滇黃精種子的繁育特性

王 苑，李錦鵬，吳冬艷，郭 襄，廖 波，周 麗

(興義民族師范學院，貴州興義 562400)

滇黃精(PolygonatumkingianumColl.et Hemsl)別稱大黃精、老虎姜，為百合科黃精屬多年生草本植物，主產于我國貴州、廣西、云南等省(區)，其根狀莖肥大，呈塊狀或結節狀，株型高大，產量高[1]，是中藥黃精的重要基原植物之一，具有補氣養陰、健脾、潤肺、益腎等功效，常用于治療脾胃虛弱、體倦乏力、口干食少、肺虛燥咳、精血不足、內熱消渴等癥，對糖尿病有療效。滇黃精藥理作用表明，它具有擴張血管、促進血液偱環、降低血壓等作用，對腎上腺素引起的血糖過高有抑制作用，能防止粥樣動脈硬化，對肝臟脂肪浸潤有一定作用，對傷寒桿菌、結核桿菌、金黃色葡萄球菌及皮膚真菌有抑制作用，具有促進免疫功能，且能增強人體抗病、抗衰老能力。

滇黃精用途廣泛，隨著其用量逐年增加，其野生資源已不能滿足市場需求，加上多年來只挖不種，滇黃精野生資源蘊藏量銳減。人工栽培滇黃精需要2年或2年以上才能收獲，而采取常規方法播種時滇黃精種子萌發率相對較低，且相關研究較少。本試驗通過研究滇黃精種子的繁殖生物學特性，以期為滇黃精人工栽培奠定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與儀器

試驗在貴州省興義民族師范學院生物學實驗室和栽培大棚內進行，于2015年11中旬果實開始發白時采收滇黃精果實。主要儀器設備有智能人工氣候培養箱、培養皿、電子天平、顯微鏡等。

1.2 滇黃精花、果實、種子的生物學特性

以校園內人工栽培的滇黃精為材料，測量塊莖直徑為 5～6 cm植株上的花，每株測30朵花，重復3次；子房及種子采用常規石蠟制片法制片，用鐵礬-蘇木精染色法染色，用加拿大樹膠封片，在Olympus顯微鏡下觀察并拍照。隨機選取30個滇黃精成熟果實，用天平稱單果質量，用游標卡尺測量果實縱、橫徑，重復3次，計算平均值和標準誤差。隨機選取1 000粒種子，用精準度為0.01 g的天平稱質量，重復3次，計算平均值和標準誤差。

1.3 不同貯藏方法對種子萌發的影響

試驗共設8個處理(表1)，將成熟果實用0.1%HgCl2消毒，無菌水清洗3遍；隨機分為3組，密封保存于經滅菌的組培瓶中，滅菌后的果實不會發霉或腐爛，保存在瓶子中果實不易失水，有助于種子的保濕，分別于4、25 ℃和自然條件下貯藏，處理編號分別為Z1、Z2、Z3；將成熟果實清洗干凈，分別直接放置于4、25 ℃和自然條件下貯藏，此時果實自然緩慢失水，種子處于半干狀態，處理編號分別為Z4、Z5、Z6；采用人工取種，對種皮有一定損傷，取種后自然風干貯藏，處理編號為Z7；發酵取種法，對種皮無損傷，取種后自然風干貯藏，處理編號為Z8。將各類種子播種于直徑為1 mm的沙中，濕度保持在45%～50%，溫度為25 ℃，每個處理種子數30粒，重復3次。播種后20 d，統計第1次種子的萌發數量，之后每隔1周統計1次種子的萌發情況。

表1 種子貯藏條件

1.4 不同萌發溫度對種子萌發的影響

將4 ℃保濕保存4個月的滇黃精種子分別在15、20、25、30 ℃ 4個溫度條件下進行沙藏萌發，濕度保持在45%～50%，每個處理種子數30粒，重復3次，調查統計種子萌發率、分化率，以胚根突破種皮視為萌發，胚根長度>5 mm、根莖部有膨大視為分化。萌發率、分化率計算公式分別如下：

萌發率=(萌發種子數/供試種子總數)×100%；

分化率=(分化種子數/萌發種子數)×100%。

1.5 不同種子對吸水率的影響

分別選取質粒均勻、顆粒飽滿的自然風干種子1組、4 ℃低溫保濕貯藏的種子2組、剛發酵漂洗出的鮮種子3組，每組種子240粒，用天平分別稱量原始質量；把各組種子分別置于直徑為120 mm、底部墊2層濾紙的培養皿中，加入適量蒸餾水，以恰好淹沒種子為宜；蓋上培養皿蓋，置于25 ℃培養箱中進行吸水試驗，前16 h每隔2 h稱量1次種子質量，之后每隔 1 d 稱量1次種子質量，每次測定后重新換水，直至種子質量不再變化為止，計算種子吸水率，公式如下：

種子吸水率=(種子吸水后質量-種子吸水前質量)/種子吸水前質量×100%。

2 結果與分析

2.1 滇黃精花、果實、種子的生物學特性

試驗結果表明，滇黃精花與莖葉的分化同時進行，春季抽生莖、展葉后花便從葉腋處長出，每個節位上的花序數與同節上的葉片數相等。滇黃精為傘形花序，總花梗長1～2 cm，下垂，先端生4朵小花，花梗長0.5～1.5 cm，苞片膜質，白色微小，位于花梗下部(圖1-A)；花被基部長1.5～2.0 cm，筒狀，朱紅色，花被筒內部淺黃色，頂部6裂，長0.3～0.6 cm，先端呈嫩黃綠色；雄蕊6枚，花絲著生于花筒中部，花絲長 0.3～0.5 cm，花藥長0.4～0.6 cm，“丁”字形著藥，雌蕊1枚，花柱長0.8～1.7 cm，子房長0.4～0.6 cm(圖1-B)，由3心皮構成3室，每室有2列胚珠(圖1-C)；花開時胚珠已發育完全，倒生胚珠，雙珠被，卵細胞位于近珠孔端(圖1-D)。

花后60 d剝取幼果中的幼嫩種子，種子很柔軟，長 0.55 cm，寬0.36 cm，胚乳呈凝膠狀，顯微鏡觀察可見胚呈明顯的長柱形，長0.18 cm，寬0.05 cm，已見開始分化(圖1-E)；花后90 d的種子形態更為飽滿，胚乳有固定形態，胚進一步分化(圖1-F)；花后180 d的果實長勢均勻，漿果近球形，果實平均單果質量為(3.93±0.47) g，縱、橫徑分別為(1.85±0.16)、(1.90±0.11) cm；果實內有3室，每室有2～6粒成熟種子，胚分化較完全，胚體前端的盾片呈長柱形結構(圖1-G)，并在種子萌發時會一直留在種子中將胚乳的營養物質轉運給小苗(圖1-H)。種子在花后180 d達到生理成熟，這時果實由青轉白時可采收，用種皮為青白色的果實剝取種子時果肉不易與種皮分離，想要清理干凈種子上的果肉容易造成種皮傷害，此時將果實放入塑料袋中密封2～3周進行發酵，逐漸有果實變黃發軟，這時取種很容易，又不會對種子造成傷害，所以采用發酵法取種最好。

滇黃精種子顆粒均勻，種子之間質量差異不大，鮮種子千粒質量為(85.09±0.40) g，干種子千粒質量為(46.04±0.40) g；種子表面光滑，種皮長軸兩端分布著種臍和種孔；50粒種子的胚、胚乳質量分別為(0.026±0.003 6)、(3.373±0.069 0) g，胚與胚乳的質量比為1 ∶129.73。對種子進行解剖，顯微鏡下觀察其結構可以看出，種胚細小，包埋于胚乳中，胚乳厚而緊密，胚結構分化不完整的種子所占比例相對較少。

2.2 不同貯藏條件對種子萌發的影響

由表2可知，播種后20 d，Z3處理的種子萌發率相對最高，達到83.75%，而一直處于生長最適溫度保存的種子(Z2處理)萌發率相對較低，為38.46%，說明貯藏時溫度變化有利于提高種子的萌發率；半干種子在前20 d萌發較慢，21～50 d萌發相對較快，之后有所減慢，說明半干狀態保存的種子在播種后需要一定的時間恢復生長；Z7處理由于種皮有損傷，其萌發率在處理80 d時相對最低，僅為12.50%；播種后80 d，Z1、Z2、Z3處理的種子萌發率高于95.0%，Z4、Z5、Z6處理的種子萌發率不到70.0%，Z7、Z8處理的種子萌發率約為20%，說明種子的保濕儲存有助于提高種子的萌發率，完全干的種子萌發率相對較低。

表2 不同貯藏條件對種子萌發的影響

2.3 不同溫度對種子萌發和分化的影響

由圖2可知，隨著溫度的增加，滇黃精種子的萌發率提高；播種后20 d，15 ℃條件下的滇黃精種子萌發率相對最低，僅為13.48%，其他3個溫度條件下的種子萌發率均超過 50.0%；播種后41 d，除15 ℃條件下的種子萌發率為 69.67% 外，其他3個溫度處理的種子萌發率均在93.0%以上。由圖3可知，隨溫度的增加，種子萌發后的分化率也提高；播種后20 d，15 ℃條件下的滇黃精種子分化率為0%，27 d 時分化率為27.27%，48 d時達91.42%，分化速度相對較慢，其他3個溫度處理種子萌發的分化率相對較高，48 d時達到98.0%以上?？傮w而言，在20～30 ℃溫度條件下，滇黃精種子的萌發率和分化率相對較高，生長速度也較快。

2.4 不同種子對吸水率的影響

由圖4可知，4 ℃低溫保濕貯藏的種子和剛發酵漂洗出來的鮮種子其吸水規律基本相似，24 h內吸水緩慢，吸水率小于35.0%，24～48 h吸水速度增加也較為緩慢，吸水率增加量在5.0百分點內，2～3 d吸水速度相對較快，吸水率增加量在16.0百分點左右，3～7 d吸水速度又有所放緩，每天的吸水率增加量由8.0百分點逐漸降低到2.0百分點左右；滇黃精干種子在初期吸水相對較快，6 h內吸水率高達37.35%，24 h時達到79.67%，3 d時吸水率高達85.34%，之后種子吸水率略有下降，部分種子發臭并出現腐爛，這是由于種子在自然干燥過程中緩慢脫水，導致水膜結構受到破壞[2]，種子喪失活力，吸脹早期吸水極快，后期易腐爛發臭。

2.5 滇黃精種子的萌發過程

由圖1-I、圖1-J可見，滇黃精種子表皮白色光滑，種皮上有種臍和種孔分布于種子長軸的兩端；種子萌發時，胚根從種孔處伸出并逐漸長長，根上密被根毛；隨后，胚中的胚軸部長長、膨大形成第1塊根狀莖，第1張葉片逐漸生長形成；整個萌發過程中，胚根對面的頂部細胞形成的圓柱狀體始終將種子與新植株連接在一起，雖然這個圓柱狀體易與種子分離，但仍然起到將胚乳內的營養物質運輸到小苗中的重要作用。

3 結論與討論

水稻、花生、玉米等常規種子經干燥貯藏后其萌發率仍然很高，而由于種皮障礙、胚形態發育不完全、生理后熟、種子內有化學萌發抑制物等原因，有一些種子易產生休眠現象。張潔等研究表明，紫椴樹的種皮對種子吸水有阻礙作用，導致種子萌發緩慢[2]；假色槭種子由于存在萌發抑制物質而導致休眠[3]；雷山杜鵑種子種皮內含有抑制白菜種子萌發的物質[4]；紫斑牡丹種子由于胚軸休眠，需要用GA3處理以提高其萌發率[5]；金光菊種子需要一定的光照才能萌發[6]；海倫兜蘭、白芨等蘭科種子由于胚結構不完整，需要組培育苗[7-8]。

滇黃精果實由青轉白時可進行采收，用種皮青白色的果實剝取種子時，果肉不易與種皮分離，此時清理干凈種子上的果肉容易對種皮造成傷害，而將果實放入塑料袋中密封2～3周進行發酵，待果實變黃發軟時取種相對容易，且不會對種子造成傷害。本試驗結果表明，滇黃精成熟種子中的胚已有一定的分化，胚與胚乳質量比為1 ∶129.73，具有胚占種子比例相對較低的特性；種子較耐低溫，4 ℃保濕條件下貯藏，不影響滇黃精種子的萌發，屬于低度頑拗性種子[9]；滇黃精種子萌發對溫度的適應范圍較大，15 ℃時滇黃精種子的萌發生長及萌發后種子的分化較慢；在20～30 ℃范圍內，滇黃精種子的萌發率和分化率相對較高，生長速度較快；滇黃精種子干會大大降低種子的萌發率，提高種子萌發的爛種率，而采用含水率為45%的濕沙進行保濕貯藏，可使滇黃精種子播種后的萌發率保持在95.0%以上。