化學方法處理對刺五加種子萌發特性的影響

韓笑 李悅 逄東霖 馬堯

摘要：為解決刺五加種子發芽難，出苗率低的問題，本實驗從研究刺五加種子萌發的內外條件入手，適當采用化學方法，研究內外條件對其生理指標的影響，解決人工繁殖中種子萌發率低的難題。試驗表明：刺五加種子沒有發芽，與形態后熟有關，采用赤霉素處理效果好，濃度越大越好，以200～300mg/L為最佳。硫酸處理濃度不超過60%;過氧化氫處理濃度不超過4%;高錳酸鉀處理濃度不超過0.9%，這些都有利于種皮的破損。

關鍵詞：化學處理方法;刺五加種子;生理指標

基金項目：2018年吉林省大學生科技創新創業訓練計劃項目《不同前處理對刺五加種子萌發特性的影響》，項目編號：吉農院合字〔2018〕第002號

中圖分類號：S567.19 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI編號： ? 10.14025/j.cnki.jlny.2019.18.022

刺五加（Acanthopanax senticosus（Rupr. et Maxim.）Harms），又名五加參、刺拐棒，是五加科植物，刺五加的根和根莖，在我國本草醫籍中均有記述。刺五加主要分布于東北、華北及陜西、四川、廣西等地。樹皮作五加皮入藥。葉、莖、果實亦可供藥用。該藥性溫，味辛、微苦，無毒，入脾腎經。能扶正固本、補腎健脾、益智安神。主治脾腎陽虛，腰膝酸軟，體虛乏力，失眠，多夢，食欲不振[1]。

經多處實地考察，未見刺五加灌木叢下有實生苗，說明種群自然更新較難。扦插生根率和移栽率極低，種子發芽極其困難，當年播種發芽率極低，大多隔年發芽，給種苗繁殖帶來諸多不便。本實驗從研究刺五加種子萌發的內外條件入手，如尋找生長的適宜條件，適當用化學物質處理，研究內外條件對其生理指標的影響，解決人工繁殖中種子萌發率低的難題。提高刺五加種子發芽率，從而獲得更高的經濟效益和藥用價值。

1 材料與方法

1.1 材料

所用種子于2018年5月20日采自吉林農業科技學院左家校區中藥學院實習基地，經中藥學院奚廣生教授鑒定為五加科五加屬植物刺五加（Acanthopanax senticosus（Rupr. et Maxim.）Harms）。挑選無癟粒、完全成熟的刺五加種子，水選，除雜，晾曬，層析后，置于冰箱處保存。

1.2方法

1.2.1硫酸處理 種子在室溫下分別用濃度為0%、20%、40%、60%、80%的硫酸處理，不處理的為空白對照，處理時間為以清水浸種最適宜時間為準。

1.2.2 過氧化氫處理 種子在室溫下分別用濃度為0%、1%、2%、3%、4%的過氧化氫處理，不處理的為空白對照，處理時間為以清水浸種最適宜時間為準。

1.2.3 高錳酸鉀處理 種子在室溫下分別用濃度為0%、0.3%、0.6%、0.9%、0.12%的高錳酸鉀處理，不處理的為空白對照，處理時間為以清水浸種最適宜時間為準。

1.2.4 赤霉素處理 種子在室溫下分別用濃度為0mg/L、100mg/L、200mg/L、300mg/L、400mg/L的赤霉素處理，不處理的為空白對照，處理時間為以清水浸種最適宜時間為準。

1.2.5 指標測定 將化學方法處理結束后的刺五加種子分別用清水洗凈，置于鋪有2 層濾紙的培養皿中，每皿100粒，8次重復，4次重復為種子發芽實驗，另外，4次重復的種子在發芽時用于測各種生理指標的材料。培養皿中放入清水，以沒種子一半的厚度為準。采用GTOP-310B 光照培養箱培養，培養箱溫度24℃～25℃。發芽期限設定20d。

將種子用清水浸種、熱水浸種、低溫層積、變溫層積等方式處理后，沖洗干凈，測得各項生理指標，如電導率、可溶性蛋白質、淀粉、丙二醛含量;種子含水量、過氧化酶和過氧化物酶活性，找出種子內部生理生化變化的規律。

種子含水量測定：采用鮮重法[2]。

種子可溶性蛋白質含量測定：采用G-250考馬斯亮藍法[2]。

種子淀粉含量測定：采用蒽酮法[2]。

種子電導率含量測定：采用電導法[3]。

種子丙二醛含量測定：采用硫代巴比妥酸法[2]。

種子過氧化氫酶活性測定：采用高錳酸鉀滴定法[2]。

種子過氧化物酶活性測定：采用比色法[2]。

1.3數據分析

測定的所有的數據都采用SPSS 18.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1硫酸處理刺五加種子其生理生化指標的變化（見表1）

從表1可以看出，不同濃度的硫酸處理種子，種子發芽率為0。

隨著處理種子的硫酸濃度的增加，種子含水量逐漸增加，與對照種子的含水量有極顯著差異，從種子含水量說明種子透水率低，說明處理種子的硫酸濃度與含水量有密切關系。

種子中可溶性蛋白質含量隨硫酸濃度的增加而不斷變化，硫酸濃度為40%達到最高，之后可溶性蛋白質含量逐漸下降，可能有硫酸濃度過高造成一定的傷害有關。各種處理與對照相比差異顯著。60%～80%的硫酸濃度處理差異不顯著。

種子中淀粉含量隨硫酸濃度的增加逐漸是先上升再減小，20%的硫酸濃度與對照相比差異不顯著，但40%、60%、80%硫酸濃度各種處理與對照相比差異極顯著。硫酸處理只增加種皮的透性。

種子中丙二醛含量隨硫酸濃度的增加逐漸增加，含量在硫酸濃度為80%時達到最高，各種處理與對照相比差異極顯著。種子中丙二醛含量的最高值比對照增加4倍，變化程度極顯著。

種子中電導率含量隨處理種子的硫酸濃度增加而逐漸增加，各種處理與對照相比差異極顯著。種子中電導率含量的最高值比對照增加只有不到1倍，變化程度不顯著。

種子中過氧化氫酶活性隨硫酸濃度的增加逐漸增加，60%濃度時達到最高，隨后下降，各種處理與對照相比差異極顯著。

種子的過氧化物酶活性隨硫酸濃度逐漸增加，先上升后下降再上升再下降，各種處理與對照相比差異極顯著。

硫酸濃度處理對于刺五加種子內的生理指標都有一定影響，處理種子的硫酸達到一定濃度，其各種生理指標變化顯著，硫酸濃度增加到80%時酶活性會下降，對種子可能造成一定的酸害。

2.2 過氧化氫處理刺五加種子其生理生化指標的變化（見表2）

從表2可以看出，不同濃度的過氧化氫處理種子，種子發芽率為0。

隨著過氧化氫濃度的增加，種子含水量逐漸增加，與對照種子的含水量有極顯著差異，從種子含水量說明種子透水率低，說明過氧化氫濃度與含水量有密切關系。

種子中可溶性蛋白質含量隨過氧化氫濃度逐漸增加，可溶性蛋白質含量在3%達到最高，隨之下降，但各種處理與對照相比差異極顯著。處理的種子中可溶性蛋白質含量最高值比對照增加只有1倍，變化不顯著。

種子中淀粉含量隨過氧化氫濃度逐漸減小，1%～2%過氧化氫濃度處理的淀粉含量與對照差異不顯著;3%～4%過氧化氫濃度處理的淀粉含量與對照差異極顯著。

種子中丙二醛含量隨過氧化氫濃度逐漸增加，含量增加在2%達到最高，隨之下降，但各種處理與對照相比差異極顯著。處理的種子中丙二醛含量最高值比對照增加只有1倍，變化程度不顯著。

種子中電導率含量隨過氧化氫濃度逐漸增加，各種處理與對照相比差異極顯著。處理的種子中電導率含量最高值比對照增加最多只有1倍，變化程度不顯著。

種子中過氧化氫酶活性隨浸種時間逐漸增加，先上升又降低，各種處理與對照相比差異極顯著。

種子的過氧化物酶活性隨過氧化氫濃度逐漸增加，先上升再降低再上升即不規律的變化，各種處理與對照相比差異極顯著。

過氧化氫處理種子對于刺五加種子內的生理指標都有一定的影響，過氧化氫濃度越高，其各種生理指標變化越顯著。同時過氧化氫處理種子也增加了刺五加種皮的透性。

2.3高錳酸鉀處理刺五加種子其生理生化指標的變化（見表3）

由表3可以看出，不同濃度的高錳酸鉀處理種子，種子發芽率為0。

隨著高錳酸鉀濃度的增加，種子含水量逐漸增加，與對照種子的含水量有極顯著差異，從種子含水量說明種子透水率低，說明高錳酸鉀濃度與含水量有密切關系。

種子中可溶性蛋白質含量隨高錳酸鉀濃度逐漸增加，先上升再下降再上升即不規律變化。蛋白質含量在高錳酸鉀濃度為1.2%時達到最高，但各種處理與對照相比差異極顯著。處理的種子中可溶性蛋白質含量最高值比對照增加只有1倍，變化不顯著。

種子中淀粉含量隨高錳酸鉀濃度逐漸上升，高錳酸鉀濃度為0.3%時達到最高。先上升再下降再上升即不規律的變化，但各種處理與對照相比差異不顯著。

種子中丙二醛含量隨高錳酸鉀濃度逐漸增加，含量增加在高錳酸鉀濃度為0.3%達到最高，先上升再下降，再上升再下降，即不規律變化，但各種處理與對照相比差異極顯著。處理的種子中丙二醛含量最高值比對照增加只有1倍，變化程度不顯著。

種子的電導率含量隨高錳酸鉀濃度逐漸增加，各種處理與對照相比差異極顯著。處理的種子中電導率含量最高值比對照增加只有1倍多，變化程度不顯著。

種子的過氧化氫酶活性隨高錳酸鉀濃度逐漸增加，各種處理與對照相比差異極顯著。

種子的過氧化物酶活性隨高錳酸鉀濃度逐漸增加，高錳酸鉀濃度為0.9%時達到最高，隨后下降。各種處理與對照相比差異極顯著。

高錳酸鉀處理種子對于刺五加種子內的生理指標都有一定的影響，高錳酸鉀濃度與各種生理指標變化有的有規律，有的無規律。

2.4 赤霉素處理刺五加種子其生理生化指標的變化（見表4）

從表4可以看出，不同濃度的赤霉素處理種子，種子發芽率為0。

隨著赤霉素濃度的增加，種子含水量逐漸增加，與對照種子的含水量有極顯著差異，從種子含水量說明種子透水率高，說明赤霉素濃度與含水量有密切關系。

種子中可溶性蛋白質含量隨赤霉素濃度逐漸增加，蛋白質含量在100mg/L達到最高，隨后下降再上升即不規律變化。但各種處理與對照相比差異顯著。種子中可溶性的蛋白質含量最高值約為對照的1倍，其他變化顯著，可能是蛋白質發生分解。

種子中淀粉含量隨赤霉素濃度逐漸下降。各種處理與對照相比差異極顯著。

種子中丙二醛含量隨赤霉素濃度逐漸上升，赤霉素濃度100mg/L達到最高，隨后下降，但各種處理與對照相比差異極顯著。種子中丙二醛含量最高值比對照減少只有1倍，變化程度不顯著。

種子中電導率含量隨赤霉素濃度逐漸增加，赤霉素濃度200mg/L達到最高，隨后下降再上升即不規律變化。各種處理與對照相比差異極顯著。處理種子中電導率含量的最高值比對照增加只有1倍多，變化程度不顯著。

種子的過氧化氫酶活性隨赤霉素濃度逐漸增加，各種處理與對照相比差異極顯著。

種子的過氧化物酶活性隨赤霉素濃度逐漸增加。各種處理與對照相比差異極顯著。

赤霉素處理種子對于刺五加種子內的生理指標都有一定的影響，赤霉素濃度越高，其各種生理指標變化越顯著。

3 結論

通過以上對刺五加種子的化學處理實驗，可以看出對刺五加種子的不同處理會影響種子內部的生理指標變化。種皮厚度抑制了種子發芽，使種子透水率低，影響了種子發芽率。同時，種子的后熟作用也限制了種子的萌發，但種子內也發生相應有規律或無規律的生理生化指標變化。用化學的方法處理種子，通過其生理指標的變化，找出影響種子發芽率的因素是種子的后熟作用，用赤霉素處理是使種子發芽的主要方法，其他化學方法主要是使種皮透性加大，通過本實驗探究找到刺五加種子不發芽的原因。

參考文獻

[1]邢朝斌，沈海龍，黃劍，等.不同溫度、時間層積處理對刺五加種子發芽的影響[J].遼寧林業科技，2006（05）：9-11.

[2]張治安，陳展宇.植物生理學實驗技術[D].吉林大學出版社，2015（07）：31-89。

作者簡介：韓笑，在讀本科生，研究方向：中藥資源與開發。

通訊作者：馬堯，碩士，教授，研究方向：植物生理生化教學和科研。