不同酸處理對金鐵鎖種子萌發的影響

王倩　李雪　張明生　陳鴻申　劉劍東　幸菲菲　劉智　謝國芳

摘 要：金鐵鎖種子自然條件下發芽率低且萌發周期長，嚴重制約其產業化發展。為建立金鐵鎖有性繁殖的有效技術，本試驗探索了不同種類的酸（鹽酸、硫酸、檸檬酸）及其不同濃度（5%～20%）和浸泡時間（15～45min）處理金鐵鎖成熟種子對其發芽率、發芽勢和發芽指數的影響。結果表明，不同酸處理均可促進金鐵鎖種子萌發，但酸的種類、濃度和處理時間的不同其效果有較大差異。不同酸處理對金鐵鎖種子萌發的促進效果依次為：鹽酸、硫酸、檸檬酸。同一濃度鹽酸處理下，隨著浸泡時間的延長，種子發芽率、發芽勢和發芽指數呈先上升后下降的趨勢，15%鹽酸處理30 min時，發芽率、發芽指數最高，分別為67.22%和111.53%;硫酸浸泡15和30 min時，隨著浸泡濃度的提高，種子發芽率、發芽勢和發芽指數呈上升趨勢，當浸泡時間延長到45 min時，種子發芽率、發芽勢和發芽指數呈先上升后下降趨勢，15%硫酸處理45 min時，發芽率、發芽勢、發芽指數最高，分別為39.26%、21.48%和55.04%;而種子發芽率、發芽勢和發芽指數與檸檬酸浸種時間的延長和濃度的提高呈負相關，5%檸檬酸處理15 min時，發芽率、發芽勢、發芽指數最高，分別為31.11%、20.93%和44.29%。

關鍵詞：金鐵鎖;酸處理;種子萌發

中圖分類號：Q819

文獻標識碼：A

文章編號：1008-0457（2019）04-0081-05 國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2019.04.015

Effects of Acid Treatments on Seeds Germination of ?Psammosilene tunicoides

WANG Qian，LI Xue，ZHANG Ming-sheng*，CHEN Hong-shen，LIU Jian-dong，XING Fei-fei，LIU Zhi，XIE Guo-fang

（School of Life Sciences，Key Laboratory of Plant Resources Conservation and Germplasm Innovation in Mountainous Region （Ministry of Education），Guizhou University，Guiyang，Guizhou 550025，China）

Abstract：As a kind of endangered medicinal plant， Psammosilene tunicoides ?has great value，but its seeds germination rate is low and the germination time is very long under natural conditions which seriously restrict the development of its industrialization. In order to establish the effective techniques for its sexual reproduction，the effects on germination rate，germination potential and germination indexes by acids （hydrochloric acid，sulfuric acid，citric acid），concentrations （5%～20%） and soaking time （15～45 min） for the seeds germination of ?P. tunicoides ?were explored. The results showed that the suitable acid treatment could promote the seeds germination，the effects of different types，concentrations and treatment time of acids shows different，and the effects were hydrochloric acid > sulfuric acid > citric acid. Under the same concentration of hydrochloric acid，with the extension of soaking time the germination rate，germination potential and germination index showed a trend of first increase and then decrease. The germination rate and germination index were the highest when used 15% hydrochloric acid to treat seeds for 30min，reaching to 67.22% and 111.53%，respectively. Under sulfuric acid soaking for 15 min and 30 min，with the increase of concentration the germination rate，germination potential and germination index is on the rise，when the immersion time extended to 45 min，seeds germination rate，germination potential and germination index showed a trend of decline after rising first. 15% sulfuric acid soaking for 45 min showed the highest germination rate，germination potential，germination index，reaching to 39.26%，21.48% and 55.04% respectively. All the indexes were negatively correlated with the extension of soaking time and citric acid concentration. The germination rate，germination potential and germination index of ?Psammosilene tunicoides ?treated with 5% citric acid for 15min，were 31.11%，20.93% and 44.29% respectively.

Key words： Psammosilene tunicoides ; acid treatment; seed germination

金鐵鎖（ Psammosilene tunicoides ）為石竹科金鐵鎖屬單屬種藥用植物[1]，主產云南、四川、貴州和西藏[2]。金鐵鎖以根入藥，對風濕、胃脘冷痛、跌打損傷和外傷出血等有很好的止痛作用，是“云南白藥”和貴州苗藥“金骨蓮”膠囊等系列產品的主要成分之一[3]。然而，由于金鐵鎖對生境要求比較苛刻，自然分布區域狹小，加之人為掠奪性采挖導致其生境被破壞、種群數量劇減，已被《中國植物紅皮書》列入珍稀瀕危物種[4]。基于金鐵鎖的藥用價值[5]、市場需求和瀕危現狀，種苗人工繁育已成為亟待解決的問題。種子萌發是金鐵鎖有性繁殖的關鍵，直接影響其出苗、生長和產量[6] 。金鐵鎖種子被褶皺的果皮及致密的種皮包裹，致使其不透水不透氣，進而造成種子發芽率低、萌發周期長，嚴重制約其產業化發展。湯王外等[7]通過對金鐵鎖種子進行去殼試驗，發現去殼可以顯著提高其萌發率。可見種皮障礙是限制金鐵鎖種子萌發的重要影響因素，但金鐵鎖種子較小，人工去殼耗時耗力。相關研究表明，酸能腐蝕果皮和種皮，增強種子的透水透氣，解除種胚內外物質交換的機械障礙，從而提高其發芽率和縮短萌發周期[8-9]。鑒于此，本試驗通過探索酸的種類、濃度及浸泡時間對金鐵鎖種子萌發的影響，尋求其有性繁殖的有效技術，以期為該珍稀瀕危物種的資源保護與可持續利用提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗材料：供試金鐵鎖（ Psammosilene tunicoides ?W.C.Wu et C.Y.Wu）種子于2017年9月采自貴州省威寧縣迤那鎮金鐵鎖自然分布區，用專用牛皮紙袋儲存于種子儲藏箱，次年春季用于試驗。

供試試劑：濃鹽酸（重慶川東化工有限公司）、濃硫酸（重慶川東化工有限公司）、檸檬酸（天津市永大化學試劑有限公司），均為分析純。

1.2 試驗方法

于超凈工作臺上，用無菌水分別將濃鹽酸、濃硫酸和檸檬酸配制成濃度為5%、10%、15%和20%的工作液，備用。

選取成熟飽滿的金鐵鎖種子，室溫下流水沖洗過夜，用上述各濃度梯度的酸試劑分別浸種15 min、30 min和45 min，浸種完成后流水沖洗10 min，濾干后用75%的酒精消毒30 s，無菌水沖洗3次，再用0.2%的高錳酸鉀溶液消毒30 s，無菌水沖洗3次，最后用0.2%的升汞處理10 min，無菌水沖洗5次。將種子均勻擺放于鋪有2層濾紙的9 cm培養皿內，各處理100粒種子，3次重復。以無酸處理（其它處理相同）的種子作為對照，各處理置于25℃、RH 75%和光照12 h/d的人工氣候箱（QRH系列人工氣候箱，江蘇科析儀器有限公司）內進行萌發培養。

1.3 指標測定

每天觀察記錄萌發情況，以胚根長到種子長1/2作為發芽標準，以發芽種子數連續3 d無變化視為發芽完成。按以下公式計算種子發芽率、發芽勢和發芽指數。

發芽率=（正常發芽的種子數/供試種子數）×100%;

發芽勢=（15 d發芽的種子數/供試種子數）×100%;

發芽指數（GI）=∑（Gt / Dt）。式中，Gt表示時間t日的發芽數，Dt表示相應的發芽日數。

采用Excel對數據進行處理并作圖，用SPSS 22.0統計軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 酸處理對金鐵鎖種子發芽率的影響

不同酸處理對金鐵鎖種子發芽率的影響存在明顯差異（圖1）。不同濃度和浸泡時間的鹽酸處理下，金鐵鎖種子發芽率均高于對照（圖2），最高發芽率出現在15%鹽酸溶液浸泡30 min時，達到67.22%（圖2-B），5%鹽酸處理次之;同一濃度鹽酸處理下，隨著浸泡時間的延長，發芽率呈先上升后下降的趨勢;同一時間鹽酸處理下，發芽率隨鹽酸濃度的變化表現不一致，浸泡15 min時，發芽率隨著處理濃度的提高而上升，說明當浸泡時間較短時，鹽酸對金鐵鎖種子的發芽率有促進作用;浸泡30 min時，發芽率存在波動性，但在正常范圍內;當浸泡時間延長到45 min，發芽率呈先上升后下降趨勢，從10%鹽酸處理的49.26%下降到20%處理的35.74%。不同濃度和時間的硫酸處理對金鐵鎖種子發芽率的作用效果有顯著差異（ P <0.05），5%～15%硫酸浸泡下，隨著浸泡時間的延長，發芽率呈上升趨勢;硫酸浸泡15 min和30 min時，隨著硫酸濃度的提高各指標亦呈上升趨勢，也就是說，較高濃度和較長時間的硫酸浸泡能促進金鐵鎖種子的萌發。15%硫酸浸泡45 min時，金鐵鎖發芽率最高，達39.26%（圖2-C），比對照提高了24.81%。不同濃度、不同時間的檸檬酸處理對金鐵鎖種子發芽率有顯著差異（ P <0.05），濃度相同時，隨著浸泡時間的延長，發芽率呈下降的趨勢，15%檸檬酸浸泡45 min時出現抑制;浸泡時間相同時，隨著檸檬酸濃度的上升發芽率呈下降趨勢，5%檸檬酸浸泡15 min時，發芽率最高（圖2-D），達31.11%與對照相比提高了16.66%，可見較低濃度和較短時間檸檬酸浸泡有利于金鐵鎖種子萌發。

2.2 酸處理對金鐵鎖種子發芽勢的影響

不同濃度和時間的酸處理對金鐵鎖種子發芽勢表現出不同效果，即：鹽酸>硫酸>檸檬酸。從整體上看，不同酸處理下發芽勢的變化趨勢基本與發芽率保持一致。5%檸檬酸浸泡可在一定程度上提高發芽勢，10%～20%檸檬酸處理15 min時，發芽勢與對照相比差異不明顯，且隨著浸泡時間的延長開始出現抑制作用;5%鹽酸溶液浸泡30 min時，發芽勢最高，達54.63%，較對照提高10.19%;15%硫酸處理45 min時，發芽勢最高，達21.48%。

2.3 酸處理對金鐵鎖種子發芽指數的影響

不同種類酸處理對金鐵鎖種子發芽指數有顯著影響（ P <0.05）。總體上看，不同酸處理下，金鐵鎖種子發芽指數的變化與發芽率和發芽勢較為一致。鹽酸處理下，最高發芽指數出現在5%鹽酸浸泡30 min，達114.8;硫酸處理下，15%硫酸浸泡45 min時發芽指數最高，達55.04;檸檬酸處理下，最高的發芽指數出現在5%檸檬酸浸泡15 min，達44.29。

3 結論與討論

金鐵鎖在貴州主要分布在威寧、赫章等地，耐干旱，喜微酸性土壤[10]。種子萌發除了適宜的外界條件（充足的水分、適宜的溫度、足夠的氧氣）外，還與種子自身有關，如種皮障礙、種子的后熟和某些抑制物質的存在[11-12]。種皮是種子外面的覆蓋部分，具有保護種子不受外力機械損傷和防止病蟲害入侵的作用，同時也是造成種子休眠的主要原因之一[11，13]。

本試驗中，同一濃度鹽酸處理下，隨著浸泡時間的延長，發芽勢、發芽率和發芽指數呈先上升后下降的趨勢，并且隨著浸泡時間的延長和濃度的提高，促進作用減弱，硫酸處理下，各濃度浸泡15 min和30 min時，隨著浸泡濃度的提高，種子發芽率、發芽勢和發芽指數呈上升趨勢，當浸泡時間延長到45 min時，種子發芽率、發芽勢和發芽指數呈先上升后下降趨勢，這與李英等[14]、唐澄瑩等[15]及梁芳等[16]通過98%濃硫酸對枳椇種子、北碚榕種子及小冠花種子研究結果相一致。可能是由于酸處理時間不夠，種皮軟化不徹底;時間過長，傷害種胚。由此可見，適宜的酸處理可促進種子萌發，可能是酸處理提高了種子萌發時與外界的物質交換能力，增強了抗氧化酶活性[14-18]。隨著浸泡時間的延長，高 pH 能抑制種子的萌發，可能與 pH 過高，破壞種胚有關。此外，酸能在一定程度上降解種皮上的抑制性成分，同時殺死附著在褶皺種皮中的細菌或真菌，減少霉變，從而促進萌發[19]。檸檬酸處理下，種子發芽率、發芽勢和發芽指數隨著浸種時間的延長和濃度的提高呈相反趨勢，這與宋超等人[20]發現檸檬酸處理能夠很好的提高種子萌發的結果不一致，可能是因為除了酸蝕作用外，檸檬酸本身的成分對金鐵鎖種子產生某種抑制甚至毒害作用，說明對于育種中運用酸處理種子時，針對不同材料酸的選擇、處理濃度和時間要根據實際情況調節，以達到最佳的催芽效果。本研究中，未經酸處理種子的自然發芽率與謝暉等[21]報道的金鐵鎖種子發芽率只有37%～56%的結論存在差異，可能是由于種子的成熟度、儲藏方式和儲藏時間等因素引起的。本研究僅初步探討不同酸浸種對金鐵鎖種子萌發的影響，其植株后期生長發育情況仍需繼續研究。

參 考 文 獻：

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