不同處理對藏藥波棱瓜種子萌發的影響

孫寧陽+張宏川+王蕾+符小紅+顧健

摘要：為了摸清不同浸種時間、預處理和不同試劑對波棱瓜種子萌發的影響，在種子培養箱中模擬種子萌發環境，研究不同浸種時間（3、6、9、12、15、18、21、24、27 h）、不同預處理（低溫、高溫、超聲波）和不同質量分數的赤霉素（GA3，50～200 mg/L）、6-芐基腺嘌呤（6-BA，10～40 mg/L）、硝酸鉀（KNO3，1 000～4 000 mg/L）及3種試劑混合（6-BA+GA3+KNO3）浸種方法對波棱瓜種子萌發的影響。結果表明，在不同浸種時間下，波棱瓜種子發芽率、發芽勢差異顯著，最佳浸種時間24 h；不同預處理都可以促進種子萌發，在40 kHz強度的超聲波處理60 min后種子萌發有明顯的提高；不同質量濃度的KNO3溶液和赤霉素GA3溶液都能促進波棱瓜種子萌發，6-BA溶液質量濃度升高對波棱瓜種子發芽有一定的抑制作用；混合試劑對波棱瓜種子萌發率不如單一試劑高。波棱瓜的種子采用40 kHz強度的超聲波處理60 min后，用1 000 mg/L KNO3溶液浸泡24 h處理效果最好，發芽率為62.5%。

關鍵詞：波棱瓜；種子；萌發；浸種時間；預處理；GA3；6-BA；KNO3

中圖分類號： S567.041文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2017）07-0143-03

波棱瓜為葫蘆科波棱瓜屬植物，分布于中國青藏高原東部的四川、云南、西藏等地[1]。波棱瓜（Herpetospermum pedunculosum）種子具有清膽熱、瀉肝火、清熱解毒的功效，用于治療肝膽及消化不良等疾病，是藏醫常用藥[2]。近些年來，中醫藥、藏醫藥飛速發展，波棱瓜在中醫臨床、保健食品等方面也有開發的價值，這些因素導致波棱瓜種子的用量日益增加。波棱瓜原植物在青藏高原東南部廣泛分布，但是由于蘊藏量低、自然條件下產量低等原因，遠不能滿足市場需求[3]。

植物在生長過程中重要的一個環節就是種子萌發[4]。實生苗的數量及成活率是植物種群數量的決定性因素[5]。由于波棱瓜種子種皮硬，有發達的角質層，具有較強的休眠性，發芽率極低，因此存在浸種催芽過程中發芽率低、不易發芽、出芽不整齊、人工栽培困難等問題，這些問題對資源保存造成潛在危機[6]。研究表明，不同浸種時間、預處理方式及不同質量濃度的GA3、6-BA、KNO3溶液的處理都可有效打破種子的休眠，可能是因為其軟化種皮，提高種子的通透性并降低種子萌發抑制物的含量，提高了種子活力[7-12]。因此，本試驗以四川省甘孜州瀘定縣波棱瓜種植基地的種子為試驗材料，研究不同浸種時間、不同預處理以及不同質量濃度的試劑處理對波棱瓜種子萌發的影響。

1材料與方法

1.1供試材料

波棱瓜種子于2014年10月購于四川省甘孜州瀘定縣波棱瓜種植基地，分別用游標卡尺隨機測定30粒成熟種子的縱軸和橫軸長度，并分別求得平均值，種子質量是用電子分析天平隨機稱取100粒×8組，并求得平均值。

1.2室內萌發試驗

依次進行不同浸種時間、不同預處理和不同試劑處理對波棱瓜種子萌發的影響試驗。試驗均在培養箱中進行，種子均在萌發試驗前用3% K2MnO4溶液消毒 15 min，然后用蒸餾水沖洗干凈后，按照《國際種子檢驗規程》和《農作物種子檢驗規程》[13]中規定的濾紙培養皿發芽法進行發芽試驗，將處理后的種子均勻置于鋪有2層濾紙的直徑為9 cm的玻璃培養皿中，以蒸餾水保持其濕潤。以2層濾紙作為發芽床，置于玻璃培養皿（直徑11 cm）中，發芽過程中保持濾紙濕潤，種子胚根長度與種子長度相當即為萌發開始，每天記錄萌發的種子數，以連續3 d不再有新的種子萌發為試驗結束標志。

1.2.1浸種時間和種子萌發的關系選取飽滿的波棱瓜種子100粒，置于25 ℃培養箱中進行不同浸種時間試驗，每隔3 h取出種子，用濾紙吸干種子表面的水分，然后放入培養箱中，模擬光強度為3 000 lx，連續光照10 h，再進行14 h黑暗處理進行萌發試驗，每天定時統計萌發數，重復3次試驗。

1.2.2不同預處理和種子萌發的關系對照（CK）：將50粒種子放于鋪有雙層濾紙的培養皿中，加蒸餾水置于25 ℃培養箱內，模擬光強度為3 000 lx，連續光照10 h，再進行14 h黑暗處理，進行萌發試驗，每天定時統計萌發數，重復3次試驗。超聲波預處理：將種子放于盛有蒸餾水的燒杯中，將超聲儀調至40 kHz的強度，超聲波處理60 min，處理后用清水沖洗，按對照的方法進行萌發試驗。熱水處理：將種子分別放入50、70 ℃熱水中，浸泡30 min后，按對照的方法進行萌發試驗。低溫處理：將種子放于2～8 ℃冰箱內，放置5 d后取出種子，用蒸餾水沖洗，按對照的方法進行萌發試驗。

1.2.3不同試劑處理和種子萌發的關系將100粒波棱瓜種子分別浸入KNO3溶液（1 000、2 000、4 000 mg/L）、GA3溶液（50、100、200 mg/L）和6-BA溶液（10、20、40 mg/L）中 25 ℃ 下浸種24 h。浸種后用蒸餾水沖洗干凈，模擬光強度為3 000 lx，連續光照10 h，再進行14 h黑暗處理，進行萌發試驗，每天定時統計萌發數，重復3次試驗。

1.3種子萌發的測定及計算方法

種子萌發指標的測定及計算參照付菁等的方法[14]進行。種子發芽率指萌發種子數占參試種子總數的比例，可以表示群體種子形成幼苗的潛勢，計算公式：發芽率（GR）=發芽種子數/供試種子數×100%；發芽勢指種子發芽達到高峰時的萌發率，計算公式：發芽勢（GP）=發芽高峰期發芽的種子數/供試種子數×100%。

1.4數據處理

所有數據均采用“平均值±標準差”表示，運用 SPSS 18.0 進行方差分析和多重比較。

2結果與分析

2.1種子大小和千粒質量

波棱瓜種子為淡褐色，種皮粗糙，較堅硬，種子飽滿，長（13.6±0.94）mm、寬（5.6±0.46）mm，千粒質量（10.2±0.49）g。

2.2浸種時間對波棱瓜種子萌發的影響

波棱瓜種子的萌發與浸種時間有密切關系。表1結果顯示，波棱瓜種子發芽率、發芽勢在不同浸種時間下表現出顯著差異（P<0.05）。3 h條件下波棱瓜種子的發芽率僅為8%，24 h條件下則達到30%，是3 h條件下的3.75倍。綜上可知，在浸種24 h條件下，波棱瓜種子的發芽率均高于其他浸種時間，發芽勢在24 h和27 h浸種時間處理間僅差1百分點，綜合考慮波棱瓜種子的最適宜浸種時間為24 h。

2.3不同預處理對種子發芽的影響

從圖1可以看出，不同預處理對波棱瓜種子的發芽率和發芽勢的影響存在顯著差異（P<0.05），其中超聲波處理后種子發芽率顯著提高，為56%；其次是對照組和50 ℃熱水處理的種子，發芽率分別為29%、26%；再次是4 ℃低溫和 70 ℃ 處理后的發芽率僅為23%、18%。說明波棱瓜種子萌發預處理應選擇40 kHz強度的超聲波處理60 min。

2.4不同試劑處理對種子萌發的影響

2.4.1KNO3對波棱瓜種子萌發的影響從表2可知，不同質量濃度KNO3溶液處理對波棱瓜種子的萌發有一定的促進作用。方差分析結果表明，不同質量濃度的KNO3溶液對波棱瓜種子發芽勢和發芽率的影響有顯著差異。在本試驗條件下，波棱瓜種子的最適質量濃度是1 000 mg/L KNO3，處理后發芽勢和發芽率分別比對照提高16、33.5百分點，與對照差異顯著。隨著KNO3質量濃度的提高，發芽率逐漸降低，當質量濃度達到4 000 mg/L時，發芽率比對照提高11百分點。

2.4.2GA3對波棱瓜種子萌發的影響從表3可知，不同質量濃度GA3溶液處理對波棱瓜種子的萌發有一定的促進作用。方差分析結果表明，溶液為50、200 mg/L的溶液對波棱瓜種子發芽勢和發芽率的影響有顯著差異。在本試驗條件下，波棱瓜種子的最適發芽質量濃度為50 mg/L，在該質量濃度下處理的種子，發芽勢和發芽率分別比對照提高12、27百分點，并且發芽率與其他質量濃度處理差異顯著。

2.4.36-BA對波棱瓜種子萌發的影響從表4可知，10、20 mg/L質量濃度6-BA溶液對波棱瓜種子發芽率和發芽勢影響不顯著，而40 mg/L 6-BA溶液顯著抑制了波棱瓜種子的發芽率和發芽勢。波棱瓜種子在10 mg/L 6-BA處理時發芽最好，處理后發芽率比對照提高8百分點。較低質量濃度的6-BA對波棱瓜種子萌發有一定程度的促進作用，但較高質量濃度有一定的抑制作用。

2.4.43種試劑混合處理對波棱瓜種子萌發的影響從表5可知，3種試劑混合處理也能使波棱瓜種子發芽率有不同幅度提高。其中混合KNO3+6-BA試劑處理后的種子發芽率為42.5%，與對照相比差異顯著，但是低于KNO3單一試劑處理；其次是混合KNO3+GA3試劑處理后的種子發芽率為385%，與對照差異顯著；最后混合6-BA+GA3和KNO3+GA3+6-BA試劑處理后的種子發芽率分別為31.2%和30.0%，與對照差異不顯著。

3結論與討論

3.1種子最佳的浸種時間

本試驗結果表明，不同浸種時間對波棱瓜種子發芽率的影響存在顯著差異，浸種24 h發芽率最好，浸種時間過短或過長對種子萌發都有一定的影響。由于種子在發芽過程中要吸收水分，用來活化種胚內部的蛋白質、酶等物質，因此如果浸種時間太短，吸水不足，細胞器活化慢，種子萌動受到影響，從而不利于發芽[15]；如果浸種時間過長，水中氧氣少會導致種子無氧發酵現象的發生，造成種子出苗率偏低[16]。

3.2種子最佳的預處理

本研究表明，超聲波處理可以促進種子萌發，因為超聲波可以使種子表面的蠟質層變薄或者使蠟質層與種皮分離，提高種子的通透性，打破種子休眠。有文獻報道長鄂雞眼草種子用80 ℃熱水處理時對種子損傷較大，以50 ℃保溫15 min或是60 ℃保溫10 min最好。本研究對波棱瓜種子進行熱水處理，種子發芽率都不如超聲波處理的高，可能是因為50 ℃熱水不能打破種子的休眠而70 ℃熱水又會破壞種子內的活性物質，所以預處理最好的方式就是用40 kHz強度的超聲波處理60 min。

3.3浸泡種子的最佳試劑

1 000 mg/L KNO3可以促進波棱瓜種子萌發，其促進作用可能是因為在該質量濃度下有效利用的鉀離子較多，種子在發芽的過程中需要大量的蛋白質，而鉀離子能促進蛋白質的合成，當鉀離子充足時，形成的蛋白質較多，從而為種子的發芽提供所需的各種蛋白質，同時在細胞內鉀離子可作為丙酮酸激酶、果糖激酶、蘋果酸脫氫酶、琥珀酸脫氫酶、淀粉合成酶等60多種酶的激活劑。

低質量濃度的GA3對種子萌發有一定的促進作用，可能是因為低質量濃度GA3可有效解除波棱瓜種子的休眠。GA3的加入可有效改變種子內的激素比例，促使本來處于休眠狀態的種胚恢復伸長生長的能力，促使種子萌發。

6-BA是細胞分裂素，用其浸種能促進種子萌發，而用高質量濃度的6-BA浸泡波棱瓜種子卻抑制了種子的萌發，可能的原因是波棱瓜種子自身含有較高6-BA，處理后使其對種子萌發產生抑制；種子中的內含物與6-BA作用，產生對種子萌發抑制的中間產物，具體機理尚不清楚，有待進一步研究。

3種試劑混合處理對種子萌發都有不同程度的促進作用，其中有硝酸鉀組的混合試劑對種子的萌發比其他幾組好，3種試劑混合不如2種試劑混合的效果好，可能是因為混合試劑中硝酸鉀所占的質量濃度高，而硝酸鉀又是種子萌發過程中必需的物質，所以有硝酸鉀組的種子萌發率高，至于幾種試劑在種子萌發過程是否有相互作用，有待進一步研究。

綜上所述，不同預處理對波棱瓜種子都有不同程度的促進作用，但用40 kHz強度的超聲波處理60 min效果最好；不同質量濃度KNO3及低質量濃度的GA3試劑對波棱瓜種子均有一定的有促進作用，但高質量濃度的6-BA對種子的萌發有一定的抑制作用。在種植過程中用40 kHz強度的超聲波處理60 min，然后1 000 mg/L KNO3浸種24 h，可以有效打破波棱瓜種子的休眠，能夠提高種子的發芽率。

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