赤芍種子休眠解除方法的優化

穆贏通， 張曉明， 樊東昌， 呂麗娟， 李曉杰， 王俊杰

(內蒙古農業大學草原與資源環境學院， 呼和浩特 010019)

赤芍為毛茛科植物芍藥(PaeonialactifloraPalL)或川赤芍(PaeoniaveitchiiLynch)的干燥根。苦，微寒,歸肝經。赤芍是著名野生地道中藥材，有清熱涼血，散瘀止痛的功效[1]，應用歷史悠久，用量較大、用途廣泛且需求較為剛性，每年都有較大數量的出口。赤芍繁殖方式分為無性繁殖和種子繁殖。無性繁殖以分根繁殖為主，但3～5年才可分株一次[2]，雖可以保持母本的優良性狀，但繁殖系數低，種子繁殖一方面是獲得新品種的主要手段，一方面又是無性繁殖的基礎。赤芍種子具有上下胚軸雙休眠的特性，從播種到出苗需要7～8個月，給赤芍的種子繁殖造成了極大的困擾[3]。赤芍出苗需要經過兩個階段，首先需要解除下胚軸的休眠，然后待根長到一定的長度再解除上胚軸的休眠。

李秀珍等[4]、楊洋[5]、孫曉梅等[6-7]、董召陽[8]都采用了先化學試劑浸泡再沙藏的綜合處理方法來解除下胚軸的休眠，但對沙藏的環境(溫度和濕度)沒有經過深入研究。在解除芍藥種子上胚軸休眠的過程中孫曉梅[6]、謝軍[9]發現，芍藥種子根長大于3 cm時上胚軸休眠更易被打破。但袁燕波等[10]研究發現，芍藥種子根長小于3 cm時上胚軸休眠更易打破。因此本實驗旨在探討沙藏環境、種子大小、化學試劑浸泡對解除赤芍種子下胚軸休眠的影響，在上胚軸休眠解除實驗中，研究主根長度、赤霉素浸泡時間對上胚軸休眠解除的影響，以期為赤芍種子休眠解除方法和機理的研究提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

供試的赤芍種子為2018年6月在呼倫貝爾采集的野生種子，千粒重120.03 g，含水量12.3%。

1.2 實驗方法

1.2.1相關指標測試

種子重的測定采用百粒法，種子含水量的測定采用重量法；種子生根率測定參考李秀珍等[4]的方法。

1.2.2催根實驗

實驗剔除在水中漂浮的種子，然后選取10種處理方法(見表1)來進行催根實驗，實驗所用沙子均高溫殺菌。

表1 不同處理方法

在上述實驗的基礎上，設置兩個因素沙藏水分和種子大小。沙藏水分為10.5%、16.5%、20.5%，按重量把種子分為大(0.117～0.165 g)、中(0.067～0.116 g)、小(0.020～0.066 g)三個等級。沙藏溫度為20 ℃。30 d后統計生根率。根長達到種子的一半(約0.4 cm)視為出根，統計根長4～5 cm種子所占比例。

1.2.3出苗實驗

催根采取雙因素實驗。根長(0.4～1 cm、1～4 cm、4～5 cm)。赤霉素濃度為300 mg/L。赤霉素浸泡時間(6 h、12 h、24 h、48 h)一共24個處理。每個處理3個重復,每個重復30粒種子。種植在花盆中，土為花卉營養土，置于室溫下，統計出苗種子數。

1.2.4數據處理

數據處理采用SAS 9.0、DPS 7.5軟件進行分析，表格處理采用Word 2016軟件。

2 結果與分析

2.1 不同處理對赤芍種子生根的影響

赤霉素在種子發育過程中起到重要的作用，濃硫酸具有腐蝕性可以腐化種皮。對10個處理赤芍種子出苗率進行方差分析，結果(表2)表明，沙藏前對赤芍種子進行赤霉素和60%硫酸處理可以提高赤芍種子生根率，縮短赤芍種子生根時間。此外，赤芍種子下胚軸的生長對溫度十分敏感。5 ℃和10 ℃低溫沙藏均不能解除赤芍種子的下胚軸休眠。15 ℃、20 ℃、25 ℃的暖溫沙藏可以解決赤芍種子的下胚軸休眠。20 ℃為赤芍種子下胚軸休眠解除的最適溫度。在20 ℃沙藏下赤芍種子的發芽率最高(72.45%)，且生根最快(為15 d)。

表2 不同處理的生根效果

2.2 沙藏水分和種子大小對赤芍種子生根的影響

沙子的含水量會影響赤芍種子的呼吸，種子自身的大小可以從側面反映種子的營養物質含量和成熟度。不同大小的赤芍種子均在沙子含水量為16.5%的情況下發芽率最高。赤芍種子重量低于0.067 g(小種子)時，發芽率顯著下降。在沙子含水量為20%時大種子的發芽率低于中種子，其余含水量下，大種子發芽率最高(表3)。

表3 不同沙藏濕度和種子大小對芍藥種子生根的影響

2.3 沙藏濕度和種子大小對赤芍種子根長的影響

30 d后觀察發現赤芍種子根最長可達5 cm，對不同處理下胚根為4～5 cm的種子進行統計，發現在沙子含水量為16.5%的情況下，無論種子大小，胚根長為4～5 cm的種子所占比例最大。當赤芍種子重量低于0.067 g(小種子)時，胚根為4～5 cm的種子所占比例會顯著下降。沙子含水量為20%的條件下沒有4～5 cm根長的種子(表4)。

表4 不同沙藏濕度和種子大小對芍藥種子根長的影響

2.4 根長及赤霉素浸泡時間對出苗的影響

在根長為4～5 cm時用300 mg/L的赤霉素溶液浸泡12 h出苗率最好，為100%。在根長為0.4～1 cm時用赤霉素浸泡效果不明顯。在根長相同的情況下，隨著浸泡時間的加長出苗率先增高后降低，12 h為最好。赤霉素長時間浸泡根會對根造成傷害，此外在根長為1～4 cm時不同浸泡時間的出苗率差異不大(表5)。

表5 不同根長和赤霉素浸泡時間對芍藥種子出苗的影響

3 討 論

在赤芍種子下胚軸休眠解除實驗中，發現赤芍種子下胚軸的生長對溫度十分敏感。低溫不能解除下胚軸的休眠，暖溫才能解除下胚軸的休眠。這與楊洋[5]、謝軍[9]研究結果一致。沙藏前對赤芍種子進行赤霉素、濃硫酸浸種，能提高赤芍種子的發芽率，縮短發芽時間，這與孫曉梅等[6]研究結果一致。此外種子大小和沙子含水量也會影響赤芍種子下胚軸休眠的解除。在赤芍種子上胚軸休眠解除實驗中，發現隨著根的增長用赤霉素浸泡效果越來越好，根長大于4 cm時用赤霉素處理效果最好，這與孫曉梅等[6]、謝軍[9]的研究結果一致，與袁燕波等[10]研究結果相反。赤霉素長時間浸泡根會對根造成傷害，浸泡12 h最合適。種子大小影響下胚軸生長的內在機制，以及胚根長度影響上胚軸的機制還需進一步研究。

4 結 論

1) 赤芍種子休眠解除最適溫度為20 ℃，最適沙子含水量為16.5%；

2) 單粒種子重量低于0.067 g時赤芍種子生根率顯著下降；

3) 赤芍種子根長大于4 cm時用300 mg/L的赤霉素浸泡12 h能完全解除上胚軸休眠。