不同預處理及光照條件對黃芪種子萌發的影響

許陶瑜 ，郭淑紅 ，田洪嶺 ，吳昌娟 ，郝耀鵬 ，裴帥帥

（1.山西省農業科學院經濟作物研究所，山西 汾陽 032200；2.山西大學生物工程學院，山西 太原 030006）

黃芪是黃芪屬植物，別名綿芪，為多年生植物，植株高1 m左右。其干燥根藥用，主要分布在山西、內蒙古、甘肅、黑龍江等地[1]。黃芪是珍貴的中藥材，廣泛應用于中成藥。黃芪含有酮類、皂苷及多種微量元素，因性溫和，是補氣養血的圣藥[2-3]。由于過度采集，野生資源幾近枯竭，無法滿足市場需求。大面積栽培黃芪成為解決黃芪藥材不足的有效途徑[4]。

在栽培黃芪過程中，黃芪種子硬實及內源抑制物質的存在導致黃芪發芽率極低，大約只有20%，嚴重制約了黃芪的大規模種植和生產。如何打破黃芪種子的休眠、提高發芽率，是實現黃芪規模化生產的重要途徑[5-9]。近年來，有關黃芪的研究主要集中在化學有效成分、藥理作用[10-11]等方面，對黃芪種子處理主要是采用浸種、沙培等方法，這些方法大大提高了黃芪的發芽率，然而關于黃芪種子萌發的光照條件卻鮮有報道。

本研究設置了7個黃芪種子預處理[9-12]，分別在全光照和全黑暗條件下進行萌發試驗，進而篩選黃芪萌發的適宜條件和光照，為黃芪生產實踐中的繁育和育苗栽培提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試材料為采自山西省農業科學院經濟作物研究所藥材基地的當年生蒙古黃芪種子，其千粒質量為6.52 g，種子經山西省農業科學院經濟作物研究所田洪嶺研究員鑒定。

1.2 試驗方法

將黃芪種子浸泡在高壓滅菌鍋中滅菌10min[13]，然后用清水沖洗后取出，對黃芪種子進行不同方法的預處理。試驗共設7個預處理：處理A1.環割法，去除黃芪中的雜質，將黃芪種子浸泡15 min后，用解剖刀輕輕環割種子，以不傷害胚為宜；處理A2.沙培法，將黃芪種子與沙按照1∶3～4混合均勻，放在研缽中充分研磨，直到黃芪種子的釉質變暗為止；處理A3.清水浸種法，即將黃芪種子置于蒸餾水中常溫浸泡24 h；處理A4.硫酸浸種法，將黃芪種子置于65%硫酸溶液中浸泡1 h，再在流水中清洗種子3～4次；處理A5.赤霉素浸種法，將黃芪種子置于200 mg/kg赤霉素溶液浸種18 h，在流水中清洗種子3～4次；處理A6.雙因素組合浸種法，將黃芪種子先置于65%硫酸溶液浸泡1 h[12，14]，在流水中清洗種子3～4次后，再置于200 mg/kg赤霉素溶液浸種18 h，然后再在流水中清洗種子3～4次；處理A7.對照，未作任何處理（CK）。

將經過不同預處理的種子晾干待用。將備好的種子放在鋪好2張濾紙的培養皿中，培養皿直徑20 cm，每個培養皿放置種子100粒，然后將培養皿放到人工智能氣候恒溫箱中培養，光照條件為全光照（光強 5 000 lx）（B1）和全黑暗（B2），每天 17：00更換蒸餾水和濾紙，同時觀察統計各培養皿發芽數，將發霉變質的種子去掉，20 d后結束[15-17]，不同方法的預處理和光照條件分別重復3次。

1.3 測定項目及方法

每天觀察并記錄培養皿中的種子當日發芽數，第10天作為統計發芽勢的截止日，第20天為統計種子發芽率和發芽指數的截止日。計算黃芪種子的發芽率、發芽勢和發芽指數。

發芽率＝發芽率統計截止日培養皿中種子發芽總數/培養皿中供試種子數×100%；發芽勢＝發芽勢統計截止日培養皿中種子發芽總數/培養皿中供試種子數×100%；發芽指數＝∑Gt/Dt。其中，Gt表示不同天數內種子發芽數，Dt表示發芽日數。

1.4 數據分析

試驗數據采用SPSS17.0，Excel2010和SigmaPlot進行統計分析。不同處理間的顯著性按照LSD法在95%置信水平下進行檢驗。

2 結果與分析

2.1 全光照和全黑暗條件下不同預處理對黃芪種子發芽的影響

由表1可知，在全光照條件下和全黑暗條件下，不做預處理的黃芪種子各項指標都最低。在各項預處理中，雙因素組合浸種法（A6）各項指標最高。發芽率方面，不同預處理間差異顯著，不同處理發芽率高低順序為A6＞A5＞A3＞A4＞A1＞A2＞A7（CK），與對照相比，不同處理均可以顯著提高發芽率，其中，雙因素組合浸種法（A6）對黃芪發芽率的提高最大，其次為赤霉素浸種法（A5）；雙因素組合浸種法（A6）發芽勢最高，即雙因素組合浸種法不僅可以提高黃芪總的發芽率，而且可以提早打破黃芪休眠，促進黃芪提早發芽；不同預處理間發芽指數也存在顯著差異，預處理A6，A5的發芽指數顯著高于其他處理，說明赤霉素的存在可以提早打破休眠，促進黃芪種子提早發芽。

表1 不同光照條件下預處理黃芪種子的發芽結果

2.2 不同預處理和光照條件對黃芪種子發芽率影 響的方差分析

表2 黃芪發芽率的方差分析

表3 黃芪發芽勢的方差分析

表4 黃芪發芽指數的方差分析

由表2～4可知，通過對黃芪發芽率、發芽勢、發芽指數的方差分析，變異來源為光照因素時，均有F＜F0.01，表明全光照和全黑暗條件對黃芪種子萌發的影響不顯著[18-19]。黃芪種子發芽對光照不敏感，屬于光不敏感型。

3 討論與結論

導致黃芪種子發芽率低的2個因素是黃芪種皮硬實和種內內源抑制物質的存在。可以通過機械破種、浸種、化學處理等方法對黃芪種子進行預處理來提高黃芪種子發芽率[20-21]。本研究結果表明，環割法、沙培法、清水浸種法、硫酸浸種法、赤霉素浸種法和雙因素組合浸種法均可大幅提高黃芪種子發芽率，其中，環割法、沙培法可以打破黃芪種皮的物理限制，浸種法可能是由于浸泡溶解了黃芪種子內的水溶性抑制物質，解除了內源物質對種子萌發的抑制，從而提高了黃芪種子發芽指數，提高了出苗率；雙因素組合浸種法發芽率高的原因可能是由于硫酸浸泡軟化了黃芪種皮，赤霉素浸泡溶解了部分黃芪內源抑制物質，同時促進了胚的萌發。

本研究表明，不同的物理和化學處理方法均可以打破黃芪種子的休眠，雙因素組合浸種法與清水浸種法間黃芪種子萌發率達到顯著水平。在生產實踐中，可以采用在200 mg/kg赤霉素溶液浸種18 h的方法來提高黃芪種子的發芽率，清水浸泡24 h也可以作為黃芪規模化栽培種子處理的常規方法之一。

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