獨蒜蘭種子快速萌發培養研究

王躍華 陳芳 覃順旺 曾心語 文俊壹 袁杰

摘要 [目的]以獨蒜蘭種子為試驗材料，探索其種子萌發的最佳培養條件。[方法]通過用不同濃度的次氯酸鈣進行浸種處理，采用NAA、6-BA和活性炭3因素3水平的正交試驗探討其對獨蒜蘭種子萌發的影響，并觀察獨蒜蘭種子萌發生長過程。[結果]采用0.05 mol/L的次氯酸鈣浸種處理獨蒜蘭種子10 min后，將其接入B5+NAA 0.5 mg/L+6-BA 0.3 mg/L+活性炭1.0 g/L+20.0 g/L蔗糖培養基中，培養50 d后統計種子萌發率為100%。[結論]該研究為獨蒜蘭植物大規模栽種生產提供科學依據。

關鍵詞 獨蒜蘭;種子;萌發;培養條件

中圖分類號 S 682.31? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2022）01-0187-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.01.050

Study on the Rapid Germination and Cultivation of Pleione bulbocodioides Seeds

WANG Yue-hua， CHEN Fang， QIN Shun-wang et al

（School of Food and Bioengineering，Chengdu University， Chengdu，Sichuan 610106）

Abstract [Objective]Taking Pleione bulbocodioides seeds as experimental materials， the best culture conditions of seed germination were explored. [Method]The effects of different concentrations of calcium hypochlorite on Pleione bulbocodioides seeds germination，and the growth process of Pleione bulbocodioides seeds germination were studied by orthogonal test of NAA，6-BA and activated carbon. [Result]After soaking seeds with 0.05 mol/L calcium hypochlorite for 10 min， the germination rate was 100.00% after 50 days in B5 + NAA 0.5 mg/L+ 6-BA 0.3 mg/L+ activated carbon 1.0 g/L + 20.0 g/L sucrose medium. [Conclusion] This study provides a scientific basis for large-scale planting and production of Pleione bulbocodioides plant.

Key words Pleione bulbocodioides;Seed;Germination;Culture condition

基金項目 四川省科技廳重點研發項目（2020YFS0496）。

作者簡介 王躍華（1963—），女，山東青島人，教授，碩士，從事藥用植物生物技術研究。

收稿日期 2021-04-30

獨蒜蘭（Pleione bulbocodioides（Franch.）Rolfe）是蘭科獨蒜蘭屬多年生半耐寒附生或地生珍稀植物[1]，主要分布于我國的貴州、四川和云南等地，其假鱗莖半埋于苔蘚或枯枝落葉分解的有機質層中[2]。2020年《中國藥典》（一部）中記載，獨蒜蘭植物的干燥假鱗莖為藥材山慈菇[3]。山慈菇藥材具有清熱解毒、消腫散瘀的功效[4];內服可治肝癌、乳腺癌和子宮癌等，外用可治瘡毒、蛇蟲咬傷、皮膚燙傷和燒傷等。另外，獨蒜蘭作為蘭科植物，以其花形奇異、花色多樣而具有極高的觀賞價值[5]，已列入《中國珍稀瀕危保護植物名錄》中，是我國特有的Ⅱ級珍稀瀕危保護植物。獨蒜蘭植物種子細小、無胚乳結構，其種皮的透氣和透水性也不太好，因此導致獨蒜蘭種子在自然界中萌發率極低。筆者主要利用生物技術，從多個方面開展了提高獨蒜蘭種子萌發條件的研究。

1 材料與方法

1.1 材料

獨蒜蘭植物蒴果采于四川省都江堰市龍池鎮，經四川師范大學生命科學院馬丹煒教授鑒定為蘭科獨蒜蘭屬獨蒜蘭（Pleione bulbocodioides（Franch）Rolfe）植物。

1.2 方法

1.2.1 獨蒜蘭種子消毒處理。

選取未開裂的獨蒜蘭植物蒴果，經清洗陰干后，放在超凈工作臺上用75%乙醇消毒1 min，無菌水沖洗2次，再用0.1%氯化汞消毒10 min，無菌水沖洗3次后，吸干蒴果表面的水分，用手術刀縱向對半切開蒴果后將種子抖落到無菌瓶中待用。

1.2.2 不同濃度次氯酸鈣浸種處理。

將上述消毒后的獨蒜蘭種子浸泡在次氯酸鈣濃度為0、0.01、0.05、0.10、0.15、0.20 mol/L中處理10 min后，再用無菌水洗2次后接入MS+20.0 g/L蔗糖培養基中，50 d后統計獨蒜蘭種子萌發率。

1.2.3 正交試驗設計。

以B5+20.0 g/L蔗糖為基礎培養基，添加NAA、6-BA和活性炭3因素，各因素設3個水平，具體試驗設計見表1。50 d后統計獨蒜蘭種子萌發率，確定種子萌發的最佳條件。

1.2.4 培養條件。

培養溫度（20±2）℃，光照強度為500～800 lx，光照時間24 h/d，培養50 d后統計萌發率（以種子突破種皮為萌發標準）：萌發率=（突破種皮的種子數/接入培養基中的種子總數）×100%，并觀察記錄獨蒜蘭種子萌發生長過程。

1.3 數據處理

試驗數據處理采用Microsoft Office Excel 2016和 SPSS 23.0軟件里的Duncan分析數據的差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 獨蒜蘭種子的萌發過程

獨蒜蘭植物種子呈一端稍尖的紡錘形、體積較小，種子長0.5～1.0 mm，中部膨大處有一橢圓狀褐色的胚，直徑為0.5～0.6 mm;獨蒜蘭果實成熟后，其內的種子胚尚處于原胚階段，為一團還未分化的胚性細胞組成，種子無胚乳結構（圖1a）。將消毒后的獨蒜蘭種子接入培養基后，種子快速吸水膨脹，隨著胚的不斷長大，其胚柄逐漸退化，在依靠珠孔端的大細胞為營養物質的滲透提供了一個切入口[6]。

通過試驗觀察發現，獨蒜蘭種子突破種皮萌發形成原球莖通常有2種不同方式;第一種方式是獨蒜蘭種子在培養10 d后，種胚體積明顯長大且顏色開始變成黃色（圖1b），隨著培養時間增長到15 d后，黃色膨大的種胚從種子的一側開始漲破種皮（圖1c），培養20 d后觀察發現大部分種皮已出現脫落（圖1d），培養30 d后可見形成原球莖（圖1e）。第2種方式是獨蒜蘭種子在培養15 d后，種胚明顯吸水膨大后顏色逐漸變成綠色（圖1f），培養20 d后可見膨大的綠色種胚已開始漲破種皮（圖1g），培養30 d后可見綠色的原球莖形成（圖1h）。

2.2 不同濃度的次氯酸鈣浸種處理對種子萌發的影響

用不同濃度次氯酸鈣浸種處理種子10 min后，接入MS+20.0 g/L蔗糖培養基中，培養50 d后統計獨蒜蘭種子萌發率結果見表2。如表2所示，A1作為對照組，不用次氯酸鈣進行浸種處理，50 d后統計獨蒜蘭種子的萌發率最低，僅為53.00%，由此可見，采用適宜濃度的次氯酸鈣浸種處理獨蒜蘭種子，對種子的萌發具有明顯的促進作用。在A2～A3處理組中，當次氯酸鈣濃度由0.01 mol/L升高到0.05 mol/L時，獨蒜蘭種子萌發率也呈現出逐漸升高的趨勢;當采用濃度為0.05 mol/L的次氯酸鈣處理種子時，其種子萌發率最高，為82.67%;但當使用的次氯酸鈣濃度再進一步升高時，種子的萌發率也呈現出一定的下降，如A6組中，當次氯酸鈣濃度升高到0.20 mol/L時，獨蒜蘭種子萌發率下降為68.00%。

分析其原因，主要是因為獨蒜蘭植物種子的種皮透氣性和透水性不太好，不利于種子萌發前期的吸水和呼吸代謝;該試驗通過采用適宜濃度的次氯酸鈣進行浸種處理，不僅能消除獨蒜蘭種子表面的病菌和其他對種子萌發有抑制的物質[7]，還能改善種皮的透水性和透氣性，并激發種子內部酶活性，進一步增強種胚的呼吸作用[8];另有報道，采用適宜濃度的次氯酸鈣處理種子，還能使種子從休眠狀態轉為萌發狀態[9]。但是，次氯酸鈣具有較強的氧化性，所以在處理獨蒜蘭種子時，選擇適宜濃度是非常重要的。如果采用過高濃度的次氯酸鈣處理獨蒜蘭種子，會傷到獨蒜蘭種子種胚，從而也會影響到種子的萌發效果。

2.3 多因素處理對獨蒜蘭種子萌發的影響

根據正交試驗設計研究了NAA、6-BA和活性炭3個因素對獨蒜蘭種子萌發的影響，試驗結果見表3和表4。從表3可以看出，編號4即采用NAA濃度0.5 mg/L、6-BA濃度0 mg/L、活性炭濃度1.0 g/L時，獨蒜蘭種子的萌發率最高，為97.84%。通過觀察發現，大多數獨蒜蘭種子萌發形成原球莖的過程：種胚體積變大、顏色變為淡黃色后突破種皮形成原球莖。通過極差分析，3個因素對獨蒜蘭種子萌發的影響從大到小依次為A>B>C，即NAA的影響最大，6-BA次之，活性炭影響最小。

進一步根據各水平的均值大小，篩選出了獨蒜蘭種子萌發的最佳組合為A2B2C2，即NAA 0.5 mg/L+6-BA 0.3 mg/L+活性炭1.0 g/L;經過對獨蒜蘭種子萌發試驗的進一步驗證，培養50 d后其種子的萌發率可達到100%。

由表4可知，因素A具有極顯著性，因素B具有顯著性。通過方差分析（表4）可以看出，影響獨蒜蘭種子萌發的主要影響因素為NAA，其次是6-BA，活性炭對其影響最小，此結果與極差分析的結果一致。

3 小結

獨蒜蘭是蘭科植物中重要的藥用植物，其種子體積小、無胚乳結構，種皮的透氣性和透水性不好，所以獨蒜蘭種子在自然條件下極難萌發。隨著人們對其化學成分和藥理作用的不斷深入了解，其需求量也與日俱增;但由于獨蒜蘭植物本身的繁殖能力和對栽種環境的苛刻要求，使得其野生資源極其稀少;因此，提高獨蒜蘭種子的萌發率也是解決獨蒜蘭植物大規模栽種生產的關鍵環節。

該研究通過在培養基中添加適量的NAA和6-BA有利于提高種子的萌發率，這與郭艷芳[10]、曾武清等[11]的研究結果相似。說明適宜濃度的植物生長調節劑6-BA和NAA可以顯著提高獨蒜蘭種子萌發率和促進原球莖的快速生長。

參考文獻

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