解除薰衣草種子休眠機(jī)制及應(yīng)用研究進(jìn)展

李沛檑 劉垠澤 吳恒梅

(佳木斯大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007)

薰衣草(Lavandulaangustifolia)為唇形科(Labiatae)薰衣草屬(Lavandula)，原產(chǎn)于地中海地區(qū)，多年生草本植物或天然芳香植物[1]，具有良好的醫(yī)療、食品、環(huán)境、化工等實(shí)用價(jià)值。薰衣草的香味能有效阻止飛蛾和蒼蠅，薰衣草精油可用于香水、化妝品和家用化學(xué)品[2]。現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，薰衣草具有抑制作用，尤其是對(duì)葡萄球菌、鏈球菌和八疊球菌，并有消散寒氣，燥濕止痛的功效，作藥材主要用于治療胸腹脹滿、關(guān)節(jié)骨痛等癥狀。本文對(duì)薰衣草種子休眠機(jī)制、休眠破除機(jī)制及應(yīng)用進(jìn)行了闡述，為進(jìn)一步研究提供依據(jù)。

1 種子休眠機(jī)制

Baskin & Baskin system把休眠劃分為5種類型：生理休眠，即由種子內(nèi)部休眠器官和非休眠器官的激素、萌發(fā)抑制物質(zhì)和其它狀況引起的休眠；形態(tài)休眠，即種子的胚小未發(fā)育，即子葉和下胚軸已經(jīng)可以區(qū)分；形態(tài)生理休眠，即種子有未發(fā)育的胚和生理成分的休眠；物理休眠，即因?yàn)榉N皮的一層或者多層不透水的柵欄細(xì)胞所引起的休眠；綜合休眠，即種子的種皮不透水。李亞濤[3]發(fā)現(xiàn)，薰衣草種子的休眠可能是種皮中存在的萌發(fā)抑制物質(zhì)所引起的休眠，屬于生理休眠。Baskin[4]認(rèn)為，在所有的休眠類型中，淺生理休眠的種子的離體胚能長(zhǎng)成正常的幼苗，而且切割處理能打破休眠，因此這兩種薰衣草種子可能屬于淺生理休眠。賈永華[5]認(rèn)為，薰衣草種皮浸提液對(duì)白菜種子萌發(fā)無明顯影響，但胚乳浸提液對(duì)其萌發(fā)有抑制作用。兩位學(xué)者分析出現(xiàn)差異可能是由于薰衣草品種不同得出的結(jié)果也就不同，但結(jié)果都表明萌發(fā)抑制物的存在，其也是我國薰衣草種子休眠的主要原因之一。

2 種子休眠解除的研究

對(duì)于薰衣草種子休眠的原因，人們提出了一些休眠釋放和促進(jìn)萌發(fā)的方法，包括促進(jìn)酶活性和降低種子中抑制劑活性等方面。目前，最常用主要是赤霉素(GA3)處理法。

2.1 浸種處理

2.1.1 GA3處理

GA3可作為一種植物生長(zhǎng)激素，具有打破種子休眠的作用，可能是由于誘導(dǎo)了種子內(nèi)α-淀粉酶、蛋白酶和其它水解酶的合成，催化降解物質(zhì)儲(chǔ)存在胚胎生長(zhǎng)所需的種子。同時(shí)可促進(jìn)植物細(xì)胞生長(zhǎng)，莖的生長(zhǎng)，葉的生長(zhǎng)等。于進(jìn)英[6]等發(fā)現(xiàn)，100mg·L-1的GA3處理真薰衣草種子24h和500mg·L-1的GA3處理真薰衣草種子6h能明顯的提高真薰衣草種子的萌發(fā)率。李亞濤等[7]得出，100～400mg·L-1的GA3浸種24h處理，高濃度500～1500mg·L-1浸種6～24h處理均可有效打破薰衣草種子休眠。馮美等[8]經(jīng)300mg·L-1的赤霉素處理法國薰衣草種子效果最好。陳麗娟等[9]報(bào)道，GA3濃度為200mol·L-1，浸種8h，狹葉薰衣草種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率分別是對(duì)照的3.43倍和5.86倍。李雪萍等[10]使用300mg·L-1GA3處理薰衣草種子8h最有利于提高種子萌發(fā)率，活力種子發(fā)芽率達(dá)94.77%。李珊珊等[11]將GA3濃度為600mg·L-1處理新疆薰衣草時(shí)促進(jìn)效果最顯著。凌雷等[12]處理不同品種的薰衣草，發(fā)現(xiàn)較高濃度600mg·L-1GA3處理的出苗率較高。

2.1.2 其它浸種方式

陳麗娟等[9]得出，濃度為1.0%EMS處理8h，狹葉薰衣草種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率具有顯著的升高；以及在恒溫條件下用秋水仙素浸種，種子萌發(fā)更快，且發(fā)芽率較室溫高。李珊珊等[11]用冷水處理24h薰衣草種子幼苗生長(zhǎng)情況有明顯促進(jìn)作用。蔣興旺等[13]對(duì)大理地區(qū)種植的優(yōu)雅薰衣草(L.Ellagance)和齒葉薰衣草(L.dentada)實(shí)施無土短枝扦插，結(jié)論表明，NAA和IBA促進(jìn)生根的作用明顯。

2.2 層積處理

進(jìn)行育種研究時(shí)，常用低溫層積解除種子休眠；冷藏能提高種子的萌發(fā)能力，可能是低溫冷藏模擬了種子的越冬過程，消除阻礙種子萌發(fā)的內(nèi)在因素。于進(jìn)英等[6]得出，4℃層積20d對(duì)真薰衣草種子萌發(fā)有一定的促進(jìn)作用。李亞濤[3]通過對(duì)荷蘭種源薰衣草和伊犁種源薰衣草4℃層積進(jìn)行研究，在層積25～30d時(shí)，荷蘭種源的萌發(fā)率達(dá)到76.7%，伊犁種源的萌發(fā)率達(dá)到58%。說明4℃層積可有效打破2個(gè)種源的薰衣草種子的休眠。

3 應(yīng)用

3.1 天然香料

近年來，隨著人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)天然香料的需求也不斷增長(zhǎng)。薰衣草是當(dāng)今重要香料，其精油在市場(chǎng)上一直處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。薰衣草以其獨(dú)特的香味，廣泛應(yīng)用于化妝品和美容護(hù)理產(chǎn)品中。全株均具芳香，晾干后的植株香味仍保持不變，其香氣能醒腦明目，讓人感到舒適，也可以驅(qū)除蚊蠅。

3.2 藥用價(jià)值

3.2.1 鎮(zhèn)靜催眠

薰衣草精油被歐洲藥品管理局批準(zhǔn)為緩解焦慮和壓力的草藥。Hawken等[14]通過研究薰衣草精油對(duì)綿羊焦慮癥狀的影響發(fā)現(xiàn)，精油可有效減輕綿羊的焦慮，并具有鎮(zhèn)定和催眠的效果。薰衣草精油在芳香療法中有很多優(yōu)點(diǎn)，儲(chǔ)展明等[15]采用天然芳香植物乾薰衣草花及薰衣草香精作聞香治療心理性障礙50例，結(jié)果表明，聞香治療有效率為88%。薰衣草香聞香治療后睡眠障礙和情緒、軀體化癥狀、SCL-90(癥狀自評(píng)量表)、STAI(狀態(tài)與性格焦慮自檢量表)、腦電圖、腦血流圖均有明顯改善。薰衣草香無毒副作用。

3.2.2 抗菌抑菌

薰衣草精油具有廣譜抗菌能力，可抑制17種細(xì)菌和10種真菌的生長(zhǎng)，對(duì)金黃色葡萄球菌、單核細(xì)胞增多性李斯特菌、沙門氏菌等致病菌有很強(qiáng)的抑制作用。姜黎[16]測(cè)定了薰衣草精油抑菌區(qū)、最低抑菌濃度和最低殺菌濃度，發(fā)現(xiàn)薰衣草精油對(duì)大腸桿菌有不同的抑制作用。單孔榮等[17]用濾紙片擴(kuò)散法抑菌圈試驗(yàn)檢測(cè)薰衣草精油與羅勒精油抑菌敏感性，最后得出結(jié)論，薰衣草精油和羅勒精油對(duì)金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、痤瘡丙酸桿菌均具有持久抑菌活性，可作為痤瘡菌的天然抑菌劑。

3.2.3 其它藥用價(jià)值

薰衣草精油還能有效治療牛皮癬、皮炎和濕疹等皮膚病；芳香療法使用純天然薰衣草精油及其香味，即通過嗅覺器官，到達(dá)神經(jīng)系統(tǒng)和血液循環(huán)，達(dá)到改善身體健康的目的。同時(shí)還可改善心神不寧、睡眠質(zhì)量差等并發(fā)癥，但對(duì)重度焦慮癥則效果不明顯。此外薰衣草精油在促進(jìn)傷口愈合或減少傷口疤痕上也非常有效。楊子微[18]發(fā)現(xiàn)，薰衣草油通過改善機(jī)體血清TGF-β1，IL-10表達(dá)，調(diào)節(jié)組織內(nèi)Ⅰ/Ⅲ型前膠原的表達(dá)，有效促進(jìn)昆明小鼠深Ⅱ度燙傷創(chuàng)面愈合及抑制瘢痕形成。薰衣草也具有利尿、鈣通道阻滯的作用，并具有很好的驅(qū)蚊和殺螨效果。

3.3 其它應(yīng)用

由于需要保護(hù)香精免受外界環(huán)境條件的影響，使香精的留香時(shí)間更持久，香精微納米膠囊技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。由于納米膠囊粒度小，具有良好的靶向性、緩釋性能及低毒副作用等特性，其前景十分廣闊。鄭健琨等[19]使用微膠囊造粒儀B-395制備薰衣草精油微膠囊對(duì)影響薰衣草精油微膠囊化包埋效果的因素進(jìn)行了分析，并采用氣相色譜質(zhì)譜法對(duì)精油的包埋率進(jìn)行測(cè)定，得出薰衣草微膠囊的最佳制備參數(shù)為海藻酸鈉2.0%、明膠3.0%、殼聚糖0.10%、氯化鈣2.5%；得出結(jié)論，此條件下制備的薰衣草精油微膠囊具有較高的包埋率，減少了精油成分的揮發(fā)，拓寬了精油的應(yīng)用領(lǐng)域。余林林等[20]采用界面聚合法，以聚脲為壁材包覆薰衣草香精，制備得到薰衣草納米膠囊。

4 展望

今后，應(yīng)充分利用薰衣草資源優(yōu)勢(shì)，引進(jìn)、馴化國內(nèi)外優(yōu)良品種，著重建立科學(xué)的品種篩選規(guī)程，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)薰衣草的育種和良種更新。此外，還應(yīng)加快薰衣草品種更新和產(chǎn)品開發(fā)，建立優(yōu)良的栽培技術(shù)體系，還應(yīng)注重育種工作，因地制宜地采取不同的栽培方式，提高薰衣草精油的質(zhì)量和產(chǎn)量，并不斷開發(fā)和利用薰衣草精油的新思路，使得薰衣草藥用資源得到更好地開發(fā)和利用。建立薰衣草精油的定性、定量模型、快速識(shí)別薰衣草產(chǎn)地、品種以及是否造假情況，確保薰衣草精油的品質(zhì)。且薰衣草精油萃取率較低，今后應(yīng)加強(qiáng)薰衣草精油的提取技術(shù)，提高薰衣草精油的萃取率，使薰衣草及其精油得到更合理、高效地利用。