國家藥用植物種質(zhì)資源庫中期庫貯存7種藥用植物種子生活力監(jiān)測

金鉞 楊成民 魏建和

[摘要]該文通過測定國家藥用植物種質(zhì)資源庫中期庫中保存4年的桔梗、荊芥、穿心蓮、黨參、黃芩、益母草、冬凌草等7種藥用植物種子發(fā)芽率，分析了種子入庫前后發(fā)芽率的變化情況并評價(jià)了其生活力的變化。結(jié)果表明在中期庫貯藏4年后7種藥用植物的種子發(fā)芽率均下降，除荊芥、黃芩種子發(fā)芽率下降不顯著外，其余5種藥用植物的種子發(fā)芽率顯著下降。桔梗、黨參、冬凌草種子入庫前發(fā)芽率越高，貯藏后發(fā)芽率下降幅度越小，穿心蓮呈現(xiàn)相反的趨勢，荊芥、黃芩各發(fā)芽率區(qū)間下降的幅度大致相同。低溫貯藏能有效地延長了種子壽命，保持了種子活力，有必要積極開展主要藥用植物種子的貯藏特性研究，并制定種子的監(jiān)測方案和更新標(biāo)準(zhǔn)。

[關(guān)鍵詞]中期庫；藥用植物種子；生活力

[Abstract]In order to evaluate seed viability of Platycodon grandiflorum， Schizonepeta tenuifolia， Andrographis paniculat， Codonopsis pilosula， Scutellaria baicalensis， Leonurus japonicus， Rabdosia rubescens， stored in the mediumterm gene bank of the National Medicinal Plant Gene Bank for 4 years， we tested seed germination rate of 7 species of medicinal plant and analyzed the change of significance of levels of the germination rate in pre and post store Seed germination rates of 7 species of medicinal plants were all decreased after 4 years， and the decrease of S tenuifolia and S baicalensis germination rates were much smaller than other species The higher initial germination rate of P grandiflorum， C pilosula， R rubescens seed has the smaller decline of germination rate， but the data of A paniculata showed the opposite trend The rate decline of the germination of S tenuifolia and S baicalensis was roughly the same in different germination rate interval The results showed that low temperature storage could effectively prolong the seed longevity， and maintain the seed vigor Moreover， it is necessary to study on the storage characteristics of the main medicinal plant seeds， and establish the monitoring plan and regeneration standard

[Key words]mediumterm gene bank； medicinal plants； viability

doi：10.4268/cjcmm20160904

藥用植物種質(zhì)資源是國家重要生物戰(zhàn)略資源，是中醫(yī)藥可持續(xù)發(fā)展基礎(chǔ)，但長期的過度開發(fā)利用、生態(tài)環(huán)境惡化等導(dǎo)致大量藥用基因滅絕。因此，加強(qiáng)藥用基因資源的保存、保護(hù)和可持續(xù)利用是中國醫(yī)藥學(xué)發(fā)展迫在眉睫的重要任務(wù)。為了有效地保護(hù)寶貴的種質(zhì)資源，我國于2006年在北京建設(shè)了首個(gè)國家藥用植物種質(zhì)資源庫。目前，完成入庫的野生、栽培藥用植物種質(zhì)近3萬份，3 599種，所有種質(zhì)分成2份，分別貯存在中期庫和長期庫。隨著種質(zhì)資源庫收集和保存的量越來越多，需要對不同種質(zhì)定期進(jìn)行抽樣監(jiān)測，以便更安全的貯藏更多的種質(zhì)和確定各種質(zhì)繁殖更新時(shí)間。但藥用植物種質(zhì)資源保護(hù)工作起步晚，到目前為止沒有系統(tǒng)開展種子生活力監(jiān)測工作。只有桔梗、黃芩、知母、黨參等少數(shù)幾種藥材對比室溫與低溫貯藏下種子活力的變化[15]，由于以往研究試驗(yàn)設(shè)備的限制（以冰箱模擬中期庫條件，但濕度無法恒定），貯藏時(shí)間較短（不超過3年）和測定樣品量少等問題，無法真正揭示出各種藥用植物種子貯存特性。為此，筆者從中期庫保存的24萬份種質(zhì)中抽樣監(jiān)測已貯存4年的7種藥用植物共171份種質(zhì)材料開展初步研究，以明確低溫貯存對7種藥用植物種質(zhì)生活力的影響，為制定藥用植物種質(zhì)監(jiān)測和更新標(biāo)準(zhǔn)提供科學(xué)依據(jù)。

1材料

藥用植物共7種，共計(jì)171份種子材料（表1）。

2方法

21中期庫貯藏條件中期庫貯藏的標(biāo)準(zhǔn)是保證種質(zhì)材料保存15年以上。種子均采用4層鋁箔袋密封包裝，溫度為（-4±1）℃，相對溫度（45±5）%，移動(dòng)式種子架開放保存。

22發(fā)芽方法參照國際植物遺傳資源委員會(huì)（IBPGR）和Ellis推薦的貯存種子生活力監(jiān)測方法進(jìn)行[6]。為了避免種子浪費(fèi)，每份種子用量為《國際種子檢驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)[7]的一半。培養(yǎng)皿中放1層海綿和1層濾紙作為發(fā)芽床，每份50粒種子，3次重復(fù)，置于人工氣候箱內(nèi)發(fā)芽。具體發(fā)發(fā)芽條件是：荊芥、桔梗、黨參和冬凌草種子無需前處理，25 ℃光照8 h，15 ℃黑暗16 h；穿心蓮種子浸種20 h，30 ℃恒溫，光照8 h，黑暗16 h；黃芩種子浸種10 h，25 ℃恒溫，光照8 h，黑暗16 h[8]；益母草浸種24 h，25 ℃恒溫，光照8 h，黑暗16 h。荊芥、黨參、冬凌草、黃芩、穿心蓮、益母草、桔梗種子分別在6，7，7，7，7，10，14 d統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率。觀察記錄正常幼苗、不正常幼苗、新鮮未發(fā)芽、硬實(shí)及死種子的數(shù)量。

發(fā)芽率=（發(fā)芽終期正常幼苗數(shù)/供試種子數(shù)）×100%

23發(fā)芽率下降顯著性判斷依據(jù)由于測定結(jié)果本身含有實(shí)驗(yàn)誤差，依據(jù)《國際種子檢驗(yàn)規(guī)程》中不同送驗(yàn)樣品間發(fā)芽試驗(yàn)一致性的容許差距（表2）來判斷貯藏的種子發(fā)芽率是否出現(xiàn)顯著下降，如果起始測定值與監(jiān)測測定值之差不超過該容許差距，說明發(fā)芽率沒有出現(xiàn)顯著下降，反之則表明種子發(fā)芽率出現(xiàn)了顯著下降。

3結(jié)果與分析

317種藥用植物種子在中期庫貯藏4年后平均發(fā)芽率的顯著性分析7種藥用植物的種子在中期庫貯藏4年后發(fā)芽率均為下降趨勢（表3），其中荊芥、黃芩植物的種子發(fā)芽率下降不顯著，穿心蓮、桔梗等4種植物的種子發(fā)芽率顯著下降，其中黨參、穿心蓮、冬凌草、益母草下降幅度在12%～17%。

327種藥用植物種子的不同發(fā)芽率區(qū)間的發(fā)芽

4討論

通常情況下，種子經(jīng)過良好的干燥處理，降低種子含水量（5%～7%），密封于鋁箔袋、鋁瓶或玻璃瓶中，在低溫環(huán)境中（中期貯藏溫度為-4～4 ℃，長期貯藏溫度為-18 ℃或更低的溫度）予以保存。低溫貯藏利于延長種子壽命、保持活力、并保存原有種質(zhì)的遺傳完整性。中期庫貯藏的桔梗、黃芩、荊芥、黨參等藥材種子發(fā)芽率明顯高于其他室溫或低溫冰箱等條件下種子發(fā)芽率。據(jù)報(bào)道桔梗種子在室溫條件下貯藏年限不超過1年[4]，本研究中桔梗種子4年后平均發(fā)芽率仍為727%，黨參可達(dá)到716%，相比布袋室溫貯藏的黨參（發(fā)芽率為885%）貯藏1年后發(fā)芽率下降為435%，貯藏3年以后則不足10%[5]。黃芩種子在室溫條件下不耐貯藏，當(dāng)年新種子放在牛皮紙袋貯藏于室溫2年后發(fā)芽率即下降為107%[5]，黃芩種子在本研究中發(fā)芽率降低不顯著，表現(xiàn)出較好的耐貯藏特性。在低溫貯藏過程中，種子活力的下降，伴隨著引起遺傳變異。穿心蓮種子經(jīng)過貯藏后，畸形苗大量增加，比例高達(dá)220%，預(yù)示著突變已發(fā)生在貯藏種子中，需要針對不耐貯藏的種子開展深入的保存研究，并重點(diǎn)監(jiān)測不耐貯藏的藥用植物種子，才能長期安全保存藥用植物種質(zhì)資源。

理論上，種子在現(xiàn)代化低溫低濕條件下（長期庫）可以安全保存50年以上，中期庫在15年以上[10]，但是種子在貯藏期間的壽命也會(huì)受到許多因素的影響[11]，不同物種種子的貯藏壽命存在差異[12]，并且隨著種質(zhì)貯藏時(shí)間的延長，種子生活力下降，或由于鑒定、分發(fā)、監(jiān)測及研究利用的消耗，需要對庫存種子進(jìn)行定期或不定期的更新繁殖。國際植物遺傳資源委員會(huì)（IBPGR）建議，在長期庫，入庫起始發(fā)芽率較高（95%）的種子，10年后進(jìn)行第1次監(jiān)測，中期庫為5年，監(jiān)測的間期可根據(jù)經(jīng)經(jīng)驗(yàn)確定[13]。對于大多數(shù)物種，當(dāng)滿足以下條件后要進(jìn)行繁殖更新：①當(dāng)種子活力降到85%以下或降到初始發(fā)芽率的85%；②活種子數(shù)量減少到低于400粒種子時(shí)，異花授粉雜合型種質(zhì)少于1 000粒種子時(shí)；③當(dāng)某一種質(zhì)的種子數(shù)目少于完成繁殖該物種3次所需的種子量時(shí)[14]。藥用植物有上萬種之多，種子多來自野生，因此許多藥用植物種子入庫時(shí)的發(fā)芽率無法達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)。本文只監(jiān)測了中期庫的7種常用大宗的藥用植物種子，其種子入庫的起始發(fā)芽率就差別很大（37%～99%），面對沒有系統(tǒng)地開展生活力監(jiān)測的近3萬余份種質(zhì)，需要在今后的工作中積極開展主要藥用植物的耐貯性研究，才能為藥用植物種子活力監(jiān)測和更新方案提供可靠的參考依據(jù)，以達(dá)到長期安全貯藏藥用植物種質(zhì)資源的目的。

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