jī)測(cè)定30粒成熟種子的縱軸和橫軸長(zhǎng)度，并分別求得平均值，種子質(zhì)量是用電子分析天平隨機(jī)稱取100粒×8組，并求得平均值。

1.2室內(nèi)萌發(fā)試驗(yàn)

依次進(jìn)行不同浸種時(shí)間、不同預(yù)處理和不同試劑處理對(duì)波棱瓜種子萌發(fā)的影響試驗(yàn)。試驗(yàn)均在培養(yǎng)箱中進(jìn)行，種子均在萌發(fā)試驗(yàn)前用3% K2MnO4溶液消毒 15 min，然后用蒸餾水沖洗干凈后，按照《國(guó)際種子檢驗(yàn)規(guī)程》和《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程》[13]中規(guī)定的濾紙培養(yǎng)皿發(fā)芽法進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，將處理后的種子均勻置于鋪有2層濾紙的直徑為9 cm的玻璃培養(yǎng)皿中，以蒸餾水保持其濕潤(rùn)。以2層濾紙作為發(fā)芽床，置于玻璃培養(yǎng)皿（直徑11 cm）中，發(fā)芽過(guò)程中保持濾紙濕潤(rùn)，種子胚根長(zhǎng)度與種子長(zhǎng)度相當(dāng)即為萌發(fā)開(kāi)始，每天記錄萌發(fā)的種子數(shù)，以連續(xù)3 d不再有新的種子萌發(fā)為試驗(yàn)結(jié)束標(biāo)志。

1.2.1浸種時(shí)間和種子萌發(fā)的關(guān)系選取飽滿的波棱瓜種子100粒，置于25 ℃培養(yǎng)箱中進(jìn)行不同浸種時(shí)間試驗(yàn)，每隔3 h取出種子，用濾紙吸干種子表面的水分，然后放入培養(yǎng)箱中，模擬光強(qiáng)度為3 000 lx，連續(xù)光照10 h，再進(jìn)行14 h黑暗處理進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)，每天定時(shí)統(tǒng)計(jì)萌發(fā)數(shù)，重復(fù)3次試驗(yàn)。

1.2.2不同預(yù)處理和種子萌發(fā)的關(guān)系對(duì)照（CK）：將50粒種子放于鋪有雙層濾紙的培養(yǎng)皿中，加蒸餾水置于25 ℃培養(yǎng)箱內(nèi)，模擬光強(qiáng)度為3 000 lx，連續(xù)光照10 h，再進(jìn)行14 h黑暗處理，進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)，每天定時(shí)統(tǒng)計(jì)萌發(fā)數(shù)，重復(fù)3次試驗(yàn)。超聲波預(yù)處理：將種子放于盛有蒸餾水的燒杯中，將超聲儀調(diào)至40 kHz的強(qiáng)度，超聲波處理60 min，處理后用清水沖洗，按對(duì)照的方法進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)。熱水處理：將種子分別放入50、70 ℃熱水中，浸泡30 min后，按對(duì)照的方法進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)。低溫處理：將種子放于2～8 ℃冰箱內(nèi)，放置5 d后取出種子，用蒸餾水沖洗，按對(duì)照的方法進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)。

1.2.3不同試劑處理和種子萌發(fā)的關(guān)系將100粒波棱瓜種子分別浸入KNO3溶液（1 000、2 000、4 000 mg/L）、GA3溶液（50、100、200 mg/L）和6-BA溶液（10、20、40 mg/L）中 25 ℃ 下浸種24 h。浸種后用蒸餾水沖洗干凈，模擬光強(qiáng)度為3 000 lx，連續(xù)光照10 h，再進(jìn)行14 h黑暗處理，進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)，每天定時(shí)統(tǒng)計(jì)萌發(fā)數(shù)，重復(fù)3次試驗(yàn)。

1.3種子萌發(fā)的測(cè)定及計(jì)算方法

種子萌發(fā)指標(biāo)的測(cè)定及計(jì)算參照付菁等的方法[14]進(jìn)行。種子發(fā)芽率指萌發(fā)種子數(shù)占參試種子總數(shù)的比例，可以表示群體種子形成幼苗的潛勢(shì)，計(jì)算公式：發(fā)芽率（GR）=發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%；發(fā)芽勢(shì)指種子發(fā)芽達(dá)到高峰時(shí)的萌發(fā)率，計(jì)算公式：發(fā)芽勢(shì)（GP）=發(fā)芽高峰期發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%。

1.4數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均采用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，運(yùn)用 SPSS 18.0 進(jìn)行方差分析和多重比較。

2結(jié)果與分析

2.1種子大小和千粒質(zhì)量

波棱瓜種子為淡褐色，種皮粗糙，較堅(jiān)硬，種子飽滿，長(zhǎng)（13.6±0.94）mm、寬（5.6±0.46）mm，千粒質(zhì)量（10.2±0.49）g。

2.2浸種時(shí)間對(duì)波棱瓜種子萌發(fā)的影響

波棱瓜種子的萌發(fā)與浸種時(shí)間有密切關(guān)系。表1結(jié)果顯示，波棱瓜種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)在不同浸種時(shí)間下表現(xiàn)出顯著差異（P<0.05）。3 h條件下波棱瓜種子的發(fā)芽率僅為8%，24 h條件下則達(dá)到30%，是3 h條件下的3.75倍。綜上可知，在浸種24 h條件下，波棱瓜種子的發(fā)芽率均高于其他浸種時(shí)間，發(fā)芽勢(shì)在24 h和27 h浸種時(shí)間處理間僅差1百分點(diǎn)，綜合考慮波棱瓜種子的最適宜浸種時(shí)間為24 h。

2.3不同預(yù)處理對(duì)種子發(fā)芽的影響

從圖1可以看出，不同預(yù)處理對(duì)波棱瓜種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)的影響存在顯著差異（P<0.05），其中超聲波處理后種子發(fā)芽率顯著提高，為56%；其次是對(duì)照組和50 ℃熱水處理的種子，發(fā)芽率分別為29%、26%；再次是4 ℃低溫和 70 ℃ 處理后的發(fā)芽率僅為23%、18%。說(shuō)明波棱瓜種子萌發(fā)預(yù)處理應(yīng)選擇40 kHz強(qiáng)度的超聲波處理60 min。

2.4不同試劑處理對(duì)種子萌發(fā)的影響

2.4.1KNO3對(duì)波棱瓜種子萌發(fā)的影響從表2可知，不同質(zhì)量濃度KNO3溶液處理對(duì)波棱瓜種子的萌發(fā)有一定的促進(jìn)作用。方差分析結(jié)果表明，不同質(zhì)量濃度的KNO3溶液對(duì)波棱瓜種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率的影響有顯著差異。在本試驗(yàn)條件下，波棱瓜種子的最適質(zhì)量濃度是1 000 mg/L KNO3，處理后發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率分別比對(duì)照提高16、33.5百分點(diǎn)，與對(duì)照差異顯著。隨著KNO3質(zhì)量濃度的提高，發(fā)芽率逐漸降低，當(dāng)質(zhì)量濃度達(dá)到4 000 mg/L時(shí)，發(fā)芽率比對(duì)照提高11百分點(diǎn)。

2.4.2GA3對(duì)波棱瓜種子萌發(fā)的影響從表3可知，不同質(zhì)量濃度GA3溶液處理對(duì)波棱瓜種子的萌發(fā)有一定的促進(jìn)作用。方差分析結(jié)果表明，溶液為50、200 mg/L的溶液對(duì)波棱瓜種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率的影響有顯著差異。在本試驗(yàn)條件下，波棱瓜種子的最適發(fā)芽質(zhì)量濃度為50 mg/L，在該質(zhì)量濃度下處理的種子，發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率分別比對(duì)照提高12、27百分點(diǎn)，并且發(fā)芽率與其他質(zhì)量濃度處理差異顯著。

2.4.36-BA對(duì)波棱瓜種子萌發(fā)的影響從表4可知，10、20 mg/L質(zhì)量濃度6-BA溶液對(duì)波棱瓜種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)影響不顯著，而40 mg/L 6-BA溶液顯著抑制了波棱瓜種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)。波棱瓜種子在10 mg/L 6-BA處理時(shí)發(fā)芽最好，處理后發(fā)芽率比對(duì)照提高8百分點(diǎn)。較低質(zhì)量濃度的6-BA對(duì)波棱瓜種子萌發(fā)有一定程度的促進(jìn)作用，但較高質(zhì)量濃度有一定的抑制作用。

2.4.43種試劑混合處理對(duì)波棱瓜種子萌發(fā)的影響從表5可知，3種試劑混合處理也能使波棱瓜種子發(fā)芽率有不同幅度提高。其中混合KNO3+6-BA試劑處理后的種子發(fā)芽率為42.5%，與對(duì)照相比差異顯著，但是低于KNO3單一試劑處理；其次是混合KNO3+GA3試劑處理后的種子發(fā)芽率為385%，與對(duì)照差異顯著；最后混合6-BA+GA3和KNO3+GA3+6-BA試劑處理后的種子發(fā)芽率分別為31.2%和30.0%，與對(duì)照差異不顯著。

3結(jié)論與討論

3.1種子最佳的浸種時(shí)間

本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同浸種時(shí)間對(duì)波棱瓜種子發(fā)芽率的影響存在顯著差異，浸種24 h發(fā)芽率最好，浸種時(shí)間過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)對(duì)種子萌發(fā)都有一定的影響。由于種子在發(fā)芽過(guò)程中要吸收水分，用來(lái)活化種胚內(nèi)部的蛋白質(zhì)、酶等物質(zhì)，因此如果浸種時(shí)間太短，吸水不足，細(xì)胞器活化慢，種子萌動(dòng)受到影響，從而不利于發(fā)芽[15]；如果浸種時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，水中氧氣少會(huì)導(dǎo)致種子無(wú)氧發(fā)酵現(xiàn)象的發(fā)生，造成種子出苗率偏低[16]。

3.2種子最佳的預(yù)處理

本研究表明，超聲波處理可以促進(jìn)種子萌發(fā)，因?yàn)槌暡梢允狗N子表面的蠟質(zhì)層變薄或者使蠟質(zhì)層與種皮分離，提高種子的通透性，打破種子休眠。有文獻(xiàn)報(bào)道長(zhǎng)鄂雞眼草種子用80 ℃熱水處理時(shí)對(duì)種子損傷較大，以50 ℃保溫15 min或是60 ℃保溫10 min最好。本研究對(duì)波棱瓜種子進(jìn)行熱水處理，種子發(fā)芽率都不如超聲波處理的高，可能是因?yàn)?0 ℃熱水不能打破種子的休眠而70 ℃熱水又會(huì)破壞種子內(nèi)的活性物質(zhì)，所以預(yù)處理最好的方式就是用40 kHz強(qiáng)度的超聲波處理60 min。

3.3浸泡種子的最佳試劑

1 000 mg/L KNO3可以促進(jìn)波棱瓜種子萌發(fā)，其促進(jìn)作用可能是因?yàn)樵谠撡|(zhì)量濃度下有效利用的鉀離子較多，種子在發(fā)芽的過(guò)程中需要大量的蛋白質(zhì)，而鉀離子能促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成，當(dāng)鉀離子充足時(shí)，形成的蛋白質(zhì)較多，從而為種子的發(fā)芽提供所需的各種蛋白質(zhì)，同時(shí)在細(xì)胞內(nèi)鉀離子可作為丙酮酸激酶、果糖激酶、蘋果酸脫氫酶、琥珀酸脫氫酶、淀粉合成酶等60多種酶的激活劑。

低質(zhì)量濃度的GA3對(duì)種子萌發(fā)有一定的促進(jìn)作用，可能是因?yàn)榈唾|(zhì)量濃度GA3可有效解除波棱瓜種子的休眠。GA3的加入可有效改變種子內(nèi)的激素比例，促使本來(lái)處于休眠狀態(tài)的種胚恢復(fù)伸長(zhǎng)生長(zhǎng)的能力，促使種子萌發(fā)。

6-BA是細(xì)胞分裂素，用其浸種能促進(jìn)種子萌發(fā)，而用高質(zhì)量濃度的6-BA浸泡波棱瓜種子卻抑制了種子的萌發(fā)，可能的原因是波棱瓜種子自身含有較高6-BA，處理后使其對(duì)種子萌發(fā)產(chǎn)生抑制；種子中的內(nèi)含物與6-BA作用，產(chǎn)生對(duì)種子萌發(fā)抑制的中間產(chǎn)物，具體機(jī)理尚不清楚，有待進(jìn)一步研究。

3種試劑混合處理對(duì)種子萌發(fā)都有不同程度的促進(jìn)作用，其中有硝酸鉀組的混合試劑對(duì)種子的萌發(fā)比其他幾組好，3種試劑混合不如2種試劑混合的效果好，可能是因?yàn)榛旌显噭┲邢跛徕浰嫉馁|(zhì)量濃度高，而硝酸鉀又是種子萌發(fā)過(guò)程中必需的物質(zhì)，所以有硝酸鉀組的種子萌發(fā)率高，至于幾種試劑在種子萌發(fā)過(guò)程是否有相互作用，有待進(jìn)一步研究。

綜上所述，不同預(yù)處理對(duì)波棱瓜種子都有不同程度的促進(jìn)作用，但用40 kHz強(qiáng)度的超聲波處理60 min效果最好；不同質(zhì)量濃度KNO3及低質(zhì)量濃度的GA3試劑對(duì)波棱瓜種子均有一定的有促進(jìn)作用，但高質(zhì)量濃度的6-BA對(duì)種子的萌發(fā)有一定的抑制作用。在種植過(guò)程中用40 kHz強(qiáng)度的超聲波處理60 min，然后1 000 mg/L KNO3浸種24 h，可以有效打破波棱瓜種子的休眠，能夠提高種子的發(fā)芽率。

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