落地生根莖水提液對穿心蓮種子萌發及幼苗生長的影響

劉瀟晗， 李奕健， 石志棉， 蘇雨苗， 杜勤

（廣州中醫藥大學，廣東廣州 510405）

穿心蓮來源于爵床科植物穿心蓮Andrographis paniculata（Burm.f.）Nees，以地上部分入藥[1]，又名一見喜、苦膽草、春葉秋蓮等，該藥材性味苦寒，具有清熱解毒、涼血、消腫的功效及抗菌等作用[2]。穿心蓮藥材的臨床需求量大，但其野生資源較少，藥材資源全部來源于人工種植。目前受環境氣候、人工栽培等因素的影響，穿心蓮的質量產量不斷降低，品種也不斷退化[3]，因此，研究高產、優質的穿心蓮的栽培新方法十分必要。

落地生根來源于景天科植物落地生根Bryophyllum pinnatum（L.f.）Oken，別名花蝴蝶、倒吊蓮、土三七、葉生根、番鬼牡丹、葉爆芽、天燈籠、槍刀草等[4]。落地生根生命力強，易栽培、適應性強，資源豐富，價廉易得[5，6]。落地生根植株內生菌具有固氮、分泌生長素等促生長作用[7]。本研究考察落地生根提取液對穿心蓮種子萌發及幼苗生長的影響，現將研究結果報道如下。

1 材料與方法

1.1 材料 穿心蓮種子于2017年10月收集于廣州大學城，經廣州中醫藥大學藥用植物學教研室杜勤教授鑒定為爵床科穿心蓮屬植物穿心蓮Andrographis paniculata（Burm.f.）Nees的成熟種子；落地生根于2017年12月收集于廣州大學城，經廣州中醫藥大學藥用植物學教研室杜勤教授鑒定為景天科植物落地生根Bryophyllum pinnatum（L.f.）Oken的全草。

1.2 儀器 GZX-9023MBE電熱鼓風干燥箱（上海博迅實業有限公司醫療設備廠）；JJ300電子天平（廣州湘儀機電設備有限公司）；QF-PRX-160智能人工氣候箱（上海喬楓實業有限公司）；755 B紫外分光光度計（上海精密科學儀器有限公司制造）；TG6-W微量高速離心機（長沙湘儀離心機儀器有限公司）；OK-Y104植物營養測定儀（鄭州歐柯奇儀器制造有限公司）。

1.3 試劑 愈創木酚（C7H8O2）分析純（上海麥克林生化科技有限公司，批號：20171021）；過氧化氫（H2O2）分析純（天津市致遠化學試劑有限公司，批號：20130302）；磷酸二氫鉀（KH2PO4）分析純（天津市致遠化學試劑有限公司，批號：2014081052）；磷酸氫二鉀三水合物（K2HPO4·3H2O）分析純（天津市致遠化學試劑有限公司，批號：2016081002）。

1.4 落地生根莖水提液的制備 精密稱取落地生根的莖150 g，剪成約2 cm小段，研碎，加450 mL蒸餾水浸泡60 min，每15 min振蕩1次。雙層紗布過濾，取濾液（為母液，濃度為100%）備用，分別取20、40、60、80、100 mL上清液定容至100 mL，配成體積分數為20%、40%、60%、80%、100%的水提液，用作種子萌發的效應試驗。

1.5 穿心蓮種子萌發試驗 參照童家赟等[8，9]的方法，用各濃度的落地生根莖水提液浸泡穿心蓮供試種子24 h后，用蒸餾水沖洗2～3次，均勻放入培養皿（鋪有一層濕紗布和一層濕濾紙），每皿50顆，4次重復。濾紙每天同一時間用對應的提取液潤濕。以蒸餾水作同樣處理為對照。將培養皿置于27.5℃的智能人工氣候箱中培養，每天記錄種子發芽數，剔除長霉菌及腐爛的種子，直至種子連續2 d無種子萌發視為萌發結束。

1.6 穿心蓮幼苗生長指標測定 用各濃度的落地生根莖水提液浸泡穿心蓮供試種子24 h后，用蒸餾水沖洗2～3次，均勻放入培養皿，培養皿事（鋪有一層濕紗布和一層濕濾紙），每皿50顆，4次重復。濾紙每天同一時間用對應的提取液濕潤。用蒸餾水作同樣處理為對照。將培養皿置于27.5℃的智能人工氣候箱中培養，每天剔除長霉菌及腐爛的種子。第15天時，隨機選取10棵幼苗，用蒸餾水清洗后晾干，記錄鮮質量，測量根長及莖長[1]。

1.7 穿心蓮幼苗POD酶活性測定 根據“1.5”項下方法進行穿心蓮發芽試驗，第15天時，稱取各組新鮮穿心蓮幼苗0.4 g于研缽中，加入1 mL提取液，研磨成勻漿；再加入9 mL 0.05 mol/L磷酸緩沖液（pH6.0），以4 000 r/min離心15 min，收集上清液。取分光光度計比色皿2只，將4 mL反應混合液（0.05 mol/L pH6.0磷酸緩沖液2 mL、酶液1 mL、愈創木酚溶液1 mL）和1 mL體積分數0.3%H2O2加入試管中，立即混勻并迅速倒入比色皿中，于470 nm波長紫外分光光度計下記錄吸光度值。以后每30 s記錄1次，記錄4 min，以緩沖液代替酶液作對照。各組重復3次。

1.8 穿心蓮植株生長指標測定 根據“1.5”項下方法進行穿心蓮發芽試驗。第7天將幼苗移植至土壤（經各濃度落地生根水提液濕潤）。第8天起澆自來水以保持濕潤。第66天時，隨機選取6棵植株，用蒸餾水清洗后晾干，記錄全株鮮質量、地上部分鮮質量及地下部分鮮質量，并計算根冠比，測量第1對真葉的葉長、葉寬、含氮量及葉綠素含量。

1.9 統計方法及公式 試驗過程中保持發芽床濕潤，每天觀察種子萌發情況，以胚根突破種皮為種子發芽的標準，每天記錄種子發芽數，剔除長霉菌及腐爛的種子，直至連續2 d無萌發種子為止。根據最適萌發條件下的發芽表現，確定初次和末次計數時間。以達到50%發芽率的天數為初次計數時間，以種子萌發達到最高，以后再無萌發種子出現時的天數為末次計數時間[10]。采用SPSS 22.0統計分析軟件對數據進行方差分析，以Duncan法檢驗比較不同處理間的差異性（以P＜0.05為差異有統計學意義），用Microsoft Excel 2016軟件對數據進行繪圖。本研究涉及到的公式：發芽率（%）=（發芽種子粒數/供試種子粒數）×100%；發芽勢（%）=（規定時間內發芽種子粒數/供試種子粒數）×100%；根冠比=地下部分鮮質量/地上部分鮮質量。

2 結果

2.1 落地生根提取液對穿心蓮種子萌發的影響 不同濃度落地生根浸提液處理穿心蓮種子2 d后，結果見表1、圖1。20%處理組和60%處理組的種子發芽率與0%對照組無顯著性差異，但60%處理組的發芽率為82%，顯著高于40%處理組（P＜0.05），可促進穿心蓮種子在發芽周期的前2 d內萌發。80%處理組的發芽率為90%，比0%對照組高出的12%（P＜0.05），可促進穿心蓮種子萌發，提高種子發芽率。40%處理組和100%處理組與對照組相比，均對穿心蓮種子的發芽率呈顯著抑制作用。另外，由表1可知，60%處理組可提高發芽勢，其他處理組均抑制發芽勢。表明濃度為60%～80%處理組的落地生根莖水提液間可促進穿心蓮種子萌發，促進發芽率和發芽勢，且效果顯著。

表1 落地生根莖水提液對穿心蓮種子萌發的影響Table 1 The effect of the water extract from stem ofHerba Seu Radix Bryophylli Pinnati on seedgermination of Herba Andrographitis（±s，n=4）

表1 落地生根莖水提液對穿心蓮種子萌發的影響Table 1 The effect of the water extract from stem ofHerba Seu Radix Bryophylli Pinnati on seedgermination of Herba Andrographitis（±s，n=4）

注：同行數據末，不含相同字母者表示經Duncan法檢驗差異顯著（P＜0.05）

發芽勢（p/%）42.2±2.2b 36.0±2.3c 34.1±1.7c 48.0±2.0a 39.0±1.7b 32.0±0.8c落地生根莖水提液濃度（φ/%）0 20 40 60 80 100發芽率（p/%）78.0±3.7b 77.0±6.0b 68.1±5.9c 82.0±5.0b 90.0±1.6a 67.1±9.1c

圖1 不同濃度落地生根莖水提液處理對穿心蓮種子萌發的影響Figure 1 The effect of different concentrations of water extract of stem of Herba Seu Radix Bryophylli Pinnati on seed germination of Herba Andrographitis

2.2 落地生根莖水提液對穿心蓮幼苗生長的影響 不同濃度落地生根莖水提液處理穿心蓮種子15 d后，對其幼苗生長的影響見表2。各個濃度落地生根莖水提液均可以促進生長15 d的穿心蓮幼苗根、莖及鮮質量增加。20%、40%、60%處理組與0%對照組相比，穿心蓮幼苗根長、莖長及鮮質量均有增加，差異有統計學意義（P＜0.05）；80%處理組和100%處理組穿心蓮幼苗莖長較0%對照組分別增加221.43%和203.57%，鮮質量較0%對照組分別增加106.67%和100%，差異有統計學意義（P＜0.05）。表明各濃度落地生根莖水提液均可促進穿心蓮幼苗根、莖及鮮質量的增加，其中濃度為40%的落地生根水提液對根長及濃度為80%的落地生根水提液對莖長、全株鮮質量的效果最明顯。

2.3 落地生根莖提取液對穿心蓮幼苗POD酶活性的影響 用不同濃度落地生根莖水提液處理穿心蓮幼苗。由圖2可知，濃度在0%～80%時，幼苗POD酶活性隨落地生根莖水提液濃度的增加而降低；濃度高于80%時，幼苗POD酶活性則隨落地生根莖水提液的濃度增加而增高，但仍處于抑制狀態。表明落地生根莖水提液對穿心蓮幼苗POD酶活性具有抑制作用。

表2 落地生根莖水提液對穿心蓮幼苗生長的影響Table 2 The effect of the water extract from stem of Herba Seu Radix Bryophylli Pinnati on the seedling growth of Herba Andrographitis （±s，n=4）

表2 落地生根莖水提液對穿心蓮幼苗生長的影響Table 2 The effect of the water extract from stem of Herba Seu Radix Bryophylli Pinnati on the seedling growth of Herba Andrographitis （±s，n=4）

注：同列數據末，不含相同字母者表示經Duncan法檢驗差異顯著（P＜0.05）

全株鮮質量（m/g）0.075±0.004d 0.105±0.004c 0.100±0.004c 0.135±0.004b 0.155±0.004a 0.150±0.030a落地生根莖水提液濃度（φ/%）0 20 40 60 80 100根長（l/cm）2.430±0.514c 3.140±0.474a 3.440±0.425a 3.290±0.821a 3.070±0.481ab 2.570±0.638bc莖長（l/cm）0.560±0.052d 0.930±0.182c 1.530±0.287b 1.580±0.199b 1.800±0.226a 1.700±0.323ab

圖2 落地生根莖水提液對穿心蓮幼苗POD酶活性的影響Figure 2 The effect of water extract from stem of Herba Seu Radix Bryophylli Pinnati on the activity of POD of Herba Andrographitis seedlings（±s，n=4）

2.4 落地生根莖水提液對穿心蓮植株的影響

2.4.1 落地生根莖水提液對穿心蓮植株生長的影響 用不同濃度的落地生根莖水提液處理穿心蓮植株。由表3、圖3可知，與0%對照組比較，60%、80%、100%處理組的鮮質量分別增加43.48%、18.26%、9.57%，差異有統計學意義（P＜0.05），20%處理組和40%處理組雖抑制植株鮮質量的增加，但差異無統計學意義（P＞0.05）。各濃度處理組根冠比均比0%對照組增大，差異均有統計學意義（P＜0.05），其中80%、100%處理組的增效作用更明顯，與0%對照組比較分別增加49.47%、37.37%。

2.4.2 落地生根莖水提液對穿心蓮植株葉的影響 由表3可知，與0%對照組比較，40%處理組的葉綠素顯著增加14.15%，含氮量增加11.54%（P＜0.05），其他處理組葉綠素含量及含氮量均無顯著性差異。由圖4可知，經落地生根莖水提液處理后，穿心蓮葉長及葉寬均增加。其中40%處理組穿心蓮葉長、葉寬增加顯著，分別增加13.07%、21.95%。可見40%落地生根莖水提液對穿心蓮植株葉長、葉寬生長的促進作用最明顯。

表3 落地生根莖水提液對穿心蓮植株生長的影響Table 3 The effects of water extract from stem of Herba Seu Radix Bryophylli Pinnati on plant growth of Herba Andrographitis （±s，n=4）

表3 落地生根莖水提液對穿心蓮植株生長的影響Table 3 The effects of water extract from stem of Herba Seu Radix Bryophylli Pinnati on plant growth of Herba Andrographitis （±s，n=4）

注：同列數據末，不含相同字母者表示經Duncan法檢驗差異顯著（P＜0.05）

落地生根莖水提液濃度（φ/%）葉含氮量（w/%）1.560±0.042bc 1.540±0.134c 1.740±0.134a 1.700±0.071ab 1.560±0.089bc 1.540±0.114c 0 20 40 60 80 100全株鮮質量（m/g）0.115±0.004d 0.108±0.002e 0.111±0.003de 0.165±0.004a 0.136±0.001b 0.126±0.201c根冠比（p）0.281±0.001f 0.373±0.004c 0.321±0.006d 0.303±0.081e 0.420±0.007a 0.386±0.127b葉綠素含量[w/（mg·g-1）]14.280±0.536b 14.060±1.692b 16.300±1.500a 15.860±0.879ab 14.360±1.222b 14.040±1.553b

圖3 不同濃度落地生根莖水提液處理對穿心蓮植株生長的影響Figure 3 The effect of different concentrations of water extract from stem of Herba Seu Radix Bryophylli Pinnati on the growth of Herba Andrographitis plant

圖4 落地生根莖水提液對穿心蓮植株葉生長的影響Figure 4 The effect of the water extract from stem of Herba Seu Radix Bryophylli Pinnati on the growth of Herba Andrographitis leaves（±s，n=4）

3 討論

本研究重點考察落地生根莖水提液對穿心蓮種子萌發及幼苗生長的影響。采用不同濃度落地生根莖水提液的方法對穿心蓮種子進行處理，測定穿心蓮種子的發芽率、發芽勢和POD酶活性等指標。

本研究結果顯示，穿心蓮種子萌發時，隨落地生根莖水提液濃度的遞增，20%和40%濃度的落地生根莖水提液處理穿心蓮種子，種子發芽率和發芽勢均略有降低。60%濃度的落地生根莖水提液處理穿心蓮種子，可提高發芽率和發芽勢。80%濃度顯著提高了種子發芽率，但發芽勢降低。100%落地生根莖水提液處理后，種子發芽率和發芽勢均降低，對種子萌發呈抑制作用。由此可見，促進種子萌發的最適濃度在60%～80%之間。

穿心蓮幼苗生長時，各個濃度的落地生根莖水提液均可促進穿心蓮根、莖的生長及增加鮮質量。40%的落地生根莖水提液對根的促進作用最為明顯，濃度為80%的落地生根莖水提液對莖和鮮質量的促進作用最明顯。由于穿心蓮的有效成分主要在莖葉中，故濃度80%的落地生根莖水提液對穿心蓮幼苗生長促進作用最強。

POD酶在植物生長發育過程中活性會不斷發生變化。POD酶參與了木質素的合成，一般老化組織中活性較高，幼嫩組織中活性較弱，因此POD酶可作為評價組織老化的一種生理指標[11]。本實驗結果表明，各濃度的落地生根莖水提液均能抑制穿心蓮幼苗內POD酶的活性。故落地生根莖水提液抑制了穿心蓮幼苗中POD酶的活性，從而可以減緩穿心蓮的衰老，促進穿心蓮的生長。

由于穿心蓮的入藥部位為干燥地上部分，因此在穿心蓮植株生長時，宜添加濃度40%的落地生根莖水提液，以促進植株葉片的面積、葉綠素含量、氮含量的增加。

綜上所述，在一定濃度范圍內，落地生根莖水提液對穿心蓮種子萌發和幼苗生長具有促進作用。