棘豆屬植物種子萌發(fā)的研究概況

斯日古冷，紅艷，辛穎

(內(nèi)蒙古民族大學(xué) 蒙醫(yī)藥學(xué)院，內(nèi)蒙古 通遼 028000)

0 引言

全世界范圍內(nèi)約有300 多種豆科棘豆屬植物(Oxytropis spp.)，我國目前約有80 多種，屬于多年生草本，呈半灌木或灌木，多為高山植物，是保持水土、防風(fēng)固沙的植物[1]。棘豆屬植物依據(jù)其是否引起家畜中毒，可分為棘豆毒草和無毒棘豆(優(yōu)質(zhì)牧草)兩類。目前發(fā)現(xiàn)有32 種棘豆植物可引起動(dòng)物中毒，我國存在23 種，其中的8 種屬于對(duì)畜牧業(yè)構(gòu)成嚴(yán)重危害的棘豆毒草[2]。棘豆屬植物的化學(xué)成分主要包括生物堿、黃酮、皂苷類等，許多種質(zhì)均具有較好的藥理活性，屬于我國傳統(tǒng)的藥用植物，具有清熱解毒、抗炎鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜、保肝、止血、生肌等功效，在蒙醫(yī)、藏醫(yī)中廣泛使用[3]。隨著對(duì)棘豆屬植物藥用量需求的不斷增加，其野生資源日趨減少，開展棘豆屬植物的種植栽培研究顯得格外重要。通過查閱文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)關(guān)于棘豆屬植物種植栽培方面的相關(guān)文獻(xiàn)較少，基本集中在種子萌發(fā)研究方面。本文通過總結(jié)棘豆屬植物種子萌發(fā)方面的研究成果，旨在為進(jìn)一步開展棘豆屬植物的深入研究提供參考。

1 黃花棘豆(Oxytropis ochrocephala Bunge)

黃花棘豆大多分布在我國西部的省區(qū)，又名馬絆腸、團(tuán)巴草，因其在天然草原的生長習(xí)性，對(duì)其進(jìn)行人工種植存在一定的難度[4]。

1.1 種子前處理對(duì)種子萌發(fā)的影響

湯濤[5]、索昂文江[6]、楊英蘭[7]等分別采用細(xì)沙和砂紙摩擦、濃硫酸處理、預(yù)冷、熱水浸種等方法去處理黃花棘豆，發(fā)現(xiàn)以上方法均可提高黃花棘豆種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率，其中使用細(xì)沙和砂紙摩擦種子的處理方法簡(jiǎn)單且效果最佳。而趙清梅等[8]研究發(fā)現(xiàn)寧夏黃花棘豆種子的萌發(fā)率是酸蝕處理的方法組最高，其次是砂紙摩擦處理種子組，熱水浸種和預(yù)冷處理組的萌發(fā)率和對(duì)照組相比無明顯差異。樊鵬輝等[9]發(fā)現(xiàn)黃花棘豆種子經(jīng)過濃硫酸處理、液氮冷凍、細(xì)砂研磨和田間埋藏等方法處理后，均可有效打破種子休眠狀態(tài)，明顯提高黃花棘豆的發(fā)芽率；而對(duì)種子進(jìn)行熱水浸種、赤霉素處理、堿液處理、低溫層積等處理均對(duì)種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)無顯著改變。段春華等[10]認(rèn)為種子經(jīng)牦牛、藏羊瘤胃內(nèi)容物浸泡處理以及其糞便冬季埋藏處理后對(duì)黃花棘豆植物種子萌發(fā)有促進(jìn)作用。

1.2 溫度對(duì)種子萌發(fā)的影響

趙清梅[8]、陳超[11]、王玉琴[12]等研究溫度對(duì)黃花棘豆種子發(fā)芽狀況的影響，發(fā)現(xiàn)恒溫條件對(duì)高發(fā)芽率的影響較變溫條件好，在10℃～25℃溫度范圍內(nèi)，種子的發(fā)芽率會(huì)隨著溫度的升高而增加，主要表現(xiàn)為種子硬實(shí)率降低、發(fā)芽時(shí)間縮短和發(fā)芽指數(shù)增大等。種子的萌發(fā)率在25℃時(shí)最高，當(dāng)溫度超過25℃時(shí)，萌發(fā)率呈顯著降低趨勢(shì)。樊鵬輝等[9]研究發(fā)現(xiàn)黃花棘豆的適宜發(fā)芽溫度為15～20℃，在此溫度范圍內(nèi)，其發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)變化不大。當(dāng)溫度超過25℃時(shí)，種子容易發(fā)生霉?fàn)€。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，用硫酸處理的黃花棘豆種子也易出現(xiàn)霉?fàn)€。王玉琴等[12]研究發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)溫度設(shè)定在10～40℃范圍內(nèi)，黃花棘豆的種子發(fā)芽率、幼苗莖葉長度、根的長度和兩子葉間的寬度均呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)，培養(yǎng)溫度為30℃時(shí)以上測(cè)量指標(biāo)均可以達(dá)到最大值。

1.3 光照強(qiáng)度對(duì)種子萌發(fā)的影響

趙清梅等[8]研究發(fā)現(xiàn)光照強(qiáng)度可影響黃花棘豆種子的萌發(fā)，最佳光照強(qiáng)度為40%～80%。

1.4 組培技術(shù)構(gòu)建再生體系

王玉琴等[13]將無菌培養(yǎng)的黃花棘豆幼苗葉片作為組織培養(yǎng)的外植體，研究培養(yǎng)基、生長激素等對(duì)黃花棘豆愈傷組織的誘導(dǎo)作用，找到了最佳培養(yǎng)基和最佳生長激素配比，構(gòu)建了良好的無毒黃花棘豆再生體系。

1.5 基質(zhì)對(duì)種苗生長的影響

張明等[14]在研究黃花棘豆種苗的種植階段，發(fā)現(xiàn)分層基質(zhì)的上層為沙土、下層為有機(jī)土的培養(yǎng)方式更適合黃花棘豆的生長，這可能與沙土透氣性有關(guān)。該培養(yǎng)方式不僅有利于根的呼吸和伸長，還可供應(yīng)生根后的營養(yǎng)。在黃花棘豆的培養(yǎng)過程中有時(shí)會(huì)產(chǎn)生內(nèi)生菌而導(dǎo)致種苗發(fā)生死亡或霉變，可定時(shí)噴灑甲基托布津防治。

2 藍(lán)花棘豆

藍(lán)花棘豆(Oxytropis caerulea (Pall.) DC.)是棘豆屬中唯一不使家畜中毒的優(yōu)質(zhì)牧草，其花呈藍(lán)紫色或紫紅色[15]。藍(lán)花棘豆耐寒性極強(qiáng)，生長周期長，葉量豐富，適應(yīng)性強(qiáng)，藥用價(jià)值和飼用價(jià)值均較高[16]。藍(lán)花棘豆的種皮堅(jiān)硬且透水性差，未經(jīng)處理的硬實(shí)種子是難發(fā)芽的，出苗率極低，出苗不整齊，有必要采取措施對(duì)硬實(shí)的種子進(jìn)行處理以保證藍(lán)花棘豆的發(fā)芽率[17,18]。

2.1 種子前處理對(duì)種子萌發(fā)的影響

劉興等[19]使用不同濃度的硝酸鉀、硼酸和硫酸銅溶液分別浸泡處理藍(lán)花棘豆種子，發(fā)現(xiàn)硝酸鉀溶液(50mg/L)對(duì)藍(lán)花棘豆種子萌發(fā)具有促進(jìn)作用，并隨著其質(zhì)量濃度的升高而對(duì)萌發(fā)的抑制作用增強(qiáng)；硼酸溶液對(duì)藍(lán)花棘豆種子的萌發(fā)有促進(jìn)作用，當(dāng)質(zhì)量濃度為150 mg/L 時(shí)對(duì)藍(lán)花棘豆萌發(fā)效果最好；低質(zhì)量濃度的硫酸銅溶液對(duì)藍(lán)花棘豆種子萌發(fā)的促進(jìn)作用不明顯，隨著其質(zhì)量濃度的升高而對(duì)萌發(fā)出現(xiàn)抑制作用。楊俊梅[20]、王兵[21]等均采用酸蝕處理藍(lán)花棘豆種子，可促進(jìn)種子的萌發(fā)。酸蝕處理的時(shí)間以20～30min 為最好。

2.2 激素對(duì)種子萌發(fā)的影響

田琳琳等[22]研究發(fā)現(xiàn)，藍(lán)花棘豆種子被赤霉素溶液處理后可以促進(jìn)其萌發(fā)，其胚芽與胚根長度、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和出苗率均明顯升高。

3 小花棘豆

小花棘豆(Oxytropis glabra DC.)是危害草原的有毒植物，一直都嚴(yán)重影響著草地和畜牧業(yè)的發(fā)展[16,23]。小花棘豆又名醉馬草，有一定的藥用價(jià)值，具有鎮(zhèn)靜、麻醉和止痛等功效，主治牙痛、關(guān)節(jié)炎等病[24]。

3.1 種子前處理對(duì)種子萌發(fā)的影響

程翠等[25]將小花棘豆的種子分為內(nèi)生真菌感染和內(nèi)生真菌未感染組，在正常條件下和滲透脅迫條件下觀察種子發(fā)芽、幼苗生長等方面的差異，發(fā)現(xiàn)內(nèi)生真菌可促進(jìn)小花棘豆幼苗的生長，對(duì)種子發(fā)芽率沒有顯著的影響。王美怡等[26]分別采用砂紙打磨、熱水浸種、預(yù)冷處理、氫氧化鈉堿蝕、硫酸酸蝕等處理種子的方法，研究這些條件對(duì)種子萌發(fā)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，小花棘豆種子經(jīng)90%的硫酸處理25min 后，其萌發(fā)率最高；分別經(jīng)砂紙打磨處理、30%氫氧化鈉堿蝕120min 后的萌發(fā)率略低；經(jīng)70℃的熱水浸種0.5h 的種子發(fā)芽率有所提高；而種子經(jīng)預(yù)冷處理的發(fā)芽率沒有明顯改變。

3.2 土壤因素與種子萌發(fā)的相互關(guān)系

吳建等[27]將采集于不同地點(diǎn)的小花棘豆種子和各采集點(diǎn)的土壤進(jìn)行交叉互換，進(jìn)而分析土壤差異對(duì)種子萌發(fā)的影響。結(jié)果表明，小花棘豆的種子在pH 值偏低且有機(jī)質(zhì)、鉀、磷、氮的含量較高的土壤中萌發(fā)率高，反之較低。

4 甘肅棘豆

甘肅棘豆(Oxytropis kansuensis Bunge)主產(chǎn)于青藏高原，又名塞嘎爾、色舍爾，其性溫、味辛，具有清脾肺熱和利水的功效，藏醫(yī)常用于止血、利尿、解毒療瘡[28]。甘肅棘豆的種子發(fā)芽率較低，其種子的萌發(fā)具有隨機(jī)性[29]。賈娟等[30]分別采用劃破種皮、98%濃硫酸等方法去處理種子可以有效地解除種子硬實(shí)而促進(jìn)發(fā)芽。

5 多葉棘豆

多葉棘豆(Oxytropis myriophylla(Pall.)DC.)，又名狐尾藻棘豆、雞翎草，蒙藥用其干燥地上部分來作為殺粘藥物，蒙藥名為那布其熱哈格·烏如吐扎，具有清熱、殺粘、燥黃水、消腫、愈傷、合脈止血、生肌、軟便等功效[31,32]。多葉棘豆的種子發(fā)芽困難，發(fā)芽率極低[33]。徐都冷[34]研究發(fā)現(xiàn)多葉棘豆種子的硬實(shí)率高達(dá)100%，采用砂擦、高錳酸鉀處理、熱水浸種和赤霉素處理等方法均可提高種子的發(fā)芽率。吳雙英等[35]確定種子通過砂紙摩擦和常溫浸泡后，在15℃條件下萌發(fā)是多葉棘豆的最佳發(fā)芽條件。單麗輝等[36]研究發(fā)現(xiàn)，多葉棘豆種子的發(fā)芽率在當(dāng)年7月-11 月可達(dá)90%以上，12 月份急劇下降，次年3 月份幾乎喪失發(fā)芽能力。同時(shí)，還利用多葉棘豆的莖段直接分化成器官，并成功誘導(dǎo)出愈傷組織，但愈傷組織在繼代一次后就嚴(yán)重褐化及死亡，可能與豆科植物含毒素過多導(dǎo)致愈傷組織嚴(yán)重褐化而無法進(jìn)行脫分化相關(guān)。劉曉東[37]采用組織培養(yǎng)的方式建立了多葉棘豆的快速繁殖體系，并研究了多葉棘豆幼苗的耐堿特性。

6 硬毛棘豆

硬毛棘豆(Oxytropis hirta Bunge)是常用蒙藥材，收載于《中華人民共和國衛(wèi)生部藥品標(biāo)準(zhǔn)·蒙藥分冊(cè)》(1998 年版)，具有清熱、殺粘、消腫、燥協(xié)日烏素、愈傷、止血、生肌等功效，主治瘟疫、麻疹、腮腺炎、腦腸刺痛、創(chuàng)傷、吐血咯血等病癥[38,39]。硬毛棘豆的種子發(fā)芽困難，發(fā)芽率極低。徐都冷[40]探討了破除硬毛棘豆種子硬實(shí)的方法，發(fā)現(xiàn)砂紙摩擦和熱水(80℃)浸泡的種子處理方法均可提高發(fā)芽率，使出芽整齊。

7 展望

棘豆屬植物中有很多品種屬于藥用植物，是中藥、民族藥的重要藥材。多葉棘豆被稱為草藥之王，現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明其確具有清熱解毒、鎮(zhèn)痛抗炎、止血生肌等功效。隨著近年來民族醫(yī)藥的發(fā)展，棘豆屬植物逐漸在藏、蒙醫(yī)中得到廣泛使用。隨著臨床藥用量日益增加，為了保證長期供應(yīng)，連年不斷采挖會(huì)導(dǎo)致野生資源日趨減少，自然資源與生態(tài)環(huán)境會(huì)遭到嚴(yán)重破壞。為了實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)利用，保護(hù)環(huán)境資源，必須加大對(duì)棘豆屬植物的人工種植與栽培關(guān)鍵技術(shù)研究，為發(fā)展民族醫(yī)藥做出貢獻(xiàn)，為人類的健康服務(wù)。