濃硫酸與溫水浸種對決明子萌發的影響研究

王景儀，孫寧，王妍，楊文琪，潘志達

?

濃硫酸與溫水浸種對決明子萌發的影響研究

王景儀，孫寧通信作者，王妍，楊文琪，潘志達

（天津農學院農學與資源環境學院，天津 300384）

決明子是具較高醫療養生價值的中草藥之一，屬于硬實種子，因發芽率低導致其產量也較低。本文利用溫水和不同濃度的濃硫酸浸種處理對種皮進行軟化，發芽后檢測決明子的發芽勢、發芽率、葉綠素含量、游離脯氨酸含量等指標。結果表明：決明子在80%濃硫酸中浸種20 min或60 ℃溫水浸種2 h處理下，發芽率均達95%以上，并可明顯的促進幼苗的初期生長。

決明子；種皮軟化；發芽率；幼苗

決明子是豆科植物決明（L.）的成熟干燥種子，作為一種重要的中草藥，因其有明目之功效而名。決明子的藥材功效較多，可用于治療目赤澀痛、羞明多淚、頭痛眩暈、目暗不明、大便秘結；有清肝明目、潤腸通便、降脂減肥之功效[1]。

決明子為硬實性種子，其種皮堅硬且外披蠟質層，因此種子吸水膨脹困難，易造成發芽率低且萌發不整齊，傳統生產或試驗中常采用機械損傷法和化學藥劑處理損傷法，但常出現由于損傷或處理不當造成種子內部結構受損而影響萌發的情況[2-3]。本試驗對決明子進行濃硫酸處理和不同溫度浸種處理，在培養期間對發芽率、發芽勢、發芽指數、活力指數、葉綠素含量和游離脯氨酸含量進行測定，通過對決明子硬實和萌發特性的研究，以探尋軟化種皮、打破種子硬實、提高種子萌發率、生產壯苗的方法，為提高決明子成苗力、獲得穩產高產打下基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

選取大小均勻且顆粒飽滿的決明子，用0.1%的NaClO浸泡消毒10 min，無菌水清洗4次，將種子表面的水吸干備用。

1.2 方法

1.2.1 種皮軟化處理

將預處理的種子分別進行濃硫酸處理和溫水浸種處理。將種子分別用40%、60%、80%濃硫酸浸泡20 min，處理后用蒸餾水清洗，對照組（CK）用蒸餾水處理。另將決明子分別浸泡于3種溫度（40、60、80 ℃）水浴條件下，以室溫（25 ℃）冷水浸泡為對照組，各組分別處理為10 min、30 min、2 h。

1.2.2 生長指標的測定

將各處理種子放入培養皿，每皿兩層濾紙，設3次重復。將種子置于25 ℃恒溫培養室中進行光照培養，試驗過程中保持發芽紙濕潤，每天觀察記錄種子發芽情況。以決明子突破種皮的胚軸長度達到種子自身長度為發芽標準，若連續3 d發芽種子數目沒有增長，則視為發芽完全。統計發芽率、發芽勢、發芽指數及活力指數等萌發情況，并測定幼苗鮮重、葉綠素含量（Arnon比色法）和游離脯氨酸含量（Troll酸性茚三酮顯色法）。

發芽勢：初次記錄時間內發芽的種子數占供試種子數的百分率。

發芽指數=∑（/），其中：為時間內的發芽數，為相應的發芽日數。

活力指數=發芽指數×單株重（g）

發芽率（%）=發芽個數÷接種個數×100

2 結果與分析

2.1 濃硫酸處理對決明子發芽與幼苗生長的影響

利用濃硫酸較強的腐蝕特性對種皮進行腐蝕和劃傷，起到軟化種皮的作用。由表1、圖1可以看出，用濃硫酸處理能顯著促進決明子的萌發，其中80% H2SO4處理效果明顯，發芽率達到了95.7%，活力指數高于對照171.3%。說明高濃度H2SO4處理能顯著地促進幼苗胚軸和胚根的生長，并可加快子葉的展開速度，用80% H2SO4處理的幼苗的單株鮮重高于對照34.5%。

表1 濃硫酸對決明子發芽及早期幼苗生長的影響

注：表中字母表示差異顯著性（α=0.05）

a??????????b

（a為80%濃硫酸處理；b為對照）

2.2 不同浸種溫度對決明子發芽與幼苗生長的影響

與對照相比較，溫水浸種處理均能提高決明種子的發芽率及種子活力，但不同浸種溫度和時間對決明種子發芽率有不同影響。由圖2～圖4可知，在水溫25（CK）、40、60 ℃浸種條件下，發芽率與浸種時間基本呈正向關系；80 ℃溫水浸種條件下，發芽率隨浸種時間的延長而降低，可能是由于浸種溫度過高、時間過長（80 ℃、2 h）對種子造成損傷，影響了發芽率。各處理中，以60 ℃的溫水中浸泡2 h處理的決明種子發芽率最高，達到97.6%。

圖2 浸種溫度對決明子發芽率與發芽勢的影響

圖3 浸種溫度對決明子發芽指數的影響

圖4 浸種溫度對決明子活力指數的影響

2.3 濃硫酸與溫水浸種對幼苗葉綠素含量和游離脯氨酸含量的影響

2.3.1 濃硫酸對決明幼苗葉綠素含量的影響

用不同濃度的濃硫酸處理的決明子，其幼苗葉綠素含量均明顯高于對照。本試驗表明，隨著濃硫酸濃度的增加，葉綠素含量呈上升趨勢（見圖5）。

圖5 濃硫酸浸種對幼苗葉綠素含量的影響

2.3.2 不同溫度浸種處理對決明幼苗葉綠素含量的影響

經過不同溫度、不同時間的浸種處理，決明幼苗的葉綠素含量與對照均無顯著差別，均在9.25 mg/g左右，說明不同溫度浸種處理對決明子幼苗葉綠素含量幾乎無影響（圖6）。

圖6 不同溫度浸種對幼苗葉綠素含量的影響

2.4 種皮軟化方式對決明幼苗游離脯氨酸含量的影響

植物在脅迫條件下體內會積累大量的脯氨酸，且脯氨酸含量會隨著脅迫時間的延長逐漸增多，因此植物體內的脯氨酸含量常常作為檢測各種生長條件下植物生長活性的一個重要參考指標。本試驗中，種皮軟化方式對決明幼苗中游離脯氨酸含量的影響如表2所示。

表2 不同種皮軟化方式對幼苗游離脯氨酸含量的影響

由表2可以看出，在各種條件下處理的決明子的幼苗游離脯氨酸含量與對照相比并不顯著，只有個別處理的游離脯氨酸含量略有增加（80% H2SO4），可能在濃H2SO4處理種子后清理有些許殘留，造成幼苗后期生長的游離脯氨酸含量增加。

3 小結

3.1 化學試劑和溫水浸種處理對種子萌發的作用

種子的發芽率是決定種子品質優劣的重要指標之一。發芽率、發芽勢高的種子在播種時可以提高出苗率、成苗率，提高種苗的整齊度，不延誤作物生長季節，促進豐收[4]。通過軟化種皮，打破決明子休眠，提高發芽率及促進幼苗早期生長就顯得尤為重要。

H2SO4、KOH和KNO3等比較常用的種皮軟化處理劑，是通過腐蝕種殼使之變薄，或消除珠孔等部位的堵塞物等途徑，來增強種胚與外界的通透性，進而提高發芽率和加快發芽速率[5]。為提高硬實種子的發芽率、促進幼苗的早期生長發育，在試劑軟化種皮處理中，濃硫酸等腐蝕溶液浸種是一種有效方法。有研究[5-6]報道：適宜濃度的濃硫酸處理在能夠顯著提高樹莓種子發芽率的同時，對幼苗的生長也具有很好的促進作用。本試驗結果表明，用80%濃硫酸處理決明子，可使其萌發迅速，在1～2 d內全部發芽；適宜濃度的濃硫酸能顯著地提高決明子的發芽率和發芽勢，具有提高種子迅速整齊出苗的能力。

本試驗中，決明子以60 ℃溫水浸種2 h處理萌發效果最佳，且種子發芽率高于濃硫酸處理。溫水處理更容易使決明種子種皮軟化，且隨著浸種時間的延長，決明子的吸水程度有所增高，增加了決明子的發芽率。從農業生產的角度來看，相對于化學試劑軟化種皮，溫水浸種處理操作簡單、成本低廉，對實際生產更具指導意義。

3.2 決明幼苗葉綠素和游離脯氨酸含量的研究意義

葉綠素是葉綠體的重要組成部分，是植物光合作用的重要物質基礎。葉綠素的含量與植物的光合作用有著密切的關系。葉綠素含量高，則葉片的生理活性高，進而促進光合作用；含量低則造成葉片衰老，光合作用能力也隨之降低。而脯氨酸常作為植物對逆境響應的檢測指標之一，在一定程度上，植物體內的脯氨酸含量反映了植物體受脅迫影響的程度，并可以作為植物對逆境響應的一個參考指標。

本試驗通過試劑處理和浸種處理來軟化種皮，在提高發芽率的同時，也力求對決明幼苗的早期生長起到促進作用，進而培育壯苗。幼苗中葉綠素和游離脯氨酸的含量多少能反映幼苗的生長狀況，可以通過這兩個指標判斷各處理方式對幼苗早期生長所起的作用與影響。

[1] 明?蘭茂. 滇南本草整理組. 滇南本草（卷2）[M]. 2版.昆明：云南人民出社，1975.

[2] 張春平，何平，杜丹丹，等. 決明種子硬實及萌發特性研究[J]. 中草藥，2010，41（10）：1700-1704.

[3] 衛士美，王量. 黃芪種子處理技術[J]. 種子科技，2010（11）：41-42.

[4] 馮文麗，蔡曉紅，馬瑜. 不同浸種處理對決明子發芽率的影響[J]. 中藥與臨床，2012，3（2）：10-11.

[5] 段修安. 不同化學藥劑處理對樹莓種子發芽率和幼苗株高的影響[J]. 云南農業大學學報，2007，22（3）：457-458.

[6] 張玉平，許奕華，魯韌強，等. 濃硫酸處理黑莓種子的發芽試驗[J]. 北方園藝，2008（1）：44-45.

責任編輯：楊霞

Effects of Concentrated Sulfuric Acid and Warm Water Soaking on the Seeds Germination of

WANG Jing-yi, SUN NingCorrespongding Author, WANG Yan, YANG Wen-qi, PAN Zhi-da

（College of Agronomy and Resource Environment, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China）

is one of the Chinese herbal medicines with high value of medical health. The seed ofis belonging to hard seeds, which results in the lower germination rate while the low yield. Warm water and different concentrated H2SO4were used to soften seed-coat; and the indexes, such as its seeds’ germination potential, germination rate, chlorophyll content, free proline content, etc. were measured after the seeds germinating. The results showed that the seed germination rate was up to 95% under the soaking treatment of 80% H2SO4with 20 min or 60 ℃water with 2 h, and it could obviously promote the initial growth of seedlings.

L.; seed -coat softening; germination rate; seedlings

1008-5394（2017）01-0005-03

S567.239

A

2016-01-05

天津市科技支撐計劃項目“非洲紫羅蘭新品種的引進及培育技術的研究”（09ZCKFNC01600）；天津市級大學生創新創業訓練計劃項目“決明子離體培養及細胞懸浮系的建立”（201510061050）；天津農學院精品課程建設項目“植物細胞工程”（無編號）

王景儀（1994-），女，江蘇徐州人，學士，主要從事植物組織培養方面的工作。E-mail：649562049@qq.com。

孫寧（1979-），女，河北承德人，高級實驗師，碩士，主要從事生物技術方面的教學與研究工作。E-mail：sning79@sina.com。