不同采收時間珊瑚菜種子的產量及質量

楊樹林 楊太新 路寧寧

摘要：通過對不同采收時間珊瑚菜種子產量和質量的研究，確定其適宜采收時間，為珊瑚菜良種繁育和提高種子質量提供理論依據。結果表明，不同采收時間的珊瑚菜種子產量和質量差異顯著。珊瑚菜種子的產量以T3（6月25日）處理的最高，為888.71 kg/hm2，且顯著高于T4（6月30日）處理的706.69 kg/hm2;種子千粒質量和發芽率均隨采收時間的推遲逐漸上升，T4處理的種子千粒質量和發芽率均達到最高，但均與T3處理差異不顯著。種子的SOD、POD和CAT活性隨采收時間的推遲均表現出逐漸增高的變化趨勢，均以T4處理的活性最高。隨采收時間的推遲，種子的ABA、GA3和ZR含量均呈逐漸下降的趨勢，均以T4處理的含量最低，種子的IAA含量呈先上升后下降的趨勢，以T2（6月20日）處理的最高，為52.82 ng/g。從種子的產量及質量考慮，河北安國及周邊地區的珊瑚菜種子適宜采收時間為6月25日。

關鍵詞：珊瑚菜;種子;采收時間;產量;質量

中圖分類號： S567.23+9.04? 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2021）22-0162-05

收稿日期：2021-03-09

基金項目：河北省中藥材產業技術體系創新團隊項目（編號：HBCT2018060202）;太行山農業創新驛站安國藥博園（編號：1717050）。

作者簡介：楊樹林（1996—），男，河北保定人，碩士研究生，研究方向為藥用作物栽培。E-mail：1518632070@qq.com。

通信作者：楊太新，博士，教授，主要從事藥用植物規范化栽培和管花肉蓯蓉的科學研究。E-mail：yangtaixin@126.com。

傘形科植物珊瑚菜（Glehnia littoralis Fr. Schmidt ex Miq.）為常用中藥北沙參的基原植物。北沙參性微寒，味甘、微苦，歸肺、胃經，具有潤肺益胃、養陰生津的功效[1]。北沙參有著悠久的栽培歷史和較成熟的種植加工技術，主產于河北安國、山東萊陽和內蒙古赤峰三大產區。其中河北安國所產的北沙參是“八大祁藥”之一，習稱“祁沙參”[2]。

珊瑚菜為傘形科植物，其種子成熟度不一致，質量參差不齊，嚴重影響了優良種苗的培育，最終影響藥材質量。喬凱寧等研究了珊瑚菜種子質量的檢驗方法：千粒質量采用千粒法;含水率用低溫（105±2） ℃烘干法，烘干8 h，去果皮，15～25 ℃變溫條件下紙間培養[3]。賈俊英等探討了不同處理的珊瑚菜種子質量，分成3個等級，且研究顯示，沙藏后的種子發芽率均高于沙藏前的[4]。舒春清等報道，珊瑚菜留主莖果盤上的種子，摘除側枝小果盤，以集中養分，促使主莖果盤種子飽滿[5]。韓曉偉等研究表明，低溫沙藏能夠降低抑制珊瑚菜種子萌發的香豆素類含量，促進種子萌發的植物激素比例開始增加[6]。但關于不同采收時間珊瑚菜種子的產量和質量研究未見報道，本文研究了不同采收時間珊瑚菜種子的結實率、莢果長、莢果寬、含水率、千粒質量、發芽率等指標，分析了種子的超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）活性和脫落酸（ABA）、赤霉素（GA3）、吲哚乙酸（IAA）、玉米素核苷（ZR）內源激素含量等生理指標，旨在為進一步提高珊瑚菜種子質量和良種繁育提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以安國藥博園種植基地采收的珊瑚菜種子為試驗材料，經河北農業大學楊太新教授鑒定均為傘形科植物珊瑚菜的種子。

BS-223S電子分析天平（北京賽多利斯儀器系統有限公司）;DHG-9240A電熱恒溫鼓風干燥箱（北京陸希科技有限公司）;Agilent1260型高效液相色譜儀（安捷倫中國科技有限公司）;UH5300型紫外分光光度計（上海天美科技有限公司）;BIC-250型智能光照培養箱（上海博迅實業有限公司）;臺式高速冷凍離心機（德國希格瑪離心機有限公司）;NAI-DCY-24F型氮吹儀（上海那艾精密儀器有限公司）;KQ-300VDV型雙頻數控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）等。

赤霉素、吲哚乙酸、玉米素核苷、脫落酸標準品和超氧化物歧化酶、過氧化物酶、過氧化氫酶試劑盒均購于北京索萊寶科技有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計

珊瑚菜種子采收時間試驗在安國藥博園藥材種植基地（115°33′30″E、38°42′48″N）進行。自2020年6月15日起，每隔5 d對珊瑚菜種子進行取樣調查，于6月30日結束取樣，分別記為T1、T2、T3、T4。將不同采收時間的珊瑚菜種子，用清水洗凈，去除雜質，測定種子含水率及其GA3、IAA、ZR、ABA內源激素含量和SOD、POD、CAT活性的變化。放在陰涼處風干后，測其結實率、果實長、果實寬、千粒質量等指標;低溫沙藏3個月后測定其發芽率。珊瑚菜種子取樣時，每次3點取樣，每樣點1 m2，精確稱質量，計算種子的產量，產量（kg/hm2）=單位面積種子質量（g/m2）×667 m2×15×10-3。

1.2.2 測定方法

（1）含水率：不同采收時間的珊瑚菜種子，去除雜質后將其放在陰涼處風干，將各采收時間的種子隨機稱取3份，放入干燥樣品盒中，樣品盒的質量為m1，稱量并記錄樣品和樣品盒總質量為m2，之后將其在低恒溫（105±2） ℃的烘箱中烘 8 h 至恒質量，稱量并記錄此時樣品和樣品盒總質量m3[3]。計算方如下：

種子含水率=（m2-m3）/（m2-m1）×100%。

（2）千粒質量：將珊瑚菜種子樣品按不同采收時間隨機取出1 000粒，在電子分析天平上稱質量，并記錄數據，重復3次。

（3）發芽率：將不同采收時間的珊瑚菜種子在水中充分浸泡后按照沙、種質量比3 ∶1進行混合，在4 ℃沙藏90 d，取出后洗凈泥沙，然后分別隨機取出50粒，在15～25 ℃變溫條件下進行紙間培養，每天觀察，保證發芽床濕潤，記錄發芽種子數，以連續3 d無新種子發芽為觀察終點，重復3次，比較不同采收時間的種子發芽率[3]。

（4）酶的提取與測定：稱量0.100 g沙藏后的珊瑚菜種子，加入1 mL的磷酸液緩沖液進行冰浴勻漿;離心10 min，取上清液，放置冰上待測。采用北京索萊寶試劑盒法，分別測定不同采收時間珊瑚菜種子的SOD、POD和CAT活性，試驗步驟和結果計算均按照試劑盒說明書操作。

（5）內源激素含量測定：色譜條件：色譜柱AgilentTC-C18柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）;甲醇作為流動相A，pH值=3的冰乙酸作為流動相B，按照表1進行梯度洗脫;柱溫：30 ℃;流速：1.0 mL/min;進樣量：10 μL/次;檢測波長：260 nm。

對照品溶液的制備：分別準確稱取5 mg的ABA、GA3、IAA和ZR標準樣品，甲醇溶解，定容在100 mL棕色容量瓶中，配制成濃度為50 mg/L的混合母液，再經過0.45 μm有機濾膜的過濾，即得混合對照品溶液。

樣品的制備：稱取1.000 g的珊瑚菜種子至預冷的研缽中，加入80%的預冷甲醇溶液8 mL（抗氧劑BTH），研磨勻漿，之后在4 ℃避光條件下浸提 16 h。浸提液在4 ℃、16 000 r/min離心5 min，將上清液轉移至10 mL離心管中，加入0.2 g/g的聚乙烯比咯烷酮（PVPP）去除酚類等雜質，超聲振蕩 40 min，過濾，濾液過C18固相萃取柱，氮吹至水相（1.5～2 mL）。用1 mol/L檸檬酸將水相調節到pH值=3.0，加入3 mL乙酸乙酯進行萃取，超聲振蕩40 min，將上部液體轉移至新的離心管氮吹（將乙酸乙酯吹干），加2 mL的甲醇復溶，過0.45 μm有機濾膜即進樣品瓶，與對照品共同測定[7-8]。

線性關系建立：將混合對照品溶液用0.45 μm有機濾膜過濾，分別精密吸取混合對照品溶液2.5、5.0、7.5、10.0、12.5 μL，注入樣品瓶，按上述色譜條件進樣，記錄色譜圖（圖1）。以進樣體積為橫坐標，峰面積為縱坐標，繪制標準曲線，并計算出回歸方程：GA3，Y1=78.168X1+42.405（r21=0.999 7）;IAA，Y2=791.06X2+9.434（r22=0.999 3）;ABA，Y3=4 798.9X3+48.418（r23=0.999 6）;ZR，Y4=89.121X4+68.542（r24=0.999 4）。

精密性試驗：取混合對照品，20 μL連續進樣5次，分別測定、記錄ABA、GA3、IAA、ZR峰面積，計算RSD。結果ABA、GA3、IAA、ZR的RSD分別為0.64%、0.49%、0.53%、0.75%。說明試驗儀器精密度良好。

重復性試驗：取同一樣品5份，在同一色譜條件下進行測定，記錄面積，計算RSD。結果ABA、GA3、IAA、ZR的RSD分別為2.03%、1.78%、1.64%、1.55%，說明試驗方法的重復性較好。

穩定性試驗：將供試樣品溶液置于室溫下，分別于0、2、4、8、12、24、36 h按上述色譜條件進行測定，記錄ABA、GA3、IAA、ZR峰面積，計算RSD。結果ABA、GA3、IAA、ZR的RSD分別為1.98%、1.75%、1.23%、1.34%，結果說明樣品成分含量至少在36 h內穩定。

1.3 數據處理

采用Excel 2016和SPSS 23.0軟件進行數據處理和統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同采收時間的珊瑚菜種子產量比較

由表1可知，不同采收時間的珊瑚菜種子結實率、莢果長、莢果寬和產量均差異顯著。不同采收時間的莢果結實率以T4處理的最高，為88.29%，T3處理的次之，T1處理的最低，為75.13%;不同采收時間的莢果長與結實率表現相同的變化趨勢，T4處理的莢果長最長，為11.75 mm，T3處理的次之，T1處理的最短，為9.74 mm;不同采收時間的莢果寬以T4處理的最寬，為8.52 mm，T3處理的次之，T1處理的最窄，僅為7.42 mm;不同采收時間的珊瑚菜種子產量以T3處理的最高，為888.71 kg/hm2，T2處理的次之，T4處理的最低，僅為706.69 kg/hm2。

2.2 不同采收時間的珊瑚菜種子質量分析

由表2可知，不同采收時間種子的含水率、千粒質量和發芽率均差異顯著。含水率以T1處理的46.18%最高，其次為T2處理的29.53%，以T4處理的8.06%最低;千粒質量以T4處理的21.55 g最高，其次為T3處理的20.41 g，兩者差異不顯著，但顯著高于其他采收時間，T1處理的13.11 g最低;不同采收時間種子的發芽率與千粒質量表現相同的變化趨勢，發芽率以T4處理的65.67%最高，其次是T3處理的63.39%，兩者差異不顯著，但顯著高于其他采收時間，T1處理的最低，僅為22.64%。

2.3 不同采收時間珊瑚菜種子的酶活性分析

由表3可知，不同采收時間的珊瑚菜種子SOD活性以T4處理的139.37 U/g最高，其次是T3處理的134.52 U/g，兩者差異不顯著，但顯著高于其他采收時間，以T1處理的51.08 U/g最低;不同采收時間的珊瑚菜種子POD和CAT活性表現出相同的變化趨勢，不同采收時間的珊瑚菜種子POD活性以T4處理的541.24 U/g最高，其次是T3處理的539.68 U/g，兩者差異不顯著，但顯著高于其他采收時間，以T1處理的332.53 U/g最低;不同采收時間的珊瑚菜種子CAT活性以T4處理的58.78 U/g最高，其次是T3處理的56.95 U/g，兩者差異不顯著，但顯著高于其他采收時間，以T1處理的31.48 U/g最低。

2.4 不同采收時間珊瑚菜種子的內源激素含量分析

由表4可知，不同采收時間的珊瑚菜種子ABA、GA3和ZR含量均呈逐漸下降的變化趨勢，IAA含量呈先上升后下降的變化趨勢。不同采收時間的珊瑚菜種子ABA含量以T1處理的234.37 ng/g最高，顯著高于其他采收時間，以T4處理的 79.54 ng/g 最低;不同采收時間的珊瑚菜種子IAA含量以T2處理的52.82 ng/g最高，顯著高于其他采收時間，以T1處理的17.45 ng/g最低;不同采收時間的珊瑚菜種子GA3含量以T1處理的 9.13 ng/g 最高，顯著高于其他采收時間的，以T4處理的5.79 ng/g最低;不同采收時間的珊瑚菜種子ZR含量以T1處理的11.10 ng/g最高，顯著高于其他采收時間，以T4處理的7.21 ng/g最低。

3 討論與結論

藥用植物因品種、生長環境、栽培技術和產地等因素的不同使藥材種子的最佳采收期也不相同。關于不同采收時間對種子質量的影響，唐曉敏等對金錢草種子適宜采收期的研究表明，單株產量從盛花期10～35 d表現為先增加后減少的變化趨勢，在 30 d 達到最大值13.07 g，且種子質量表現為逐漸上升的變化趨勢[9]。可見，確定藥材種子合理的采收時間有利于提高藥材種子的產量和質量。目前，關于不同采收時間對珊瑚菜種子產量及質量的研究未見報道。本試驗研究了不同采收時間珊瑚菜種子的產量和質量，結果表明：隨著采收時間的推遲，種子結實率、莢果長和莢果寬均表現為逐漸升高至平穩的變化趨勢，以T4處理的最高，分別為88.29%、11.75 mm、8.52 mm;種子的產量表現為先增高后降低的變化趨勢，以T3處理的最高，為888.71 kg/hm2。種子含水率逐漸降低，T4處理的含水率最低，為8.06%。種子千粒質量和發芽率均呈逐漸上升的趨勢，T4處理的種子千粒質量和發芽率均最高，分別為21.55 g、65.67%，但與T3處理的差異不顯著。本試驗研究結果與唐曉敏等對金錢草種子的研究結果[9]基本相符。明確珊瑚菜種子適宜的采收時間，可為珊瑚菜留種田選擇適宜生長周期的間作作物提供理論依據。

關于種子發育過程中生理指標的變化，嚴福林等對黔產南沙參（Adenophora tetraphylla）種子適宜采收期的研究表明，在一定時期內，種子的SOD和POD活性等指標隨采收時間的推移呈上升的變化趨勢[10]。郭宇等對西瓜種子不同發育時期內源激素含量變化的研究表明，2個品系西瓜的不同發育階段種子內IAA含量呈先下降后上升再下降的變化趨勢;ABA含量在開花后的8～12 d均迅速上升，至18 d時達到峰值，在22 d后種子趨于成熟時，ABA的含量則有所降低，待種子完全成熟時，ABA含量維持在一個相對平穩的狀態;ZR和GA3含量均呈先上升后下降的變化趨勢[11]。目前，關于不同采收時間珊瑚菜種子生理指標的變化未見報道，本試驗對不同采收時間珊瑚菜種子生理指標變化的研究表明：珊瑚菜種子的SOD、POD和CAT活性隨采收時間的推遲均表現逐漸增高的變化趨勢，以T4處理的活性最高，分別為139.37、541.24、58.78 U/g，但與T3處理的差異不顯著。另外，本試驗結果還表明：珊瑚菜種子的ABA、GA3和ZR含量隨采收時間的推遲均呈逐漸下降的變化趨勢，均以T4處理的含量最低，分別為79.54、5.79、7.21 ng/g;IAA含量呈先上升后下降的變化趨勢，以T2處理的最高，為52.82 ng/g。本試驗研究結果揭示了珊瑚菜種子發育過程中3種保護酶活性的變化趨勢，并可為揭示珊瑚菜種子發育過程中激素調節機制提供參考依據。

綜上，從珊瑚菜種子的產量和質量及生理指標綜合考慮，河北安國及周邊地區珊瑚菜種子適宜采收時間為6月25日。確定珊瑚菜種子適宜的采收時間，為河北安國及周邊地區珊瑚菜種子時期采收以實現良種繁育和人工種植推廣提供理論依據。另外，有關如何提高采收后珊瑚菜種子的質量研究較少，不同調節劑對珊瑚菜種子發芽率及內含物質變化的影響有待進一步研究。

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