分析不同處理方式對當歸種子萌發率的影響

楊遠 潘峰 楊帆 赫雪 劉敏 李德政 郭鵬輝

摘 要：當歸是中國一味常用的中藥材，可藥食同源，其栽培歷史已有兩千多年。為了提高當歸種子萌發率，增加藥農種植當歸及企業種植當歸的經濟收入，選擇一種合理有效的處理措施提升當歸種子萌發率則顯得至關重要。因此，本研究對溫水浸種與3-吲哚乙酸（IAA）溶液浸種、大蒜根系分泌物、三種作物根際土壤水浸液以及超聲波處理對當歸種子萌發的影響進行分析，旨為能提高當歸種子萌發率提供一些幫助。

關鍵詞：當歸種子;萌發率;溫水浸種;IAA溶液浸種;大蒜根系分泌物;超聲波

當歸的種植一般采用種子繁殖、直播或者育苗移栽，無論采用何種方式，在播種前通常都會對種子進行處理，當歸種子處理可有多種不同處理方式進行選擇，因此，為了提高當歸種子的萌發率，提升當歸育苗質量，選擇合理有效的處理方式至關重要。現本研究主要對當歸溫水浸種與3-吲哚乙酸（IAA）溶液浸種、大蒜根系分泌物、三種作物根際土壤水浸液以及超聲波處理，分析當歸種子在不同處理方式下種子萌發率的影響，總結如下。

一、溫水浸種與IAA溶液浸種

種子的成功萌發、正常成苗影響著植物的繁衍及生存，但種子萌發時，機械損害、病蟲害及環境均會影響種子的正常萌發。肖生旺等研究中對比溫水浸種與IAA溶液浸種對當歸種子的萌發特性發現，60℃的溫水浸潤當歸種子2min萌發率高達78%，0.05g/LIAA溶液浸潤種子3h的萌發率高達80%，當IAA溶液屬于有機溶液，容易污染環境，故可選擇溫水浸潤。通常當歸種子萌發過程中，靜止干燥的種子需要快速恢復代謝活性，解除種子休眠活性，使胚芽生成伸出周圍結構的細胞，為種子萌發、幼苗生長準備。一般種子萌發涉及溫度、光照、水分等環節，若溫度過低會相應降低光合作用及呼吸功能，使光合生產速率減弱。但在極高溫會抑制種子胚內部酶的活性，進而影響種子的萌發。另外當歸萌發調節較為復雜，低濃度IAA溶液可相應促進種子萌發，縮短出芽時間;而且IAA溶液浸種不同時間的萌發率與其濃度無顯著相關性，可能是當歸種子的表面積累一定的IAA溶液后，會使種子吸漲能力下降，對種子產生一定的毒副作用。另外，當歸種子可產生一定的IAA物質，若IAA溶液的濃度發生改變，種子的休眠過程也有改變。上述研究發現溫水浸種與IAA溶液浸種均有著較高的當歸種子萌發率，但IAA溶液的廢棄溶液會破壞環境，且IAA溶液的操作過程較復雜。溫水浸潤操作簡單，成本較低，更適用于生產實踐。

二、大蒜根系分泌物

大蒜的鱗莖、根系分泌物以及離體蒜苗揮發物，可相應促進作物種子的萌發以及生長，同時能抵抗黃瓜與西瓜的枯萎病菌、番茄晚疫病菌等病菌。其中大蒜根系分泌物的主要成分包括酯類、有機酸類、雜環類化合物、芳香族等，所具備的化感物質有鄰苯二甲酸二丁酯、2，6-二叔丁基對甲酚等，起到顯著的抑菌作用。張磊等將大蒜根系分泌物分為三個極性成分：極性（水溶性組分）、弱極性（乙醚萃取物）和中等極性（乙酸乙酯萃取物），在提取大蒜根系分泌物后，不同濃度分泌物5mL置入1層定性濾紙內的培養皿內，播種當歸種子50粒，置于25℃的恒溫培養箱內培養，每2天補充1次大蒜根系分泌物，結果發現當歸種子發芽率方面，分泌物的極性成分可促使當歸出苗整齊，弱極性成分的發芽率較高，且均高于蒸餾水的當歸種子萌發率。通常大蒜根系分泌物經處理后，低濃度分泌物能相應提高當歸種子萌發過程中的α-淀粉酶活性，促進淀粉水解，進而促使當歸種子內細胞分裂及生長，并為細胞生存、生長提供營養，加強當歸種子的萌發。

三、三種作物根際土壤水浸液

土壤是植物生長的必要環境，也是不同植物相互產生化感作用、種子萌發的重要媒介。金彥博等比較培育小麥、蒙古黃芪和馬鈴薯3種作物根際土壤對當歸種子萌發的影響，在制作3種作物根際土壤后，將飽滿、大小一致的當歸種子900粒經次氯酸鈉消毒后，蒸餾水反復沖洗3～5次，分別置入鋪有不同作物根際土壤的培養皿，依次加入不同濃度的5mL作物根系土壤水。結果發現小麥根際土壤水浸液對當歸種子萌發恰到低促高抑的濃度效應，蒙古黃芪對當歸種子的萌發有高度的抑制作用，且高于馬鈴薯根際土壤水浸液。因此與蒙古黃芪和馬鈴薯根際土壤水相比，低濃度小麥根際土壤水浸液能夠提高當歸種子的萌發率，小麥茬口可作為當歸育苗的床土資源。其原因可能蒙古黃芪也屬于雙子葉藥用植物，其根系分泌物成分復雜，進而會影響當歸種子的正常發育;馬鈴薯根系有大量的根瘤菌，此時病原微生物感染會相應抑制當歸的萌發，使其生長質量下降。小麥屬于單子葉，具備特殊的凝集素以及酶系統，進而能促使根際土壤內的有機質的轉變，降解根系分泌物內的化感物質，進而促使當歸種子的萌發，利于當歸的生長發育。

四、超聲波處理

超聲波是一種彈性機械波，其頻率超過20kHz，能顯著提高轉基因效率、促進植物種子萌發。李剛等在對當歸種子行超聲波處理時，將干燥當歸種子置入超聲波清洗器內進行超聲處理，溫度波動控制5℃內，隨后將處理好的種子置入培養皿內萌發。結果表明當歸種子在40℃、處理時間15min、超聲波頻率40kHz，200～300W超聲條件下，種子活力增加最大，其中超聲波處理15min、300W后，種子萌發率提高26%，增幅82%。超聲波處理當歸種子時，空化作用是引起超聲波的生物學效應，影響種子質膜結構。若頻率過高，質膜破壞程度超過種子的自我修復能力，造成種子永久性損傷，使種子活力降低，萌發率下降。而超聲波強度適宜，質膜改變具有可逆性，細胞自身的修復功能，可修復細胞壁、細胞膜的破損，改變細胞質膜的通透性，使細胞內外物質能有效交換，促進當歸種子的萌發。

五、結束語

當歸種子的萌發過程中，不同的處理方式所產生的效果也不同。對比不同的溶液及作物根系分泌物發現，60℃的溫水浸潤、小麥根際土壤水浸液、大蒜根系分泌物以及有效的超聲波處理，均能相應提高當歸種子的萌發率。因此在傳統的當歸播種時，可以嘗試使用不同的處理方法來提高當歸種子的發芽，減少環境污染以及破壞情況，為當歸的可持續培育、發展提供科學指導。

參考文獻：

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[3]金彥博，郭鳳霞，陳垣，等.三種作物根際土壤水浸液對當歸的化感效應[J].核農學報，2018，32（11）：2248-2257.

[4]李剛，王乃亮，羅娘嬌，等.超聲波處理對當歸種子萌發及活力的影響[J].西北師范大學學報（自然科學版），2007，43（3）：75-77.

作者簡介：楊遠（1997-），男，仡佬族，生物工程專業本科在讀。

基金項目：西北民族大學中央高校基本科研業務費項目（31920190019，31920190202-03）;西北民族大學實驗室開放項目（SYSKF-2019174）。西北民族大學中央高校基本科研業務費-本科生科研創新項目（Y18078，Y18082，Y18084）.