模擬干旱脅迫對瞿麥種子萌發的影響

李誠 王苗 郭鳳霞

摘 要：瞿麥作為分布較廣的藥用植物，其生長容易受到干旱的影響，本文通過PEG-6000模擬干旱脅迫，研究瞿麥種子在干旱情況下的萌發特征。本研究設置0，5%、10%、15%、20%、25%的PEG-6000溶液處理瞿麥種子萌發，結果表明：隨著PEG-6000濃度的不斷增大，瞿麥種子萌發指標均呈下降趨勢;較高濃度的PEG-6000溶液均對瞿麥種子的萌發有強烈的抑制作用，同時瞿麥種子的胚根長度和幼苗生長也受到不同程度抑制，與對照組相比較，有顯著性差異;當濃度高達20%時，完全抑制瞿麥種子的萌發。瞿麥種子容易受到干旱脅迫，干旱會影響瞿麥生長。

關鍵詞：瞿麥;種子萌發;PEG-6000;干旱脅迫

中圖分類號：S-3 ? ? ? 文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20201030010

瞿麥（Dianthus superbus L.）為石竹科石竹屬多年生草本植物[1]。具有很高的藥用價值，全草均可入藥，味苦、性寒，歸心經、小腸經、膀胱經;有抗炎、抑菌、抗氧化、殺蟲、利尿通淋、破血通經等功效[2];瞿麥中積雪草酸具有抗腫瘤的活性[3];瞿麥醇提取物在100%濃度下有輕微溶血反應[4]。常生長于山坡、草地、路旁和林下。喜潮濕、耐寒、忌干旱，以砂質或粘質土壤最宜生長。主要分布于東北、華北、西北地區，以及山東、江蘇、浙江、江西、河南、湖北、四川、貴州、新疆等地[5]。

種子萌發是植物生長過程中的一個關鍵環節，種子萌發的特征與其生長環境有著密不可分的關系。影響種子萌發的因素有很多種，水分、鹽分、溫度、光照、土壤等是影響植物生長育的重要生態因素[6]。隨著全球氣候變暖，溫室效應不斷加劇，水資源緊缺的問題日益顯著，我國作為人口大國水資源尤其匱乏，常年受到干旱的困擾[7]。干旱脅迫成為威脅植物生存和生長的主要自然災害，造成很多農作物減產，中藥材的產量也不斷下降[8]。在文獻報道中，關于瞿麥的藥理作用、臨床應用、化學成分等研究較多[9，10]，但對于瞿麥種子萌發狀況的研究卻很少有報道。以不同濃度的PEG-6000溶液模擬干旱脅迫研究植物的耐旱性，用發芽率、發芽勢、發芽指數、萌發值等作為耐旱性指標是較可靠的方法。

本實驗采用不同濃度的PEG-6000溶液模擬干旱環境，對瞿麥種子進行干旱脅迫處理[11，12]，通過測定其發芽率、發芽勢、發芽指數、萌發值等，對瞿麥種子在PEG-6000溶液模擬干旱脅迫下的萌發情況進行分析[13]，為瞿麥的栽培和種植提供一些理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗選取大小均勻、顆粒完整飽滿的瞿麥種子。

1.2 試驗方法

1.2.1 浸種處理

瞿麥種子用蒸餾水浸泡3h，充分吸水后撈出備用。

1.2.2 儀器的處理

將試驗所需培養皿和濾紙用75%乙醇溶液消毒晾干后備用。

1.2.3 試驗處理

在消毒后的培養皿（直徑9mm）鋪入2層濾紙，將種子整齊擺放于培養皿中，每皿30粒種子，分別加入7mL的蒸餾水（對照處理組）和濃度為5%、10%、15%、20%、25%的PEG-6000溶液，處理后將培養皿放入20℃的恒溫培養箱（12h黑暗，12h光照;5700lx）中培養萌發，從第3天開始每天定時向每個培養皿中用膠頭滴管加入蒸餾水和對應濃度的PEG-6000溶液以使培養皿中的濾紙充分吸水，并記錄種子發芽個數。每個濃度做3個平行組。以胚芽突破種皮作為萌發開始的標志，以第1粒種子胚芽突破種皮的日期作為試驗的開始時間，以連續3d沒有種子露出胚芽作為試驗的結束時間。

1.2.4 萌發指標

發芽率（%）=發芽結束時總的發芽種子數/總供試種子數×100%

發芽勢（%）=前2d種子的發芽數/總供試種子總數×100%

發芽指數=∑（Gt/Dt）

式中，Gt為時間t日的萌發數，Dt為相應的萌發天數;發芽指數越高，發芽速度越快，活力越高。

萌發值（GV）=PV×MDG，PV=（日累計發芽數/達到該累計發芽數所需要的天數）的最大值，MDG=發芽數/發芽歷期。

1.3 數據處理

試驗數據用SPSS17.0進行單因素方差分析。檢驗不同處理間的差異顯著性。P<0.05為差異顯著;P<0.01為差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 不同濃度的PEG-6000溶液處理下瞿麥種子的萌發率 ?當PEG-6000濃度濃度為5%時，瞿麥種子的萌發率較高，可達到90%以上，與對照組無顯著差異;10%和15%PEG-6000濃度下，二者的發芽率有顯著差異;當PEG-6000濃度上升時，瞿麥種子的萌發率在逐漸下降;在PEG-6000濃度達到20%和25%時，種子的萌發受抑制程度最大，種子不萌發，與其它濃度下的萌發率差異極顯著。結果分析表明濃度較高的PEG-6000溶液對瞿麥種子萌發有抑制作用。

2.2 不同濃度的PEG-6000溶液處理下瞿麥種子的發芽進程 ?5% PEG-6000溶液和對照組的瞿麥種子的發芽進程較一致，在置床后的第1天開始萌發，第7天達到萌發高峰;10%和15% PEG-6000溶液處理后，瞿麥種子的萌發進程明顯下降。由此可知，當PEG-6000的濃度升高時，種子的萌發進程呈下降趨勢。

2.3 不同濃度的PEG-6000溶液處理下瞿麥種子的發芽勢 ?對照組瞿麥種子的發芽勢達40%;10%和15%PEG-6000濃度處理時，種子的發芽勢下降至21%和12%;當PEG-6000濃度不斷升高時對瞿麥種子的發芽勢有明顯的抑制作用，且抑制程度隨PEG-6000溶液濃度的升高而增強;對照組與其它濃度下的發芽勢相比有極顯著差異。由此可見，瞿麥種子的發芽勢因干旱脅迫的增強而降低。

2.4 不同濃度的PEG-6000溶液處理下瞿麥種子的發芽指數 ?對照組和5% PEG-6000溶液的濃度下，二者之間發芽指數無顯著差異;當PEG-6000溶液的濃度為10%和15%時，瞿麥種子的發芽指數具有顯著的差異;當PEG-6000溶液的濃度升高到20%時，種子的發芽指數為0。由此可見，較高濃度的PEG-6000溶液對瞿麥種子的萌發有抑制作用。

2.5 不同濃度的PEG-6000溶液處理下瞿麥種子的萌發值 ?在對照組和5% PEG-6000濃度下瞿麥種子的萌發值沒有顯著差異;與10%和15% PEG-6000濃度相比具有顯著差異;并且隨著PEG-6000濃度的升高，萌發值也明顯呈降低趨勢。

2.6 不同濃度的PEG-6000溶液處理下瞿麥種子的胚根生長狀況

瞿麥種子在對照處理和5% PEG-6000濃度下胚根生長狀況相似，兩者之間沒有明顯的差異，在前4d生長較緩慢，第4天之后生長比較迅速;而10%與15% PEG-6000溶液濃度下瞿麥種子生長從一開始就受到抑制;由此可見，隨著PEG-6000溶液濃度的不斷升高，不僅瞿麥種子的發芽個數在減少，而且胚根的增長度也在變小。由此可見，不同濃度的PEG-6000溶液對瞿麥種子的生長狀況存在不同的影響。

3 討論

本試驗研究表明，瞿麥種子對不同濃度的PEG-6000溶液的耐受程度是不同的。瞿麥種子在對照組萌發較好，5%濃度的PEG-6000溶液對瞿麥種子的萌發幾乎無影響;但較高濃度的PEG-6000溶液均對瞿麥種子的萌發有明顯的抑制作用甚至出現了不萌發的現象;而且瞿麥胚根的生長也在PEG-6000溶液模擬的干旱脅迫下受到了抑制，隨著PEG-6000溶液濃度的升高，胚根的長度均呈下降趨勢。作為重要的藥用植物，干旱對瞿麥的種子萌發影響較大，種植時要考慮干旱對種子萌發的影響。要從生理生態適合度方面分析瞿麥幼苗生長過程中對干旱脅迫的響應。

參考文獻

[1] 中國科學院中國植物志編輯委員會.中國植物志（第26卷）[M].北京：北京科學出版社，2010：424.

[2]張騫瀾.瞿麥化學成分研究及瞿麥單體皂苷體內代謝動力學探究[D].杭州：浙江大學，2014.

[3]張建超，余建清，張方蕾，等.瞿麥正丁醇部位抗腫瘤活性成分篩選[J].中國現代中藥，2015，17（04）：326-330.

[4]敖云龍，杭蓋，胡斯樂.蒙藥材瞿麥的化學成分及藥理作用研究進展[J].世界最新醫學信息文摘，2017（52）：126-127.

[5]國家藥典委員會.中華人民共和國藥典[M].北京：中國醫藥科技出版社，2015.

[6]黃建，劉洪見，錢仁卷，等.不同浸種溫度及時間預處理對瞿麥種子發芽的影響[J].北方園藝，2011（15）：95-97.

[7]王鶴，關琳，張麗輝，等.不同氮濃度對番茄種子萌發及幼苗生長的影響[J].長春師范大學學報，2018，37（08）：92-95.

[8]黃曉霞，胡少波，鄧莉蘭.土壤干旱和鹽脅迫對帕洛特王幼苗生長及生理特性的影響[J].北方園藝，2011（15）：97-100.

[9]傅旭陽，田均勉.瞿麥的化學成分研究[J].中草藥，2015，46（05）：645-648.

[10]張方蕾.瞿麥抗腫瘤有效部位的活性組分篩選及其成分分析[D].武漢：湖北中醫藥大學，2014.

[11]劉博，衛玲，肖俊紅，等.PEG模擬干旱條件下大豆萌發特性研究[J].種子，2018，37（12）：62-66.

[12]劉萍，張蘭.鹽分和水分脅迫對黑麥草種子萌發的影響[J].湖北農業科學，2008（02）：172-174.

[13]顧寶，董文淵，張營，等.PEG模擬干旱脅迫對筇竹種子萌發的影響[J].西南林業大學學報，2016，36（04）：48-52.

（責任編輯 周康）