環境因子對山茱萸種子萌發的影響

李文楊+閻騰飛

摘要：采用不同機械處理、水分和鹽分等多因素試驗設計，探討了不同環境條件對山茱萸（Macrocarpium officinale）種子萌發特性的影響。結果表明，機械處理后的種子萌發率是未處理的種子的5倍；采用機械損傷后的種子進行水分和鹽分脅迫試驗，發現水分脅迫下種子萌發率呈先下降后上升再下降的趨勢，在20% PEG6000處理條件下種子萌發率為52%，與無脅迫狀態發芽率53%數據相近，表現出恢復發芽能力現象；鹽分脅迫處理中，山茱萸種子在25 mmol/L NaCl處理條件下比未處理的空白對照的萌發率高5個百分點。

關鍵詞：山茱萸（Macrocarpium officinale）；種子萌發；光照；機械處理；水分脅迫；鹽分脅迫

中圖分類號：S567；S351.1 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）17-3277-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.17.022

The Influences of Environmental Factors on Seed

Germination of Macrocarpium officinale

LI Wen-yang， YAN Teng-fei

（Department of Forestry， Xinyang College of Agriculture and Forestry， Xinyang 464000， Henan， China）

Abstract： The effects on Macrocarpium officinale seed germination characteristics were investigated by setting different mechanical damage，moisture and salt processing conditions. Under the condition of mechiaical damage，the result showed that M. officinale seed germination rate was five times of control. The influences of drought and salt stress on M. officinale seed germination were studied by using the mechanical injured seed. The data showed drought stress in the germination rate decreased firstly，and then increased，and finally decreased. The seed germination rate was 52% under 20% PEG6000 treatment， and the data was similar with the control（53%）， suggested that 20% PEG6000 could recover germination ability. Under 25 mmol/L NaCl treatment， the seed germination rate was five percentage point higher than the control.

Key words： Macrocarpium officinale； seed germination； light condition； mechanical damage； drought stress； NaCl stress

山茱萸（Macrocarpium officinale），別名蜀棗、棗皮、魁實、雞足、山萸肉等，為山茱萸科（Cornaceae）山茱萸屬（Macrocarpium）植物，天然分布主要在中國亞熱帶和北溫帶之間的暖溫帶地區，例如河南、浙江、陜西等省，河南產區主要集中在西峽縣，而在世界其他國家和地區分布稀少[1，2]。山茱萸是中國傳統珍貴中藥材，以干燥成熟果肉入藥，具有補益肝腎，澀精固脫，降血糖、抗衰老、增強免疫機能等作用，可用于治療糖尿病等多種疾病，藥用價值極高，是六味地黃丸、八味系列地黃丸的主要原料，也是全國40味主要大宗藥材品種。

山茱萸具有較高的經濟效益，是目前國內國際市場上緊缺的藥材之一，也是豫南地區農民致富的重要經濟樹種。長期以來，山茱萸多采用種子繁殖，但山茱萸從種子播種到開花結果一般需要8～10年[3]，而且種子萌發困難，在自然界中，山茱萸種子需要經過至少12～15個月的漚化方能出芽，而且發芽率僅50%以下。此外，現有結果樹的質量良莠不齊，產量高低不一，品質差異較大，嚴重影響了山茱萸產業的發展。如何提高山茱萸種子的萌發率是一個亟待解決的問題。為此，試驗擬通過機械處理、水分、鹽分等條件處理，對山茱萸種子萌發特性進行研究，探討影響山茱萸種子萌發的各種限制因素，尋找最適培育條件，以期縮短育種年限，為山茱萸在豫南地區的栽培和繁育起到推動作用。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料山茱萸種子于2015年11月采自河南省信陽市，去除果肉，種子晾曬處理后置于4 ℃冷藏。

1.2 試驗方法

用四分法取山茱萸純凈種子若干，用0.4%（W/V）的高錳酸鉀溶液浸2 h，取出用清水反復沖洗直至無高錳酸鉀溶液殘留；去離子水浸種24 h（水溫從 80 ℃始溫開始并自然冷卻），在培養皿中放入濾紙作床置種。自然光照室內培養，日溫21 ℃，設置處理梯度，每個處理水平均設3個重復。對照采用蒸餾水培養，開始觀察幼苗發育的規律并做記錄。endprint

按照《國際種子發芽規程》（胚根突出種皮的長度為種子長度的一半即為發芽的種子），于20 d終止發芽試驗，計算發芽率、發芽勢以及發芽指數。

發芽率=發芽的種子數/供試種子數×100%，發芽勢=7 d發芽種子總數/種子播種粒數×100%；發芽指數（GI）=∑GT/DT（GT為T日種子發芽數，DT為相應種子發芽的天數）。

試驗處理如下：

1）機械損傷處理。在室內自然光條件下，采用機械損傷處理的山茱萸種子進行萌發試驗。山茱萸種皮堅硬，用手術剪僅破壞種子尖端小部分種皮，不傷及種胚，以未剪口的為對照[4]。

2）水分脅迫處理。水分脅迫采用不同濃度的PEG6000溶液進行模擬，濃度分別為0%（CK）、5%、10%、15%、20%、30%共6個處理，其滲透勢[5]相當于0、-0.09、-0.24、-0.43、-0.66、-1.20 MPa。用不同質量濃度的PEG6000溶液滲透發芽床，每皿10 mL溶液，以后每天適量添加，保持不同水分脅迫處理梯度下水勢恒定。

3）鹽分脅迫處理。設置不同濃度NaCl溶液，濃度分別為0、25、50、100、150、200、300 mmol/L。每日定時補充適量溶液，使各處理鹽溶液濃度保持不變，保持種子濕潤。

2 結果與分析

2.1 機械損傷處理對山茱萸種子萌發的影響

機械損傷處理對山茱萸種子萌發的影響情況見表1。結果顯示，自然光照條件（對照）下，山茱萸種子萌發率極低，僅為13.33%，發芽試驗第7天仍無發芽跡象；機械損傷條件下種子萌發率為66.67%，發芽勢為55.56%，發芽指數為17.5，與無機械損傷處理的山茱萸種子萌發相比差異顯著（P<0.05）；試驗結果表明，機械損傷處理能夠顯著提升山茱萸種子的萌發率。

2.2 水分脅迫對山茱萸種子萌發的影響

不同濃度PEG6000處理對山茱萸種子萌發的影響見圖1。由圖1可見，隨PEG6000濃度的增加，萌發率表現為先上升后下降的趨勢，20% PEG6000處理條件下山茱萸種子的萌發率最高，為52%；與無水分脅迫下山茱萸種子53%的萌發率相近，表現出恢復發芽能力的現象；隨著水分脅迫的加重，山茱萸種子的萌發率受到抑制，PEG6000濃度超過20%條件下的山茱萸種子萌發率急劇下降。

2.3 鹽分脅迫對山茱萸種子萌發的影響

不同NaCl濃度下山茱萸種子萌發率見圖2。由圖2可見，25 mmol/L NaCl的處理條件下對山茱萸種子萌發有促進作用，萌發率為56%，比未處理的空白對照的萌發率高5個百分點。山茱萸種子發芽率先隨著NaCl濃度的增加而降低，到100～200 mmol/L NaCl濃度時發芽率又呈緩慢上升趨勢，超過200 mmol/L NaCl濃度時發芽率下降，300 mmol/L NaCl的條件下山茱萸種子萌發率為39%，總體來看，NaCl濃度對山茱萸種子萌發的影響不明顯。

3 小結

植物種子休眠是復雜的現象，引起種子休眠的原因有很多，可能是由一種因素造成，也有可能由多種因素所致，各因素之間相互制約共同調控著種子的休眠[6]。試驗通過研究機械損傷、光照、水分和鹽分等條件對山茱萸種子萌發的影響，發現機械損傷處理對山茱萸種子萌發具有顯著的促進作用。山茱萸種子厚而堅硬，如不經過機械損傷處理，種子萌發率極低。近年來研究表明種皮構造與種子休眠有關系，劉雅帥[7]對山茱萸種子休眠機理的研究表明，種殼的透水、透氣性差及種皮的機械束縛是山茱萸種子休眠的主要原因之一；這也可能是本研究中機械處理后山茱萸種子萌發率顯著提高的原因。

種子是植物最重要的繁殖材料，發芽階段受到脅迫的表現在一定程度上反映了該樹種的耐受能力。本研究在水分和鹽分條件脅迫山茱萸種子萌發試驗中，采用的材料都是機械損傷后的種子進行發芽試驗，試驗結果表明，水分脅迫比鹽分脅迫對山茱萸種子萌發的影響明顯。水分脅迫中萌發率呈下降后上升再下降趨勢，在20% PEG6000處理條件下種子萌發率為52%，與無脅迫狀態發芽率53%數據相近，表現出恢復發芽的能力；鹽分脅迫處理中山茱萸種子在25 mmol/L NaCl濃度時反而能促進山茱萸種子的萌發。山茱萸種子水分和鹽分脅迫萌發試驗與其他植物研究也有相似表現，如麥苗苗等[8]以連香樹種子為試驗材料，研究不同質量濃度PEG對種子萌發的影響，結果發現適宜質量濃度（140～301 g/L）的PEG預處理連香樹種子，能促進種子萌發和芽苗生長；王瑞苓等[9]用NaCl脅迫華山松種子的發芽試驗中，萌發率也呈現出先升高后降低的變化趨勢，NaCl溶液濃度為25 mmol/L時發芽率、發芽勢與簡易活力指數達到最大。種子受到一定程度的脅迫會激發本身的抵抗機制，從而導致生活力水平的提高，本研究中水分和鹽脅迫促進山茱萸種子萌發的原因還需進一步的研究。

參考文獻：

[1] 王花紅.山茱萸有效成分的含量測定及其指紋圖譜研究[D].西安：陜西師范大學，2004.

[2] 吳衛剛.山茱萸生物學特性及加工工藝研究[D].鄭州：河南農業大學，2009.

[3] 李依娜.山茱萸早結果、早豐產栽培技術[J].農村實用技術與信息，2001（7）：41-42.

[4] 許桂芳，劉明久，席世麗，等.破除紅蓼種子休眠研究初報[J].種子，2005（1）：24-25.

[5] WANG Y G，JING J H，FENG W S，et al. Comparison of thermocouple psychromery and freezing point osmometer for measuring polyethylene glycol 6000 osmotic potentials[J].Plant Physiol，1996，32（4）：278-280.

[6] 陳彩霞，王九齡，智 信.國內外紅松種子休眠及催芽問題研究動態[J].世界林業研究，1997（5）：4-9.

[7] 劉雅帥.山茱萸種子休眠機理的研究[D].南京：南京林業大學，2008.

[8] 麥苗苗，石大興，王米力，等.PEG處理對連香樹種子萌發與芽苗生長的影響[J].林業科學，2009（10）：94-99.

[9] 王瑞苓，汪元超，劉建祥，等.NaCl脅迫對云南松幼苗生長的影響[J].貴州農業科學，2013（3）：126-127.endprint