棘豆屬植物種子萌發(fā)的研究概況

斯日古冷，紅艷，辛穎

(內(nèi)蒙古民族大學 蒙醫(yī)藥學院，內(nèi)蒙古 通遼 028000)

0 引言

全世界范圍內(nèi)約有300 多種豆科棘豆屬植物(Oxytropis spp.)，我國目前約有80 多種，屬于多年生草本，呈半灌木或灌木，多為高山植物，是保持水土、防風固沙的植物[1]。棘豆屬植物依據(jù)其是否引起家畜中毒，可分為棘豆毒草和無毒棘豆(優(yōu)質(zhì)牧草)兩類。目前發(fā)現(xiàn)有32 種棘豆植物可引起動物中毒，我國存在23 種，其中的8 種屬于對畜牧業(yè)構(gòu)成嚴重危害的棘豆毒草[2]。棘豆屬植物的化學成分主要包括生物堿、黃酮、皂苷類等，許多種質(zhì)均具有較好的藥理活性，屬于我國傳統(tǒng)的藥用植物，具有清熱解毒、抗炎鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜、保肝、止血、生肌等功效，在蒙醫(yī)、藏醫(yī)中廣泛使用[3]。隨著對棘豆屬植物藥用量需求的不斷增加，其野生資源日趨減少，開展棘豆屬植物的種植栽培研究顯得格外重要。通過查閱文獻，發(fā)現(xiàn)關(guān)于棘豆屬植物種植栽培方面的相關(guān)文獻較少，基本集中在種子萌發(fā)研究方面。本文通過總結(jié)棘豆屬植物種子萌發(fā)方面的研究成果，旨在為進一步開展棘豆屬植物的深入研究提供參考。

1 黃花棘豆(Oxytropis ochrocephala Bunge)

黃花棘豆大多分布在我國西部的省區(qū)，又名馬絆腸、團巴草，因其在天然草原的生長習性，對其進行人工種植存在一定的難度[4]。

1.1 種子前處理對種子萌發(fā)的影響

湯濤[5]、索昂文江[6]、楊英蘭[7]等分別采用細沙和砂紙摩擦、濃硫酸處理、預冷、熱水浸種等方法去處理黃花棘豆，發(fā)現(xiàn)以上方法均可提高黃花棘豆種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率，其中使用細沙和砂紙摩擦種子的處理方法簡單且效果最佳。而趙清梅等[8]研究發(fā)現(xiàn)寧夏黃花棘豆種子的萌發(fā)率是酸蝕處理的方法組最高，其次是砂紙摩擦處理種子組，熱水浸種和預冷處理組的萌發(fā)率和對照組相比無明顯差異。樊鵬輝等[9]發(fā)現(xiàn)黃花棘豆種子經(jīng)過濃硫酸處理、液氮冷凍、細砂研磨和田間埋藏等方法處理后，均可有效打破種子休眠狀態(tài)，明顯提高黃花棘豆的發(fā)芽率；而對種子進行熱水浸種、赤霉素處理、堿液處理、低溫層積等處理均對種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢無顯著改變。段春華等[10]認為種子經(jīng)牦牛、藏羊瘤胃內(nèi)容物浸泡處理以及其糞便冬季埋藏處理后對黃花棘豆植物種子萌發(fā)有促進作用。

1.2 溫度對種子萌發(fā)的影響

趙清梅[8]、陳超[11]、王玉琴[12]等研究溫度對黃花棘豆種子發(fā)芽狀況的影響，發(fā)現(xiàn)恒溫條件對高發(fā)芽率的影響較變溫條件好，在10℃～25℃溫度范圍內(nèi)，種子的發(fā)芽率會隨著溫度的升高而增加，主要表現(xiàn)為種子硬實率降低、發(fā)芽時間縮短和發(fā)芽指數(shù)增大等。種子的萌發(fā)率在25℃時最高，當溫度超過25℃時，萌發(fā)率呈顯著降低趨勢。樊鵬輝等[9]研究發(fā)現(xiàn)黃花棘豆的適宜發(fā)芽溫度為15～20℃，在此溫度范圍內(nèi)，其發(fā)芽率和發(fā)芽勢變化不大。當溫度超過25℃時，種子容易發(fā)生霉爛。同時發(fā)現(xiàn)，用硫酸處理的黃花棘豆種子也易出現(xiàn)霉爛。王玉琴等[12]研究發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)溫度設定在10～40℃范圍內(nèi)，黃花棘豆的種子發(fā)芽率、幼苗莖葉長度、根的長度和兩子葉間的寬度均呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢，培養(yǎng)溫度為30℃時以上測量指標均可以達到最大值。

1.3 光照強度對種子萌發(fā)的影響

趙清梅等[8]研究發(fā)現(xiàn)光照強度可影響黃花棘豆種子的萌發(fā)，最佳光照強度為40%～80%。

1.4 組培技術(shù)構(gòu)建再生體系

王玉琴等[13]將無菌培養(yǎng)的黃花棘豆幼苗葉片作為組織培養(yǎng)的外植體，研究培養(yǎng)基、生長激素等對黃花棘豆愈傷組織的誘導作用，找到了最佳培養(yǎng)基和最佳生長激素配比，構(gòu)建了良好的無毒黃花棘豆再生體系。

1.5 基質(zhì)對種苗生長的影響

張明等[14]在研究黃花棘豆種苗的種植階段，發(fā)現(xiàn)分層基質(zhì)的上層為沙土、下層為有機土的培養(yǎng)方式更適合黃花棘豆的生長，這可能與沙土透氣性有關(guān)。該培養(yǎng)方式不僅有利于根的呼吸和伸長，還可供應生根后的營養(yǎng)。在黃花棘豆的培養(yǎng)過程中有時會產(chǎn)生內(nèi)生菌而導致種苗發(fā)生死亡或霉變，可定時噴灑甲基托布津防治。

2 藍花棘豆

藍花棘豆(Oxytropis caerulea (Pall.) DC.)是棘豆屬中唯一不使家畜中毒的優(yōu)質(zhì)牧草，其花呈藍紫色或紫紅色[15]。藍花棘豆耐寒性極強，生長周期長，葉量豐富，適應性強，藥用價值和飼用價值均較高[16]。藍花棘豆的種皮堅硬且透水性差，未經(jīng)處理的硬實種子是難發(fā)芽的，出苗率極低，出苗不整齊，有必要采取措施對硬實的種子進行處理以保證藍花棘豆的發(fā)芽率[17,18]。

2.1 種子前處理對種子萌發(fā)的影響

劉興等[19]使用不同濃度的硝酸鉀、硼酸和硫酸銅溶液分別浸泡處理藍花棘豆種子，發(fā)現(xiàn)硝酸鉀溶液(50mg/L)對藍花棘豆種子萌發(fā)具有促進作用，并隨著其質(zhì)量濃度的升高而對萌發(fā)的抑制作用增強；硼酸溶液對藍花棘豆種子的萌發(fā)有促進作用，當質(zhì)量濃度為150 mg/L 時對藍花棘豆萌發(fā)效果最好；低質(zhì)量濃度的硫酸銅溶液對藍花棘豆種子萌發(fā)的促進作用不明顯，隨著其質(zhì)量濃度的升高而對萌發(fā)出現(xiàn)抑制作用。楊俊梅[20]、王兵[21]等均采用酸蝕處理藍花棘豆種子，可促進種子的萌發(fā)。酸蝕處理的時間以20～30min 為最好。

2.2 激素對種子萌發(fā)的影響

田琳琳等[22]研究發(fā)現(xiàn)，藍花棘豆種子被赤霉素溶液處理后可以促進其萌發(fā)，其胚芽與胚根長度、發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和出苗率均明顯升高。

3 小花棘豆

小花棘豆(Oxytropis glabra DC.)是危害草原的有毒植物，一直都嚴重影響著草地和畜牧業(yè)的發(fā)展[16,23]。小花棘豆又名醉馬草，有一定的藥用價值，具有鎮(zhèn)靜、麻醉和止痛等功效，主治牙痛、關(guān)節(jié)炎等病[24]。

3.1 種子前處理對種子萌發(fā)的影響

程翠等[25]將小花棘豆的種子分為內(nèi)生真菌感染和內(nèi)生真菌未感染組，在正常條件下和滲透脅迫條件下觀察種子發(fā)芽、幼苗生長等方面的差異，發(fā)現(xiàn)內(nèi)生真菌可促進小花棘豆幼苗的生長，對種子發(fā)芽率沒有顯著的影響。王美怡等[26]分別采用砂紙打磨、熱水浸種、預冷處理、氫氧化鈉堿蝕、硫酸酸蝕等處理種子的方法，研究這些條件對種子萌發(fā)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，小花棘豆種子經(jīng)90%的硫酸處理25min 后，其萌發(fā)率最高；分別經(jīng)砂紙打磨處理、30%氫氧化鈉堿蝕120min 后的萌發(fā)率略低；經(jīng)70℃的熱水浸種0.5h 的種子發(fā)芽率有所提高；而種子經(jīng)預冷處理的發(fā)芽率沒有明顯改變。

3.2 土壤因素與種子萌發(fā)的相互關(guān)系

吳建等[27]將采集于不同地點的小花棘豆種子和各采集點的土壤進行交叉互換，進而分析土壤差異對種子萌發(fā)的影響。結(jié)果表明，小花棘豆的種子在pH 值偏低且有機質(zhì)、鉀、磷、氮的含量較高的土壤中萌發(fā)率高，反之較低。

4 甘肅棘豆

甘肅棘豆(Oxytropis kansuensis Bunge)主產(chǎn)于青藏高原，又名塞嘎爾、色舍爾，其性溫、味辛，具有清脾肺熱和利水的功效，藏醫(yī)常用于止血、利尿、解毒療瘡[28]。甘肅棘豆的種子發(fā)芽率較低，其種子的萌發(fā)具有隨機性[29]。賈娟等[30]分別采用劃破種皮、98%濃硫酸等方法去處理種子可以有效地解除種子硬實而促進發(fā)芽。

5 多葉棘豆

多葉棘豆(Oxytropis myriophylla(Pall.)DC.)，又名狐尾藻棘豆、雞翎草，蒙藥用其干燥地上部分來作為殺粘藥物，蒙藥名為那布其熱哈格·烏如吐扎，具有清熱、殺粘、燥黃水、消腫、愈傷、合脈止血、生肌、軟便等功效[31,32]。多葉棘豆的種子發(fā)芽困難，發(fā)芽率極低[33]。徐都冷[34]研究發(fā)現(xiàn)多葉棘豆種子的硬實率高達100%，采用砂擦、高錳酸鉀處理、熱水浸種和赤霉素處理等方法均可提高種子的發(fā)芽率。吳雙英等[35]確定種子通過砂紙摩擦和常溫浸泡后，在15℃條件下萌發(fā)是多葉棘豆的最佳發(fā)芽條件。單麗輝等[36]研究發(fā)現(xiàn)，多葉棘豆種子的發(fā)芽率在當年7月-11 月可達90%以上，12 月份急劇下降，次年3 月份幾乎喪失發(fā)芽能力。同時，還利用多葉棘豆的莖段直接分化成器官，并成功誘導出愈傷組織，但愈傷組織在繼代一次后就嚴重褐化及死亡，可能與豆科植物含毒素過多導致愈傷組織嚴重褐化而無法進行脫分化相關(guān)。劉曉東[37]采用組織培養(yǎng)的方式建立了多葉棘豆的快速繁殖體系，并研究了多葉棘豆幼苗的耐堿特性。

6 硬毛棘豆

硬毛棘豆(Oxytropis hirta Bunge)是常用蒙藥材，收載于《中華人民共和國衛(wèi)生部藥品標準·蒙藥分冊》(1998 年版)，具有清熱、殺粘、消腫、燥協(xié)日烏素、愈傷、止血、生肌等功效，主治瘟疫、麻疹、腮腺炎、腦腸刺痛、創(chuàng)傷、吐血咯血等病癥[38,39]。硬毛棘豆的種子發(fā)芽困難，發(fā)芽率極低。徐都冷[40]探討了破除硬毛棘豆種子硬實的方法，發(fā)現(xiàn)砂紙摩擦和熱水(80℃)浸泡的種子處理方法均可提高發(fā)芽率，使出芽整齊。

7 展望

棘豆屬植物中有很多品種屬于藥用植物，是中藥、民族藥的重要藥材。多葉棘豆被稱為草藥之王，現(xiàn)代藥理學研究表明其確具有清熱解毒、鎮(zhèn)痛抗炎、止血生肌等功效。隨著近年來民族醫(yī)藥的發(fā)展，棘豆屬植物逐漸在藏、蒙醫(yī)中得到廣泛使用。隨著臨床藥用量日益增加，為了保證長期供應，連年不斷采挖會導致野生資源日趨減少，自然資源與生態(tài)環(huán)境會遭到嚴重破壞。為了實現(xiàn)資源的可持續(xù)利用，保護環(huán)境資源，必須加大對棘豆屬植物的人工種植與栽培關(guān)鍵技術(shù)研究，為發(fā)展民族醫(yī)藥做出貢獻，為人類的健康服務。