國家藥用植物種質資源庫中期庫貯存7種藥用植物種子生活力監測

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種藥用植物種子發芽率，分析了種子入庫前后發芽率的變化情況并評價了其生活力的變化。結果表明在中期庫貯藏4年后7種藥用植物的種子發芽率均下降，除荊芥、黃芩種子發芽率下降不顯著外，其余5種藥用植物的種子發芽率顯著下降。桔梗、黨參、冬凌草種子入庫前發芽率越高，貯藏后發芽率下降幅度越小，穿心蓮呈現相反的趨勢，荊芥、黃芩各發芽率區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，并制定種子的監測方案和更新標準。

[關鍵詞]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

藥用植物種質資源是國家重要生物戰略資源，是中醫藥可持續發展基礎，但長期的過度開發利用、生態環境惡化等導致大量藥用基因滅絕。因此，加強藥用基因資源的保存、保護和可持續利用是中國醫藥學發展迫在眉睫的重要任務。為了有效地保護寶貴的種質資源，我國于2006年在北京建設了首個國家藥用植物種質資源庫。目前，完成入庫的野生、栽培藥用植物種質近3萬份，3 599種，所有種質分成2份，分別貯存在中期庫和長期庫。隨著種質資源庫收集和保存的量越來越多，需要對不同種質定期進行抽樣監測，以便更安全的貯藏更多的種質和確定各種質繁殖更新時間。但藥用植物種質資源保護工作起步晚，到目前為止沒有系統開展種子生活力監測工作。只有桔梗、黃芩、知母、黨參等少數幾種藥材對比室溫與低溫貯藏下種子活力的變化[15]，由于以往研究試驗設備的限制（以冰箱模擬中期庫條件，但濕度無法恒定），貯藏時間較短（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24萬份種質中抽樣監測已貯存4年的7種藥用植物共171份種質材料開展初步研究，以明確低溫貯存對7種藥用植物種質生活力的影響，為制定藥用植物種質監測和更新標準提供科學依據。

1材料

藥用植物共7種，共計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準是保證種質材料保存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）%，移動式種子架開放保存。

22發芽方法參照國際植物遺傳資源委員會（IBPGR）和Ellis推薦的貯存種子生活力監測方法進行[6]。為了避免種子浪費，每份種子用量為《國際種子檢驗規程》規定標準[7]的一半。培養皿中放1層海綿和1層濾紙作為發芽床，每份50粒種子，3次重復，置于人工氣候箱內發芽。具體發發芽條件是：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統計發芽率。觀察記錄正常幼苗、不正常幼苗、新鮮未發芽、硬實及死種子的數量。

發芽率=（發芽終期正常幼苗數/供試種子數）×100%

23發芽率下降顯著性判斷依據由于測定結果本身含有實驗誤差，依據《國際種子檢驗規程》中不同送驗樣品間發芽試驗一致性的容許差距（表2）來判斷貯藏的種子發芽率是否出現顯著下降，如果起始測定值與監測測定值之差不超過該容許差距，說明發芽率沒有出現顯著下降，反之則表明種子發芽率出現了顯著下降。

3結果與分析

317種藥用植物種子在中期庫貯藏4年后平均發芽率的顯著性分析7種藥用植物的種子在中期庫貯藏4年后發芽率均為下降趨勢（表3），其中荊芥、黃芩植物的種子發芽率下降不顯著，穿心蓮、桔梗等4種植物的種子發芽率顯著下降，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芽率區間的發芽

4討論

通常情況下，種子經過良好的干燥處理，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、黨參等藥材種子發芽率明顯高于其他室溫或低溫冰箱等條件下種子發芽率。據報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年后平均發芽率仍為727%，黨參可達到716%，相比布袋室溫貯藏的黨參（發芽率為885%）貯藏1年后發芽率下降為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，當年新種子放在牛皮紙袋貯藏于室溫2年后發芽率即下降為107%[5]，黃芩種子在本研究中發芽率降低不顯著，表現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。穿心蓮種子經過貯藏后，畸形苗大量增加，比例高達220%，預示著突變已發生在貯藏種子中，需要針對不耐貯藏的種子開展深入的保存研究，并重點監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資源。

理論上，種子在現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]，并且隨著種質貯藏時間的延長，種子生活力下降，或由于鑒定、分發、監測及研究利用的消耗，需要對庫存種子進行定期或不定期的更新繁殖。國際植物遺傳資源委員會（IBPGR）建議，在長期庫，入庫起始發芽率較高（95%）的種子，10年后進行第1次監測，中期庫為5年，監測的間期可根據經經驗確定[13]。對于大多數物種，當滿足以下條件后要進行繁殖更新：①當種子活力降到85%以下或降到初始發芽率的85%；②活種子數量減少到低于400粒種子時，異花授粉雜合型種質少于1 000粒種子時；③當某一種質的種子數目少于完成繁殖該物種3次所需的種子量時[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的發芽率無法達到此標準。本文只監測了中期庫的7種常用大宗的藥用植物種子，其種子入庫的起始發芽率就差別很大（37%～99%），面對沒有系統地開展生活力監測的近3萬余份種質，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測和更新方案提供可靠的參考依據，以達到長期安全貯藏藥用植物種質資源的目的。

[參考文獻]

[1]唐秀光，秦淑英，宋珍，等. 不同貯藏方法對3 種藥用植物種子發芽率的影響[J]. 河北林果研究，2001，16（2）：133.

[2]郭巧生， 趙榮梅， 董其亭，等. 不同貯藏方法對桔梗種子生命力影響的初步研究[J]. 中國中藥雜志，2007，32（14）：1455.

[3]王君山， 張亮， 田冰潔. 包裝材料對知母等幾種藥用植物種子發芽率的影響[J] . 河北林果研究，2003， 18（3）：259.

[4]陳瑛. 實用中藥種子技術手冊[M] . 北京：人民衛生出版社，1999.

[5]王輝霞. 不同貯藏年限和貯藏方法對黨參種子發芽的影響[J]. 農業科技與信息，2007（11）：41.

[6]Ellis R H， Roberts E H， Whitehead J. A new， more economic and accurate approach to monitoring the viability of accessions during storage in seed banks [J]. Plant Gen Res Newslett， 1980， 41： 3.

[7]國際種子檢驗協會. 1996國際種子檢驗規程 [M]. 北京： 中國農業出版社， 1996.

[8]張志梅，周應群，曹海祿，等. 黃芩種子的發芽條件研究[J]. 中國現代中藥， 2011，13（2）： 23.

[9]李玲梅，李明. 不同處理方法對穿心蓮種子萌發影響的初步研究[J]. 廣東藥學院學報，2011（27）：371.

[10]Roberts E H. Seed ageing： the genome and its expression [M]//Nooden L D，Leopold A C. Senescence and ageing in plants. Salt Lake City：Academic Press， 1998： 465.

[11]Specht C E， Freytag U， Hammer K， et al. Survey of seed germinability after longterm storage in the Gatersleben genebank （part 2） [J]. Plant Gen Res Newslett， 1998， 115： 39.

[12]Walters C， Wheeler L M， Grotenhuis J M. Longevity of seeds in a genebank： species characteristics [J]. Seeds Sci Res， 2005，15： 1.

[13]IBPGR. Advisory committee on seed storage： report of the third meeting [M]. Rome： IBPGR， 1985：85.

[14]陳叔平. 種質資源低溫保存原理與技術[M]. 北京：中國農業科技出版社，1995：177. [責任編輯呂冬梅]