解除薰衣草種子休眠機(jī)制及應(yīng)用研究進(jìn)展

李沛檑 劉垠澤 吳恒梅

(佳木斯大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007)

薰衣草(Lavandulaangustifolia)為唇形科(Labiatae)薰衣草屬(Lavandula)，原產(chǎn)于地中海地區(qū)，多年生草本植物或天然芳香植物[1]，具有良好的醫(yī)療、食品、環(huán)境、化工等實(shí)用價(jià)值。薰衣草的香味能有效阻止飛蛾和蒼蠅，薰衣草精油可用于香水、化妝品和家用化學(xué)品[2]。現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，薰衣草具有抑制作用，尤其是對葡萄球菌、鏈球菌和八疊球菌，并有消散寒氣，燥濕止痛的功效，作藥材主要用于治療胸腹脹滿、關(guān)節(jié)骨痛等癥狀。本文對薰衣草種子休眠機(jī)制、休眠破除機(jī)制及應(yīng)用進(jìn)行了闡述，為進(jìn)一步研究提供依據(jù)。

1 種子休眠機(jī)制

Baskin & Baskin system把休眠劃分為5種類型：生理休眠，即由種子內(nèi)部休眠器官和非休眠器官的激素、萌發(fā)抑制物質(zhì)和其它狀況引起的休眠；形態(tài)休眠，即種子的胚小未發(fā)育，即子葉和下胚軸已經(jīng)可以區(qū)分；形態(tài)生理休眠，即種子有未發(fā)育的胚和生理成分的休眠；物理休眠，即因?yàn)榉N皮的一層或者多層不透水的柵欄細(xì)胞所引起的休眠；綜合休眠，即種子的種皮不透水。李亞濤[3]發(fā)現(xiàn)，薰衣草種子的休眠可能是種皮中存在的萌發(fā)抑制物質(zhì)所引起的休眠，屬于生理休眠。Baskin[4]認(rèn)為，在所有的休眠類型中，淺生理休眠的種子的離體胚能長成正常的幼苗，而且切割處理能打破休眠，因此這兩種薰衣草種子可能屬于淺生理休眠。賈永華[5]認(rèn)為，薰衣草種皮浸提液對白菜種子萌發(fā)無明顯影響，但胚乳浸提液對其萌發(fā)有抑制作用。兩位學(xué)者分析出現(xiàn)差異可能是由于薰衣草品種不同得出的結(jié)果也就不同，但結(jié)果都表明萌發(fā)抑制物的存在，其也是我國薰衣草種子休眠的主要原因之一。

2 種子休眠解除的研究

對于薰衣草種子休眠的原因，人們提出了一些休眠釋放和促進(jìn)萌發(fā)的方法，包括促進(jìn)酶活性和降低種子中抑制劑活性等方面。目前，最常用主要是赤霉素(GA3)處理法。

2.1 浸種處理

2.1.1 GA3處理

GA3可作為一種植物生長激素，具有打破種子休眠的作用，可能是由于誘導(dǎo)了種子內(nèi)α-淀粉酶、蛋白酶和其它水解酶的合成，催化降解物質(zhì)儲存在胚胎生長所需的種子。同時可促進(jìn)植物細(xì)胞生長，莖的生長，葉的生長等。于進(jìn)英[6]等發(fā)現(xiàn)，100mg·L-1的GA3處理真薰衣草種子24h和500mg·L-1的GA3處理真薰衣草種子6h能明顯的提高真薰衣草種子的萌發(fā)率。李亞濤等[7]得出，100～400mg·L-1的GA3浸種24h處理，高濃度500～1500mg·L-1浸種6～24h處理均可有效打破薰衣草種子休眠。馮美等[8]經(jīng)300mg·L-1的赤霉素處理法國薰衣草種子效果最好。陳麗娟等[9]報(bào)道，GA3濃度為200mol·L-1，浸種8h，狹葉薰衣草種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率分別是對照的3.43倍和5.86倍。李雪萍等[10]使用300mg·L-1GA3處理薰衣草種子8h最有利于提高種子萌發(fā)率，活力種子發(fā)芽率達(dá)94.77%。李珊珊等[11]將GA3濃度為600mg·L-1處理新疆薰衣草時促進(jìn)效果最顯著。凌雷等[12]處理不同品種的薰衣草，發(fā)現(xiàn)較高濃度600mg·L-1GA3處理的出苗率較高。

2.1.2 其它浸種方式

陳麗娟等[9]得出，濃度為1.0%EMS處理8h，狹葉薰衣草種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率具有顯著的升高；以及在恒溫條件下用秋水仙素浸種，種子萌發(fā)更快，且發(fā)芽率較室溫高。李珊珊等[11]用冷水處理24h薰衣草種子幼苗生長情況有明顯促進(jìn)作用。蔣興旺等[13]對大理地區(qū)種植的優(yōu)雅薰衣草(L.Ellagance)和齒葉薰衣草(L.dentada)實(shí)施無土短枝扦插，結(jié)論表明，NAA和IBA促進(jìn)生根的作用明顯。

2.2 層積處理

進(jìn)行育種研究時，常用低溫層積解除種子休眠；冷藏能提高種子的萌發(fā)能力，可能是低溫冷藏模擬了種子的越冬過程，消除阻礙種子萌發(fā)的內(nèi)在因素。于進(jìn)英等[6]得出，4℃層積20d對真薰衣草種子萌發(fā)有一定的促進(jìn)作用。李亞濤[3]通過對荷蘭種源薰衣草和伊犁種源薰衣草4℃層積進(jìn)行研究，在層積25～30d時，荷蘭種源的萌發(fā)率達(dá)到76.7%，伊犁種源的萌發(fā)率達(dá)到58%。說明4℃層積可有效打破2個種源的薰衣草種子的休眠。

3 應(yīng)用

3.1 天然香料

近年來，隨著人們生活水平的不斷提高，人們對天然香料的需求也不斷增長。薰衣草是當(dāng)今重要香料，其精油在市場上一直處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。薰衣草以其獨(dú)特的香味，廣泛應(yīng)用于化妝品和美容護(hù)理產(chǎn)品中。全株均具芳香，晾干后的植株香味仍保持不變，其香氣能醒腦明目，讓人感到舒適，也可以驅(qū)除蚊蠅。

3.2 藥用價(jià)值

3.2.1 鎮(zhèn)靜催眠

薰衣草精油被歐洲藥品管理局批準(zhǔn)為緩解焦慮和壓力的草藥。Hawken等[14]通過研究薰衣草精油對綿羊焦慮癥狀的影響發(fā)現(xiàn)，精油可有效減輕綿羊的焦慮，并具有鎮(zhèn)定和催眠的效果。薰衣草精油在芳香療法中有很多優(yōu)點(diǎn)，儲展明等[15]采用天然芳香植物乾薰衣草花及薰衣草香精作聞香治療心理性障礙50例，結(jié)果表明，聞香治療有效率為88%。薰衣草香聞香治療后睡眠障礙和情緒、軀體化癥狀、SCL-90(癥狀自評量表)、STAI(狀態(tài)與性格焦慮自檢量表)、腦電圖、腦血流圖均有明顯改善。薰衣草香無毒副作用。

3.2.2 抗菌抑菌

薰衣草精油具有廣譜抗菌能力，可抑制17種細(xì)菌和10種真菌的生長，對金黃色葡萄球菌、單核細(xì)胞增多性李斯特菌、沙門氏菌等致病菌有很強(qiáng)的抑制作用。姜黎[16]測定了薰衣草精油抑菌區(qū)、最低抑菌濃度和最低殺菌濃度，發(fā)現(xiàn)薰衣草精油對大腸桿菌有不同的抑制作用。單孔榮等[17]用濾紙片擴(kuò)散法抑菌圈試驗(yàn)檢測薰衣草精油與羅勒精油抑菌敏感性，最后得出結(jié)論，薰衣草精油和羅勒精油對金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、痤瘡丙酸桿菌均具有持久抑菌活性，可作為痤瘡菌的天然抑菌劑。

3.2.3 其它藥用價(jià)值

薰衣草精油還能有效治療牛皮癬、皮炎和濕疹等皮膚病；芳香療法使用純天然薰衣草精油及其香味，即通過嗅覺器官，到達(dá)神經(jīng)系統(tǒng)和血液循環(huán)，達(dá)到改善身體健康的目的。同時還可改善心神不寧、睡眠質(zhì)量差等并發(fā)癥，但對重度焦慮癥則效果不明顯。此外薰衣草精油在促進(jìn)傷口愈合或減少傷口疤痕上也非常有效。楊子微[18]發(fā)現(xiàn)，薰衣草油通過改善機(jī)體血清TGF-β1，IL-10表達(dá)，調(diào)節(jié)組織內(nèi)Ⅰ/Ⅲ型前膠原的表達(dá)，有效促進(jìn)昆明小鼠深Ⅱ度燙傷創(chuàng)面愈合及抑制瘢痕形成。薰衣草也具有利尿、鈣通道阻滯的作用，并具有很好的驅(qū)蚊和殺螨效果。

3.3 其它應(yīng)用

由于需要保護(hù)香精免受外界環(huán)境條件的影響，使香精的留香時間更持久，香精微納米膠囊技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。由于納米膠囊粒度小，具有良好的靶向性、緩釋性能及低毒副作用等特性，其前景十分廣闊。鄭健琨等[19]使用微膠囊造粒儀B-395制備薰衣草精油微膠囊對影響薰衣草精油微膠囊化包埋效果的因素進(jìn)行了分析，并采用氣相色譜質(zhì)譜法對精油的包埋率進(jìn)行測定，得出薰衣草微膠囊的最佳制備參數(shù)為海藻酸鈉2.0%、明膠3.0%、殼聚糖0.10%、氯化鈣2.5%；得出結(jié)論，此條件下制備的薰衣草精油微膠囊具有較高的包埋率，減少了精油成分的揮發(fā)，拓寬了精油的應(yīng)用領(lǐng)域。余林林等[20]采用界面聚合法，以聚脲為壁材包覆薰衣草香精，制備得到薰衣草納米膠囊。

4 展望

今后，應(yīng)充分利用薰衣草資源優(yōu)勢，引進(jìn)、馴化國內(nèi)外優(yōu)良品種，著重建立科學(xué)的品種篩選規(guī)程，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)薰衣草的育種和良種更新。此外，還應(yīng)加快薰衣草品種更新和產(chǎn)品開發(fā)，建立優(yōu)良的栽培技術(shù)體系，還應(yīng)注重育種工作，因地制宜地采取不同的栽培方式，提高薰衣草精油的質(zhì)量和產(chǎn)量，并不斷開發(fā)和利用薰衣草精油的新思路，使得薰衣草藥用資源得到更好地開發(fā)和利用。建立薰衣草精油的定性、定量模型、快速識別薰衣草產(chǎn)地、品種以及是否造假情況，確保薰衣草精油的品質(zhì)。且薰衣草精油萃取率較低，今后應(yīng)加強(qiáng)薰衣草精油的提取技術(shù)，提高薰衣草精油的萃取率，使薰衣草及其精油得到更合理、高效地利用。