兩種引發(fā)劑對(duì)黃芩種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響

韓燕雨 魯鳳年 宋佳 李靜

摘要：為研究硼酸和溴化鉀兩種引發(fā)劑對(duì)黃芩種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響，設(shè)置不同濃度梯度和引發(fā)時(shí)間，分析其對(duì)黃芩種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、簡(jiǎn)化活力指數(shù)及幼苗株高、根長(zhǎng)等指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，在適宜引發(fā)時(shí)間和濃度下，硼酸及溴化鉀兩種引發(fā)劑均對(duì)黃芩種子萌發(fā)有一定促進(jìn)作用，但引發(fā)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短以及濃度過(guò)高反而有抑制作用。硼酸和溴化鉀引發(fā)黃芩種子萌發(fā)的最適條件分別為150 mg/L引發(fā)6 h和1.00 g/L引發(fā)18 h。幼苗生長(zhǎng)方面，硼酸處理較對(duì)照組株高略小，根長(zhǎng)顯著提高;溴化鉀處理較對(duì)照組株高與根長(zhǎng)均有不同程度提高。該結(jié)果可為有效提高黃芩種子的萌發(fā)率、指導(dǎo)黃芩生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：黃芩;種子萌發(fā);引發(fā)劑;硼酸;溴化鉀;幼苗生長(zhǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：S567.23+9 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A ?文章編號(hào)：1001-4942（2020）02-0059-05

Abstract The objective of this study was to study the effects of two kinds of initiators including boric acid and potassium bromide on the germination and growth of Scutellaria baicalensis seeds. Different concentration gradients and initiation time were set to analyze their effects on germination potential， germination rate， simplified vitality index and seedling height， root length and other indexes. The results showed that under the suitable initiation time and concentration， both the boric acid and potassium bromide initiators promoted the germination of Scutellaria baicalensis seeds; but if the initiation time was too long or too short， and the concentration was too high， it would be inhibited. The optimum conditions for Scutellaria baicalensis seeds germination induced by boric acid and potassium bromide were 150 mg/L for 6 h and 1.00 g/L for 18 h， respectively. In terms of seedling growth， the plant height under boric acid treatment was slightly lower than that of the control group， but the root length increased significantly. Potassium bromide treatment increased the plant height and root length to different degrees compared with the control group. The results could provide theoretical references for effectively improving the germination rate of Scutellaria baicalensis seeds and guiding the cultivation and production of Scutellaria baicalensis Georgi.

Keywords Scutellaria baicalensis Georgi; Seed germination; Initiator; Boric acid; Potassium bromide; Seedling growth

黃芩（Scutellaria baicalensis Georgi）為唇形科黃芩屬多年生草本植物，莖基部伏地，上升，高30～120 cm，喜溫和氣候，具有抗寒、耐旱、喜光、怕積水等特征，是40種大宗藥材之一，廣泛應(yīng)用于成藥中，目前我國(guó)常用的成藥中含有黃芩的高達(dá)482種，可用于治療近160種疾病。黃芩以根入藥，主要功效成分為黃芩苷，《神農(nóng)本草經(jīng)》記載，黃芩具有較強(qiáng)的抗病毒作用，可用于治療流行性感冒和發(fā)燒。薛洋等研究發(fā)現(xiàn)，將黃芩作用于人體后，會(huì)由肺部依次進(jìn)入膽、脾、大腸等部位而發(fā)揮清熱、瀉火、止血等作用[1]。此外，黃芩還具有抗菌、抗病毒、抗氧化、抗腫瘤、抗癌、調(diào)節(jié)免疫力和抑制艾滋病毒HIV22RT、安胎等功效[2-3]，在臨床治療中被廣泛應(yīng)用，市場(chǎng)需求量大。然而，早在20世紀(jì)60—70年代，野生黃芩就遭遇過(guò)度采挖，野生資源日趨減少[4];而且黃芩為無(wú)限花序，種子梯次成熟，成熟期長(zhǎng)[5]。僅靠野生資源很難滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，因此，研究如何提高黃芩種子萌發(fā)率，對(duì)于擴(kuò)大黃芩栽培生產(chǎn)規(guī)模、解決供不應(yīng)求問(wèn)題具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

種子萌發(fā)受水分、溫度、光照等環(huán)境因子綜合影響[6-9]。黃芩種子對(duì)溫度較為敏感，低溫或高溫條件對(duì)其萌發(fā)均具有強(qiáng)烈的抑制作用[10]，其最適發(fā)芽溫度為25℃[2，11];但黃芩種子對(duì)光照不敏感[11-13]。有研究表明，適宜濃度的硼酸溶液對(duì)龍膽、栝樓、蜀葵、根甜菜、苜蓿等種子的萌發(fā)具有顯著的促進(jìn)作用[14-18];適宜濃度的溴化鉀溶液可以對(duì)提高水稻、黃瓜、杉木、金錢(qián)松、馬尾松等種子的發(fā)芽率起到顯著提升作用[19-20]。

本試驗(yàn)采用不同濃度的硼酸和溴化鉀溶液浸泡處理黃芩種子，研究不同處理濃度和引發(fā)時(shí)間對(duì)黃芩種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、簡(jiǎn)化活力指數(shù)及幼苗生長(zhǎng)的影響，探討促進(jìn)黃芩種子萌發(fā)的有效途徑，以期為指導(dǎo)黃芩實(shí)際生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 試材 供試黃芩種子購(gòu)買(mǎi)于山東蒙陰。

1.1.2 試劑 硼酸（分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司），溴化鉀（分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司），75%乙醇。

1.1.3 儀器 培養(yǎng)皿，濾紙，量筒，燒杯，膠頭滴管，100 mL容量瓶，玻璃棒，培養(yǎng)箱（上海一恒儀器有限公司），電子天平LE204E/02[梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司]。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 種子引發(fā)處理 隨機(jī)選取黃芩種子，兩種引發(fā)劑均設(shè)置引發(fā)濃度和引發(fā)時(shí)間兩個(gè)因素進(jìn)行處理。硼酸作為引發(fā)劑，引發(fā)濃度：50、150、250、350、450 mg/L，引發(fā)時(shí)間：0（CK）、6、12、18、24 h;溴化鉀作為引發(fā)劑，引發(fā)濃度：0.25、0.50、0.75、1.00、1.25 g/L，引發(fā)時(shí)間：0（CK）、6、12、18、24 h。每組處理選取黃芩種子20粒，設(shè)6次重復(fù)。

1.2.2 種子萌發(fā)試驗(yàn) 引發(fā)處理完成后將種子取出，用蒸餾水沖洗2～3次，以洗去種皮表面的殘留液;分別將每個(gè)處理的20粒種子置于鋪有雙層濾紙的直徑為9 cm的培養(yǎng)皿中，加適量蒸餾水保持濾紙濕潤(rùn)，置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為25℃，每天光照12 h，光照強(qiáng)度為2 000 lx。定時(shí)補(bǔ)充水分，進(jìn)行觀(guān)察。以胚根露出2 cm視為萌發(fā)，每天定時(shí)記錄種子的發(fā)芽數(shù)。萌發(fā)第2天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢(shì)，第7天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率，并測(cè)量株高、胚根長(zhǎng)度及葉的大小，計(jì)算簡(jiǎn)化活力指數(shù)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

發(fā)芽勢(shì)（%）=2天內(nèi);正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100 ;

發(fā)芽率（%）=7天內(nèi);正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100 ;

簡(jiǎn)化活力指數(shù)=發(fā)芽率×幼苗胚根長(zhǎng)度。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同硼酸濃度和引發(fā)時(shí)間對(duì)黃芩種子萌發(fā)的影響

硼酸引發(fā)處理的黃芩種子發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽率情況見(jiàn)表1。50 mg/L硼酸引發(fā)處理24 h的發(fā)芽勢(shì)最高，為22.50%;其次為150 mg/L引發(fā)24 h，為21.67%;150 mg/L引發(fā)6 h和250 mg/L引發(fā)24 h的發(fā)芽勢(shì)也較高，均為20.83%;這四個(gè)處理間差異極顯著，且極顯著高于其它處理，與對(duì)照相比，分別提高80.00%、73.36%、66.64%和66.64%。引發(fā)時(shí)間相同，不同濃度處理黃芩種子發(fā)芽勢(shì)間差異極顯著。

150 mg/L硼酸溶液引發(fā)6 h的黃芩種子發(fā)芽率最高，為34.17%，較對(duì)照組提高51.87%。250 mg/L硼酸溶液引發(fā)12 h、50 mg/L硼酸溶液引發(fā)24 h及150、250 mg/L硼酸溶液引發(fā)24 h的發(fā)芽率也較高，均在31.60%以上，比對(duì)照高40.76%～48.13%。引發(fā)6 h，除250 mg/L與350 mg/L、50 mg/L與450 mg/L之間，不同濃度處理間黃芩種子發(fā)芽率均有極顯著差異;引發(fā)12、18 h，不同濃度處理間均差異極顯著;引發(fā)24 h，除150 mg/L與250 mg/L間差異不顯著外，其余濃度處理間均存在顯著極差異。

2.2 不同溴化鉀濃度、不同引發(fā)時(shí)間對(duì)黃芩種子萌發(fā)的影響

試驗(yàn)結(jié)果（表2）顯示，溴化鉀處理極顯著促進(jìn)黃芩種子的發(fā)芽勢(shì)，其中0.75 g/L及1.00 g/L溴化鉀引發(fā)黃芩種子18 h對(duì)其發(fā)芽勢(shì)的促進(jìn)作用最顯著，較對(duì)照組提高3.5倍;各濃度溴化鉀處理均以引發(fā)18 h的發(fā)芽勢(shì)最高。

1.00 g/L溴化鉀引發(fā)18 h黃芩種子的發(fā)芽率最高，較對(duì)照提高30.00%;其次為0.25 g/L溴化鉀引發(fā)12 h，發(fā)芽率較對(duì)照提高26.68%;兩者均顯著高于其它處理。總體來(lái)說(shuō)，各濃度溴化鉀處理以引發(fā)18 h的發(fā)芽率最高。

2.3 硼酸濃度和引發(fā)時(shí)間對(duì)黃芩種苗生長(zhǎng)與簡(jiǎn)化活力指數(shù)的影響

如圖1所示，隨著硼酸引發(fā)濃度的提高和引發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，黃芩幼苗株高變化不明顯，根長(zhǎng)有逐步升高的趨勢(shì)，以150 mg/L硼酸引發(fā)18 h的根長(zhǎng)最大。

引發(fā)6 h，簡(jiǎn)化活力指數(shù)隨硼酸濃度提高有上升趨勢(shì);引發(fā)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，總體來(lái)說(shuō)則以低濃度硼酸處理的簡(jiǎn)化活力指數(shù)較高，對(duì)簡(jiǎn)化活力指數(shù)提高作用最強(qiáng)的硼酸引發(fā)條件是50 mg/L引發(fā)24 h（圖2）。

2.4 溴化鉀濃度和引發(fā)時(shí)間對(duì)黃芩種苗生長(zhǎng)與簡(jiǎn)化活力指數(shù)的影響

隨著溴化鉀引發(fā)濃度的提高和引發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，黃芩幼苗根長(zhǎng)有逐步升高的趨勢(shì)，株高略有升高，分別以1.00 g/L溴化鉀引發(fā)24 h和1.25 g/L溴化鉀引發(fā)24 h的根長(zhǎng)和株高值最大（圖3）。

引發(fā)時(shí)間較短時(shí)，溴化鉀處理對(duì)簡(jiǎn)化活力指數(shù)的影響有隨濃度升高而降低的趨勢(shì)，但引發(fā)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)則有隨濃度升高而升高的趨勢(shì);中高濃度溴化鉀引發(fā)24 h對(duì)簡(jiǎn)化活力指數(shù)的提高作用較強(qiáng)，其中1.00 g/L溴化鉀引發(fā)24 h黃芩的簡(jiǎn)化活力指數(shù)最高（圖4）。

3 討論與結(jié)論

種子萌發(fā)是植物生存和繁衍的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[21]，決定著幼苗能否存活，影響著此后群體的建成[22]。本試驗(yàn)選用硼酸與溴化鉀兩種引發(fā)劑對(duì)黃芩種子進(jìn)行引發(fā)處理，探究黃芩種子萌發(fā)與硼酸和溴化鉀濃度以及引發(fā)時(shí)間的關(guān)系，選取最適合黃芩種子萌發(fā)的引發(fā)劑濃度和引發(fā)時(shí)間。結(jié)果表明，硼酸與溴化鉀作為引發(fā)劑，引發(fā)濃度與引發(fā)時(shí)間對(duì)黃芩種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、株高、根長(zhǎng)及簡(jiǎn)化活力指數(shù)均有一定影響。硼酸處理，50 mg/L引發(fā)24 h對(duì)黃芩種子發(fā)芽勢(shì)的提高最顯著，發(fā)芽勢(shì)為22.50%，該處理種子活力強(qiáng)，發(fā)芽整齊，出苗一致;而150 mg/L硼酸引發(fā)6 h的黃芩種子發(fā)芽率最高，為34.17%，較對(duì)照組提高51.87%。溴化鉀處理，則以0.75 g/L及1.00 g/L引發(fā)黃芩種子18 h的發(fā)芽勢(shì)最高，為22.50%，是對(duì)照的4.5倍;以1.00 g/L溴化鉀引發(fā)18 h黃芩種子的發(fā)芽率最高，為32.50%，對(duì)黃芩種子萌發(fā)的促進(jìn)作用最強(qiáng)。黃芩以根入藥，150 mg/L硼酸引發(fā)黃芩種子18 h對(duì)根長(zhǎng)影響作用最大，約為對(duì)照組的3倍;1.00 g/L溴化鉀引發(fā)黃芩種子24 h將根長(zhǎng)提高1倍。綜合來(lái)看，用硼酸處理黃芩種子較溴化鉀處理效果更好。

在自然條件下，植物生長(zhǎng)往往受到多種因素的影響[23]，尤其黃芩種子，自然條件下萌發(fā)率很低，很難滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。研究發(fā)現(xiàn)，芽誘導(dǎo)試管苗和人工種子一次性成苗技術(shù)可作為盾葉薯蕷試管苗的快速繁殖手段， 與芽誘導(dǎo)試管苗相比， 人工種子誘導(dǎo)的試管苗生根率高， 根系發(fā)達(dá)， 移栽成活率高[24]。黃芩以根入藥，是否可以采用人工種子來(lái)加快繁殖有待進(jìn)一步試驗(yàn)研究。

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