物理方法處理對刺五加種子萌發特性的影響

關越 吳夢娜 唐琴 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，適當用物理方法處理，研究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，與種皮過厚有關，可以采用熱水浸種，溫度不超過40℃;再可以用變溫處理，增大溫差使種皮破損;層積處理可以加快種子萌發。

關鍵詞：物理方法;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.2019.18.025

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。《本草綱目》稱刺五加為“本經上品”，能“補中益氣，堅筋骨，強意志，久服輕身耐老”。民間有“寧得一把五加，不用金玉滿車”的說法[1]。

針對刺五加種子質量差，自然狀態后熟時間長和出苗率低，是其有性生殖過程的一個薄弱環節的萌發特性，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，適當用物理方法處理，從而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清水浸種 選擇完好種子，將種子放入清水中浸種，浸種時間分別為0h、12h、24h、36h、48h，不浸種為對照。找出適宜發芽的最佳時間。

1.2.2熱水浸種 選擇完好種子，將種子放入熱水中浸種，熱水的溫度分別為20℃、30℃、40℃、50℃，由培養箱調控溫度，浸種時間以清水浸種最適宜時間為準，室溫為對照。

1.2.3低溫層積處理方法 篩選好的種子放于溫度35℃水中浸泡48h，使種子充分膨脹后將種子撈出控干;用50%的多菌靈消毒30min;濕沙與種子分層裝在盆內，上層覆蓋一層細沙，置低溫下層積，放一支溫度計，每兩天記錄一次溫度值，分別放置20d、40d、60d、80d。要定期通氣和保持沙子濕潤（手捏成團，一顛即散）。

1.2.4變溫處理方法 篩選好的種子放于溫度25℃水中浸泡，時間以清水浸種最佳時間為準，使種子充分膨脹后撈出控干;用50%的多菌靈消毒30min;白天溫度為25℃，夜間溫度為15℃，沒有變溫的種子為對照。

1.2.5 指標測定 將物理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，以沒過種子一半的厚度為準，不要沒過種子。采用 GTOP-310B 光照培養箱培養，培養箱溫度 24℃～25℃。發芽期限設定為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

測定的所有數據都采用SPSS 18.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1不同時間的清水浸種，刺五加種子各項生理生化指標的變化

清水浸種刺五加種子實驗結果，如表1。

從表1可以看出，不同時間的清水浸種，種子發芽率為0。

隨著清水浸種時間的增加，種子含水量逐漸增加，與對照種子的含水量有極顯著差異;清水處理12h和清水處理24h中種子含水量差異不顯著。種子含水量說明種子透水率低，清水浸種時間與含水量有密切關系。

種子中的可溶性蛋白質含量隨浸種時間逐漸增加，可溶性蛋白質含量增加在36h達到最高，隨之下降，但各種處理與對照相比差異極顯著。處理的種子中的可溶性蛋白質含量最高值比對照增加最多只有1倍，變化不顯著。浸種48h，后可溶性蛋白質下降，可能是種子內可溶性蛋白質轉化為其他物質所導致的。

種子中的淀粉含量隨浸種時間逐漸降低，但各種處理與對照相比差異極顯著。隨著含水量的浸種時間增加，積累的淀粉在淀粉酶的作用下可能分解造成的。

種子中丙二醛含量隨浸種時間逐漸增加，含量增加在36h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最多只有1倍，變化程度不顯著。

種子中電導率含量隨浸種時間逐漸增加，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，先上升又減低再上升，即不規律的變化，處理的種子中過氧化氫酶活性含量最高值比對照增加最多只有1倍，各種處理與對照相比差異不顯著。

種子中過氧化物酶活性隨浸種時間逐漸增加，種子中過氧化物酶活性含量最高值比對照增加最多只有1倍，各種處理與對照相比差異極顯著。

清水浸種對于刺五加種子內的生理指標都有一定的影響，清水浸種時間越長，其各種生理指標變化越顯著，種子沒有發芽不僅與體內生理生化變化有關，還與種子的透水率有密切關系。透水率低影響種子內部生理生化變化，還影響其發芽率。說明種子種皮較厚，影響種子的發芽，體內物質變化不顯著。

2.2 熱水浸種刺五加種子各項生理生化指標的變化

熱水浸種刺五加種子測定生理生化指標，見表2。

從表2可以看出，不同溫度的熱水浸種，種子發芽率為0。

隨著熱水浸種溫度的增加，種子含水量逐漸增加，與對照相比種子的含水量有極顯著的差異，從種子含水量變化表明種子透水率低，熱水浸種溫度與含水量有密切關系。

種子中可溶性蛋白質含量隨熱水浸種溫度的增加逐漸減少，呈先上升又降低的趨勢，20℃熱水浸種處理和30℃熱水浸種處理的種子中可溶性蛋白質含量變化不顯著，40℃熱水浸種處理和50℃熱水浸種處理的種子中可溶性蛋白質含量變化不顯著，但這兩組處理的可溶性蛋白質含量變化與對照可溶性蛋白質含量有極顯著差異。處理的種子中可溶性蛋白質含量最高值比對照減少只有1倍，變化不顯著。40℃、50℃熱水浸種的可溶性蛋白質含量下降，與溫度有關。溫度高，使蛋白質變性。

種子中淀粉的含量隨溫度的升高逐漸降低，30℃熱水和40℃熱水處理的種子中淀粉含量變化不顯著，但50℃熱水處理的種子中淀粉含量與對照相比差異極顯著。

種子中的丙二醛的含量隨溫度升高而升高，與對照相比有極顯著的差異，在溫度50℃時最高值比對照擴大5倍，變化顯著。

種子中的電導率的含量隨溫度升高而升高，與對照相比有極顯著的差異，在溫度50℃時最高值比對照擴大2倍，變化顯著。

種子中的過氧化氫酶活性隨溫度升高而減少，在30℃時達到最高，隨之下降，30℃、40℃熱水處理與對照相比差異極顯著，但變化不顯著。50℃與對照相比差異不顯著。

種子中的過氧化物酶活性隨溫度升高而減少，在30℃時達到最高，隨之下降，與對照相比差異極顯著，但只減少1倍，變化不顯著。

熱水浸種對于刺五加種子的生理指標存在一定的影響，溫度越高，其各項生理指標與對照相比差異越顯著。因此，種子的透水率低，影響其發芽，還影響了種子的內部生理生化變化，同時不同溫度的熱水浸種也影響生理生化指標，尤其是酶活性受到很大的影響，超過40℃時酶活性明顯下降。熱水處理確實使種子的含水量明顯增加，同時也使種皮的透性增加。

2.3低溫層積處理刺五加種子內生理生化指標的變化

低溫層積處理刺五加種子內生理生化指標，見表3。

由表3可以看出，不同層積天數的處理，種子發芽率為0。

隨著種子層積天數的增加，種子的含水量逐漸增加，在80天時，種子含水量的最高值與對照相比增加了近7倍，與對照相比差異極顯著。從含水量看出，種子的透水性高，與層積的天數有密切關系。

種子中可溶性蛋白質的含量隨層積天數逐漸增加，與對照相比差異極顯著。

種子中淀粉含量隨著層積天數的增加而逐漸減少，各種處理的淀粉差異顯著，但各種處理與對照相比差異顯著。

種子中的丙二醛含量隨層積天數的增加而逐漸增加，種子中丙二醛含量的最高值與對照相比擴大了近5倍，因此，與對照相比差異極顯著，變化明顯。

種子中電導率的含量隨層積天數的增加而升高，各種處理與對照相比有極顯著的差異。

種子中過氧化氫酶活性隨層積天數的增加而逐漸增加，各種處理與對照相比差異極顯著，種子中過氧化氫酶活性的最高值與對照相比增加4.9倍，變化顯著。

種子中過氧化物酶活性隨層積天數的增加逐漸增加，各種處理與對照相比差異極顯著。種子中過氧化物酶活性的最高值與對照相比增加1.4倍，變化顯著。

層積天數對于刺五加種子的生理生化指標產生了非常大的影響，尤其是種子的含水量，說明隨著天數的增加，種子的含水量越高，越有利于發芽。但種子沒有發芽，說明與種子內部的生理指標變化有關，還與種子的形態后熟有關。層積天數處理的時間越長，種子發芽能力越強。

2.4變溫處理刺五加種子內生理生化指標變化

變溫處理刺五加種子生理生化指標，見表4。

由表4可以看出，對照與變溫處理的種子，發芽率為0。

由種子含水量可以看出，經過變溫處理的種子，比對照的含水量增加，差異顯著。

種子中可溶性蛋白質的含量經過變溫的處理與對照相比變化不顯著。

種子中淀粉的含量經過變溫的處理與對照相比含量下降不顯著。

種子中丙二醛的含量經過變溫的處理，丙二醛含量比對照相比減少，說明變溫有利于種子細胞膜不被過氧化。

種子中的電導率的含量經過變溫的處理，處理種子電導率含量比對照相比增加，擴大了1倍，差異不顯著。

種子中過氧化氫酶活性經過變溫的處理與對照相比變化不顯著，增加了1.5倍。

種子中的過氧化物酶活性經過變溫的處理，過氧化物酶活性含量比對照相比增加，擴大了1.17倍，差異不顯著。

經過變溫的處理，對刺五加種子生理指標存在一定影響，但變化不大。變溫增加了種皮透性，但沒有層積處理變化顯著。

3 結論

透水率低影響種子內部生理生化變化，還影響其發芽率。說明種子種皮較厚，影響種子的發芽，體內物質變化不大。

刺五加種子沒有發芽，與種皮過厚有關，可以采用熱水浸種，溫度不超過40℃。

層積天數對于刺五加種子的生理生化指標產生了非常大的影響，尤其是種子的含水量，說明隨著天數的增加，種子的含水量越高，越有利于發芽。但種子沒有發芽，說明還與種子內部的生理指標變化有關，還與種子的形態后熟有關。層積天數處理的時間越長，種子發芽能力越大。

變溫增加了種皮透性，增大溫差使種皮破損。

通過以上對刺五加種子物理方法處理，刺五加種子沒有發芽，與種皮過厚有關，可以采用熱水浸種，溫度不超過40℃;還可以用變溫處理，增大溫差使種皮破損。

參考文獻

[1]趙淑蘭，沈育杰，楊義明.刺五加種子不同處理對胚后熟及出苗率的影響[J].特產研究，2005（04）：24-26.

[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：關越，在讀本科生，研究方向：中草藥栽培與鑒定。

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。