中藥甘松種子的萌發特性

劉凱凱， 田國慶， 張福強， 王二歡， 馬存德， 劉林軍， 李方剛， 任振麗

(1.山東步長制藥股份有限公司， 山東 菏澤 274000； 2.陜西步長制藥有限公司， 陜西 咸陽 712000)

中藥甘松為敗醬科植物甘松(NardostachysjatamansiDC.)的干燥根、莖，其性辛、甘，溫，無毒，歸脾、胃經。具有理氣止痛，開郁醒脾的功效。內服用于脘腹脹滿、食欲不振、嘔吐；外用可治療牙痛、腳腫[1]。甘松藥用歷史悠久，是中醫臨床常用藥材，也是古印度尤納尼和阿育吠陀醫學體系的常用品種[2-3]。野生甘松生長在海拔2 600～5 000 m的高原草地、灌木叢，主要分布在我國四川、西藏、甘肅、青海等省份的藏區，生長周期較長，野生資源一旦破壞需要多年才能恢復。

近年來，甘松除藥用外，在食品和化妝品領域也被廣泛應用，市場需求量不斷增大，無序采挖使野生資源遭到嚴重破壞。如何保護和恢復甘松資源是當前急需解決的問題。人工栽培和野生撫育是中藥資源保護的常用方法，而甘松種子萌發研究是實現人工栽培和野生撫育的基礎。目前，對于甘松的研究多集中在生藥學和藥理學領域[4-6]，尚未發現甘松種子萌發研究的相關報道。因此，開展甘松種子萌發研究的意義重大。為探索甘松種子的萌發特性，本試驗對其發芽床、溫度、光照、基質含水量和消毒浸種進行研究，以期為甘松人工栽培和野生撫育提供一定的實踐參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為甘松種子，于2020年7月采自甘肅省宕昌縣步長甘松試驗田，種子采收后陰干，去除雜質，置于4 ℃冰箱中保存待用，10月份選取健康飽滿的甘松種子進行試驗。

1.2 試驗方法

1.2.1種子特性測定

種子形態：從樣品中隨機取100粒健康甘松種子，觀察甘松種子形態、色澤及表面特征，并測定種子的長度(不計入萼齒)和寬度，確定種子大小范圍。

種子千粒重：采用千粒法測定甘松種子千粒重，重復3次。

種子含水量：取甘松種子10 g，采用高溫烘干法對種子含水量進行測定，重復3次。

種子生活力：取甘松種子50粒，采用氯化三苯基四氮唑法(TTC法)測定種子生活力，重復3次。

1.2.2種子吸水率測定

取50粒甘松種子用天平(1/10 000)測定初始質量，然后置于燒杯中，加入50 mL蒸餾水，分別于1、2、4、6、10、18、24、32、48 h取出種子，用吸水紙吸干種子表面水分，精密稱重，重復3次。 按下列公式計算種子吸水率。

吸水率(%)=[(種子吸水后質量-初始質量)/初始質量]×100%。

1.2.3單因素試驗

發芽床試驗：分別以紗布、濾紙(雙層)、蛭石、河沙和脫脂棉作為發芽床，進行發芽試驗，每個處理50粒，重復3次，測定種子萌發參數。

溫度試驗：分別設15、20、25、30 ℃恒溫處理進行發芽試驗，每個處理50粒，重復3次，測定種子萌發參數。

光照試驗：設置培養箱每天光照時間為0、12、24 h三個處理進行發芽試驗，每個處理50粒，重復3次，測定種子萌發參數。

基質含水量試驗：采用王璐瑤[7]的方法以烘干至恒重的細沙30 g為發芽床(厚約0.5 cm)，分別加入1.5、3、6、9 mL蒸餾水，使細沙含水量為5%、10%、20%、30%。每天稱量培養皿，補充因蒸發損失的水分，保持恒定的含水量。每個處理50粒，重復3次，測定種子萌發參數。

細沙含水量=(水的質量/干沙的質量)×100%。

1.2.44種消毒試劑不同浸種時間對甘松種子萌發的影響

甘松種子先用蒸餾水浸泡24 h，以其為對照(ck)，然后在0.5%KMnO4、75%C2H5OH、3%H2O2、4%NaClO溶液中分別浸泡10、20、30 min，并用蒸餾水沖洗干凈，測定其發芽率和霉變率，每處理50粒種子，重復3次。

霉變率(%)=(14 d種子發霉數/供試種子數)×100%。

1.3 發芽參數測定

每日定時統計甘松種子發芽數，測定發芽勢、發芽率和發芽指數。計算公式如下：

發芽勢(%)=(7 d種子發芽數/供試種子數)×100%；

發芽率(%)=(14 d萌發種子數/供試種子數)×100%；

發芽指數=∑Gt/Dt(Gt為時間t的發芽數，Dt為相應的發芽天數)。

1.4 數據處理

采用Excel 2019軟件進行數據處理，DPS 7.05軟件進行單因素方差分析，采用Origin 2018軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 甘松種子特性

如圖1所示甘松種子為倒卵形，3室中1室發育為瘦果(由于3室難以分離，生產中將整個果實視為一粒種子)；上端伴有小萼齒，腹部隆起，下端稍尖；背面突起呈橢圓狀，腹面略平，中間有1條腹溝，腹溝貫穿整個腹部，種色為灰褐色；種子長(4.59±0.43)mm，寬(2.68±0.34)mm；種子千粒重為(6.08±0.06)g；含水量為(11.05±0.41)%；生活力為(69.33±3.06)%。

圖1 甘松種子

2.2 甘松種子吸水率

由圖2可看出，甘松種子前4 h快速吸水，4 h時種子吸水率達51.22%，4～24 h吸水速率逐漸變緩，24 h時種子吸水率達90.12%。24 h后趨于穩定，基本達到飽和狀態。可以看出，甘松種子具有良好的吸水性。

圖2 甘松種子吸水率

2.3 單因素試驗

2.3.1發芽床對甘松種子萌發的影響

由表1可見，不同發芽床的發芽率、發芽勢和發芽指數差異較大。5種發芽床的發芽率在41.33%～52.00%之間，發芽勢在29.33%～41.33%之間，其中河沙的發芽率和發芽勢均最高，而雙層濾紙、蛭石、河沙和脫脂棉處理之間的發芽指數無顯著性差異，但均顯著高于紗布。綜合分析，選用河沙作為甘松種子的發芽床最為適宜。

表1 發芽床對甘松種子萌發的影響

2.3.2溫度對甘松種子萌發的影響

由表2可以看出，甘松種子不同溫度下的發芽率、發芽勢和發芽指數均不同。發芽率、發芽勢和發芽指數在25 ℃條件下均為最高，20 ℃和30 ℃次之，15 ℃最低。但在20 ℃與25 ℃條件下種子的發芽率、發芽勢和發芽指數均無顯著性差異，表明甘松種子萌發的最適溫度區間為20～25 ℃。

表2 溫度對甘松種子萌發的影響

2.3.3光照時間對甘松種子萌發的影響

由表3可以看出，甘松種子在12 h光照條件下發芽率、發芽勢和發芽指數最高，分別為55.33%、40.00%和5.51。12 h光照比0 h光照的發芽率高4.66%，比24 h全光照的發芽率高7.33%，但三種光照條件下的發芽率和發芽指數無顯著性差異，說明光照時間過短或過長都會降低其萌發率，但對種子出苗整齊度和發芽能力影響不大。

表3 光照時間對甘松種子萌發的影響

2.3.4基質含水量對甘松種子萌發的影響

由表4可知，隨著基質含水量的增加，發芽率、發芽勢和發芽指數表現為先增后降的趨勢。其中10%基質含水量的發芽率、發芽勢和發芽指數最高，分別為54.00%、38.67%和5.08。10%與20%基質含水量的發芽率、發芽勢和發芽指數均無顯著性差異，但顯著高于其他處理。因此，適宜甘松種子萌發的基質含水量為10%～20%。

表4 基質含水量對甘松種子萌發的影響

2.4 4種消毒試劑不同浸種時間對甘松種子萌發的影響

2.4.1甘松種子發芽率

由圖3可知，甘松種子在4種溶液中不同浸種時間的發芽率差異較大。在75%C2H5OH和3%H2O2處理中，發芽率隨著浸種時間增加而減小。兩者浸種10 min處理的發芽率最高，為50.00%和58.67%，比ck的發芽率高10.00%和18.67%。在0.5%KMnO4處理中，浸種30 min的發芽率顯著高于其他處理，其發芽率為58.00%，比ck的發芽率高18.00%。在4%NaClO處理中，發芽率隨著浸種時間增加表現為先增大后減小的趨勢，浸種20 min的發芽率最高，為50.00%，比ck的發芽率高10.00%。相比之下，甘松種子在3%H2O2浸種10 min或0.5%KMnO4浸種30 min的發芽率更高，因此，選用這兩種方式進行浸種，有利于甘松種子的萌發。

注：圖中不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05)。下同。圖3 甘松種子在不同消毒溶液和浸種時間的發芽率

2.4.2甘松種子霉變率

由圖4可知，甘松種子的霉變率在4種消毒溶液浸種后均顯著降低，且隨著浸種時間的增加而減小。在3% H2O2和4%NaClO處理中，三種浸種時間的霉變率無顯著性差異，浸種30 min的霉變率最低，為8.67%和9.33%，比ck的霉變率分別降低了16.66%和16.00%。在0.5%KMnO4和75%C2H5OH處理中，浸種30 min處理的霉變率最低，為10.00%和7.33%，比ck的霉變率降低了15.33%和18.00%。

圖4 甘松種子在不同消毒溶液和浸種時間的霉變率

3 結論與討論

影響種子萌發的因素可分為內部生理因素和外部環境因素兩大類，不同植物影響其種子萌發的因素不同[8-9]。就內部生理因素而言，甘松種子為小粒瘦果，吸水性較好，24 h基本達到吸水飽和，不存在種皮萌發障礙。但健康飽滿的甘松種子三室中一室發育，生活力僅為69.33%，說明甘松種子成熟比例不高，部分種子未達到生理成熟。這可能與甘松的生長環境有關，甘松生長在高原草地，每年生長期較短，種子成熟期間惡劣天氣較多，易造成種子的成熟度不高，怎樣提高甘松種子成熟度是下一步要研究的重點問題。

溫度、光照、水分等外部環境因素對種子萌發也有很大影響[10-12]。溫度影響植物體內的酶活性，適宜的溫度才能促使種子萌發[13]。在本試驗中，通過對影響甘松種子萌發的幾個重要因素進行單因素分析，發現溫度對種子萌發的影響最大，在20～25 ℃時種子的發芽率和整齊度較高，溫度過高或過低都會影響甘松種子的萌發。水分是影響種子萌發的關鍵生態因素[14]，隨著基質含水量的增加，甘松種子的發芽率和整齊度表現為先高后低的趨勢。適宜種子萌發的含水量為10%～20%，缺乏水分或水分過多都不利于甘松種子的萌發，尤其在水分過多時，甘松種子萌發受到嚴重抑制。保水透氣的發芽床能夠促進種子萌發，種子在不同發芽床萌發的效果不同[15]。本試驗中不同發芽床的發芽率在41.33%～52.00%之間，差異較大，其中河沙的發芽率最高，適宜作為甘松種子的發芽床。光照對于甘松種子的萌發也有較大影響[16]，光照12 h種子的發芽率、發芽勢和發芽指數均高于光照0 h或24 h。除了上述外界環境因素外，還發現消毒試劑浸種不但可以降低甘松種子的霉變率，還能影響其發芽率。甘松種子在3%H2O2溶液中浸種10 min或在0.5%KMnO4溶液中浸種30 min均能顯著提高發芽率。

綜上，不同滅菌方式及不同濃度梯度的PEG處理玉米后，主要影響著玉米萌發過程中的發芽指數和處理6 d后的發芽率。。