不同來源年份藏麻黃種子萌發及抗旱性評價

何文佳

(西藏自治區農牧科學院水產科學研究所，拉薩 850002)

麻黃作為藥用植物已有五千多年的應用歷史，始載于《神農本草經》，主中風，傷寒頭痛，溫虐，發表汗，去邪熱氣，止咳逆上氣，除寒熱，破積聚[1]。青藏高原自然條件獨特而復雜蘊育了品種豐富的藏藥材資源，藏麻黃(E.saxatilis)為西藏特有種[2]，在《月王藥診》、《晶珠本草》以及《四部醫典》等藏藥古籍中均有對藏麻黃全草入藥的記載[3]，作為藏醫藥常用的基源植物，藏麻黃是重要的藏藥資源。

干旱是全世界共同面臨的自然災害，我國屬于干旱頻發國家，且西南地區的干旱最為嚴重[4]，青藏高原大部分地區處于干旱半干旱區[5]。麻黃根系發達、分蘗能力強，具有防風固沙、改善地區生境以及涵養水源的作用，是重要的生態、經濟藥用灌木之一[6]。目前國內外對麻黃的研究集中于化學成分方面，而對于麻黃抗逆性方面的研究較少。對于麻黃的研究，多集中于草麻黃和中麻黃方面，對于藏麻黃所開展的研究頗少。隨著藏醫藥的發展，對麻黃的需求日益增長，麻黃種植展現出較好的發展前景。種子作為植物繁育的重要方式，其品質的好壞關系到植物是否正常生長以及產量的高低。種子萌發時期屬于植物抗逆性研究的關鍵時期。麻黃植物存在授粉不完全而導致種子不能成熟和種子活力較低，從而對種子的萌發能力產生影響。本試驗測定了與藏麻黃種子萌發和幼苗生長的相關指標，評價了藏麻黃的抗旱性，以期為藏麻黃的推廣栽培，養護和抗逆性研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 研究材料

藏麻黃種子于2017年7月，2019年7月采集自西藏自治區拉薩市，成熟的種子帶回實驗室，晾干后置于陰涼干燥處保存。剔除空殼和被害蟲侵染的藏麻黃種子，選取飽滿的種子作為供試材料。

1.2 研究方法

隨機選取50粒種子，用游標卡尺測量麻黃種子的橫莖和縱莖，3次重復，取平均值。再隨機選取100粒種子，用分析天平稱重，3次重復，取平均值，測算藏麻黃種子千粒重。

將3個不同儲存年限的藏麻黃種子，各取50粒，設置3組重復。將種子置于0.8% NaClO溶液中消毒30 min，用蒸餾水沖洗干凈后置于蒸餾水中24 h，使其充分吸水膨脹。將麻黃種子分別放置在提前經過高壓滅菌的直徑為90 mm鋪有2層濾紙的培養皿中。每個培養皿中加入5 mL蒸餾水，每隔2 d更換培養皿中的水。將裝有藏麻黃種子的培養皿放置在光照培養箱中，培養箱溫度設置為25 ℃，光照強度5級，光照周期16 h/8 h(光照/黑暗)。每隔2 d于10：00時對藏麻黃種子的發芽情況進行統計和記錄。

表2 不同儲存年限麻黃種子生長指標隸屬函數值及耐旱性評價

1.3 種子萌發指標的測定

采用紙皿法，測定并計算種子的發芽率、發芽勢、發芽指數。

發芽率(%)=(發芽種子數/供試種子總數)×100%;

發芽勢(%)=(10 d內種子發芽數/供試種子總數)×100%;

發芽指數=∑(發芽種子數/發芽天數)。

采用模糊數學中隸屬函數方法，以發芽率、發芽勢、發芽指數、胚根長、胚軸長等5個指標作為抗旱性評價依據對藏麻黃抗旱性能力進行綜合評價，其公式為[7]：

式中：F′為i年限j性狀的隸屬值，Fij為某年限某一指標的測定值，Fmax為某指標中的最大值，Fmin為某指標中的最小值，Fi為i年限的總隸屬值，n為測定指標數。

1.4 藏麻黃幼苗中生理指標的測定

采集土培14 d的麻黃幼苗，運用分光光度法測定藏麻黃葉綠素a，葉綠素b和總葉綠素含量。運用酸性茚三酮染色法測定藏麻黃脯氨酸含量。

1.5 數據統計與分析

采用 Microsoft Excel軟件和IBM spss statistics 21.0軟件對數據進行處理分析。

2 結果與分析

2.1 不同儲存年限種子基本情況

不同儲存年限供試麻黃種子的橫莖、縱莖、千粒質量如表1，不同儲存年限之間無顯著差異(p>0.05)。

表1 不同儲存年限麻黃種子基本特征

2.2 不同儲存年限種子萌發情況

由圖1可看出，2017年，2018年，2019年麻黃種子最終發芽率分別為 38.0%，49.4%，68.0%。2019年麻黃種子的發芽率最高，2018年的種子發芽率次之，2017年的種子發芽率最低。種子發芽勢和發芽指數如圖2、圖3。

2.3 麻黃抗旱性性綜合評價

根據隸屬函數值對抗旱性進行分級，分為耐旱型(1級)，較耐旱型(2級)，中間型(3級)，干旱較敏感型(4級)和干旱敏感型(5級)[7]。藏麻黃隸屬函數值在0.4～0.6之間為3級，屬于中間型(表2)。

圖1 不同年限種子發芽率

圖2 不同年限種子發芽勢

圖3 不同年限種子發芽指數

2.4 麻黃幼苗葉綠素和脯氨酸含量

葉綠素和脯氨酸作為植物抗旱的重要生理指標。測得藏麻黃幼苗葉綠素a，葉綠素b，總葉綠素，脯氨酸含量如圖4。

圖4 葉綠素和脯氨酸含量

3 討 論

植物抗旱性是多種因素影響的綜合性狀，其中種子的萌發和幼苗生長是植物抗逆性的直觀反映。本試驗以藏麻黃種子發芽率、發芽勢、發芽指數、胚根長和胚軸長作為綜合評價指標。植物中所含的脯氨酸可通過調節細胞滲透勢來適應干旱環境。隨著存儲年限的增加，藏麻黃種子發芽率、發芽勢和發芽指數呈下降的趨勢。該研究結果與張麗等[8]的研究結果一致，麻黃種子隨著儲存時間的增加，種子衰老程度表現出加快的現象。王桔紅等[9]測定了膜果麻黃種子萌發率為93.4%，中麻黃種子萌發率64.6%。中麻黃為國家藥典規定使用的麻黃，藏麻黃種子萌發率(68.0%)低于膜果麻黃，但高于中麻黃種子萌發率，不同種麻黃種子萌發能力存在差異。這與麻黃物種以及長期適應不同的環境，在不同的選擇壓力下產生出不同的生活史對策有關。

Andrea Mondoni等[10]研究發現，高山植物種子存活期明顯低于低地植物種子，環境和遺傳因素決定種子存活率高低。種子存活率受環境條件的影響較大，可能與氣候等有關適應性遺傳差異有關。對種子的萌發能力進行探究，能夠了解種子的抗逆性，對于種子收集保存的有效管理至關重要[11]。對于麻黃種子萌發能力隨儲存時間的增加而降低的現象，需要考慮在種子保存過程中使用新的儲藏技術，如冷凍保存等，定期對存儲的種子進行種子活力測定。對于遭受采摘挖掘而使麻黃資源日漸減少的狀況，可將麻黃進行易地種植保護，或是通過種子庫等方法保護麻黃資源，為原生境保護和棲息地恢復提供繁殖材料。