中藥重樓種子繁殖技術(shù)研究進(jìn)展

劉賀賀 梁玖華 阮成江 田雪麗

摘? ?要：中藥重樓作為我國重要的中藥資源之一，由于根莖繁殖的特點限制了重樓產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此目前急需重樓的快速繁殖技術(shù)。綜述了重樓種子繁殖技術(shù)的研究進(jìn)展，以期為重樓種子的快速繁殖和重樓產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：重樓;種子;休眠;繁殖技術(shù)

文章編號： 1005-2690（2019）13-0018-02? ? ? ?中圖分類號： S567? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： B

重樓為百合科植物云南重樓或七葉一枝花的干燥根莖[1]，具有清熱解毒、消腫止痛、涼肝定驚之功效，用于癰瘡、咽喉腫痛、毒蛇咬傷、跌打傷痛、涼風(fēng)抽搐等癥，是奪命丹、云南白藥以及其他中草藥的重要原料。始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，名蚤休，列為下品，《滇南本草》開始以重樓作為其正式藥名，記載重樓為“消諸瘡、無名腫痛、利小便”。重樓生長周期較長，近年來對重樓資源的需求量逐漸增加，但采挖過程忽視了對重樓資源的保護(hù)和繁育，導(dǎo)致野生重樓資源嚴(yán)重透支，需要大量的人工繁殖栽培才能滿足市場需求。重樓的繁殖以根莖切塊繁殖與種子繁殖兩種方式為主。根莖切塊繁殖是最為常用、成熟的種苗繁殖方式，但該方法存在耗種量大、種苗成本高、繁殖系數(shù)低、種苗退化，與藥材市場爭奪根莖原料等問題，限制了重樓產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[2]。重樓種子產(chǎn)量高、繁殖系數(shù)大，是大量獲得重樓種苗的有效方法之一。本文針對重樓種子繁殖技術(shù)的研究情況進(jìn)行論述，期望為重樓種子種苗的快速繁殖及重樓的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供建議。

1? ?重樓種子

重樓果實為蒴果或漿果狀蒴果，果實近球形，果皮綠色，成熟時果皮自然開裂，光滑或具棱，果實含種子，種子數(shù)量不一，少則數(shù)粒、多則上百粒。種子由種皮、胚、胚乳3個主要部分組成，成熟種子的胚發(fā)育不完全，處于球形胚階段。重樓果期為8—11月，當(dāng)果實開裂、種子外種皮由橙色逐漸變?yōu)樯罴t色時種子成熟。

2? ?種子萌發(fā)過程

重樓種子萌發(fā)周期較長，綜合種子萌發(fā)時外觀形態(tài)變化、內(nèi)部結(jié)構(gòu)電鏡觀察、田間出苗時間等因素，一般將種子萌發(fā)分為3個階段：第一階段為未萌發(fā)、未解除休眠階段;第二階段為萌發(fā)后未形成根系、當(dāng)年不出苗、處于上胚軸休眠階段;第三階段為根系形成、子葉發(fā)育完全、當(dāng)年出苗階段[3]。

自然條件下，重樓種子存在休眠現(xiàn)象，需要“兩冬一夏”才能順利萌發(fā)，且隨著時間的推移種子萌發(fā)率下降，l5個月的出苗率僅為46.2%[4]。大量種子在漫長的休眠期間喪失了生命力。重樓種子休眠程度高、萌發(fā)速率慢、萌發(fā)率低等客觀條件，限制了重樓的人工栽培規(guī)模。

3? ?重樓種子萌發(fā)過程中激素的變化

重樓種子在萌發(fā)過程中，隨著時間推移種子內(nèi)部激素發(fā)生變化，赤霉素（GA3）含量升高，脫落酸（ABA）含量持續(xù)降低。重樓種子在即將出苗階段的超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）活性迅速升高，生長素（IAA）、GA3含量均在即將出苗階段顯著高于其他階段，種子休眠解除后，ABA含量迅速下降，SOD、POD、GA3是種子出苗階段的關(guān)鍵物質(zhì)[5]。

4? ?重樓種子的休眠

目前研究普遍認(rèn)為，種皮（果皮）吸水障礙、胚休眠與種子中存有萌發(fā)抑制類物質(zhì)是種子休眠的三大原因。Baskin等人將植物種子休眠分為5種類型，即生理休眠、形態(tài)休眠、生理形態(tài)休眠、物理休眠和綜合休眠[6]。綜合研究認(rèn)為，重樓種子成熟時種胚發(fā)育不完全，種子中存在萌發(fā)抑制物質(zhì)是其休眠的主要原因。種子不存在吸水障礙，與休眠無關(guān)，重樓種子休眠類型為綜合性休眠。在自然環(huán)境條件下，重樓生長中較長的低溫時期可能是影響重樓種子具有較長時間休眠的外界原因。

5? ?重樓種子破除休眠的方法

為打破種子休眠，常用的方法有3種[7]：第一為物理方法，采用機械處理、溫度處理（高溫、低溫、變溫）、干藏干熱、射線、超聲波、電場和磁場處理等物理手段打破種子休眠。第二為化學(xué)方法，即使用激素、無機化學(xué)試劑、有機化學(xué)藥劑處理打破種子休眠的方法。第三為綜合處理方法，即結(jié)合物理和化學(xué)方法，使用不同的組合方法打破種子休眠。

5.1? ?物理方法

（1）層積。層積處理是在適宜的環(huán)境條件下，種胚完成后熟的過程和結(jié)束休眠促進(jìn)萌發(fā)的一項措施。休眠的重樓種子在經(jīng)過層積處理后，可促進(jìn)其順利完成形態(tài)后熟和生理后熟，并最終獲得萌發(fā)能力。李昭玲等人采用（18±1）℃溫度對重樓種子進(jìn)行層積，在層積后80d種子形態(tài)后熟基本完成，然后以（4±1）℃的低溫層積進(jìn)一步促進(jìn)種子的生理后熟。發(fā)現(xiàn)在重樓種子萌發(fā)的過程中，呼吸代謝途徑由三羧酸途徑為主轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵛焯峭緩綖橹鳎瑥亩龠M(jìn)種子解除休眠[8]。

（2）去皮。重樓的外種皮含有萌發(fā)抑制物，資料顯示重樓種子外種皮提取物對水稻種子萌發(fā)及幼苗生長具有明顯的抑制作用，因此重樓種子的外種皮可能對種子萌發(fā)產(chǎn)生不利影響。姜美杰等人比較不同去皮方式對重樓種子萌發(fā)的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)采用冷凍去皮法恰當(dāng)去皮后，可顯著促進(jìn)種子及早發(fā)芽，縮短萌發(fā)的時間[9]。

（3）超聲波。超聲波是一種頻率超過20kHz的彈性機械波，可刺激植物種子提高發(fā)芽率、加速幼苗生長、增加產(chǎn)量等。超聲波處理之后的種子可以達(dá)到比野生或常規(guī)種植培育的藥用植物生長速度快的效果。周濃等人研究超聲波對重樓種子萌發(fā)能力的影響發(fā)現(xiàn)，在使用超聲波處理（40min、50℃、200W）后，種子萌發(fā)的時間縮短，提高了發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)[10]。使用超聲波處理重樓種子需要有專業(yè)儀器，在大規(guī)模生產(chǎn)中使用度不高。

物理方法破除重樓種子休眠的過程中，可以使用疊加的方式促進(jìn)種子后熟加速萌發(fā)，既可以采用冷凍去皮法去皮，再使用層積處理，少量樣品還可以使用超聲波處理，加速種子后熟和種子萌發(fā)。

5.2? ?化學(xué)方法

（1）激素。重樓種子在萌發(fā)的過程中，種子內(nèi)源激素發(fā)生變化，因而可以使用激素處理以促進(jìn)重樓種子的萌發(fā)。張家玲等人研究發(fā)現(xiàn)，使用500mg/L的GA3對重樓種子進(jìn)行浸種處理，有利于打破重樓種子的二次休眠，大大提高其萌發(fā)率與出苗的整齊度[11]。

500mg/L的GA3處理促進(jìn)了重樓種子淀粉和脂肪的降解、可溶性蛋白和可溶性糖的產(chǎn)生及α、β淀粉酶的合成，GA3處理可能是通過影響α淀粉酶和β淀粉酶對淀粉的降解，使可溶性糖積累，從而促進(jìn)種子萌發(fā)。

IAA具有促進(jìn)細(xì)胞分裂、胚根及芽生長的作用，研究發(fā)現(xiàn)1mg/L濃度的IAA對種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽天數(shù)均有提高作用[12]。6-BA具有細(xì)胞分裂和根伸長的作用，研究結(jié)果顯示，1mg/L濃度梯度的6-BA對重樓種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢及發(fā)芽天數(shù)均具顯著的提升作用。

使用合適濃度的外源激素處理重樓種子可以促進(jìn)重樓種子解除休眠，加速種子的萌發(fā)。綜合文獻(xiàn)資料中的信息顯示，GA3是最常用、效果最好的一種激素，研究報道也相對較多，實際生產(chǎn)中可采用500mg/L的GA3對重樓的種子進(jìn)行浸種處理[13]。

（2）無機試劑。低濃度10%的稀H2SO4浸種處理重樓種子可以提高種子的萌發(fā)率，高濃度反而抑制其萌發(fā)。姜美杰在試驗中施加的H2O2可促進(jìn)種子萌發(fā)過程中胚乳弱化及胚根伸長，外源的H2O2處理對重樓種子存在一定的發(fā)芽促進(jìn)作用。KNO3通過內(nèi)滲調(diào)節(jié)作用可顯著促進(jìn)種子萌發(fā)，KNO3浸種處理的重樓種子在150d內(nèi)促進(jìn)種子的萌發(fā)率，但是對發(fā)芽勢、發(fā)芽天數(shù)造成不利影響。

使用化學(xué)試劑處理重樓種子，促進(jìn)作用不顯著或者是抑制萌發(fā)，因而在試劑應(yīng)用中不建議使用化學(xué)試劑處理的方法。

6? ?結(jié)語

種子休眠是植物具有正常活力的種子萌發(fā)前的一種適應(yīng)機制，此時的種子即使處于適宜的萌發(fā)條件下而不能正常萌發(fā)，但種子休眠期過長，同樣會影響植物本身的生產(chǎn)種植，因而降低經(jīng)濟效益。因此，運用植物外源激素浸種可以破壞妨礙種子萌發(fā)的活性物質(zhì)，打破種子休眠，從而促進(jìn)種子的吸水萌發(fā)。重樓種子的休眠在一定程度上抑制了重樓產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，應(yīng)采用綜合的技術(shù)方法打破種子的休眠，加快種子的萌發(fā)速度，保障種子萌發(fā)率，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。綜合前人研究結(jié)果、在實際生產(chǎn)過程中的經(jīng)濟效益等因素，建議采用不去皮，使用變溫層積處理重樓種子，層積結(jié)束后使用GA3浸泡種子，在20℃恒溫下萌發(fā)，待萌發(fā)長出葉子后移栽大田。

目前關(guān)于重樓種子的主要研究方向為如何破解重樓種子的休眠及加快重樓種子的萌發(fā)，對重樓種子休眠的生理生化及破解休眠的作用機制相對較少，以分子生物學(xué)角度分析重樓種子休眠原因的報道還未發(fā)現(xiàn)。隨著經(jīng)濟和科技的發(fā)展，相信很快從基因的角度揭示重樓種子休眠的原因。今后應(yīng)更加深入地研究重樓種子的繁殖技術(shù)，培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的重樓品種品系，促進(jìn)重樓的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[ 1 ] 國家藥典委員會.中國藥典一部[S].北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2015.

[ 2 ] 蘇海蘭，周先治，李希，等.云南重樓種子萌發(fā)過程內(nèi)源激素含量及酶活性變化研究[J].核農(nóng)學(xué)報，2018，32（1）：141-149.

[ 3 ] 王艷芳，李戈，唐玲，等.滇重樓種子萌發(fā)過程觀察及出苗影響因素研究[J].中藥材，2017，40（9）：2022-2025.

[ 4 ] 黃瑋，孟繁蘊，張文生，等.滇重樓種子休眠機理研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2008，24（12）：242-246.

[ 5 ] 趙俊凌，羅承彬，李戈.不同層積處理滇重樓種子內(nèi)源激素變化的研究[J].云南中醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2014，37（3）：28-29，41.

[ 6 ] Baskin CC，Baskin JM.Seed：Econlogy，Biogeography，and Evolution of Dormancy and Germination[M].San Diego：Academic Press，1998.

[ 7 ] 侯冬花，薩拉木·艾尼瓦爾，海利力·庫爾班.種子休眠與休眠解除的研究進(jìn)展[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007（3）：349-354.

[ 8 ] 李昭玲.層積過程中華重樓種子的后熟生理研究[D].雅安：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，2015.

[ 9 ] 姜美杰.華重樓種子后熟萌發(fā)生理及人工干預(yù)措施研究[D].雅安：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.

[ 10 ] 周濃，李自勤，姜北，等.超聲波對滇重樓種子萌發(fā)能力的影響[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，51（1）：114-116.

[ 11 ] 張家玲，馬英姿，胡文俐.不同處理對滇重樓種子萌發(fā)的影響[J].經(jīng)濟林研究，2018，36（2）：100-106.

[ 12 ] 郭陸軍，邱斌，蘇鈦，等.滇重樓種子萌發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016（9）：27-29.

[ 13 ] 劉錦寶，涂友發(fā).寧蒗縣滇重樓種子育苗技術(shù)探討[J].農(nóng)家參謀，2017（23）：91.

（收稿日期：2019-02-26）