脫水處理對后熟黃連種子生活力及發芽率的影響

羅婷婷，馬云桐，裴瑾，鄒玉霞，周碧乾，鐘芙蓉

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脫水處理對后熟黃連種子生活力及發芽率的影響

羅婷婷，馬云桐，裴瑾，鄒玉霞，周碧乾，鐘芙蓉

目的：研究不同脫水處理對后熟黃連種子萌發率的影響，以期為后熟黃連種子選擇合理的貯藏方法提供科學依據。方法：分別以干燥箱（30℃，快速脫水）、干燥劑（硅膠）及氯化鋰飽和水溶液（緩慢脫水）處理后熟黃連種子，測定不同含水量條件下后熟黃連種子的生活力及發芽率。結果：后熟黃連種子初始含水量為45.46%，生活力和發芽率為90%和86%；當含水量同樣降至16.46%時，快速脫水處理后的生活力和發芽率為88%、62%，高于緩慢脫水處理后的生活力和發芽率69%、59%（干燥劑（硅膠）），73%、54%（氯化鋰飽和水溶液）。三種脫水方法處理種子的生活力和發芽率均隨著含水量的減少而降低。不同脫水處理種子的致死含水量分別為6.36%（干燥箱（30℃））和5.43%（干燥劑（硅膠））。結論：在一定脫水程度上，快速脫水比緩慢脫水對后熟黃連種子傷害小。后熟黃連種子不能在較低含水量條件下保持活力反映了其頑拗性的本質。

后熟黃連種子；脫水處理；生活力；發芽率

根據種子的貯藏行為，一般把種子分為正常性種子和頑拗性種子2種類型；正常性種子在成熟時完成脫水過程，因此能夠以較低的含水量進行正常的生長發育；而頑拗性種子在成熟過程中并不發生脫水反應，種子在成熟脫落時仍然保持著較高的含水量，在整個生長過程對脫水和低溫敏感；種子含水量的高低對于種子的生活力和貯藏壽命起著決定性作用[1]。不同種子的脫水耐性不同，但種子間可能存在一個脫水耐性的連續變化，在一定范圍內，脫水速度越快，頑拗性種子耐受脫水的能力就越強，因為快速脫水縮短了種子在中間含水量狀態停留的時間，代謝脅迫積累就較少，即快速脫水的種子沒有足夠的時間完成導致種子活力喪失的一系列惡化反應[2]。

黃連Coptischinensis Franch.為毛茛科黃連屬多年生草本植物，具有清熱燥濕、瀉火解毒的功效，以干燥根莖入藥[3]。野生黃連分布于湖北、湖南、四川、重慶、甘肅、貴州省海拔1200-1700 m的山谷密林之中，由于過度采挖，資源瀕臨滅絕，大多人工栽培，由于黃連種子體積小，對生長環境要求嚴格，自身要經過9個月左右的形態后熟和生理后熟過程才能萌發等特點[4]。完成后熟的種子是一種典型的頑拗性種子，種子含水量高。因此本文采用干燥箱（30℃，快速脫水）、干燥劑（硅膠）及氯化鋰飽和水溶液（緩慢脫水）處理后熟黃連種子后，測定其種子的生活力及發芽率。以期為后熟黃連種子選擇合理的貯藏方法提供科學依據。

1 材料與儀器

1.1 實驗材料

后熟黃連種子采集于四川省雅安市天全鄉小溝村，經成都中醫藥大學馬云桐教授鑒定為毛茛科植物黃連（CoptischinensisFranch.）的種子。

1.2 實驗儀器

智能光照培養箱、培養皿、濾紙、紅四氮唑(TTC)、電熱恒溫干燥箱、干燥器、干燥劑（硅膠）及氯化鋰等。

2 實驗方法

2.1 種子脫水處理方法

本試驗采用單因素完全隨機處理，選取后熟黃連種子分別在干燥箱（30℃）、干燥劑（硅膠）及氯化鋰飽和水溶液中處理12 h，每隔2 h測定種子含水量、生活力及發芽率。并脫水至含水量不再變化時測定種子生活力及發芽率。

2.2 種子含水量的測定

精密稱取0.3 g后熟黃連種子，先用80℃溫度預烘2～3小時后再加溫到103℃（正負2℃）以下，一直到恒重，即干燥到兩次重量之差不超過種子重量的1%為止。稱重時應注意，稱重瓶從烘箱中取出后必須加蓋在干燥器內放涼才稱重。在兩組試驗樣品容許誤差不超過0.5%范圍內，前后兩次稱量的差值與未烘干前的比值為含水量，取其平均值則為所測種子的含水量。

2.3 種子生活力的測定

采用TTC染色法測定種子的生活力[5]，選取后熟黃連種子用蒸餾水在25℃恒溫條件下浸泡2 h，用刀片將種子縱剖為兩半，將其置于培養皿中，每個培養100個半粒，加人0.5%的TTC溶液，讓TTC溶液剛好覆蓋種子，然后將其置于30℃恒溫箱中染色24 h。另一半種子置于沸水中，使其胚失去活性，使用同樣的方法染色，以此作為對照，重復兩次。

2.4 種子的發芽溫度篩選

將后熟黃連種子放置于光照相同、不同的溫度條件下進行發芽實驗（參見2.5種子發芽實驗方法），找出最佳發芽溫度，共設置四個實驗組（見表1），每組設四個重復，實驗時間分別為20d。

表1 四個實驗組情況表

2.5 種子的發芽實驗

參考《國際種子檢驗規程》[5]的方法。設定發芽床為濾紙；通過四分法選取4 份后熟黃連種子，每份100 粒，均勻放置于直徑9 cm的培養皿中，將不同脫水處理的后熟黃連種子放在最佳發芽溫度進行發芽試驗，重復四次，實驗時間分別為20 d。以胚根突破種皮2 mm記為發芽，計算發芽率和發芽勢。

發芽率%= (20天發芽的種子數÷實驗用種子總粒數)×100%

發芽勢%= (7天內發芽的種子數÷實驗用種子總粒數)×100%

3 結果與分析

3.1 不同脫水處理對后熟黃連種子含水量影響

后熟的黃連種子初始含水量為45.46%，從圖1中可以看出，采用干燥箱（30℃，快速脫水）處理的種子含水量在前2h就快速下降，脫水2 h后種子含水量降低至7.90%。采用干燥劑（硅膠）及氯化鋰飽和水溶液緩慢脫水處理的種子含水量隨著脫水時間的延長呈現下降趨勢，降幅平緩。隨著脫水時間的延長而迅速下降。

圖1 不同脫水處理后熟黃連種子的含水量

3.2 不同脫水處理對后熟黃連種子生活力的影響

從圖2中可以看出，隨著后熟黃連種子的含水量降低，種子的生活力也逐漸降低，后熟黃連種子初始含水量為45.46%，生活力為90%；當含水量同樣降至16.46%時，快速脫水處理后的生活力為88.%，顯著高于緩慢脫水處理后的生活力為69%（干燥劑（硅膠））， 73%（氯化鋰飽和水溶液）。采用干燥箱（30℃）快速脫水，當后熟黃連種子含水量由45.46%降至16.46%時生活力變化較為平穩，繼續降低水分生活力下降較為迅速。干燥劑（硅膠）及氯化鋰飽和水溶液對后熟黃連種子的生活力影響趨勢基本一致，均是緩慢降低的過程，但采用氯化鋰飽和水溶液脫水處理的種子生活力高于干燥劑（硅膠）脫水處理的種子（圖2）。

圖2 不同脫水處理后熟黃連種子的生活力

3.3 不同脫水處理對后熟黃連種子發芽率的影響

采用不同的脫水方法對后熟黃連種子進行脫水處理，隨著種子內含水量的降低，種子的發芽率也逐漸降低。后熟黃連種子初始含水量為45.46%，發芽率為 86%；當含水量同樣降至16.46%時，快速脫水處理后的發芽率為62%，緩慢脫水處理后的發芽率59%（干燥劑（硅膠）），54%（氯化鋰飽和水溶液）（圖3），三種處理之間差異不顯著。

圖3 不同脫水處理后熟黃連種子的發芽率

3.4 不同脫水處理至含水量不變對后熟黃連種子的生活力及發芽率的影響

采用不同脫水方法對后熟黃連種子處理至含水量不再變化時，干燥箱（30℃，快速脫水）及干燥劑（硅膠，緩慢脫水）脫水處理的種子含水量分別為6.36%、5.43%，種子的發芽率為0；而氯化鋰的飽和水溶液所得最終含水量為7.90%(見表2)。

表2 不同脫水處理至最終含水量種子生活力、發芽率

3.5 后熟黃連種子的最佳發芽溫度

四種不同溫度下后熟黃連種子均能夠正常發芽，隨著溫度的升高，其發芽勢及發芽率存在一定差異，后熟黃連種子最適發芽溫度為6-12℃，其種子的發芽率及發芽勢均較高（見表3）。

表3 不同溫度下后熟黃連種子的發芽情況

4 討論

4.1 后熟黃連種子最適發芽溫度為6-12℃，其種子的發芽率及發芽勢均較高。發芽溫度為20-24℃時，種子的萌發能力也較強，但發芽過程中伴隨著爛苗現象，而發芽溫度過低時，種子萌發較為緩慢。自然環境下，種子五月成熟脫落后需到翌年二月發芽，因此黃連種子的最適發芽溫度可能與黃連的生長環境有關。

4.2不同的脫水方法對后熟黃連種子進行脫水處理，隨著種子內含水量的降低，種子的生活力和發芽率也逐漸降低。本研究結果表明，在一定范圍內，脫水速度越快，后熟黃連種子耐受脫水的能力就越強，以含水量16.46%為分界，高于此含水量時快速脫水對種子造成的傷害小于慢速脫水對種子的傷害。

4.3頑拗性種子具有共同的脫水敏感特征, King and Roberts (1979)[6]發現頑拗性種子對含水量降低的反應是非線性的, 含水量- 種子生命力曲線存在一個拐點,在這個拐點之上, 脫水對種子生命力的影響很小, 超過了這個限度種子生命力會陡然下降, 并將這一含水量定義為臨界含水量( the Critical Moisture Content),類似于被Tompsett (1984 )[7]稱之為最低安全含水量(theLowest Safe Moisture Content ) 的指標，頑拗性種子的最低安全含水量或臨界含水量也因種而異,由圖2，圖3這個拐點在含水量為16.46%，因此，黃連種子的最低安全含水量可能在16.46%。

[1] 李磊,孫雪婷,張廣輝,等.脫水速率對頑拗性三七種子脫水敏感性和抗氧化酶活性的影響[J].種子,2014,(12):1.

[2] 閆興富,杜茜,王建禮,等.脫水處理對水蠟樹種子萌發的影響[J].種子,2009,(07):93.

[3] 國家藥典委員會.中國藥典2015年版一部[S].北京:中國醫藥科技出版社,2015:304.

[4] 張春平,何平,何俊星,等.藥用保護植物黃連種子萌發特性研究[J]. 西南大學學報(自然科學版),2008,(09):89.

[5] 國際種子檢驗協會(ISTA)編;農業部全國農作物種子質量監督檢測中心,浙江大學種子科學中心譯.1996國際種子檢驗規程[M].北京:中國農業出版社, 1999.

[6] KingMW, Roberts EH, 1979. The Storage of Recalcitrant Seeds: Achie- vementsand Possible Approaches [M]. Rome:International Boardfor Plant Genetic Resources.

[7] Tompsett PB, 1984. Desiccation studies in relation to the storage of Arau- cariaseeds[J].Ann ApplBiol,105:581.

（責任編輯：陳思敏）

Effect of dehydration treatment on viability and germination of the ripened seeds of Huanglian/

LUO Ting-ting, MA Yun-tong, PEI Jin ,ZOU Yu-xia, ZHOU Bi-qian, ZHONG Fu-rong//(School of Pharmacy, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, Chengdu 611137, Sichuan)

Objective: The effects of different dehydration treatments on the germination rate of the ripened seeds were studied in order to provide scienti fi c basis for selecting reasonable storage methods of Huanglian. Method: The seeds were treated respectively using air dry oven (30 ℃, rapid dehydration), desiccant (silica gel) and saturated aqueous solution of lithium chloride(slow dehydration), and the viability and germination rate of the seeds were measured under different water contents. Result: The viability and germination rate of Huanglian seeds were 90% and 86% when the initial water content of was 45.46% .When the water content was reduced to 16.46%, the viability and germination rate were 88% and 62%, which were higher than those treated by slow dehydration. The seeds viability and germination rate after slow dehydration treatment were 69%, 59% (desiccant (silica gel)), 73%, 54% (saturated aqueous lithium chloride solution). The viability and germination rate of seeds after three kinds of dehydration treatments decreased with the decrease of water content. The lethal water contents of different dehydrated seeds were 6.36% (air dry oven (30 ℃)) and 5.43% (desiccant). Conclusion: At a certain degree of dehydration, rapid dehydration has less damage than slow dehydration on Huanglian ripened seeds. It re fl ects its recalcitrant nature that the ripened Huanglian seeds can't maintain its vitality under the condition of low water content.

Ripened seeds of Huanglian; dehydration treatment; viability; germination rate

R 285.5

A

1674-926X(2017)02-002-03

中藥種質資源庫建設關鍵技術研究及示范(2014SZ0156)中藥資源四川省青年科技創新研究團隊(20151100028)

成都中醫藥大學藥學院，四川 成都 611137

羅婷婷，在讀碩士研究生，主要從事中藥品種、質量及資源研究Tel:18280131227 Email:759693714@qq.com

馬云桐，教授，主要從事中藥品種、質量及資源研究Tel:13980598196 Email:mayuntong06@163.com

2016-12-12