不同種質野菊種子的質量研究

池蓮鋒， 魏 民， 李建領， 許 雷， 魏偉鋒， 劉三波， 韓正洲， 劉暉暉

(1.華潤三九醫藥股份有限公司， 廣東 深圳 518110；2.華潤三九(黃石)藥業有限公司， 湖北 黃石 435000)

野菊(ChrysanthemumindicumL.)為菊科菊屬多年生宿根植物，廣布于東北、華北、華中、華南及西南各地[1]，其干燥頭狀花序野菊花(ChrysanthemiIndiciFlos)為大宗常用中藥材，富含黃酮類、有機酸類、揮發油類等化學成分[2-3]，具有抗菌消炎、抗流感、保護心血管系統等多種藥理作用[4]。

近年來隨著市場需求量與日俱增，人工栽培野菊面積不斷擴大。而目前野菊栽培種源混雜、種質不清，這一方面與我國立法規范《中藥材種子種苗管理辦法》的理念背道而馳，另一方面難以保證藥材質量的穩定、可控。韓正洲等[5]、樊高潔等[6]通過UPLC-Q-TOF/MS技術的代謝組學方法對栽培與野生野菊花的代謝輪廓及化學成分進行了分析，結果顯示差異明顯，表明兩者在化學成分上存在明顯差異。種子是植物生存、繁殖及躲避不良環境因子而保持基因延續的一種形式，是植物進行有性生殖最重要器官，其質量優劣直接影響植物產量和質量[7-9]。種質是影響種子質量最為穩定和重要的因素，不同種質藥材種子質量存在很大差異[10-11]。目前對野菊種子生物學特性、種子引發等研究較多，鄭昊芳等[12]明確了野菊種子適宜發芽條件；李文鶴等[13]研究了PEG-6000處理對野菊種子萌發期抗旱性的影響；朱艷霞等[14]分析了野菊花種子人工老化過程的活力變化及PEG引發對種子活力的影響。但對不同種質野菊種子的質量研究鮮有報道。

本研究通過對不同種質野菊種子質量進行研究，探討貯藏溫度對野菊種子發芽率影響，以期為野菊品種選育和優質種子生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

收集湖北大悟、陽新、羅田、河南潢川等4份野生野菊，經郭巧生教授鑒定為野菊(ChrysanthemumindicumL.)，種植于湖北陽新野菊種質圃，每個野菊種植面積20 m2，常規管理，待不同野菊種子成熟時采樣測定種子質量。

1.2 測定指標、方法

1.2.1種子形態觀察及千粒重、凈度、含水量測定

外觀形態觀察：利用體式顯微鏡(OLYMPUS SZX 61 體式顯微鏡)對野菊種子進行拍照觀察并測量種子長度、寬度。

千粒重、凈度、含水量測定：取凈度測定后不同種質野菊種子，采用百粒法和烘干減重法分別測定種子千粒重與含水量，重復3次，計算平均值。

1.2.2種子萌發試驗

種子經0.1% KMnO4消毒1 min，40 ℃溫水浸種30 min后[17]，隨機取50粒均置于已消毒鋪有濾紙的培養皿中，25 ℃恒溫培養箱培養，重復3次，每天統計種子發芽粒數，計算種子發芽率、發芽勢及發芽指數。

其中：Gt表示第t天時的發芽粒數，Dt表示相應的發芽天數。

1.2.3種子貯藏處理

采用湖北陽新產業化野菊種子進行貯藏處理，取適量種子密封于紙袋中，置于室溫、4 ℃、-20 ℃、-80 ℃，分別于貯藏0個月、3個月、6個月、9個月時測定種子發芽率。

1.3 統計分析

采用Excel 2010和SPSS 21軟件進行數據處理及統計分析，采用一般線性模型分析種子發芽率。

2 結果與分析

2.1 野菊種質基本信息

大別山區為野菊花傳統主產區，資源豐富。4份野菊種質采集地分別為湖北大悟、陽新、羅田及河南潢川，野菊種質同質圃物候期觀測表明，不同野菊種質開花期及種子成熟期不同，以種質Ⅱ開花結實最早，以種質Ⅲ開花結實最晚，詳細信息見表1。

表1 野菊種質信息基本情況

2.2 野菊種子形態觀察及千粒重

不同種質野菊種子形態結構基本相同，均為瘦果，長卵圓形，扁平，表面褐色或黑褐色。頂端漸狹，基部鈍圓且偏向一邊彎曲，表面具有多條明顯的縱棱，其中3～4條尤為明顯，棱線從基部射出，收束于頂端。種子頂端與基部分別具有黃色或白色向內凹陷的黏質物，頂端為花冠、花萼著生的位置，基部生長于花盤上。從圖1中可以看出，種質Ⅲ體型較為碩大、飽滿，種質Ⅱ較為狹長，種質Ⅰ和種質Ⅳ比較相似，偏向卵圓形。

圖1 不同種質野菊種子形態

不同種質野菊種子在種子大小方面差異較大(表2)。野菊種子長度種質Ⅲ>種質Ⅱ>種質Ⅳ>種質Ⅰ，種子寬度種質Ⅲ>種質Ⅳ>種質Ⅱ>種質Ⅰ，其中種質Ⅲ種子長度和寬度為1.34 mm和0.58 mm；較最小種質Ⅰ長12.6%和寬20.8%，差異顯著。不同種質野菊種子千粒重差異顯著，千粒重種質Ⅲ>種質Ⅳ>種質Ⅱ>種質Ⅰ，其中種質Ⅲ千粒重0.157 2 g，較種質Ⅰ千粒重高80.1%。

表2 不同種質野菊種子性狀及千粒重差異(n=20)

2.3 不同野菊種質種子質量性狀

不同野菊種質種子質量性狀差異顯著(表3)。種子凈度以種質Ⅲ最高，為96.87%，種質Ⅰ最低，為85.90%。不同種質野菊種子發芽率種質Ⅲ>種質Ⅳ>種質Ⅱ>種質Ⅰ，其中種質Ⅲ發芽率為94.67%，較種質Ⅰ發芽率高46.4%，差異顯著；發芽勢和發芽指數均為種質Ⅲ>種質Ⅱ>種質Ⅳ>種質Ⅰ，種質Ⅲ發芽勢顯著高于其他種質，不同種質野菊種子含水量在8.90%～10.24%之間。

表3 不同種質野菊種子發芽分析

2.4 野菊種子發芽時間響應

不同種質野菊種子發芽時間響應不同，但發芽時滯均為2 d，6 d基本完成種子萌發(圖2)。不同種質單日發芽粒數有較大差異，各種質以播種后第2天單日發芽粒數最高，其中種質Ⅲ第2天平均發芽粒數43.7粒，占總發芽量的87.4%；較種質Ⅰ第2天平均發芽粒數高133.7%。

圖2 不同種質野菊種子發芽時間響應

2.5 不同貯藏溫度種子發芽率動態分析

貯藏溫度對野菊種子發芽率影響顯著，低溫貯藏能顯著提升野菊種子發芽率(圖3)。常溫條件下，貯藏種子發芽率迅速降低，3個月后發芽率降為54.7%，降幅35.1%，貯藏 6個月后種子幾乎不發芽。4 ℃、-20 ℃、-80 ℃貯藏野菊種子發芽率下降緩慢，貯藏半年后發芽率分別為82.0%、79.3%、75.3%；6個月后開始迅速下降，貯藏9個月后發芽率分別為50.0%、51.3%、30.7%。

圖3 不同貯藏溫度野菊種子發芽率動態分析

隨著貯藏時間增加，種子發芽率不斷降低，不同貯藏時間發芽率差異顯著(p<0.001)；溫度不同，種子發芽率不同，不同處理間種子發芽率差異顯著(p<0.001)；貯藏溫度、時間不同，種子發芽率不同，貯藏時間與貯藏溫度存在交互效應(p<0.001)。

表4 不同貯藏溫度野菊種子發芽率顯著性分析

3 結論與討論

種子是農業的基礎和根本，種質是影響種子質量最為重要的因素之一，種質資源越多，遺傳多樣性越豐富，選育優良新品種可能性越高[15]。現已了解野菊屬于廣布種，全國各地均有分布，而本試驗野菊來源僅限于大別山區，在較小范圍內雖然不同種質野菊種子外觀形態基本相同，但在種子長度、寬度、千粒重、凈度、發芽率、發芽勢、發芽指數方面差異顯著。由此表明，野菊種質存在較為豐富的遺傳多樣性。目前，已有藥用地黃、鐵棍山藥等中藥材對優良種質進行篩選獲得優良品種[16-17]，以此繁育出優質種子，因此，有必要進一步對野菊種質資源進行調查、收集建立種質圃，為野菊良種選育奠定基礎。

種子貯藏是農業生產中重要環節，貯藏溫度對種子壽命有重要影響，低溫貯藏是目前種子保存最為有效的方法[18]。大量研究結果顯示，低溫貯藏能實現植物種質資源的中長期保存，保持遺傳信息相對穩定[19-20]。本試驗常溫貯藏條件下野菊種子發芽率迅速降低，貯藏半年后種子幾乎無活力，這可能與種子細小，養分儲備少，且呼吸和代謝活動較強有關。低溫貯藏能顯著延長野菊種子發芽率，4 ℃、-20 ℃貯藏9個月后發芽率分別為50.0%、51.3%，顯著高于-80 ℃種子發芽率(30.7%)，這可能與貯藏野菊種子含水量較高，超低溫條件下種子容易死亡有關[21]。